(57)【要約】【課題】対物レンズのフォーカス方向の移動範囲を小さくして光ピックアップ装置を小型化する。【解決手段】発散する光を出射する光源と、光源から出射された光を記録媒体に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光軸上に移動可能に同軸に設置される集光レンズと、前記集光レンズを光軸に沿って移動させる駆動部と、記録媒体からの反射光を電気信号に変換して出力する受光素子と、受光素子の出力する電気信号に基づいて記録媒体の種類を判別し駆動部を制御して記録媒体の種類に応じた距離だけ前記集光レンズを光軸に沿って移動させ対物レンズと集光点との距離を変化させる制御部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発散する光を出射する光源と、光源から出射された光を記録媒体に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光軸上に移動可能に同軸に設置される集光レンズと、前記集光レンズを光軸に沿って移動させる駆動部と、記録媒体からの反射光を電気信号に変換して出力する受光素子と、受光素子の出力する電気信号に基づいて記録媒体の種類を判別し駆動部を制御して記録媒体の種類に応じた距離だけ前記集光レンズを光軸に沿って移動させ対物レンズと集光点との距離を変化させる制御部を備える光ピックアップ装置。
【請求項２】
制御部は、記録媒体の種類と前記集光レンズの移動距離との相関関係を予め記憶する記憶部を備え、前記相関関係に基づいて前記集光レンズを移動させる請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
光源が青色の光を出射する青色光源を備え、対物レンズが青色光を記録媒体に集光する青色対物レンズを備える請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
光源が青色光を出射する青色光源と、赤色光を出射する赤色光源と、赤外光を出射する赤外色光源とを備え、対物レンズが青色光を記録媒体へ集光する青色対物レンズと、赤色光と赤外光を記録媒体に集光する２波長対物レンズとを備える請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
記録媒体がラベル印刷対応ディスクを含む請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
受光センサの出力電気信号に基づいて光源の出力値を判定し駆動部を制御して出力値が最大になるように集光レンズを光軸に沿って移動させる出力判定部をさらに備える請求項１記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、高密度記録媒体ドライブや光記録媒体評価システム等に使用可能な光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を用いた光ピックアップ装置は、光ディスクや光磁気ディスク等の光記録媒体に非接触で情報の記録再生が行えること、再生専用型や追記型、書き換え可能型といった光記録媒体のそれぞれのメモリ形態に対応できること等の数々の利点を有している。よって安価な大容量メディアを実現し得るものとして、産業用から民生用まで幅広く利用されている。
【０００３】
最近、光ディスクに用いるレーザ光としては、高密度記録を実現するために、レーザ波長が405nm、開口数ＮＡが0.85のＢＤ（ブルーレイディスク）方式がある。この方式に用いられるＢＤ系ディスクは、記録再生層が光ディスク表面より深さ約0.1mmのところに形成されている。この場合、対物レンズの集光点（最小スポット）が光ディスクの記録再生層に一致したときの光ディスク表面と対物レンズ間の最短距離（以下、ワーキングディスタンスＷＤという）が、1mm以下であり、光ディスク表面と対物レンズとは極めて近接している。更に、高密度記録用光ディスクの別の方式として登場しているHD-DVD ROM等のHD-DVD規格の光ディスクでは、レーザ波長は、前述のＢＤ方式と同様の405nmであるが、開口数ＮＡが0.6、記録再生層は、光ディスク表面より深さ0.6mmのところにある。
【０００４】
