(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録信号が記録された光ディスクに光束を照射し、反射光により該記録信号を読み取る光ディスク装置において、
第１、第２光束を夫々射出する第１、第２光源と、
第１光束を入射して所定方向に出射するとともに第２光束を入射して第１光束と光路が一致するように出射するビームスプリッタと、
第２光源と前記ビームスプリッタとの間に配した凹レンズと
を備え、
基板の厚みが第１の厚みの光ディスク、
または基板の厚みが第１の厚みよりも薄い第２の厚みの光ディスクが搭載可能で、
基板の厚みが第１の厚みの光ディスクには第１光束を、
基板の厚みが第２の厚みの光ディスクには第２光束を択一的に照射したことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
第２光束は第１光束よりも光路長が長くなるように第１、第２光源を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
第１、第２光束は異なる波長から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
第１、第２光源と、ビームスプリッタと、凹レンズを、
光ディスクからの反射光を受光するための光検出器とともにハウジング内に収納していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ディスク装置。
【請求項５】
第２光源と前記ビームスプリッタとの間に反射ミラーを配したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録信号が記録された光ディスクに光束を照射し、反射光により該記録信号を読み取る光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（コンパクトディスク）装置、ＬＤ（レーザーディスク）装置、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）装置等の光ディスク装置は、半導体レーザー等の光源から射出された光束を対物レンズにより光ディスクの信号面に収束し、光ディスクで反射した反射光を光検出器により検出することによって光ディスクに記録された記録信号を読み出すようになっている。
【０００３】
このような光ディスクは高記録密度化が図られており、記録信号のピットの大きさ及びトラックピッチは、ＣＤでは夫々０．８３μｍ、１．６μｍであるのに対し、ＤＶＤでは夫々０．４μｍ、０．７４μｍになっている。このため、記録密度の高いＤＶＤの方が記録面に照射される光束のスポット径ｗを小さくする必要がある。
【０００４】
スポット径ｗは、使用するレーザー光の波長λ及び対物レンズの開口数ＮＡにより式（１）で表される。尚、式（１）においてｋは定数である。従って、記録密度の高いＤＶＤ装置ではＣＤ装置に対して、波長λの短いレーザー光または開口数ＮＡの大きな対物レンズが使用されている。
【０００５】
ｗ＝ｋ・λ／ＮＡ    ・・・（１）
【０００６】
ところが、近年、例えばＣＤとＤＶＤとの両方を再生可能な光ディスク装置が実用化されている。この光ディスク装置は、ＣＤとＤＶＤの記録密度の違いから、レーザー光の波長λや対物レンズの開口数ＮＡの異なる光学系から成る２つの光ピックアップを備える必要がある。しかし、光ピックアップを２つにすると、光ディスク装置が大型になるとともにコストが高くなる。このため、１つの光学系によって異なる光ディスクを再生可能な光ディスク装置が特開平１１−１４４３０７号公報に開示されている。
【０００７】
同公報に開示された光ピックアップの側面図を図５に示すと、半導体基板５３の表面には光検出器５６、５７が形成されている。半導体基板５３上には光検出器５６、５７に接してプリズム５５が設置され、プリズム５５に対向して光源部４９が配置されている。
【０００８】
光源部４９は図６に示すように、半導体基板５０上に半導体レーザーから成る第１、第２光源５１、５２が重ねて設けられている。また、プリズム５５の傾斜面５５ａの上方には対物レンズ６０が設けられている。
【０００９】
光ディスク装置に例えばＣＤが搭載されると、第１光源５１から例えば波長λ＝７８０ｎｍの第１光束５１ａが射出される。第１光束５１ａはプリズム５５の傾斜面５５ａで反射し、対物レンズ６０によってＣＤの記録面に収束される。ＣＤで反射した反射光はプリズム５５の傾斜面５５ａを透過して光検出器５６で受光され、光検出器５６で反射した光束は光検出器５７で受光される。そして、光検出器５６、５７で受光した光の強度によって記録信号が読み出されるようになっている。
