JPH117635A - 光ディスク用光学ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相互に種類の異なる複数の光ディスクを記録
再生するために、それぞれの光ディスクに対応した光学
系を備えている光ディスク用光学ヘッドにおいて、ピッ
クアップからの信号を取り出すための導線の数を減ら
し、ピックアップが、ディスクのトラックに高速にアク
セスするときの負荷を減少させる。また、導線にかかる
コストを減少させる。 【解決手段】 複数の光学系における受光素子のＰＤｄ
１１〜ｄ１５およびＰＤｄ２１〜ｄ２５からの出力のう
ち、同様な用途の出力同士を、相互に並列に接続する。
また、各発光素子への入力、および各受光素子からの出
力を、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４により適宜選択的に切り
換える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、仕様や規格の異な
る複数の光ディスクを記録再生、または再生するため
に、複数の光学系を有する光ディスク用光学ヘッドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクに光ビームを照射し、その反
射光を検出して光ディスクに記録されている情報を再生
する技術は、ＣＤ（Compact Disc）やＬＤ（Laser Dis
c）等として広く実用化されている。このような光ディ
スク再生装置は、半導体レーザーなどの光源から出射さ
れた光ビームを、対物レンズにより光ディスク信号面に
収束照射し、光ディスクからの反射光を光検出器で検出
することにより、光ディスクに記録されている情報を再
生する。

【０００３】このような光ディスクにおいて、その記録
密度の高密度化が図られており、従来の光ディスクとは
規格の異なる光ディスクが用いられるようになってき
た。例えば、情報が記録される単位であるピットの大き
さは、ＣＤでは０．８３μｍであるが、新しく提案され
ているＤＶＤ（Digital Video Disc）では０．４μｍに
なっている。また、情報の記録されているピットの列の
間隔であるトラックピッチは、ＣＤでは１．６μｍであ
るのに対し、ＤＶＤでは０．７４μｍに縮小されてい
る。

【０００４】光ディスク上に形成された情報記録用の微
小なピットは、光学ヘッドにより読み取られる。この光
学ヘッドによって光ディスク上に照射される、記録・再
生用の光スポットの大きさにより、光ディスクの記録密
度が決定される。

【０００５】この光スポット径は、使用するレーザーの
波長と、対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Apertu
re）とにより決まり、 （光スポット径）＝ｋ×（レーザー波長）／ＮＡ で表される。なお、ｋは定数である。

【０００６】以上の関係より、小さな光スポットを用い
て、より高密度の光ディスクを読み取るためには、レー
ザー波長の短いものを用いるか、またはＮＡの大きなレ
ンズを用いる必要がある。

【０００７】しかし、ＮＡの大きな対物レンズを備え
た、高密度用の光学ヘッドを用いた場合、対物レンズに
対する光ディスクの傾きがあると、光スポットの乱れが
大きくなり、正確に情報を読み取ることができなくな
る。

【０００８】このような、光ディスクの傾きによる光ス
ポットの乱れは、ディスクの厚さによる影響が大きい。
厚さの薄いディスクは、ディスクが傾いても光スポット
の乱れが小さい。よって、高密度の光ディスクの基板に
は、厚さの薄いディスクが用いられることが多い。

【０００９】以上のような理由により、厚さの薄い高密
度の光ディスクに対応した対物レンズを備えた光学系を
有する光学ヘッドを用いて、より低密度の、より厚さの
厚い光ディスクを読み取ることはできない。

【００１０】したがって、例えば、厚さ１．２ｍｍのＣ
Ｄと、厚さ０．６ｍｍのＤＶＤに代表される高密度の光
ディスクとを同一の装置で記録再生するには、光学ヘッ
ドが２種類の光学系を備えている必要がある。

【００１１】従来、例えば、特開平６−２５９８０４号
公報等に開示されているように、２種類の光ディスクを
記録再生するために、２種類の光学系を備えた装置が提
案されている。これらの装置では、それぞれの光ディス
クに対応した半導体レーザと光検出器とを備えている。
これらの光検出器から出力される信号は、それぞれ独立
して取り出されることになっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、光検出器から出力される信号をそれぞれ独立し
て取り出すために、数多くの導線が必要となる。この数
多くの導線は、光学ヘッドがディスクのトラックに高速
でアクセスする際に、光学ヘッドの移動を妨げることに
なり、大きな負荷となってしまう。これにより、トラッ
キング性能に悪影響を与えるという問題点を有してい
る。

