【手続補正書】
【提出日】平成15年6月23日(2003.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】記録媒体用光スポット生成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】光収束用光学素子が、コリメータより入射される光束からそのスポットを記録媒体のトラックに作り、かつトラックサーボによりトラック直角方向へ変位される記録媒体用光スポット生成装置において、
前記コリメータは、前記光収束用光学素子の運動範囲に対して前記光収束用光学素子が前記コリメータからのコリメート光の入射を受けるのを可能とする大きさとし、前記コリメータのトラック方向寸法は、前記光収束用光学素子がトラック直角方向へは変位するのに対してトラック方向へは変位しない対応分だけ、トラック直角方向寸法より短く切除されていることを特徴とする記録媒体用光スポット生成装置。
【請求項２】入射側光軸から出射側光軸へ光軸方向を９０°変換するミラーが設けられ、前記コリメータは、前記出射側光軸上の前記ミラーと前記光収束用光学素子との間に配設され、切除側の辺部を前記ミラーの面に沿わせるとともに、光軸方向へ前記ミラーと少なくとも部分的に重複して配置されていることを特徴とする請求項１記載の記録媒体用光スポット生成装置。
【請求項３】入射側光軸から出射側光軸へ光軸方向を９０°変換するミラーが設けられ、前記コリメータは、トラック方向を前記出射側光軸の方向に平行な方向として、前記入射側光軸上に配設されていることを特徴とする請求項１記載の記録媒体用光スポット生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクや光カード等の記録媒体の記録情報を読取り及び／又は書き込む記録媒体用光スポット生成装置に係り、詳しくは小型化に有利な記録媒体用光スポット生成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクや光カード等の記録媒体の記録情報を読取り及び／書き込む記録媒体用光スポット生成装置では、コリメータレンズによりコリメート光を生成し、これを対物レンズに通過させて、記録媒体の所定トラックにスポットを当てている。一方、対物レンズは、記録媒体の目標のトラックに光束のスポットを当てるために、トラックサーボによる制御を受けており、トラック直角方向へ変位するようになっている。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクや光カード等の記録媒体の記録情報を読取り及び／又は書き込む記録媒体用光スポット生成装置では、コリメータレンズによりコリメート光を生成し、これを対物レンズに通過させて、記録媒体の所定トラックにスポットを当てている。一方、対物レンズは、記録媒体の目標のトラックに光束のスポットを当てるために、トラックサーボによる制御を受けており、トラック直角方向へ変位するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のコリメータレンズは円形になっているので、その直径は、トラック直角方向の対物レンズの変位にもかかわらず、対物レンズが全面にコリメータレンズからのコリメート光を受けるのを保証できる値となっている。
【０００５】
この発明の目的は、小型化を達成できる記録媒体用光スポット生成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の記録媒体用光スポット生成装置によれば、光収束用光学素子が、コリメータより入射される光束からそのスポットを記録媒体のトラックに作り、かつトラックサーボによりトラック直角方向へ変位される。このような記録媒体用光スポット生成装置において、コリメータは、光収束用光学素子の運動範囲に対して光収束用光学素子がコリメータからのコリメート光の入射を受けるのを可能とする大きさとされる。そして、コリメータのトラック方向寸法は、光収束用光学素子がトラック直角方向へは変位するのに対してトラック方向へは変位しない対応分だけ、トラック直角方向寸法より短く切除されている。
【０００７】
コリメータには、コリメータレンズの他に、非球面プレスレンズ、非球面をレプリカ形成したもの、光軸方向に屈折率分布を持たせたもの、光軸から放射する方向に屈折率分布を持たせたもの、異種屈折率のガラス球面研磨レンズを貼り合わせたもの、フレネルゾーンプレートの形状のもの等、一切のコリメータを含むものとする。
【０００８】
この記録媒体用光スポット生成装置は、読み込み専用の光ピックアップ装置としてだけでなく、読み込み及び書き込み兼用の光スポット生成装置、さらに、書き込み専用の光スポット生成装置にも適用される。記録媒体への書き込みの場合は、読み込みの場合よりも例えばレーザー光の出力が適当に増大される。コリメータより光収束用光学素子に入射される光束は、１個に限定されず、２個以上であってもよい。すなわち、記録媒体に形成される光束のスポットは、単一であっても、複数であってもよい。
【０００９】
こうして、コリメータは、トラック方向寸法を、対物レンズがトラック方向へ変位しない対応分だけ、トラック直角方向寸法より小径とされる。
【００１０】
