(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長の第１光を出射する第１光源と、
前記第１光に比べて相対的に長波長の第２光を出射する第２光源と、
入射光の進行経路を変換するための光路変換手段と、
前記第１及び第２光の各々を厚さの異なる光ディスクに各々集束させる対物レンズと、
前記光ディスクから反射され、前記光路変換手段を経由して入射された第１及び第２光から情報信号及び誤差信号を検出するメイン光検出器とを含む互換型光ピックアップ装置において、
前記光路変換手段は、
前記第１光源と前記対物レンズとの間の経路上に備えられ、前記第１光源から照射された第１光の進行経路を変換する平板型構造の第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路上に配置され入射された第１及び第２光の進行経路を変換する平板型構造の第２ビームスプリッタと、
前記第２光源と前記第２ビームスプリッタとの間の光路上に備えられ、入射光を１次に集束透過させる第１コリメータレンズと、
前記第１ビームスプリッタと第２ビームスプリッタとの間の光路上に備えられ、入射光を集束透過させる第２コリメータレンズとを含み、
前記第１ビームスプリッタの傾斜方向と前記第２ビームスプリッタの傾斜方向は互いに逆であり、
前記メイン光検出器は、
４つの分割領域に区画された第１光検出器と、
この第１光検出器の両側に各々配置され、各々二つの分割領域に区画された第２及び第３光検出器とを含むことを特徴とする互換型光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１及び第２ビームスプリッタは各々その厚さが約１．５ｍｍ以下になって、光透過時発生される収差を減らせるようになったことを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第２光源と前記第２ビームスプリッタとの間の光路上に配置され、前記第２光源から照射された光を少なくとも０次光、±１次光に回折透過させる回折格子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第２光源側から入射され、前記第２ビームスプリッタを経て入射された第２光を受光して第２光源から照射される光出力を検出するモニター用光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項５】
約６５０ｎｍ波長の第１光を出射する第１光源と、
約７８０ｎｍ波長の第２光を出射する第２光源と、
前記第１光を０．６ｍｍ厚さのＤＶＤ−ＲＯＭを含むＤＶＤ光ディスクに集束させ、前記第２光を１．２ｍｍ厚さのＣＤ−ＲＷを含むＣＤファミリー光ディスクに集束させる対物レンズと、
前記第１光源と前記対物レンズ間の光経路上に備えられ、前記第１光源から照射された第１光の進行経路を変換する平板型構造の第１ビームスプリッタと、
前記第１ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光経路上に配置され入射された第１及び第２光の進行経路を変換する平板型構造を有し、かつ、前記第１ビームスプリッタの傾斜方向とは逆の傾斜方向に配置される第２ビームスプリッタと、
前記第２光源と前記第２ビームスプリッタとの間の光路上に備えられて入射光を１次に集束透過させる第１コリメータレンズと、
前記第１ビームスプリッタと第２ビームスプリッタとの間の光路上に備えられて入射光を集束透過させる第２コリメータレンズと、
前記光ディスクから反射され、前記第２及び第１ビームスプリッタを経て入射された第１及び第２光から情報信号及び誤差信号を検出するためのものであって、各々独立的に光を受光して光電変換する４つの分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに区画された第１光検出器と、この第１光検出器の両側に各々配置され、各々二つの分割領域Ｅ１、Ｅ２及びＦ１、Ｆ２に区画された第２及び第３光検出器とを備えたメイン光検出器と、
を含んで光ディスクとしてＣＤ−ＲＷとＤＶＤ−ＲＯＭを互換可能になったことを特徴とする互換型光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記第１及び第２ビームスプリッタは各々その厚さが約１．