【００１３】また、数多くの導線を必要とするために、
コストアップにつながるという問題点を有している。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１記載の光ディスク用光学ヘッドは、相互
に種類の異なる複数の光ディスクを記録再生するため
に、それぞれの光ディスクに対応した光学系を備えてい
る光ディスク用光学ヘッドにおいて、それぞれの光学系
における複数の光検出素子からの出力のうち、少なくと
も１つの出力が、他の光学系における光検出素子からの
出力と相互に並列に接続され、上記光検出素子からの上
記の並列に接続された出力、およびその他の出力が、検
出信号処理回路に接続され、それぞれの光学系における
発光素子への入力を選択的に発光信号源に接続する第１
のスイッチング素子と、それぞれの光学系における光束
を合成および分離する光学素子とを備えていることを特
徴としている。

【００１５】上記の構成により、使用していない光学系
における発光素子を、第１のスイッチング素子により消
灯し、また上記光学素子により、使用していない光学系
における光検出器の検出素子に入射する迷光をなくすこ
とができ、さらに上記検出信号処理回路によって、使用
している光学系の光検出素子からの出力信号に対応した
処理ができるので、上記のように、光検出素子からの出
力を並列に接続することによる不具合をなくすことがで
きる。よって、光学ヘッドから出力信号を取り出すため
の導線の数を減らすことができる。これにより、光学ヘ
ッドがディスクのトラックに高速でアクセスする際に、
光学ヘッドの移動の妨げになるような、導線による、引
張や慣性などによる負荷を減少させることができる。

【００１６】また、導線の数を減らすことにより、コス
トを減少することができる。

【００１７】請求項２記載の光ディスク用光学ヘッド
は、上記の課題を解決するために、請求項１記載の構成
に加えて、それぞれの光学系における光検出素子の構成
に相互に同一の部分があり、対応する出力同士が並列に
接続されていることを特徴としている。

【００１８】上記の構成により、光学ヘッドからの出力
信号を取り出すための導線の数をさらに減少することが
できる。このことにより、光学ヘッドがディスクのトラ
ックに高速でアクセスする際に、光学ヘッドの移動の妨
げになるような、導線による、引張や慣性などによる負
荷を、さらに減少することができる。

【００１９】また、導線の数をさらに減らすことができ
るので、コストをさらに減少することができる。

【００２０】請求項３記載の光ディスク用光学ヘッド
は、上記の課題を解決するために、請求項１および２記
載の構成に加えて、それぞれの光学系における各光検出
素子への入力を、選択的に検出信号処理回路に接続する
第２のスイッチング素子を備えていることを特徴として
いる。

【００２１】上記の構成により、ある１つの光検出器を
動作しているときに、その他の光検出器からの出力信号
を取り出すための回路の接続を、スイッチによって切断
することができる。これにより、動作していない光検出
器からのノイズを完全に遮断することができるので、よ
り正確な光検出器からの出力信号を取り出すことができ
る。

【００２２】請求項４記載の光ディスク用光学ヘッド
は、上記の課題を解決するために、請求項３記載の構成
に加えて、前記第２のスイッチング素子が、各光検出素
子のコモン入力端子に接続されていることを特徴として
いる。

【００２３】上記の構成により、それぞれの光学系にお
ける各光検出素子への入力のための導線の数、および上
記第２のスイッチング素子の数を最小限にすることがで
きる。よって、導線およびスイッチング素子にかかるコ
ストを最小限にすることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について図
１ないし図４に基づいて説明すれば、以下のとおりであ
る。

【００２５】図２は、本発明の実施の形態に係る光ディ
スク用光学ヘッドの概略を示す側面図である。第１の発
光受光ユニット１からの光ビーム（光束）９ａは、偏光
ビームスプリッター（光学素子）３を透過し、コリメー
トレンズ４によって平行な光ビーム９ｂになる。この光
ビーム９ｂは第１の開口７を経て対物レンズ５によって
第１のディスク１１に集光される。第１のディスク１１
からの反射光９ｃは、対物レンズ５、第１の開口７、お
よびコリメートレンズ４を経て偏光ビームスプリッター
３を透過し、第１の発光受光ユニット１に戻る。発光受
光ユニット１では、反射光９ｃはホログラム光学素子１
ｂによって受光素子１ｃに導かれる。

