(57)【要約】 【課題】同一波長の光束を用いて、異なる種類の光ディスクに対して情報の記録を行うことができる安価な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。 【解決手段】液晶素子ＬＱＳを用いて、通過する光束の偏光方向を変更することにより光路を切り換えて、第１の対物レンズＯＢＪ１又は第２の対物レンズＯＢＪ２に入射させるので、ＢＤとＨＤとに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行いながらも、比較的高価な半導体レーザＬＤと光検出器ＰＤを単一とすることが出来、簡素で安価な光ピックアップ装置を提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の光束を出射する光源と、第１の対物レンズと、第２の対物レンズと、光検出器とを有し、前記第１の対物レンズが、前記光束を厚さｔ１の保護基板を介して第１の光ディスクの情報記録面上に集光し、前記第２の対物レンズが、前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２の光ディスクの情報記録面上に集光するようになっている光ピックアップ装置において、
前記光源から出射された前記光束の偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転可能な偏光回転素子と、
前記光束が前記偏光回転素子を透過した後に配置され、前記光束の偏光状態に応じて反射あるいは透過させる光路分岐素子と、
前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に配置された第１の立ち上げミラーと、
前記光路分岐素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に配置された第２の立ち上げミラーと、
前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に配置された第１のλ／４波長板と、
前記光路分岐素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に配置された第２のλ／４波長板と、
前記第１の光ディスクの情報記録面からの反射光を検出する第１の光検出器と、
前記第２の光ディスクの情報記録面からの反射光を検出する第２の光検出器と、
を有し、前記光路分岐素子と前記第１の立ち上げミラー、及び、前記光路分岐素子と前記第２の立ち上げミラーはそれぞれ別の素子であるとすることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズに入射する光束の偏光状態は、いずれも円偏光であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１の光検出器と前記第２の光検出器は、同一の光検出器であり、前記第１の光ディスク及び前記第２の光ディスクの情報記録面へ向かう往路における前記光束並びに前記第１の光ディスク及び前記第２の光ディスクの情報記録面で反射した復路における前記光束は、一方の光ディスクにおいては、前記往路において前記光路分岐素子を透過し、前記復路において前記光路分岐素子で反射され、他方の光ディスクにおいては、前記往路において前記光路分岐素子で反射され、前記復路において前記光路分岐素子を透過することにより前記光検出器に至ることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記偏光回転素子は液晶素子であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記光路分岐素子は偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に第１のコリメートレンズが配置され、
前記光路分岐素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に第２のコリメートレンズが配置されることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第１の光ディスクの情報記録面からの反射光は、前記第１の立ち上げミラーにより往路同様に反射され、前記第２の光ディスクの情報記録面からの反射光は、前記第２の立ち上げミラーにより往路同様に反射されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光源から前記第１の立ち上げミラーまでの光路及び前記光源から前記第２の立ち上げミラーまでの光路は、全て前記光ディスクを搭載した状態で前記光ディスクと平行な同一面内に含まれていることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、
搭載された光ディスクが前記第１の光ディスクあるいは前記第２の光ディスクの何れの光ディスクであるかを判別する光ディスク判別回路と、前記偏光回転素子を透過する光束の偏光方向を回転させるための信号を出力する偏光回転素子駆動回路とを備え、前記光ディスク判別回路からの信号に基づき前記偏光回転素子駆動回路からの信号を前記偏光回転素子に出力するようにすることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる種類の光情報記録媒体（光ディスクともいう）に対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。 
【背景技術】
【０００２】
波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を、「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスク装置の開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ（開口数）０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。また、別の例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