この発明の記録媒体用光スポット生成装置によれば、入射側光軸から出射側光軸へ光軸方向を９０°変換するミラーが設けられ、コリメータは、出射側光軸上のミラーと光収束用光学素子との間に配設され、切除側の辺部をミラーの面に沿わせるとともに、光軸方向へミラーと少なくとも部分的に重複して配置されている。
【００１１】
トラック方向へ両端部を切除されたコリメータは、切除側の辺部をミラーの面に沿わせるとともに、ミラーの出射側光軸の方向へミラーと少なくとも部分的に重複されるので、記録媒体用光スポット生成装置は、出射側光軸の方向への寸法を縮小できる。
【００１２】
この発明記録媒体用光スポット生成装置によれば、入射側光軸から出射側光軸へ光軸方向を９０°変換するミラーが設けられ、コリメータは、トラック方向を出射側光軸の方向に平行な方向として、入射側光軸上に配設されている。
【００１３】
コリメータは、入射側光軸上に配設され、かつ小径方向のトラック方向をミラーの出射側光軸の方向に平行な方向とされるので、ミラーの入射側光軸の範囲における出射側光軸方向寸法を縮小できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は光ピックアップ装置１０の光路図である。図２は光ピックアップ装置１０の内部の側面図である。また、図１において、光ディスク３４のＲ方向及びＴ方向は、それぞれ光ディスク３４の半径方向（Ｒａｄｉａｌ方向。Ｒ方向及び反Ｒ方向はそれぞれ光ディスク３４の外周側方向及び内周側方向に相当する。）及び光ディスク３４の情報トラックの接線方向（Ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ方向）をそれぞれ示し、各光学素子におけるＲ方向及びＴ方向は、それぞれ光ディスク３４のＲ方向及びＴ方向へスポットを変位させるときの各光学素子の移動方向を示している。また、フォトダイオード受光面６８におけるＲ’方向，Ｔ’方向はそれぞれ光ディスク３４のＲ方向及び反Ｔ方向に対応する方向を示し、ビームスプリッタ２４及び焦点調節レンズ５０におけるＲ’方向及びＴ’方向は、それぞれフォトダイオード受光面６８のＲ’方向及びＴ’方向に反射光のスポットを変位させるときのビームスプリッタ２４及び焦点調節レンズ５０の移動方向を示している。
【００１５】
図１及び図２において、半導体レーザー１２は、半導体レーザー１２から光ディスク３４までの光軸３２の始端となる発光部１４を中心に、また、フォトダイオード１６を、発光部１４からＲ方向へ所定量偏心した個所に、それぞれもつ。ホログラムモジュール１８は、半導体レーザー１２側の面に回折格子面２０を、また、回折格子面２０とは反対側の面にホログラム面２２をもつ。発光部１４から放射されたレーザー光は、ホログラムモジュール１８の回折格子面２０により、光軸３２上の１個と、それに対して各側にそれぞれ３個ずつの計７個の光束に分割される。７個の光束は、ビームスプリッタ２４を直進して通過し、ミラー２６において向きを９０°変更し、コリメータレンズ２８（図２では実線で図示されている方のコリメータレンズ２８）及び対物レンズ３０を順番に通過し、ＣＤ等の光ディスク３４において、ほぼＴ方向に沿って一列にスポットＭ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊを生成する。スポットＭ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの配列は、中心のスポットＭに対して対称の配列であり、すなわち、光軸３２上のスポットＭに対してスポットＥとＦ、スポットＧとＨ、及びスポットＩとＪが、対称位置の関係になっている。なお、コリメータレンズ２８は、円形ではなく、Ｔ方向両端を直線で切除された小判形となっているが、これについては、後述する。
【００１６】
光軸６６は、スポットＭを始端とするスポットＭ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊの反射光の光軸であり、スポットＭからビームスプリッタ２４までは、光軸３２と重複する。すなわち、光ディスク３４の反射光は、順番に、対物レンズ３０、コリメータレンズ２８、及びミラー２６を通過して、ビームスプリッタ２４へ入射され、ビームスプリッタ２４において、９０°向きを変えられ、焦点調節レンズ５０の方へ向かう。フォトダイオード受光面６８は、光軸６６に対して直角で所定の間隔を開けて一列に配置された光検出素子としてのフォトダイオード５２Ｍ，５２Ｅ，５２Ｆ，５２Ｇ，５２Ｈ，５２Ｉ，５２Ｊを含む平面として定義される。ビームスプリッタ２４から焦点調節レンズ５０の方へ出射した反射光は、焦点調節レンズ５０を通過して、各フォトダイオード５２Ｍ，５２Ｅ，５２Ｆ，５２Ｇ，５２Ｈ，５２Ｉ，５２Ｊへ入射される。なお、光軸６６上のフォトダイオード５２Ｍのみは、Ｒ’方向及びＴ’方向へそれぞれ２個の計４個のフォトダイオード５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄより成り、スポットＭの反射光は４個に分割されて、各フォトダイオード５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄへ入射される。フォトダイオード５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄへの反射光の入射は、光ディスク３４のトラックのデータ読み取りだけでなく、ＤＰＤ法によるトラッキングサーボ制御の誤差信号としても利用される。