一方、ＤＶＤ系ディスクは、レーザ光の波長が650nm、開口数ＮＡが0.6、記録再生層が、光ディスク表面より深さ0.6mmのところにある。また、ＣＤ系ディスクでは、レーザ光の波長が780nm、開口数ＮＡが0.4〜0.5、記録再生層が、光ディスク表面より深さ1.2mmのところにある。
【０００５】
また、光ディスクには、読み取り専用のCD-ROMやDVD-ROMのほかに、ユーザの好みのデジタルデータを書き込み可能なCD±R/RW、DVD±R/RWがある。このような記録可能な光ディスクには、ユーザが何を記録したかどうかを判別するためにディスクケースにシール状のレーベルを貼る、或いはフェルトペンなどでディスク自体に直接記入するということが行われていた。しかしながら、シール状のレーベルを貼る或いはフェルトペンなどで直接記入することは美観を損なうばかりでなく、ユーザに煩わしさを強要していた。
【０００６】
これに対して、光ディスクの記録面とは反対側の面に文字情報や絵情報を、光ディスク装置に内蔵されているレーザを用いることによって焼き付けるレーベル層を設けた光ディスクが知られている。このようなレーベル層つき光ディスクでは、レーベル層がレーザ光に反応して発色することでユーザが視認可能な文字や絵を焼き付けることが可能であり、ユーザの所望のレーベルを印刷することが可能である（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２０３３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＣＤ系，ＤＶＤ系，ＢＤ系光ディスクおよびラベル印刷対応ディスクでは、ディスクの表面から記録面までの深さＲＤが表１のように異なる。また、上記の各ディスクに対応可能な３波長光ピックアップ装置では、光ディスクの種類に応じてレーザ光源の種類が異なり、ワーキングディスタンスＷＤが表１のように0.292mmから1.24mmまで大きく変化する。
【０００８】
従って、対物レンズをフォーカス方向に移動させるアクチュエータの可動範囲を広くすることが必要となり、光ピックアップの小型化が難しいという問題があった。
この発明はこのような事情を考慮したもので、アクチュエータの可動範囲を小さくすることにより小型化が可能な光ピックアップ装置を提供するものである。
【０００９】
【表１】
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【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、発散する光を出射する光源と、光源から出射された光を記録媒体に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光軸上に移動可能に同軸に設置される集光レンズと、前記集光レンズを光軸に沿って移動させる駆動部と、記録媒体からの反射光を電気信号に変換して出力する受光素子と、受光素子の出力する電気信号に基づいて記録媒体の種類を判別し駆動部を制御して記録媒体の種類に応じた距離だけ前記集光レンズを光軸に沿って移動させ対物レンズと集光点との距離を変化させる制御部を備える光ピックアップ装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、記録媒体の種類に応じた距離だけ集光レンズを光軸方向に移動させることにより対物レンズと集光点との距離を変化させることができるので、記録媒体の種類に対する対物レンズと記録媒体表面との最短距離、つまりワーキングディスタンスの調整範囲を小さくすることができ、光ピックアップ装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の光ピックアップ装置は、発散する光を出射する光源と、光源から出射された光を記録媒体に集光する対物レンズと、光源と対物レンズとの間の光軸上に移動可能に同軸に設置される集光レンズと、前記集光レンズを光軸に沿って移動させる駆動部と、記録媒体からの反射光を電気信号に変換して出力する受光素子と、受光素子の出力する電気信号に基づいて記録媒体の種類を判別し駆動部を制御して記録媒体の種類に応じた距離だけ前記集光レンズを光軸に沿って移動させ対物レンズと集光点との距離を変化させる制御部を備えることを特徴とする。
【００１３】
制御部は、記録媒体の種類と前記集光レンズの移動距離との相関関係を予め記憶する記憶部を備え、前記相関関係に基づいて前記集光レンズを移動させてもよい。