ＨＤとＢＤとは、現在において市場に流通しており、しばらく併存すると考えられるため、一台の装置で両方の高密度光ディスクに対して情報の記録／再生ができるようにすることが望まれている。
【０００４】
ＨＤとＢＤの互換光ピックアップ装置を実現するためには、同一波長の半導体レーザから出射される光束を異なる保護基板厚さの位置にある情報記録面上に集光させる必要がある。ＤＶＤとＣＤの互換光ピックアップ装置では、波長の違いを利用した回折対物レンズが広く一般的に用いられているが、同一波長の光束を利用するＨＤとＢＤにおいては、互換をかかる回折対物レンズで達成しようとすると、半導体レーザからの光束が２つの光量に分割されてしまうため、記録／再生しない光ディスクに対する光量が、本来記録／再生する側の光ディスクに対しては迷光となり外乱の要因となる場合がある。光利用効率の点では、１つの対物レンズでＨＤとＢＤとに対応する構成は、光ディスクの情報記録面上に高出力な光量を必要とする高倍速記録への展開においては不利な構成となる。
【０００５】
一方、光ピックアップ装置自体のコストを低く抑えるためには、できるだけ光学部品を共通化して部品点数を低減することが有効である。特に、高価な部品である半導体レーザや光検出器などは、共通化を図ることで光ピックアップ装置のコスト低減に大きな効果を得ることが可能である。
【０００６】
ここで、特許文献１、特許文献２、特許文献３には、２つの対物レンズと１つの光源と偏光回転素子と光路分岐素子を組み合わせるＢＤとＨＤの互換光ピックアップ装置が開示されている。このような構成においては、記録・再生する光ディスク種類に応じて、偏光回転素子を透過する光束の偏光方向を切替えることで、記録／再生する光ディスクに適合する対物レンズに導くことで、それぞれの光ディスクの情報記録面上に高い光量で集光させることが可能である。
【特許文献１】特開２００６−２６８８９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１８５６６号公報
【特許文献３】特開２００７−４８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の第１の実施の形態に開示された光ピックアップ装置は、及び、特許文献３に開示された光ピックアップ装置は、光ディスクの情報記録面からの反射光が立上げミラーで反射されず透過する構成となっているため、光ピックアップ装置が２階立てとなり、光ピックアップ装置の薄型化に不利な構成となっている。また、特許文献１の第３の実施の形態、及び、特許文献２に開示された光ピックアップ装置は、対物レンズに入射する光束が直線偏光であるため、再生特性が悪いという課題がある。対物レンズに対して直線偏光が入射すると、光学面周辺における透過率の偏光依存性の影響で集光スポットの品位が悪くなるおそれがある。この影響は光束の入射角度が大きくなると顕著となるので、特に、ＢＤ用対物レンズへの入射光束は円偏光とすることが重要である。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、同一波長の光束を、異なる保護基板厚みを有する光ディスクの情報記録面上に、円偏光の状態で高い光量の光束を集光させることができるとともに、低コストに製造可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の光束を出射する光源と、第１の対物レンズと、第２の対物レンズと、光検出器とを有し、前記第１の対物レンズが、前記光束を厚さｔ１の保護基板を介して第１の光ディスクの情報記録面上に集光し、前記第２の対物レンズが、前記光束を厚さｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を介して第２の光ディスクの情報記録面上に集光するようになっている光ピックアップ装置において、
前記光源から出射された前記光束の偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転可能な偏光回転素子と、
前記光束が前記偏光回転素子を透過した後に配置され、前記光束の偏光状態に応じて反射あるいは透過させる光路分岐素子と、
前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に配置された第１の立ち上げミラーと、
前記光路分岐素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に配置された第２の立ち上げミラーと、
前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に配置された第１のλ／４波長板と、
前記光路分岐素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に配置された第２のλ／４波長板と、
前記第１の光ディスクの情報記録面からの反射光を検出する第１の光検出器と、
前記第２の光ディスクの情報記録面からの反射光を検出する第２の光検出器と、
を有し、前記光路分岐素子と前記第１の立ち上げミラー、及び、前記光路分岐素子と前記第２の立ち上げミラーはそれぞれ別の素子であるとすることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、偏光回転素子を用いて、光源から出射された光束の偏光方向を必要に応じて略直交方向に回転させ、更に光路分岐素子において、光束の偏光状態に応じて反射あるいは透過させることにより光路を切り換えて、第１の対物レンズ又は第２の対物レンズに入射させるので、第１の光ディスクと第２の光ディスクとに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行いながらも、比較的高価な光源と光検出器を単一とすることが出来、簡素で安価な光ピックアップ装置を提供できる。尚、「略直交方向」とは、９０度±１０度以内をいうものとする。本発明の光ピックアップ装置は、コリメートレンズを有していてもよく、当該コリメートレンズは、光源と光路分岐素子の間の光路に共通のコリメートレンズを設けてもよく、光路分岐素子と第１の対物レンズ及び第２の対物レンズの間のそれぞれの光路に異なるコリメートレンズを設けてもよい。