【００１０】
光ディスク装置に高記録密度の例えばＤＶＤが搭載されると、第２光源５２から例えば波長λ＝６５０ｎｍの第２光束５２ａが射出される。第２光束５２ａは上記と同様に、プリズム５５の傾斜面５５ａで反射し、対物レンズ６０によってＤＶＤの記録面に収束される。
【００１１】
ＤＶＤで反射した反射光はプリズム５５の傾斜面５５ａを透過して光検出器５６で受光され、光検出器５６で反射した光束は光検出器５７で受光される。そして、光検出器５６、５７で受光した光の強度によって記録信号が読み出されるようになっている。
【００１２】
これにより、一つの光学系を有する光ピックアップを用いた小型で低コストの光ディスク装置によって、光ディスクに応じて第１、第２光源５１、５２から異なる波長の第１、第２光束５１ａ、５２ａを射出して、記録密度の異なる光ディスクの読み出しを行うことができるようになっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の光ディスク装置によると、第１、第２光源５１、５２が重ねて配置されるため、第１、第２光束５１ａ、５２ａの光路が異なる。このため、例えば第１光束５１ａの主光線を対物レンズ６０の対称軸に一致させると、第２光束５２ａの主光線は対物レンズ６０の対称軸に対して傾斜する。その結果、コマ収差等が発生して光学特性が劣化し、クロストークの増加による信号のＳＮ比等の電気特性を劣化させる問題があった。
【００１４】
本発明は、小型かつ低コストで記録密度の異なる光ディスクの読み出しを可能にするとともに、光学特性の劣化を防止することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、記録信号が記録された光ディスクに光束を照射し、反射光により該記録信号を読み取る光ディスク装置において、第１、第２光束を夫々射出する第１、第２光源と、第１光束を入射して所定方向に出射するとともに第２光束を入射して第１光束と光路が一致するように出射するビームスプリッタと、第２光源と前記ビームスプリッタとの間に配した凹レンズとを備え、基板の厚みが第１の厚みの光ディスク、または基板の厚みが第１の厚みよりも薄い第２の厚みの光ディスクが搭載可能で、基板の厚みが第１の厚みの光ディスクには第１光束を、基板の厚みが第２の厚みの光ディスクには第２光束を択一的に照射したことを特徴としている。また本願発明は、上記構成の光ディスク装置において、第２光束は第１光束よりも光路長が長くなるように第１、第２光源を設けたことを特徴としている。
【００１６】
この構成によると、所定の光ディスクが搭載されると第１光源から第１光束が射出され、ビームスプリッタを介して光ディスクに照射される。光ディスクで反射した反射光は光検出器等により捉えられて記録信号の読み取りが行われる。前記光ディスクと記録密度の異なる光ディスクが搭載されると、第２光源から第２光束が射出され、ビームスプリッタを介して第１光束と同一の光路を通って光ディスクに照射される。光ディスクで反射した反射光は上記と同様に、光検出器等により捉えられて記録信号の読み取りが行われる。また、第１光束と第２光束との光路長の差が凹レンズにより補正され、所望の位置に収束する。また第２光束が第１光束よりも光路長が長いことにより、凹レンズによる補正量を少なくすることができる。
【００１７】
また本発明は、上記構成の光ディスク装置において、第１、第２光束は異なる波長から成ることを特徴としている。この構成によると、例えば記録密度が高い光ディスクが搭載されると波長の短い光束が光ディスクに照射され、記録密度が低い光ディスクが搭載されると波長の長い光束が光ディスクに照射される。
【００１８】
また、第１、第２光源と、ビームスプリッタと、凹レンズを、光ディスクからの反射光を受光するための光検出器とともにハウジング内に収納していることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の光ディスク装置において、第２光源と前記ビームスプリッタとの間に反射ミラーを配したことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。光ディスク装置１はＣＤやＤＶＤ等の光ディスクＤが搭載可能になっている。光ディスクＤはスピンドルモータ３により回転駆動され、スピンドルモータ３はサーボ制御回路６により回転制御されている。
【００２１】