【００１７】
一方、スポットＭの反射光の一部は、ビームスプリッタ２４からホログラムモジュール１８の方へ向かい、その一部がホログラムモジュール１８のホログラム面２２により向きをフォトダイオード１６の方へ変えられて、フォトダイオード１６へ入射する。フォトダイオード１６へ入射された反射光は、フォーカスサーボ制御誤差信号として利用され、この誤差信号に基づいて対物レンズ３０が光軸３２方向へ変位させて、対物レンズ３０と光ディスク３４との距離が適正値へ制御される。
【００１８】
半導体レーザー１２の発振周波数や回折格子の格子間隔等には製造上のばらつきがある。また、コリメータレンズ２８の焦点距離と、コリメータレンズ２８及び焦点調節レンズ５０の合成焦点距離との比にも製造上のばらつきがある。これらばらつきは、フォトダイオード受光面６８における反射光のの間隔に影響を与え、フォトダイオード５２を除くフォトダイオード５２Ｅ，５２Ｆ，５２Ｇ，５２Ｈ，５２Ｉ，５２Ｊへ各反射光が適切に入射しない原因となる。そこで、光ピックアップ装置１０の製作時では、焦点調節レンズ５０及びフォトダイオード受光面６８を光軸６６の方向へ変位させてみて、各反射光が対応のフォトダイオード５２Ｍ，５２Ｅ，５２Ｆ，５２Ｇ，５２Ｈ，５２Ｉ，５２Ｊへ正しく入射する光軸方向位置を探し出し、こうして探し出した光軸方向位置で焦点調節レンズ５０及びフォトダイオード受光面６８を固定するようにする。
【００１９】
図３はコリメータレンズ２８の斜視図である。コリメータレンズ２８は、対物レンズ３０（図１及び図２）が、その運動範囲の全位置において、その全面にコリメータレンズ２８からのコリメート光が入射されるのを保証する大きさとされる。対物レンズ３０は、トラッキングのためにＲ方向へ変位するが、Ｔ方向へは微小変位である。したがって、コリメータレンズ２８は、Ｒ方向へは対物レンズ３０の変位分に対応する寸法を持たなければならないのに対し、Ｔ方向へは、対物レンズ３０の変位しない対応分、Ｔ方向両端を切除しても、対物レンズ３０全体に光が入射されるのを保証できる。対物レンズ３０の有効光束径を４ｍｍ、対物レンズ３０のトラッキング移動を片側０．５ｍｍ、コリメータレンズ２８の外側の縁幅を０．３ｍｍとすると、対物レンズ３０の任意位置に対してコリメート光を入射させるのに必要なコリメータレンズ２８のＲ方向寸法Ｄｒは次の通りとなる。
Ｄｒ＝４＋０．５＋０．５＋０．３＋０．３
＝５．６ｍｍ
【００２０】
これに対して、対物レンズ３０のトラック方向全範囲へコリメート光を入射するのに必要なコリメータレンズ２８のＴ方向寸法Ｄｔは、対物レンズ３０がトラック方向へ変位しないので、次の通りとなる。
Ｄｔ＝４＋０．３＋０．３
＝４．６ｍｍ
【００２１】
従来のコリメータレンズでは、５．６ｍｍの直径とする円形とされていたのに対し、このコリメータレンズ２８では、Ｒ方向寸法Ｄｒは従来値と同一の５．６ｍｍであるものの、Ｔ方向寸法Ｄｔは４．６ｍｍと、１７％縮小され、トラック方向両端を切除された小判形となる。コリメータレンズ２８のＴ方向は、発光部１４からミラー２６の方へ向かう光軸３２の前半の直進方向（＝光ピックアップ装置１０の長さ方向）に一致するので、コリメータレンズ２８のＴ方向の端部の切除により、光ピックアップ装置１０の長さを縮小できる。
【００２２】
図１及び図２では、コリメータレンズ２８（実線）はミラー２６と対物レンズ３０との間に配置されているが、図２の仮想線に示されるように、コリメータレンズ２８をビームスプリッタ２４とミラー２６との間に配置してもよい。この場合、両端を切除されるコリメータレンズ２８のＴ方向は、ミラー２６からコリメータレンズ２８へ向かう光軸３２の後半の直進方向（＝光ピックアップ装置１０の高さ方向）に一致する。コリメータレンズ２８の配置場所がミラー２６と対物レンズ３０との間からビームスプリッタ２４とミラー２６との間へ移されることにより、光ピックアップ装置１０の高さを縮小できる。また、ビームスプリッタ２４とミラー２６との間に配置されたコリメータレンズ２８のＴ方向、すなわち小寸法方向が、光ピックアップ装置１０の高さ方向とされたことにより、半導体レーザー１２からコリメータレンズ２８までの部位の高さ増大を抑制できる。
【００２３】
図４はコリメータレンズ２８の別の配置例を示す。コリメータレンズ２８は、光ピックアップ装置１０の高さ方向へ部分的にミラー２６の上端より沈められている。コリメータレンズ２８の切除側の辺はミラー２６の面に沿わせられ、光ピックアップ装置１０の高さの一層の低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ピックアップ装置の光路図である。
【図２】光ピックアップ装置の内部の側面図である。
【図３】コリメータレンズの斜視図である。
【図４】コリメータレンズの別の配置例を示す図である。
【符号の説明】
１０    光ピックアップ装置（記録媒体用光スポット生成装置）
２６    ミラー
２８    コリメータレンズ（コリメータ）
３０    対物レンズ（光収束用光学素子）
３２    光軸
３４    光ディスク
Ｍ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ    スポット