【００１１】
なお、λ１は、３９０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下であることが好ましい。第１のλ／４波長板と第２のλ／４波長板は、別体であってもよいし、一体化されていてもよい。また、第１の立ち上げミラーと第２の立ち上げミラーも、別体であってもよいし、一体化されていてもよい。また、ｔ１は、０．００７５ｍｍ以上、０．０１１２５ｍｍ以下であることが好ましく、ｔ２は、０．５ｍｍ以上、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。第１の光ディスクはＢＤであり、第２の光ディスクはＨＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。
【００１２】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズに入射する光束の偏光状態は、いずれも円偏光であるので、対物レンズの光学面周辺における透過率の偏光依存性の影響を回避して集光スポットの品位を高めることが出来、再生特性を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１の光検出器と前記第２の光検出器は、同一の光検出器であり、前記第１の光ディスク及び前記第２の光ディスクの情報記録面へ向かう往路における前記光束並びに前記第１の光ディスク及び前記第２の光ディスクの情報記録面で反射した復路における前記光束は、一方の光ディスクにおいては、前記往路において前記光路分岐素子を透過し、前記復路において前記光路分岐素子で反射され、他方の光ディスクにおいては、前記往路において前記光路分岐素子で反射され、前記復路において前記光路分岐素子を透過することにより前記光検出器に至ることを特徴とするので、光ピックアップ装置の構成を簡素化できる。
【００１４】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、前記偏光回転素子は液晶素子であることを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記光路分岐素子は偏光ビームスプリッタであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、前記光路分岐素子と前記第１の対物レンズとの間の光路中に第１のコリメートレンズが配置され、前記光路分枝素子と前記第２の対物レンズとの間の光路中に第２のコリメートレンズが配置されることを特徴とする。尚、第１のコリメートレンズと第２のコリメートレンズは、別体のレンズであってもよいし、二つのレンズ部を有する一体化された光学素子であってもよい。
【００１７】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、前記第１の光ディスクの情報記録面からの反射光は、前記第１の立ち上げミラーにより往路同様に反射され、前記第２の光ディスクの情報記録面からの反射光は、前記第２の立ち上げミラーにより往路同様に反射されることを特徴とする。従って、光ピックアップ装置が２階立てとなることを防止でき、薄型の光ピックアップ装置を得ることが可能となる。
【００１８】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明において、前記光源から前記第１の立ち上げミラーまでの光路及び前記光源から前記第２の立ち上げミラーまでの光路は、全て前記光ディスクを搭載した状態で前記光ディスクと平行な同一面内に含まれていることを特徴とする。この様な構成とすることで、光ピックアップ装置が２階立てとなることを防止でき、薄型の光ピックアップ装置を得る事が可能となる。尚、光ディスクからの反射光において、第１の立ち上げミラーから第１の光検出器の光路及び第２の立ち上げミラーから第２の光検出器までの光路は、全て光ディスクを搭載した状態で光ディスクと平行な同一面内に含まれていることが好ましい。
【００１９】
請求項９に記載の光ディスク装置は、請求項１乃至８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、搭載された光ディスクが前記第１の光ディスクあるいは前記第２の光ディスクの何れの光ディスクであるかを判別する光ディスク判別回路と、前記偏光回転素子を透過する光束の偏光方向を回転させるための信号を出力する偏光回転素子駆動回路とを備え、前記光ディスク判別回路からの信号に基づき前記偏光回転素子駆動回路からの信号を前記偏光回転素子に出力するようにすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、同一波長の光束を用いて、異なる種類の光ディスクに対して情報の記録を行うことができる安価な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。尚、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光ディスク装置に組み込むことが可能である。図１は、光ピックアップ装置ＰＵ１の概略構成を示す図である。
