(57)【要約】本発明は、少なくとも３つの異なる種類の情報担体に対応する光学装置に係る。当該装置は、検出手段（２０３）と、コリメータ（２０１）と、コリメータから第１の距離ｄ１における第１のビームスプリッタ（２１４）と、コリメータから第２の距離ｄ２における第２のビームスプリッタ（２２４）と、コリメータから第３の距離ｄ３における第３のビームスプリッタ（２３４）とを有するメイン光学分岐、を有する。該装置はまた、メイン光学分岐に対して実質的に垂直に位置付けられる、第１の開口数ＮＡ１を有する情報担体を走査し、第１の放射線源（２１１）と第１のプレコリメータ（２１２）と第１のビームスプリッタ（２１４）とを有する第１の光学分岐、第２の開口数ＮＡ２を有する情報担体を走査し、第２の放射線源（２２１）と第２のプレコリメータ（２２２）と第２のビームスプリッタ（２２４）とを有する第２の光学分岐、及び、第３の開口数ＮＡ３を有する情報担体を走査し、第３の放射線源（２３１）と第３のプレコリメータ（２３２）と第３のビームスプリッタ（２３３）とを有する第３の光学分岐、を有する。かかる光学走査装置において、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３及びＮＡ２＜ＮＡ１＜ＮＡ３である。
2008504644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置であって、
検出手段（２０３）と、コリメータ（２０１）と、前記コリメータから第１の距離ｄ１における第１のビームスプリッタ（２１４）と、前記コリメータから第２の距離ｄ２における第２のビームスプリッタ（２２４）と、前記コリメータから第３の距離ｄ３における第３のビームスプリッタ（２３４）と、を有する前記メイン光学分岐と、
前記メイン光学分岐に対して実質的に垂直に位置付けられる、
・  第１の開口数ＮＡ１を有する情報担体を走査し、第１の放射線源（２１１）と、第１のプレコリメータ（２１２）と、前記第１のビームスプリッタ（２１４）とを有する、第１の光学分岐と、
・  第２の開口数ＮＡ２を有する情報担体を走査し、第２の放射線源（２２１）と、第２のプレコリメータ（２２２）と、前記第２のビームスプリッタ（２２４）とを有する、第２の光学分岐と、
・  第３の開口数ＮＡ３を有する情報担体を走査し、第３の放射線源（２３１）と、第３のプレコリメータ（２３２）と、前記第３のビームスプリッタ（２３３）とを有する、第３の光学分岐と、
を有し、
ｄ１＞ｄ２＞ｄ３及びＮＡ２＜ＮＡ１＜ＮＡ３である、
光学装置。
【請求項２】
前記第２の光学分岐は、前記第１及び第３の光学分岐に対して前記メイン光学分岐の他側上に位置決めされる、
請求項１記載の光学走査装置。
【請求項３】
前記第１の光学分岐は、ＤＶＤを走査するよう意図され、前記第２の光学分岐はＣＤを走査するよう意図され、前記第３の光学分岐はＢＤを走査するよう意図される、
請求項１記載の光学走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の情報担体を走査する光学走査装置に係る。
【０００２】
本発明は特には、ＣＤ、ＤＶＤ、及びブルーレイディスク（ＢＤ）への記録及びそれらからの読取りに対する光ディスク装置に係る。
【背景技術】
【０００３】
異なる種類の光学走査装置は、近年開発されてきている。データ容量を増大するよう、走査ビームの波長がますます低減される一方、走査ビームの開口数はますます増加される。例えば、ＣＤレコーダにおいて、走査ビームの波長は７８５ナノメートルであり、開口数は０．５である。ＤＶＤレコーダにおいて、走査ビームの波長は６５０であり、開口数は０．６５である。ＢＤレコーダにおいては、走査ビームの波長は４０５であり、開口数は０．８５である。新しい光学走査装置は古い情報担体に対応するため、新しい光学走査装置を購入するユーザは、古い情報担体を依然として読み取り得る、ことは重要である。例えば、ＤＶＤプレーヤは、ＤＶＤ及びＣＤを再生することができるべきであり、ＢＤプレーヤは、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤを再生できるべきである。
【０００４】
ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤを走査することができる光学走査装置は、オオサト・キヨシ、タニグチ・タダシ、イケダ・マサオ、カツムラ・マサヒロ、イマイ・テツヤ、オオノ・エイジ、ミアヤクワ・ナオヤス、フルミヤ・マサシ、及びナカムラ・アツシによる「Part4:  the  Key  Technologies  of  Blu-ray」、日経エレクトロニクス誌（２００３年５月１２日発行）、ｐ．１１９−１３３（非特許文献１）からの論文中に記載される。かかる光学装置は、図１中に示される。該装置は、ＤＶＤ源１０１、第１の半ミラー１０２、ＣＤ源１０３、第１のコリメータ１０４、第２の半ミラー１０５、ＢＤ源１０６、ビームシェイパ１０７、偏光ビームスプリッタ１０８、第２のコリメータ１０９、折畳みミラー１１０、４分の１波長板１１１、対物レンズ１１２、サーボレンズ１１３、及び検出手段１１４を有する。かかる光学走査装置は、情報担体１００を走査するよう意図される。この情報担体１００は、ＣＤ、ＤＶＤ、又はＢＤの種類であり得る。
【０００５】
ＢＤが走査される際、ＢＤ源１０６は、電源を入れられ、偏光ＢＤ放射線ビームを生成する。一定のリム強度が情報担体１００上に求められるため、ＢＤ放射線ビームは、ビームシェイパ１０７を用いて円形にされる（ｃｉｒｃｕｌａｒｉｚｅｄ）。続いて、該ビームは、偏光ビームスプリッタ１０８を通過し、第２のコリメータ１０９を用いて平行にされる。平行にされたＢＤ放射線ビームは、続いて、第２の半ミラー１０５によって偏向され、折畳みミラー１１０を用いて情報担体１００に向かって方向付けられる。該ビームは最終的に、対物レンズ１１２を用いて情報担体１００上に集束される。情報担体から戻る際、ＢＤ放射線ビームは、第２の半ミラー１０５によって偏向され、続いて第２のコリメータ１０９、偏光ビームスプリッタ１０８、及びサーボレンズ１１３を用いて検出手段１１４上に集束される。光学経路における４分の１波長板の存在により、反射されたＢＤ放射線ビームは、ＢＤ放射線源１０６によって生成された放射線ビームの偏光に対して直交する偏光を有するため、偏光ビームスプリッタ１０８は、検出手段１１４に向かってＢＤ放射線ビームを偏向する。
【０００６】
ＤＶＤが走査される際、ＤＶＤ源１０１は、電源を入れられ、偏光ＤＶＤ放射線ビームを生成する。該ビームは、第１の半ミラー１０２を通過し、第１のコリメータ１０４を用いて平行にされ、続いて第２の半ミラー１０５を通過する。ＤＶＤ放射線ビームは続いて、第２の半ミラー１０５の後にＢＤ放射線ビームとして同一の経路を追う。反射されたＤＶＤ放射線ビームは、ＢＤ放射線ビームに対して説明された通り、検出手段１１４を用いて検出される。ＣＤが走査される際、ＣＤ源１０３は、電源を入れられ、偏光ＣＤ放射線ビームを生成する。該ビームは、第１のコリメータ１０４に向かって第１の半ミラー１０２によって偏向され、第１のコリメータ１０４を用いて平行にされ、続いて第２の半ミラー１０５を通過する。ＣＤ放射線ビームは続いて、第２の半ミラー１０５の後にＢＤ放射線ビームと同一の経路を追う。反射されたＣＤ放射線ビームは、ＢＤ放射線ビームに対して説明された通り、検出手段１１４を用いて検出される。
【０００７】
かかる光学走査装置の問題点は、２つのコリメータを必要とすることである。これによって光学走査装置は、大きく、複雑であり組立てが困難となる。
【非特許文献１】「Part4:  the  Key  Technologies  of  Blu-ray」、日経エレクトロニクス誌（２００３年５月１２日発行）、ｐ．１１９−１３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、少なくとも３つの異なる情報担体を操作することができ、１つのみのコリメータを有する光学走査装置を与える、ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これを達成するよう、本発明は、メイン光学分岐、メイン光学分岐に対して実質的に垂直に位置決めされる、第１の光学分岐、第２の光学分岐、及び第３の光学分岐、を有する光学装置を提案する。メイン光学分岐は、検出手段、コリメータ、コリメータから第１の距離ｄ１における第１のビームスプリッタ、コリメータから第２の距離ｄ２における第２のビームスプリッタ、及び、コリメータから第３の距離ｄ３における第３のビームスプリッタ、を有する。