光源が青色の光を出射する青色光源を備え、対物レンズが青色光を記録媒体に集光する青色対物レンズを備えてもよい。
【００１４】
光源が青色光を出射する青色光源と、赤色光を出射する赤色光源と、赤外光を出射する赤外色光源とを備え、対物レンズが青色光を記録媒体へ集光する青色対物レンズと、赤色光と赤外光を記録媒体に集光する２波長対物レンズとを備えてもよい。
記録媒体がラベル印刷対応ディスクを含んでもよい。
受光センサの出力電気信号に基づいて光源の出力値を判定し駆動部を制御して出力値が最大になるように集光レンズを光軸に沿って移動させる出力判定部をさらに備えてもよい。
【００１５】
以下、図面に示す実施形態に基づいて発明を詳述する。
図１は、一実施形態によるＣＤ系、ＤＶＤ系、ＢＤ系ディスク、及びラベル印刷対応ディスクに対応した3波長光ピックアップの構成説明図である。
同図に示すように、光ピックアップ装置は、青色レーザ光を発散する青色レーザダイオード（以下、青ＬＤという）１０と、赤色レーザ光を発散する赤色レーザダイオード（以下、赤ＬＤという）１５と、赤外レーザ光を発散する赤外光レーザダイオード（以下、赤外ＬＤという）１８と、それぞれを駆動するレーザ駆動回路１０ａ，１５ａ，１８ａを備える。
【００１６】
また、光ピックアップ装置は、青レーザ光用グレーティング素子（以下、青グレーティングという）１１と、青レーザ光用ＰＢＳ素子（以下、青ＰＢＳという）１２と、ダイクロイックプリズム（以下、ダイクロプリズムという）１３と、λ／４板１４と、赤レーザ光と赤外レーザ光用ＰＢＳ素子（以下、２波長ＰＢＳという）１６と、赤レーザ光と赤外レーザ光用グレーティング素子（以下２波長グレーティングという）１７を備える。
【００１７】
また、ピックアップ装置は、コリメートレンズ（集光レンズ）２１、青レーザ光を直角に反射する青立ち上げミラー３２と、赤レーザ光および赤外レーザ光を直角に反射する２波長立ち上げミラー３０と、青レーザ光用対物レンズ（以下、青対物レンズという）３３と、赤レーザ光および赤外レーザ光用の２波長対物レンズ３１と、センサーレンズ４０と、受光素子４１とを備える。
【００１８】
また、ピックアップ装置は、青対物レンズ３３および２波長対物レンズ３１をフォーカス方向およびトラッキング方向に移動させる対物レンズ駆動アクチュエータ４２と、対物レンズ駆動アクチュエータ４２を駆動するアクチュエータ駆動回路４３と、受光素子４１から得られる信号を増幅・演算してサーボ信号（フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号）を生成するサーボ信号生成回路４４と、トラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ駆動回路４３に対物レンズ駆動アクチュエータ４２を駆動させ、トラッキングサーボを行うトラッキングサーボ回路４５と、フォーカスエラー信号に基づいてアクチュエータ駆動回路４３に対物レンズ駆動アクチュエータ４２を駆動させフォーカスサーボを行うフォーカスサーボ回路４６とを備える。
【００１９】
また、ピックアップ装置は、コリメートレンズ２１を光軸に沿って移動させるコリメートレンズ駆動アクチュエータ４７と、コリメートレンズ駆動アクチュエータ４７を駆動するアクチュエータ駆動回路４８と、受光素子４１から得られる信号から記録媒体６０の種類を判別し記録媒体の種類に応じた距離だけコリメートレンズ２１を移動させる制御回路４９と、受光素子４１から得られる信号からレーザ光の出力値を判定し出力値が最大になるようコリメートレンズ２１を光軸方向に移動させ光ディスク６０の球面収差の補償を行うレーザ出力判定回路５０を備える。なお、制御回路４９は、記録媒体の種類とコリメートレンズ２１の移動距離との相関関係を予め記憶する記憶部４９ａを備え、その相関関係に基づいてコリメートレンズ２１を移動させるようになっている。
【００２０】
このような構成における動作を次に説明する。