光ディスクＤに記録された記録信号は送りモータ４により駆動される光ピックアップ２により読み出すことができるようになっている。光ピックアップ２で読み出された記録信号は、信号復調器５により所定の信号に復調される。そして、インターフェース（不図示）を介して外部コンピュータ１０等に出力される。また、信号復調器５によりフォーカシング量及びトラッキング量が検出され、サーボ制御回路６により光ピックアップ２が所定方向に移動してフォーカシング及びトラッキングが行われるようになっている。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）は光ピックアップ２を示す要部平面図及び側面図である。光ピックアップ２は光束を出射するとともに、光ディスクＤで反射した反射光を受光する受発光部１１を備えている。受発光部１１から出射された光束はコリメータレンズ１４で平行光に変換され、プリズム１３で反射した後、対物レンズ１２によって光ディスクＤの透明基板を透過して記録面に収束される。光ディスクＤで反射した反射光は上記と逆の経路を通って受発光部１１に入射する。
【００２３】
受発光部１１の詳細を図３に示すと、受発光部１１はハウジング２０により覆われ、信号復調器５と信号の送受信を行う端子部２８がハウジング２０から突設されている。ハウジング２０内には、波長の異なる第１、第２光束２１ａ、２２ａを夫々射出する半導体レーザー等から成る第１、第２光源２１、２２が配されている。
【００２４】
第１光源２１の光路上にはビームスプリッタ２５が設けられている。ビームスプリッタ２５は、入射光の波長に応じて反射または透過する積層薄膜が形成された反射面２５ａを有するプリズムから成っている。そして、ビームスプリッタ２５に入射した第１光束２１ａは、ビームスプリッタ２５を透過して出射される。
【００２５】
ビームスプリッタ２５の図中、左方には反射ミラー２３が配され、第２光束２１ａは反射ミラー２３及びビームスプリッタ２５の反射面２５ａを反射して出射される。これにより、ビームスプリッタ２５通過後の第１、第２光束２１ａ、２２ａの光路が一致する。尚、ビームスプリッタ２５として、ハーフミラー、ホログラム素子、ウォラストンプリズム、サバール板等を用いてもよい。
【００２６】
第１、第２光束２１ａ、２２ａは光ディスクの記録密度に応じて択一的に射出される。例えば、光ディスクＤがＣＤの場合は第１光源２１の駆動により波長λが７８０ｎｍの第１光束２１ａが光ディスクＤに照射される。光ディスクＤがＤＶＤの場合は第２光源２２の駆動により波長λが６５０ｎｍの第２光束２２ａが光ディスクＤに照射される。
【００２７】
ビームスプリッター２５の図中、上方にはホログラム素子２７がハウジング２０に支持されている。ホログラム素子２７は光ディスクＤに照射される光束を透過し、光ディスクＤで反射した光束を回折する。ホログラム素子２７で回折された光束は、ハウジング２０内に設けられた光検出器２６に入射する。
【００２８】
光検出器２６はフォトダイオード等から成る複数の受光素子を有しており、各受光素子に捉えられた光束の光強度に基づいた電気信号が端子部２８を介して信号復調器５（図１参照）に送られる。これにより、トラッキングサーボやフォーカシングサーボが行われるとともに、光ディスクＤに記録された信号を再生できるようになっている。
【００２９】
本実施形態によると、波長の異なる第１、第２光束２１ａ、２２ａを同一の光学系を用いて記録密度の異なる光ディスクＤに照射することにより、異なる種類の光ディスクＤを搭載可能な光ディスク装置１を小型且つ低コストで提供することができる。
【００３０】
更に、ビームスプリッタ２５通過後の第１、第２光束２１ａ、２２ａの光路が一致するため、第１、第２光束２１ａ、２２ａの主光線を対物レンズ１２の対称軸に一致させてビームスプリッタ２５から出射することにより、コマ収差の発生を防止してクロストークの増加による信号のＳＮ比等の電気特性の劣化を防止することができる。
【００３１】
また、受発光部１１はハウジング２０により一体化された一つのパッケージに収納されているので光ディスク装置の組立の簡素化を図ることができるとともに、光ディスク装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
図３において、第２光源２２から射出される第２光束２２ａは反射ミラー２３とビームスプリッタ２５の反射面２５ａとの距離Ｌだけ第１光束２１ａよりも光路長が長くなる。このため、第２光束２２ａの収束位置が第１光束２１ａの収束位置よりも対物レンズ１２（図２（ｂ）参照）に近くなる。従って、反射ミラー２３とビームスプリッタ２５との間に凹レンズ２４を配置することによって光路長の差を補正することができる。これにより、第１、第２光束２１ａ、２２ａを同じ位置に収束させることができる。