第１の光学分岐は、第１の開口数ＮＡ１を有する情報担体を走査し、第１の放射線源と第１のプレコリメータと第１のビームスプリッタとを有する。第２の光学分岐は、第２の開口数ＮＡ２を有する情報担体を走査し、第２の放射線源と第２のプレコリメータと第２のビームスプリッタとを有する。第３の光学分岐は、第３の開口数ＮＡ３を有する情報担体を走査し、第３の放射線源と第３のプレコリメータと第３のビームスプリッタとを有する。かかる光学走査装置において、ｄ１＞ｄ２＞ｄ３及びＮＡ２＜ＮＡ１＜ＮＡ３である。
【００１０】
明細書中に詳細に説明される通り、この構造により、３つの放射線ビームに対して１つのコリメータのみを使用することが可能となる。例えば、第１の光学分岐は、ＤＶＤを走査するよう意図され、開口数ＮＡ１＝０．６５を有し、第２の光学分岐はＣＤを走査するよう意図され、開口数ＮＡ２＝０．５を有し、第３の光学分岐はＢＤを走査するよう意図され、開口数ＮＡ３＝０．８５を有する。本発明によれば、ＤＶＤ分岐は、ＢＤ分岐よりコリメータから更に離れているＣＤ分岐より、更にコリメータから離れる。
【００１１】
有利には、第２の光学分岐は、第１及び第３の光学分岐に対してメイン光学分岐の他側上に位置決めされる。これによって、第１及び第３の光学分岐の種々の要素のホルダに対する空間が節約される。故にこれは、かかる光学走査装置の組立て工程を単純化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明はこれより、添付の図面を参照して例証としてより詳細に説明される。
【００１３】
本発明に従った光学走査装置は、図２中に示される。かかる光学走査装置は、コリメータ２０１、サーボレンズ２０２、検出手段２０３、第１の放射線源２１１、第１のプレコリメータ２１２、第１のグレーティング２１３、第１の偏光ビームスプリッタ２１４、第２の放射線源２２１、第２のプレコリメータ２２２、第２のグレーティング２２３、第２の偏光ビームスプリッタ２２４、第３の放射線源２３１、ビームシェイパ２３２、第３のグレーティング２３３、第３の偏光ビームスプリッタ２３４、折畳みミラー２４１、４分の１波長板２４２、及び、対物レンズ２４３、を有する。この光学走査装置は、第１、第２、又は第３の種類であり得る情報担体２００を走査するよう意図される。
【００１４】
コリメータ２０１及び検出手段２０３は、メイン光学分岐を形成し、該メイン光学分岐はまた、第１の偏光ビームスプリッタ２１４、第２の偏光ビームスプリッタ２２４、及び、第３の偏光ビームスプリッタ２３４、を有する。この例では、メイン光学分岐はまた、サーボレンズ２０２を有する。該サーボレンズは、集束エラー信号を測定するよう、検出器に達する前に放射線源において非点収差を取り入れるよう使用される。サーボレンズ２０２は、他の焦点検出方法が使用される場合は割愛され得る。
【００１５】
第１の放射線源２１１、第１のプレコリメータ２１２、第１のグレーティング２１３、及び第１の偏光ビームスプリッタ２１４は、メイン光学分岐に対して実質的に直交する第１の光学分岐を形成する。これは、メイン光学分岐と第１の光学分岐との間の最小角度が６０度より大きく、望ましくは８０度より大きい、ことを意味する。第１の偏光ビームスプリッタ２１４は、メイン光学分岐及び第１の光学分岐に属する、ことは留意されるべきである。第２の放射線源２２１、第２のプレコリメータ２２２、第２のグレーティング２２３、及び第２の偏光ビームスプリッタ２２４は、メイン光学分岐に対して実質的に直交する第１の光学分岐を形成する。第２の偏光ビームスプリッタ２２４は、メイン光学分岐及び第２の光学分岐に属する。第３の放射線源２３１、第３のプレコリメータ２３２、第３のグレーティング２３３、及び第３の偏光ビームスプリッタ２３４は、メイン光学分岐に対して実質的に直交する第３の光学分岐を形成する。第３の偏光ビームスプリッタ２３４は、メイン光学分岐及び第３の光学分岐に属する。
【００１６】