５ｍｍ以下になって、光透過時発生される収差を減らせるようになったことを特徴とする請求項５に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第２光源と前記第２ビームスプリッタとの間の光路上に配置され、前記第２光源から照射された光を少なくとも０次光、±１次光に回折透過させる回折格子をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第２光源側から入射され、前記第２ビームスプリッタを経て入射された第２光を受光して第２光源から照射される光出力を検出するモニター用光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の互換型光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォーマットの相異なるディスク型記録媒体を互換可能にした互換型光ピックアップ装置に係り、特に再記録可能なＣＤファミリーの１つであるＣＤ−ＲＷとＤＶＤ−ＲＯＭを互換しうる互換型光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
情報の高密度記録／再生可能なデジタルビデオディスク（ＤＶＤ）用光ピックアップ装置は、互換性のためにＤＶＤだけでなくコンパクトディスク（ＣＤ）、ＣＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ  Ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｉ、ＣＤ−ＧのようなＣＤファミリーにも情報が記録／再生できるべきである。
【０００３】
ところが、既存のＣＤファミリーの標準厚さが１．２ｍｍである反面、ＤＶＤの厚さはディスクの傾きの許容誤差と対物レンズの開口数によって０．６ｍｍに標準化されている。従って、ＤＶＤとＣＤファミリーの厚さの差によって発生された球面収差によって情報信号の記録に必要かつ十分な光強度が得られないか、または再生時の信号が劣化される問題が発生する。また、ＤＶＤ及びＣＤファミリー用再生光源の波長も相異なるが、既存のＣＤ用再生光源波長が約７８０ｎｍである反面、ＤＶＤ用再生光源波長は約６５０ｎｍである。従って、相異なる波長の光を照射する光源と相異なる焦点位置に光スポットが集束させる構造を有する互換型光ピックアップ装置が要求される。
【０００４】
図１を参照すれば、従来の互換型光ピックアップ装置は、約６５０ｎｍ波長の光を出射する第１光源２１と、約７８０ｎｍ波長の光を出射する第２光源３１とを具備する。前記第１光源２１は相対的に薄いＤＶＤ１０ａ用で、第２光源３１は相対的に厚いＣＤ１０ｂ用である。前記第１及び第２光源２１、３１は、各々記録媒体としてＤＶＤ１０ａ、ＣＤ１０ｂを採用することによって選択的に動作される。
【０００５】
前記第１光源２１から出射された光は、第１コリメータレンズ２３を集束透過し、第１偏光ビームスプリッタ２５からＤＶＤ１０ａ側に向かうことになる。そして、前記ＤＶＤ１０ａから反射された後、前記第１偏光ビームスプリッタ２５を透過して第１光検出器２７に受光される。ここで、前記第１偏光ビームスプリッタ２５とディスク１０との間の光路上には第１及び第２光源２１、３１から照射された光の経路を変換させる干渉フィルター４１、入射光の位相を遅延させて偏光特性を変える１／４波長板４３、可変絞り４５及び入射光を集束させる対物レンズ４７が位置される。
【０００６】
前記第２光源３１から照射された光は第２コリメータレンズ３３、第２偏光ビームスプリッタ３５、集束レンズ３７を透過して前記干渉フィルター４１に入射される。そして、この入射された光は前記干渉フィルター４１から反射され、前記１／４波長板４３、可変絞り４５及び対物レンズ４７を経てＣＤ１０ｂに光スポットが集束される。
前記ＣＤ１０ｂから反射された光は光路上に備えられた光学要素４７、４５、４３、４１を経た後、前記第２偏光ビームスプリッタ３５から反射されて第２光検出器３９に受光される。
【０００７】
前記干渉フィルター４１は入射光の波長によって透過または反射させる光学要素であって、前記第１光源２１から出射された光は透過させ、前記第２光源３１から出射された光は反射させて光の進行経路を案内する。
図２を参照すれば、前記可変絞り４５は可変によって大きさが決定される第１領域４５ａと、この第１領域４５ａの外周に形成された第２領域４５ｂとに構成されて対物レンズ４７の開口数が０．６以下に該当される領域に入射する光を選択的に透過させる。第１領域４５ａは対物レンズ４７の開口数が０．４５以下に該当する領域に、第１及び第２光源２１、３１から照射された光を全て透過させる全透過領域である。
【０００８】
一方、第２領域４５ｂは対物レンズ４７の開口数０．４５乃至０．６に該当する領域である。また、この第２領域４５ｂは６５０ｎｍの波長を有する光は全透過させ、７８０ｎｍの波長を有する光は全反射させる領域である。