図１に示す光ピックアップ装置では、ＢＤ系ディスクの記録再生時には、青ＬＤ10が点灯され、青ＬＤ 10 から出射された青レーザ光は青グレーティング 11 に入射し3本の青レーザ光に分割される。分割された3本の青レーザ光は、青PBS 12 で反射されダイクロプリズム 13 に入射する。ダイクロプリズム 13 に入射したレーザ光の大部分は透過し、更にコリメートレンズ 21 を通過する。コリメートレンズ 21 を通過した光はλ/4板 14 を通過し円偏光とされ、青立ち上げミラー 32 によって反射され、青対物レンズ 33 に入射する。青対物レンズ 33 により青レーザ光は光ディスク60の情報記録面に集光される。この場合、光ディスク60はＢＤ系ディスクである。
【００２１】
光ディスク60の情報記録面で反射された青レーザ光は再び青対物レンズ 33 を透過し、青立ち上げミラー 32 で反射後、λ/4板 14 を透過して直線偏光とされる。その後コリメートレンズ 21 、ダイクロプリズム 13 、青ＰＢＳ 12 を通過し、センサーレンズ 40 に入射する。センサーレンズ 40 により青レーザ光は集光され、受光素子 41 に入射し、受光量に応じた電気信号が出力される。この電気信号によりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、および再生（ＲＦ）信号が得られる。
【００２２】
この際、光ディスク60の光透過層の厚みの違いにより発生する球面収差を補正するため、レーザ出力判定回路50により、コリメートレンズ駆動回路48を介して、コリメートレンズ 21 を光軸方向に移動させる。それによりコリメートレンズ21から出射される光束の発散度を変更し、青レーザ光の出力が最大になるように調整される。
【００２３】
次に、ＤＶＤ系ディスクの記録再生時には、赤ＬＤ１５が点灯され、赤ＬＤ 15 から出射された赤レーザ光は2波長PBS 16 で反射され2波長グレーティング 17 に入射し、3本の赤レーザ光に分割される。分割された3本の赤レーザ光は、ダイクロプリズム 13 に入射する。ダイクロプリズム 13 に入射した赤レーザ光の大部分は反射され、更にコリメートレンズ 21 を通過する。コリメートレンズ 21 を通過した光はλ/4板 14 を通過し円偏光とされ、2波長立ち上げミラー 30 によって反射され、2波長対物レンズ 31 に入射する。2波長対物レンズ 31 により赤レーザ光は光ディスク60の情報記録面に集光される。この場合、光ディスク60はＤＶＤ系光ディスクである。
【００２４】
光ディスク60の情報記録面で反射された赤レーザ光は再び2波長対物レンズ 31 を透過し、2波長立ち上げミラー 30 で反射後、λ/4板 14 を透過して直線偏光とされる。その後コリメートレンズ 21 、ダイクロプリズム 13 、青ＰＢＳ 12 を通過し、センサーレンズ 40 に入射する。センサーレンズ 40 により赤レーザ光は集光され、受光素子 41 に入射し、受光量に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、および再生（ＲＦ）信号が得られる。
【００２５】
なお、光ディスク60がＤＶＤ系光ディスクの場合、開口数が0.6であるため、光ディスクの光透過層の厚みの違いにより発生する球面収差量は、ＢＤ系光ディスクに比べて小さく、コリメートレンズ 21 を固定して使用することが可能であるが、より良好な再生信号を得る為に、コリメートレンズ 21 を光軸方向に移動させ、球面収差を補正することも可能である。
【００２６】
次に、ＣＤ系ディスクの記録再生時には、赤外ＬＤ１８が点灯され、赤外ＬＤ 18 から出射された赤外レーザ光は2波長PBS  16 を透過し、2波長グレーティング 17 に入射し、3本の赤外レーザ光に分割される。分割された3本の赤外レーザ光は、ダイクロプリズム 13 に入射する。ダイクロプリズム 13 に入射した赤外レーザ光の大部分は反射し、更にコリメートレンズ 21 を通過する。コリメートレンズ 21 を通過した光はλ/4板 14 を通過し円偏光とされ、2波長立ち上げミラー 30 によって反射され、2波長対物レンズ 31 に入射する。2波長対物レンズ 31 により赤外レーザ光は光ディスク60の情報記録面に集光される。この場合、光ディスク60はＣＤ系光ディスクである。
【００２７】