第１、第２、及び第３のグレーティング２１３，２２３及び２３３は、夫々、第１の放射線源２１１、第２の放射線源２２１、及び第３の放射線源２３１によって生成される放射線ビームから３つのスポットを生成するよう使用される。３つのスポットは、例えば所謂３スポットプッシュプル式（ｔｈｒｅｅ−ｓｐｏｔｓ  ｐｕｓｈ  ｐｕｌｌ）又は差異（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）プッシュプルトラッキング方法を用いて、トラッキングの目的に対して使用される。他のトラッキング方法が使用される場合は、第１、第２、及び第３のグレーティング２１３、２２３及び２３３は割愛され得る。
【００１７】
図２中のビームスプリッタ２１４、２２４及び２３４は偏光ビームスプリッタであるが、本発明はまた、非偏光ビームスプリッタ、又は偏光ビームスプリッタと非偏光ビームスプリッタとの組み合わせを有する光学走査装置に対しても適用する。偏光ビームスプリッタの使用が有利であるのは、偏光ビームスプリッタが情報担体上の力（ｐｏｗｅｒ）を増大するためである。
【００１８】
以下の例において、第１の光学分岐は、０．６５である開口数を有してＤＶＤを走査するよう意図される、第２の光学分岐は、０．５である開口数を有してＣＤを走査するよう意図され、第３の光学分岐は、０．８５である開口数を有してＢＤを走査するよう意図される。しかし本発明は、かかる種類の情報担体に制限されない。
【００１９】
ＢＤ放射線ビームの所望されるリム強度及び情報担体２００上の所望される力により、ビームスプリッタ２３３は、ＢＤ光学分岐、即ち第３の光学分岐において所望される。例えば、ＥＰ０６０５９２３中に記載されるようなビームシェイパは、ＢＤ分岐において使用され得る。ビームシェイパは、通常は比較的大きいため、第２の光学分岐の寸法は比較的大きくなる。ここでは、第３の放射線源２３１とコリメータ２０１との間の距離が固定され、コリメータ２０１の焦点距離と同等である。これは、第３の偏光ビームスプリッタ２３４とコリメータ２０１との間の距離ｄ１が比較的小さくあるべきである、ことを意味する。これは、第３の光学分岐がコリメータ２０１に対して最も近い分岐である、ことによって達成される。
【００２０】
ＤＶＤが走査される際に情報担体２００上に十分な力を有するよう、プレコリメータは、第１の光学分岐において使用されなければならない。実際には、第１の光学分岐においてコリメータがないと、ＤＶＤビームの開口数は、ＢＤビームの開口数、即ちコリメータ２０１の開口数によって制限される。結果として、ＤＶＤ放射線源２１１の出口におけるＤＶＤ放射線ビームの比較的少量が、情報担体２００に到達する。第１のプレコリメータ２１２は、ＤＶＤ放射線ビームのカップリング（ｃｏｕｐｌｉｎｇ）開口数、即ち情報担体２００に到達するＤＶＤ放射線ビームの部分を増大し得る。これはまた、ＣＤ放射線ビームに対して適用する。第２のプレコリメータ２２２は、ＣＤ放射線ビームのカップリング開口数を増大し得る。第１のプレコリメータ２１２は、
【００２１】
【数１】
2008504644.tif 000003
によって定義付けられる倍率（ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）ｍＤＶＤを有する。式中ｄｉａｍ（ＢＤ）は平行な放射線ビームの直径（ｄｉａｍｅｔｅｒ）であり、ｄｉａｍ（ＤＶＤ）はＤＶＤ放射ビームの直径である。ｃｏｕｐｌｉｎｇＮＡ（ＤＶＤ）はＤＶＤ放射線ビームのカップリング開口数であり、ｃｏｕｐｌｉｎｇＮＡ（ＢＤ）はＢＤ放射ビームのカップリング開口数である。第２のプレコリメータ２２２は、
【００２２】
【数２】
2008504644.tif 000004
によって定義付けられる倍率ｍＣＤを有する。ＣＤ及びＤＶＤが走査される際に情報担体２００上の実質的に同一量の力を得るよう、ＣＤ放射線ビームのカップリングＮＡがＤＶＤ放射線ビームのカップリングＮＡより望ましくは高くあるべきであるため、また、ＤＶＤ放射線ビームの直径がＣＤ放射線ビームの直径より大きいため、第２のプレコリメータ２２２の倍率ｍＣＤは、第１のプレコリメータ２１２の倍率ｍＤＶＤより大きい。
【００２３】