このように、互換型光ピックアップ装置は可変絞りが第２光源から照射されて開口数０．４５以上の領域に入射するＣＤ−Ｒ用光を全反射させるために、記録のために約０．５以上の高開口数及び高光効率を要するＣＤ−ＲＷを記録媒体として採用できないという短所がある。また、製造工程が複雑で高価の第１及び第２領域を有する可変絞りを具備することによって、組立てにくく、コスト高となる短所がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を勘案して案出されたものであって、高い光パワーを有する７８０ｎｍ波長の光を出力させると共に約０．５以上の高開口数を具現し、ＣＤ−ＲＷに情報の記録及び再生を行い、ＤＶＤ−ＲＯＭに記録された情報を再生しうる互換型光ピックアップ装置を提供するにその目的がある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するための、本発明に係る互換型光ピックアップ装置は、所定波長の第１光を出射する第１光源と、前記第１光に比べて相対的に長波長の第２光を出射する第２光源と、入射光の進行経路を変換するための光路変換手段と、前記第１及び第２光の各々を厚さの異なる光ディスクに各々集束させる対物レンズと、前記光ディスクから反射され、前記光路変換手段を経由して入射された第１及び第２光から情報信号及び誤差信号を検出するメイン光検出器とを含む互換型光ピックアップ装置において、前記光路変換手段は、前記第１光源と前記対物レンズとの間の経路上に備えられ、前記第１光源から照射された第１光の進行経路を変換する平板型構造の第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路上に配置され入射された第１及び第２光の進行経路を変換する平板型構造の第２ビームスプリッタとを含み、前記メイン光検出器は、４つの分割領域に区画された第１光検出器と、この第１光検出器の両側に各々配置され、各々二つの分割領域に区画された第２及び第３光検出器とを含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、約６５０ｎｍ波長の第１光を出射する第１光源と、約７８０ｎｍ波長の第２光を出射する第２光源と、前記第１光を０．６ｍｍ厚さのＤＶＤ−ＲＯＭを含むＤＶＤ光ディスクに集束させ、前記第２光を１．２ｍｍ厚さのＣＤ−ＲＷを含むＣＤファミリー光ディスクに集束させる対物レンズと、前記第１光源と前記対物レンズ間の経路上に備えられ、前記第１光源から照射された第１光の進行経路を変換する平板型構造の第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路上に配置され入射された第１及び第２光の進行経路を変換する平板型構造の第２ビームスプリッタと、前記光ディスクから反射され、前記第２及び第１ビームスプリッタを経て入射された第１及び第２光から情報信号及び誤差信号を検出するためのものであって、各々独立的に光を受光して光電変換する４つの分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに区画された第１光検出器と、この第１光検出器の両側に各々配置され、各々二つの分割領域Ｅ１、Ｅ２及びＦ１、Ｆ２に区画された第２及び第３光検出器とを備えたメイン光検出器を含んで光ディスクとしてＣＤ−ＲＷとＤＶＤ−ＲＯＭを互換可能になったことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき本発明を詳しく説明する。
図３を参照すれば、本発明の実施形態に係る互換型光ピックアップ装置は相異なる波長の光を各々照射する第１及び第２光源１１１、１２１と、入射された光の進行経路を変換するための光路変換手段と、光ディスク１００に光スポットが集束される入射光を集束させる対物レンズ１３１と、前記光ディスク１００から反射されて前記光路変換手段を経て入射された光から情報信号及び誤差信号を検出するメイン光検出器１４０とを含んで構成される。
【００１３】
前記第１光源１１１は約６５０ｎｍ波長の第１光Ｉを出射する。この出射された第１光Ｉは相対的に薄いＤＶＤ−ＲＯＭなどの光ディスク１００ａに記録された情報を再生するのに用いられる光である。そして、前記第２光源１２１は約７８０ｎｍ波長の第２光ＩＩを出射する。この出射された第２光ＩＩは相対的に厚いＣＤ、ＣＤ−ＲＷなどの光ディスク１００ｂに情報を記録／再生するのに用いられる光である。ここで、前記第２光源１２１はＣＤ−ＲＷ光ディスクに記録時、必要な光パワーの約数十ｍＷの高い光パワーの光を出力しうる高い光パワーを有する半導体レーザーで構成されることが望ましい。前記第２光源１２１と前記光路変換手段との間の光路上には３ビーム法にトラック誤差信号を検出できるように入射光を回折透過させる回折格子１２３が配置される。この回折格子１２３は前記第２光源１２１から照射された光を少なくとも０次光、±１次光に回折透過させる。
【００１４】
前記光路変換手段は前記第１光源１１１から照射された第１光Ｉの進行経路を変換する第１ビームスプリッタ１１３と、前記第１ビームスプリッタ１１３と前記対物レンズ１３１との間の光路上に配置されて入射光の進行経路を変換する第２ビームスプリッタ１３３を含んで構成される。