【００２２】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、第１の光ディスクであるＢＤ及び第２の光ディスクであるＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長λ１＝４０５ｎｍの青紫色レーザ光束を射出する光源としての半導体レーザＬＤと、ＢＤの情報記録面に対して光束を集光する第１の対物レンズ部ＯＢＪ１と、ＨＤの情報記録面に対して光束を集光する第２の対物レンズ部ＯＢＪ２と、不図示の電源より電力が供給されない状態では通過する光束の偏光方向を維持し、電力が供給された状態では通過する光束の偏光方向を９０度回転させる偏光回転素子である液晶素子ＬＱＳと、Ｐ偏光の光束は透過するがＳ偏光の光束は反射する光路分岐素子である偏光ビームスプリッタＰＢＳと、第１のコリメートレンズＣＯＬ１と、第１のλ／４波長板ＱＷＰ１と、第１の立ち上げミラーＭ１と、第２のコリメートレンズＣＯＬ２と、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２と、第２の立ち上げミラーＭ２と、プリズムＰＳと、ＢＤ用ＨＤ用共用の光検出器ＰＤとを有している。尚、図示してはいないが、光ピックアップ装置ＰＵ１が搭載された光ディスク装置は、搭載された光ディスクがＢＤあるいはＨＤの何れであるかを判別する光ディスク判別回路と、液晶素子ＬＱＳを透過する光束の偏光方向を回転させるための信号を出力する駆動回路とを備え、光ディスク判別回路からの信号に基づき駆動回路からの信号を液晶素子ＬＱＳに出力するようにすることができるようになっている。
【００２３】
図１に示す光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、光ディスク判別回路からの信号に基づき不図示の電源より液晶素子ＬＱＳに電力を供給しないで（ＯＦＦ状態）、半導体レーザＬＤを発光させる。半導体レーザＬＤから射出されたＰ偏光の発散光束は、液晶素子ＬＱＳに入射してＰ偏光（第１の偏光方向）を維持したまま出射し、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過して、第１のコリメータＣＯＬ１により平行光束に変換され、第１のλ／４波長板ＱＷＰ１を通過して円偏光となり、第１の立ち上げミラーＭ１により反射され、第１の対物レンズ部ＯＢＪ１に入射した後、ＢＤの保護基板を介して情報記録面上に形成されるスポットとなる。第１の対物レンズ部ＯＢＪ１は、２軸アクチュエータ（不図示）によって駆動され、フォーカシングやトラッキングが行われる。
【００２４】
ＢＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第１の対物レンズ部ＯＢＪ１を通過し、第１の立ち上げミラーＭ１で反射され、第１のλ／４波長板ＱＷＰ１を通過してＳ偏光となり、第１のコリメータＣＯＬ１を通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００２５】
光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合を、図２を用いて説明する。光ディスク判別回路からの信号に基づき不図示の電源より液晶素子ＬＱＳに電力を供給して（ＯＮ状態）、半導体レーザＬＤを発光させる。半導体レーザＬＤから射出されたＰ偏光の発散光束は、液晶素子ＬＱＳに入射してＳ偏光（第２の偏光方向）に変更されて出射し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、プリズムＰＳで反射され、第２のコリメータＣＯＬ２により平行光束に変換され、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を通過して円偏光となり、第２の立ち上げミラーＭ２により反射され、第２の対物レンズ部ＯＢＪ２に入射した後、ＨＤの保護基板を介して情報記録面上に形成されるスポットとなる。第２の対物レンズ部ＯＢＪ２は、２軸アクチュエータ（不図示）によって駆動され、フォーカシングやトラッキングが行われる。
【００２６】
ＨＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２の対物レンズ部ＯＢＪ２を通過し、第２の立ち上げミラーＭ２で反射され、第２のλ／４波長板ＱＷＰ２を通過してＰ偏光となり、第２のコリメータＣＯＬ２を通過し、プリズムＰＳで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過して、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＨＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００２７】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、ＰＢＳとして、Ｐ偏光を反射し、Ｓ偏光を透過するようなものを用いてもよいし、液晶素子として、電圧印加した状態においてはＳ偏光を発生させ、電圧を印加しない状態においてはＰ偏光を発生させるようなものを用いてもよい。また、第１の対物レンズと第２の対物レンズとは別体でも良いし、一体的に形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図２】光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
ＣＯＬ１ 第１のコリメートレンズ
ＣＯＬ２ 第２のコリメートレンズ
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＱＳ 液晶素子
Ｍ１ 第１のミラー
Ｍ２ 第２のミラー
ＯＢＪ１ 第１の対物レンズ
ＯＢＪ２ 第２の対物レンズ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＳ  プリズム
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ１ 第１のλ／４波長板
ＱＷＰ２ 第２のλ／４波長板
【図１】
2008257797.tif 000003
【図２】
2008257797.tif 000004