ここでは、第１のプレコリメータ２１２は、第１の放射線源２１１から情報担体２００までΔ１ＤＶＤ＝Ｏ１×（ｍＤＶＤ−１）である値を有する光学経路を短縮する。式中、Ｏ１は、第１の放射線源２１１と第１のプレコリメータ２１２との間の光学距離であり、第１の放射線源２１１の筐体寸法に依存する。同様にして、第２のプレコリメータ２２２は、第２の放射線源２２１から情報担体２００までΔ１ＣＤ＝Ｏ２×（ｍＣＤ−１）である値を有する光学経路を短縮する。式中、Ｏ２は、第２の放射線源２２１と第２のプレコリメータ２２２との間の光学距離であり、第２の放射線源２２１の筐体寸法に依存する。台１及び第２の放射線源２１１及び２２２が物理的に類似するため、光学距離Ｏ１は、Ｏ２と実質的に同等である。結果として、値Δ１ＣＤは、値Δ１DVDより上位である。故に、第２の放射線源２２１からコリメータ２０１までの光学経路は、第１の放射線源２１１からコリメータ２０１までの光学経路に対して上位であるべきである。これは、第１の光学分岐がコリメータから最も離れた分岐である、ことにおいて達成される。
【００２４】
結果として、少なくとも３つの異なる種類の情報担体に対応する光学走査装置は、単一の検出器を有して設計され得る。これを達成するよう、最も高い開口数を有して情報担体を走査する光学分岐はコリメータに対して最も近くあるべきであり、最も小さい開口数を有して情報担体を走査する光学分岐はコリメータからより離れているべきであり、中間の開口数を有して情報担体を走査する光学分岐は情報担体から最も離れているべきである。
【００２５】
図２中の例では、第２の光学分岐は、第１及び第３の光学分岐に対してメイン光学分岐の他側上に位置決めされる。３つの光学分岐はメイン光学分岐の同一側上に置かれ得るが、図２中の構造は、特に有利である。実際には、第２の光学分岐が他の２つの光学分岐に対してメイン光学分岐の異なる一側上に置かれる際、第１の分岐と第３の分岐との間の空間が節約される。この空間は、第１及び第３の分岐の種々の要素のホルダに対して、及び第１及び第３の放射線源２１１及び２３１の電気的接続に対して使用され得る。これは、第１及び第３の放射線源２１１及び２３１を制御する集積回路と前出の放射線源との間の電気的接続の長さを制限する。これは、第１の放射線源２１１がＤＶＤ放射線源であり、第３の放射線源２３１がＢＤ放射線源である際、かかる２つの場合においては前出の電気的接続の長さが重要であるため、特に有利である。
【００２６】
本発明に従った光学走査装置の寸法の一例が、以下に与えられる。第１、第２、及び第３の光ビームスプリッタの幅は、約５ミリメートルである。したがって、光学分岐はコリメータ２０１から１５ｍｍと同等である距離におかれ得、他の光学分岐は１０ｍｍと同等である距離におかれ得、他の光学分岐は５ｍｍと同等のである距離におかれ得る。比較的大きなビームシェイパ２３２によって、第３の放射線源２３１と第３の偏光ビームスプリッタ２３４との間の距離は１５ミリメートルである。コリメータ２０１の焦点距離は、２２ミリメートルである。結果として、第３の光学分岐は、コリメータ２０１から５ｍｍと同等である距離におかれ得るのみである。
【００２７】
第２の光学分岐の開口数が０．５であり、第２の光学分岐の開口数は０．８５である。第２の光学分岐に対するカップリング開口数０．１２を有して、第２の放射線源２２１とコリメータ２０１との間の光学距離は、ｆＣ−Δ１ＣＤ＝１９ミリメートルである。ここでは、第２の放射線源２２１と第２の偏光ビームスプリッタ２２４との間の距離は、８ミリメートルと同等である。結果として、第２の光学分岐は、コリメータ２０１から１０ｍｍと同等である距離におかれ得るのみである。続いて、第１の光学分岐は、コリメータ２０１から１０ｍｍと同等である距離におかれなければならない。
【００２８】
添付の請求項中の参照符号は、クレームを制限するものとして解釈されるべきではない。「有する」という動詞及びその活用の使用が請求項中に定義付けられる要素以外の要素の存在を除外するものではない、ことは明らかである。単数形で表される要素は、かかる要素の複数の存在を除外しない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】先行技術に従った光学走査装置を図示する。
【図２】本発明に従った光学走査装置を図示する。
【図１】
2008504644.tif 000005
【図２】
2008504644.tif 000006
【国際調査報告】
2008504644.tif 000007
2008504644.tif 000008