前記第１ビームスプリッタ１１３は、第１光源１１１側から入射された第１光Ｉを前記光ディスク１００側に、光ディスク１００から反射されて入射された第１及び第２光Ｉ、ＩＩを前記光検出器１４０側に各々向かわせる。
【００１５】
前記第２ビームスプリッタ１３３は入射された第１及び第２光Ｉ、ＩＩを一部透過、一部反射させて入射光の進行経路を変える。示されたような光学的配置を有する場合、前記第２ビームスプリッタ１３３は第２光源１２１から入射された第２光ＩＩの一部は反射させて前記光ディスク１００側に向かわせ、残り部分は透過させる。
また、第１光源１１１から入射された第１光Ｉの一部は透過させて前記光ディスク１００側に向かわせ、残り光は反射させる。そして、前記光ディスク１００から反射され入射された光の一部を透過させて前記メイン光検出器１４０に向かわせる。
【００１６】
ここで、前記第１及び第２ビームスプリッタ１１３、１３３は、示されたように光路に対して約４５゜傾いて配置された平板型構造のビームスプリッタである。前記第１及び第２ビームスプリッタ１１３、１３３を透過する時発生される収差を最小化するように、平板型構造の第１及び第２ビームスプリッタ１１３、１３３の厚さは１．５ｍｍ以下になったことが望ましい。また、第１ビームスプリッタ１１３の傾斜方向と第２ビームスプリッタ１３３の傾斜方向とを逆にすることによって、平板型ビームスプリッタの採用時発生する光学収差を補償しうる。従って、通常の立方構造のビームスプリッタに比べてコストを低減しうる。
【００１７】
ここで、前記第２光源１２１から出力された光の光パワーはモニター用光検出器（ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）１２７を通して検出される。このモニター用光検出器１２７は前記第２光源１２１側から入射され、前記第２ビームスプリッタ１３３を透過した第２光ＩＩを受光して第２光源１１１から照射される光の出力を検出する。この検出された信号は自動パワーコントローラ（ＡＰＣ；Ａｕｔｏ  ｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（図示せず）を通して前記第２光源１２１から出力される光のパワーをコントロールする。
【００１８】
前記対物レンズ１３１はＤＶＤ−ＲＯＭフォーマットに適した開口数、例えば開口数０．６を有し、入射された第１及び第２光Ｉ、ＩＩを各々集束させ、前記光ディスク１００ａ、１００ｂに各々集束させる。ここで、第１及び第２光源１１１、１２１から照射された光が厚さの相異なる前記光ディスク１００ａ、１００ｂのそれぞれの記録面に光スポットを形成するために、前記対物レンズ１３１として環状遮蔽型レンズを採用したり、別の光制御手段を採用しうる。この環状遮蔽型レンズと光制御手段は本出願人により提案された米国特許第５，６６５，９５７号（特許日：１９９７年９月９日、発明の名称：ＬＥＮＳ  ＤＥＶＩＣＥ  ＣＯＭＰＲＩＳＩＮＧ  ＬＩＧＨＴ  ＢＬＯＣＫＩＮＧ  ＭＥＡＮＳ  ＡＮＤ  ＡＮ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＰＩＣＫＵＰ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＵＳＩＮＧ  ＴＨＥ  ＬＥＮＳ  ＤＥＶＩＣＥ）、米国特許第５，８２２，１３５号（特許日：１９９８年１０月１３日、発明の名称：ＬＥＮＳ  ＤＥＶＩＣＥ  ＩＮＣＬＵＤＩＮＧＡ  ＬＩＧＨＴ  ＣＯＮＴＲＯＬＬＩＮＧ  ＭＥＣＨＡＮＩＳＭ  ＡＮＤ  ＡＮ  ＯＰＴＩＣＡＬ  ＰＩＣＫＵＰ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＬＥＮＳ  ＤＥＶＩＣＥ）、米国特許第５，９０９，４２４号（特許日：１９９９年６月１日、発明の名称：ＯＰＴＩＣＡＬ  ＰＩＣＫＵＰ  ＤＥＶＩＣＥ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＴＯ  ＲＥＡＤ  ＦＲＯＭ  ＡＮＤ  ＲＥＣＯＲＤ  ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ  ＴＯ  ＤＩＳＫＳ  ＯＦ  ＤＩＦＦＥＲＥＮＴ  ＴＨＩＣＫＮＥＳＳＥＳ）、米国特許第５，９８７，９２４号（特許日：１９９９年１１月２３日、発明の名称：ＬＥＮＳ  ＭＯＬＤ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＯＦ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  Ａ  ＬＥＮＳ）に開示されているので、その詳細な説明は略す。