【００２６】第２の発光受光ユニット２からの光ビーム
１０ａは、収差補償素子６、第１の開口７よりは小さい
径の第２の開口８を経て、偏光ビームスプリッター３で
反射され、コリメートレンズ４によって平行な光ビーム
１０ｂになる。この光ビーム１０ｂは、対物レンズ５に
よって第１のディスク１１とは厚さの異なる第２のディ
スク１２に集光される。第２のディスク１２からの反射
光１０ｃは、対物レンズ５、第１の開口７、およびコリ
メートレンズ４を経て偏光ビームスプリッター３で反射
され、第２の開口８および収差補償素子６を経て第２の
発光受光ユニット２に戻る。発光受光ユニット２では、
反射光１０ｃは、ホログラム光学素子２ｂによって受光
素子２ｃに導かれる。

【００２７】なお、偏光ビームスプリッター３の分離面
３ａには、偏光方向によって透過又は反射する偏光膜が
コーティングされている。また、第１の発光受光ユニッ
ト１から放射される光ビーム９ａと、第２の発光受光ユ
ニット２から放射される光ビーム１０ａとは、互いの偏
光方向が直交するように設定されている。これにより、
偏光ビームスプリッター３において、光ビーム９ａ・９
ｃは透過し、光ビーム１０ａ・１０ｃは反射されるよう
に設定されている。

【００２８】図３はホログラム光学素子１ｂ・２ｂを用
いた光学ヘッドの構成を示す斜視図である。レーザーダ
イオード（発光素子）ＬＤから出射された光ビームは、
ホログラム光学素子１ｂ・２ｂの裏面に形成されたトラ
ッキングビーム生成用回折格子１４により、２つのトラ
ッキング誤差検出用の副ビームと、情報信号読み出し用
の主ビームとの３つの光ビームに分けられる。

【００２９】それから、これら光ビームはホログラム光
学素子１ｂ・２ｂを０次光として透過し、コリメートレ
ンズ４で平行光に変換された後、対物レンズ５によって
ディスク１３上に集光される。

【００３０】ディスク１３上のピットによる変調を受け
た反射光は、対物レンズ５、コリメートレンズ４を透過
した後、ホログラム光学素子１ｂ・２ｂによって回折さ
れ、１次回折光として、５分割ＰＤ（Photo Diode）
（光検出素子）を備えた受光素子１ｃ・２ｃ上に導かれ
る。

【００３１】ホログラム光学素子１ｂ・２ｂは、格子周
期の異なる２つの領域からなり、主ビームの反射光は、
その一方の領域に入射したものは５分割ＰＤの分割領域
Ｄ₂・Ｄ₃ 上に、他方の領域に入射したものは５分割Ｐ
Ｄの分割領域Ｄ₁ ・Ｄ₅ 上に集光される。

【００３２】これらの集光ビームは、ディスク上の収束
状態に応じて、図４に示すように変化する。図４（ａ）
はディスクが焦点位置より遠い状態、（ｂ）はディスク
が焦点に合致している状態、（ｃ）はディスクが焦点位
置より近い状態での、それぞれのＰＤ上の光スポット１
５の様子を示している。

【００３３】ここで、５分割ＰＤの各分割領域Ｄ₁ 〜Ｄ
₅ からの出力信号をそれぞれＳ１〜Ｓ５とすると、フォ
ーカス誤差信号（ＦＥＳ：Focusing Error Signal）は
次の式で与えられる。 ＦＥＳ＝Ｓ２−Ｓ３ 一方、トラッキング誤差はいわゆる３ビーム法で検出す
る。トラッキング用副ビームはそれぞれ５分割ＰＤの分
割領域Ｄ₁ ・Ｄ₅ 上に集光されるので、トラッキング誤
差信号（ＴＥＳ：Tracking Error Signal）は次の式で
与えられる。 ＴＥＳ＝Ｓ１−Ｓ５ また、再生ＲＦ（Radio Frequency）信号は次の式で与
えられる。 ＲＦ＝Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４ 図１は、本発明の実施の一形態に係る光学ヘッドにおけ
る信号の入出力関係の概略を示す回路図である。

【００３４】光学ヘッド部１８は、２組の発光受光ユニ
ット１・２と、フォーカシングやトラッキング用のアク
チュエータコイル（図示せず）とを備えて構成されてい
る。案内部材（図示せず）によって光ディスクの半径方
向に変位可能な光学ヘッド部１８は、固定位置に設けら
れるシステム制御部１９と、ＦＰＣ（Flexible Printed
Circuits ）２０によって接続されている。システム制
御部１９は、検出信号処理回路と発光信号源とを備えて
いる。ＦＰＣ２０は、可撓性を有する基板の表面に、相
互に平行な導線からなるラインＬ１〜Ｌ９が形成されて
構成されている。