【００３３】
ここで、光ディスクＤが傾斜した場合に、収束光束が光ディスクの透明基板を透過するとコマ収差が発生する。コマ収差Ｗｃは式（２）に示すように、開口数ＮＡの３乗及びディスク基板の厚みｄに比例する。
【００３４】
Ｗｃ∽ｄ・（ＮＡ）３      ・・・（２）
【００３５】
従って、前述の図２（ｂ）に示すように例えばＣＤでは基板の厚みｄ１＝１．２ｍｍであるのに対し、記録密度が高いため光ディスク装置によっては開口数ＮＡの大きな対物レンズが使用される可能性のあるＤＶＤ（図中Ｄ’で示す）では基板の厚みｄ２＝０．６ｍｍになっている。これにより傾斜によるコマ収差の発生を抑制するようになっている。
【００３６】
一方、光ディスクＤに照射される光束が基板を透過すると球面収差が発生する。通常、対物レンズはこの球面収差を打ち消すように形成されている。このため、例えばＣＤを搭載した際に球面収差が打ち消されるように対物レンズ１２（図２（ｂ）参照）を形成すると、ＤＶＤを搭載した際に式（３）に示す球面収差Ｗ４０が発生する。式（３）において、ｎは基板の屈折率である。
【００３７】
Ｗ４０＝（ｎ２−１）（ＮＡ）４（ｄ１−ｄ２）／（８ｎ３）    ・・・（３）
【００３８】
従って、光ディスク装置１に基板の厚みの異なった光ディスクＤ、Ｄ’が搭載される場合には、凹レンズ２４によって第１、第２光束２１ａ、２２ａを異なった位置に収束させることにより球面収差Ｗ４０を補正することができる。この場合、基板の厚みの薄い光ディスク（上記例ではＤＶＤ）に対して光路長の長い第２光束２２ａを照射する方がより望ましい。
【００３９】
即ち、基板の厚みの薄い光ディスクに対して基板の厚み差（ｄ１−ｄ２）の分だけ凹レンズ２４による補正を必要とする。しかし、第２光束２２ａは光路長が距離Ｌだけ長いため第１光束２１ａよりも対物レンズ１２に近い位置に収束し、その分だけ凹レンズ２４による補正量を少なくすることができる。これにより、凹レンズ２４の補正による収差の発生を低減することができる。尚、図４に示すように、凹レンズ２４は反射ミラー２３と第２光源２２との間に配置してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によると、波長の異なる第１、第２光束を同一の光学系を用いて記録密度の異なる光ディスクに照射することにより複数の光ディスクを搭載可能な光ディスク装置を小型且つ低コストで提供することができる。更に、ビームスプリッタ通過後の第１、第２光束の光路が一致するため、コマ収差の発生を防止しクロストークの増加による信号のＳＮ比等の電気特性を劣化を防止することができる。
【００４１】
また、ビームスプリッタと第２光源との間に凹レンズを配置しているので第１、第２光束の光路長の差を補正して第１、第２光束を同じ位置に収束させることができる。また、搭載される記録密度の異なった光ディスクの基板の厚みが異なる場合には、凹レンズにより厚み差を補正して球面収差の発生を防止することができる。また第２光束が第１光束よりも光路長が長いことにより、凹レンズによる補正量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の光ディスク装置の光ピックアップを示す図である。
【図３】本発明の実施形態の光ディスク装置の受発光部を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態の光ディスク装置の受発光部の他の構成を示す図である。
【図５】従来の光ディスク装置の光ピックアップを示す断面図である。
【図６】従来の光ディスク装置の光ピックアップの要部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１    光ディスク装置
２    光ピックアップ
３    スピンドルモータ
４    送りモータ
５    信号復調器
６    サーボ制御回路
１０    外部コンピュータ
１１    受発光部
１２、６０  対物レンズ
１３    プリズム
１４    コリメータレンズ
２０    ハウジング
２１、５１  第１光源
２１ａ、５１ａ  第１光束
２２、５２  第２光源
２２ａ、５２ａ  第２光束
２３    反射ミラー
２４    凹レンズ
２５    ビームスプリッタ
２６、５６、５７  光検出器
２７    ホログラム素子
２８    端子部
Ｄ、Ｄ’  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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