【００１９】
前記メイン光検出器１４０は前記光ディスク１００ａ、１００ｂから各々反射され、前記対物レンズ１３１、第２及び第１ビームスプリッタ１３３、１１３及び受光レンズ１３７を経て入射された光を受光する。前記受光レンズ１３７は前記第１ビームスプリッタ１１３と光検出器１４０との間に配置され、非点収差法によりフォーカス誤差信号を検出するのに適するように非点収差を発生する。前記メイン光検出器１４０は受光された光から誤差信号及び情報信号を検出する。このような誤差信号及び情報信号を検出するために、前記メイン光検出器１４０は図４のように光学的構成を有する。
【００２０】
図４を参照すれば、メイン光検出器１４０は４つの分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに区画された第１光検出器１４１と、この第１光検出器１４１の両側に各々配置され、各々二つの分割領域Ｅ１、Ｅ２及びＦ１、Ｆ２に区画された第２及び第３光検出器１４３、１４５を含む。これは後述する差動プッシュプル法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ；ＤＰＰ法）で誤差信号を検出するためである。
【００２１】
前記メイン光検出器１４０はＤＶＤ−ＲＯＭなどの薄い光ディスク１００ａに対する情報の再生時には位相差法（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ＤＰＤ法）でトラック誤差信号を検出し、非点収差法でフォーカス誤差信号を検出する。そして、ＣＤ−ＲＷ等の厚い光ディスク１００ｂに対する情報の記録時には差動プッシュプル法でトラック誤差信号を検出し、非点収差法でフォーカス誤差信号を検出する。そして、光ディスク１００ｂに対する情報の再生時には３ビーム方法でトラック誤差信号を検出し、非点収差法でフォーカス誤差信号を検出する。ここで、前記ＣＤ−ＲＷ光ディスク１００ｂに記録時、ＤＰＰ法を用いるのは、光ディスクのチルトと、対物レンズ１３１のシフトによって発生される光分布差と、記録時回折格子１２３により回折された±１次回折ビームのうち１つは記録された所に、他の１つは記録されない所に位置される時、反射率の差によるトラッキングオフセットの発生を防止するためである。
【００２２】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は光路上に第１及び第２コリメータレンズ１２５、１３５をさらに含むことが望ましい。
前記第１及び第２コリメータレンズ１２５、１３５は各々光ディスク１００からの前記第１光源１１１及び第２光源１２１の光学的焦点距離を設定できるように入射光を集束させる。前記第１コリメータレンズ１２５は前記第２光源１２１と前記第２ビームスプリッタ１３３との間の光路上に配置され、前記第２光源１２１から照射された発散光を一次に集束させる。この第１コリメータレンズ１２５は光学的焦点距離を縮めて前記第２光源１２１から照射された光が高い光効率を要するＣＤ−ＲＷに合わせるためである。そして、前記第２コリメータレンズ１３５は前記第１ビームスプリッタ１１３と第２ビームスプリッタ１３３との間の光路上に配置されて光ディスク１００に向かう光を平行光にする。
【００２３】
【発明の効果】
前述したように構成された本発明の実施形態に係る互換型光ピックアップ装置は、記録のために約０．５以上の高開口数及び高い光効率を要するＣＤ−ＲＷを記録媒体として採用しうる。また、立方構造のビームスプリッタに比べて安価の平板型構造の第１及び第２ビームスプリッタを採用することによって、低コスト化をなし得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の互換型光ピックアップ装置の光学的配置を示す概略的な図面である。
【図２】図１の可変絞りを概略的に示す図面である。
【図３】本発明の実施形態に係る互換型光ピックアップ装置の光学的配置を示す概略的な図面である。
【図４】図３の光検出器の構造を示す概略的な平面図である。
【符号の説明】
１００、１００ａ、１００ｂ    光ディスク
１１１  第１光源
１１３  第１ビームスプリッタ
１２１  第２光源
１２３  回折格子
１２５  第１コリメータレンズ
１２７  光検出器
１３１  対物レンズ
１３３  第２ビームスプリッタ
１３５  第２コリメータレンズ
１３７  受光レンズ
１４０  メイン光検出器
１４１  第１光検出器
１４３  第２光検出器
１４５  第３光検出器
Ｉ  第１光
ＩＩ  第２光
【図１】
0003553458.tif 000002
【図２】
0003553458.tif 000003
【図３】
0003553458.tif 000004
【図４】
0003553458.tif 000005