【００３５】第１の発光受光ユニット１は、前記受光素
子１ｃと、ＡＰＣ用ＩＣ２１と、レーザーダイオードＬ
Ｄ１と、モニター用ダイオードＭＤ１とを備えて構成さ
れている。上記ＡＰＣ用ＩＣ２１は、モニター用のダイ
オードＭＤ１によってレーザーダイオードＬＤ１の発光
光量を検出し、その検出結果に対応してレーザーダイオ
ードＬＤ１の駆動電流を制御することによって、レーザ
ーダイオードＬＤ１を所望とする一定の発光光量で駆動
する。第２の発光受光ユニット２は、上記第１の発光受
光ユニット１と同様に、受光素子２ｃと、ＡＰＣ用ＩＣ
２２と、レーザーダイオードＬＤ２と、モニター用ダイ
オードＭＤ２とを備えて構成され、上記と同様な動作を
行う。

【００３６】ＡＰＣ用ＩＣ２１・２２は、それぞれ上記
ラインＬ８・Ｌ９からスイッチ（第１のスイッチング素
子）ＳＷ１・ＳＷ２を介してシステム制御部１９に接続
され、上記スイッチＳＷ１またはＳＷ２が導通すること
によって、選択的に能動化される。

【００３７】第１および第２の発光受光ユニット１・２
において、受光素子１ｃ・２ｃを構成する各ＰＤｄ１１
〜ｄ１５；ｄ２１〜ｄ２５のカソードは、コモン入力端
子２３・２４で相互に接続され、ラインＬ６・Ｌ７、ス
イッチ（第２のスイッチング素子）ＳＷ３・ＳＷ４を介
してシステム制御部１９に接続される。また、各ＰＤｄ
１１〜ｄ１５；ｄ２１〜ｄ２５のアノードは、対応する
素子同士が共通のラインＬ１〜Ｌ５に相互に並列に接続
される。

【００３８】したがって、選択的に導通されるスイッチ
ＳＷ３またはＳＷ４によって選択された側の受光素子１
ｃまたは２ｃの各ＰＤｄ１１〜ｄ１５；ｄ２１〜ｄ２５
から、上記システム制御部１９に出力信号Ｓ１〜Ｓ５が
出力される。このとき、選択されていない側の受光素子
１ｃまたは２ｃの各ＰＤｄ１１〜ｄ１５；ｄ２１〜ｄ２
５からは、対応するレーザーダイオードＬＤ１またはＬ
Ｄ２が消灯されているので、これらのＰＤｄ１１〜ｄ１
５；ｄ２１〜ｄ２５から外乱となるような出力が導出さ
れることもない。これにより、受光素子１ｃまたは２ｃ
からの出力信号を、ノイズのないクリアな状態でシステ
ム制御部１９に送出することが可能である。

【００３９】図１に示すように、それぞれの受光素子１
ｃ・２ｃからの出力信号Ｓ１〜Ｓ５を取り出す回路を並
列に接続することにより、それぞれの受光素子１ｃ・２
ｃから、これらの出力信号を独立に取り出すよりも、必
要となる導線の数が減少することになる。よって、光学
ヘッド部１８とシステム制御部１９とをつなぐＦＰＣ２
０の幅が減少し、また重量も減少するので、ＦＰＣの柔
軟性が向上し、慣性重量が減少する。したがって、光学
ヘッドのトラッキングアクセス時の、ＦＰＣの引張や慣
性による負荷を減少させることができる。さらに、導線
の減少によるコストダウンも可能になる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明に係る光
ディスク用光学ヘッドは、相互に種類の異なる複数の光
ディスクを記録再生するために、それぞれの光ディスク
に対応した光学系を備えている光ディスク用光学ヘッド
において、それぞれの光学系における複数の光検出素子
からの出力のうち、少なくとも１つの出力が、他の光学
系における光検出素子からの出力と相互に並列に接続さ
れ、上記光検出素子からの上記の並列に接続された出
力、およびその他の出力が、検出信号処理回路に接続さ
れ、それぞれの光学系における発光素子への入力を選択
的に発光信号源に接続する第１のスイッチング素子と、
それぞれの光学系における光束を合成および分離する光
学素子とを備えていることを特徴とする構成である。

【００４１】これにより、光検出器からの出力信号を取
り出すための回路を並列に接続することによる不具合を
なくすことができるので、光学ヘッドからの出力信号を
取り出すための導線の数を減少させることが可能とな
り、光学ヘッドがディスクのトラックに高速でアクセス
する際の、導線の引張や慣性による負荷を減少させるこ
とができるという効果を奏する。また、導線にかかるコ
ストを減少することができるという効果を奏する。

【００４２】請求項２の発明に係る光ディスク用光学ヘ
ッドは、以上のように、それぞれの光学系における光検
出素子の構成に相互に同一の部分があり、対応する出力
同士が並列に接続されていることを特徴とする構成にな
っている。

【００４３】これにより、請求項１の構成による効果に
加えて、光学ヘッドからの出力信号を取り出すための導
線の数をさらに減らすことにより、光学ヘッドがディス
クのトラックに高速でアクセスする際の、導線の引張や
慣性による負荷を、さらに減少させることができるとい
う効果を奏する。また、導線にかかるコストをさらに減
らすことができるという効果を奏する。

【００４４】請求項３の発明に係る光ディスク用光学ヘ
ッドは、以上のように、それぞれの光学系における各光
検出素子への入力を、選択的に検出信号処理回路に接続
する第２のスイッチング素子を備えていることを特徴と
する構成である。

【００４５】これにより、請求項１および２の構成によ
る効果に加えて、動作していない光検出素子からのノイ
ズを完全に遮断することができるので、より正確な光検
出素子からの出力信号を取り出すことができる。

【００４６】請求項４の発明に係る光ディスク用光学ヘ
ッドは、以上のように、前記第２のスイッチング素子が
各光検出素子のコモン入力端子に接続されていることを
特徴とする構成である。

【００４７】これにより、請求項３の構成による効果に
加えて、それぞれの光学系における各光検出素子への入
力のための導線の数、および上記第２のスイッチング素
子の数を最小限にすることができ、導線およびスイッチ
ング素子にかかるコストを最小限にすることができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る光ディスク用光学
ヘッドにおける信号の入出力関係の概略を示す回路図で
ある。

【図２】上記光ディスク用光学ヘッドの概略を示す側面
図である。

【図３】上記光ディスク用光学ヘッドにおける、ホログ
ラム光学素子を用いた光学ヘッドの構成を示す斜視図で
ある。

【図４】上記光ディスク用光学ヘッドにおける、受光素
子上の光スポットの様子を示す平面図であり、（ａ）は
ディスクが焦点位置より遠い状態、（ｂ）はディスクが
焦点に合致している状態、（ｃ）はディスクが焦点位置
より近い状態を、それぞれ示している。

【符号の説明】

１・２ 発光受光ユニット １ｂ・２ｂ ホログラム光学素子 １ｃ・２ｃ 受光素子 ３ 偏光ビームスプリッター（光学素子） ＬＤ１・ＬＤ２ レーザーダイオード（発光素子） ｄ１１〜ｄ１５；ｄ２１〜ｄ２５ ＰＤ（光検出素
子） ＳＷ１・ＳＷ２ スイッチ（第１のスイッチング素
子） ＳＷ３・ＳＷ４ スイッチ（第２のスイッチング素
子）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に種類の異なる複数の光ディスクを記
   録再生するために、それぞれの光ディスクに対応した光
   学系を備えている光ディスク用光学ヘッドにおいて、 それぞれの光学系における複数の光検出素子からの出力
   のうち、少なくとも１つの出力が、他の光学系における
   光検出素子からの出力と相互に並列に接続され、 上記光検出素子からの上記の並列に接続された出力、お
   よびその他の出力が、検出信号処理回路に接続され、 それぞれの光学系における発光素子への入力を選択的に
   発光信号源に接続する第１のスイッチング素子と、 それぞれの光学系における光束を合成および分離する光
   学素子とを備えていることを特徴とする光ディスク用光
   学ヘッド。
2. 【請求項２】それぞれの光学系における光検出素子の構
   成に相互に同一の部分があり、対応する出力同士が並列
   に接続されていることを特徴とする請求項１記載の光デ
   ィスク用光学ヘッド。
3. 【請求項３】それぞれの光学系における各光検出素子へ
   の入力を、選択的に検出信号処理回路に接続する第２の
   スイッチング素子を備えていることを特徴とする請求項
   １および２記載の光ディスク用光学ヘッド。
4. 【請求項４】前記第２のスイッチング素子が、各光検出
   素子のコモン入力端子に接続されていることを特徴とす
   る請求項３記載の光ディスク用光学ヘッド。