光ディスク60の情報記録面で反射された赤レーザ光は再び2波長対物レンズ 31 を透過し、2波長立ち上げミラー 30 で反射後、λ/4板 14 を透過して直線偏光とされる。その後コリメートレンズ 21 、ダイクロプリズム 13 、青ＰＢＳ 12 を通過し、センサーレンズ 40 に入射する。センサーレンズ 40 により赤外レーザ光は集光され、受光素子 41 に入射し、受光量に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、および再生（ＲＦ）信号が得られる。なお、光ディスク60がＣＤ系光ディスクの場合、開口数が0.4〜0.5と小さい為、光ディスクの光透過層の厚みの違いにより発生する球面収差はほとんどなく、コリメートレンズ 21 を固定して使用する。
【００２８】
次に、光ディスク60がラベル印刷対応ディスクであり、それに文字や絵を焼き付ける場合には、赤外ＬＤ１８が点灯され、赤外ＬＤ 18 から出射された赤外レーザ光は2波長PBSを 16 透過し、2波長グレーティング 17 に入射し、3本の赤外レーザ光に分割される。分割された3本の赤外レーザ光は、ダイクロプリズム 13 に入射する。ダイクロプリズム 13 に入射した赤外レーザ光の大部分は反射し、更にコリメートレンズ 21 を通過する。コリメートレンズ 21 を通過した光はλ/4板 14 を通過し円偏光とされ、2波長立ち上げミラー 30 によって反射され、2波長対物レンズ 31 に入射する。
【００２９】
2波長対物レンズ 31 により赤外レーザ光は光ディスク60の記録層に集光される。光ディスク60の記録層で反射された赤レーザ光は再び2波長対物レンズ 31 を透過し、2波長立ち上げミラー 30 で反射後、λ/4板 14 を透過して直線偏光とされる。その後コリメートレンズ 21 、ダイクロプリズム 13 、青ＰＢＳ 12 を通過し、センサーレンズ 40 に入射する。センサーレンズ 40 により赤外レーザ光は集光され、受光素子 41 に入射し、受光量に応じた信号が出力される。この信号によりサーボ信号生成回路44がフォーカスエラー信号を生成し、フォーカスサーボ回路46は赤外レーザ光が光ディスク60の反射層で最小スポットになるように対物レンズ駆動アクチュエータ42を駆動させる。この場合、トラッキングサーボ回路はオフとし、トラッキングサーボは行わない。
【００３０】
なお、この際、対物レンズ３１のワーキングディスタンスＷＤを短縮するために、コリメートレンズ21を移動させる。
具体的には、図２に示すようにＣＤ系ディスクの使用時において球面収差がもっとも小さくなるように、コリメートレンズ 21 が設計位置 Ｘにあるとき、赤外ＬＤ 18 から出射された赤外レーザ光はコリメートレンズ 21 を通過し、平行光となる。平行光は2波長対物レンズ 31 に入射し、2波長対物レンズ 31 により赤外レーザ光は集光されラベル印刷対応ディスク 60 の文字や絵を記録する記録層60aに最小ビームスポットＢＳが形成される。これに対し、コリメートレンズ駆動アクチュエータ47（図１）によりコリメートレンズ 21 位置を赤外ＬＤ 18 からΔＣだけ遠ざけた位置に移動させる。それに伴って、コリメートレンズ 21 透過後の光束が収束され、ビームスポットＢＳの位置が２波長対物レンズ31の方へ接近する。そこで、２波長対物レンズ31をΔＦだけディスク60に近づけると、ビームスポットＢＳが再び記録層60aに形成される。これはコリメートレンズ21をΔＣだけ光源から遠ざけることにより、対物レンズ31のワーキングディスタンスＷＤをΔＦだけ短くできることを意味する。
【００３１】
図３は図２に示すようにコリメートレンズ21をΔＣだけ移動させた場合のワーキングディスタンスの変化分ΔＦを示す特性の一例である。
【００３２】
例えば、図２に示すような光学設計となっているピックアップにおいて、コリメートレンズ21を位置Ｘで使用している状態からΔＣ＝＋1.8mmの位置に設定することにより、ΔＦ＝＋30μmとなり、この分だけワーキングディスタンスＷＤを短くすることができることを示す。なお、前述のように各種ディスク（ここではラベル印刷対応ディスク）とコリメートレンズ21位置（移動距離ΔＣ）の相関関係が予め調べられて制御回路49の記憶部49aに格納され、その相関関係に基づいて制御回路49がアクチュエータ駆動回路48を介してコリメートレンズ21を移動させるようになっている。
【００３３】
このようにして本来、表１のようにワーキングディスタンスＷＤが大きく異なる各種のディスクに対しても、対物レンズのフォーカス方向の稼動範囲を短くできるので、それを組み込むピックアップの厚みを薄くすることが可能となる。また、ピックアップの厚みに余裕がある場合は、余裕分の寸法を対物レンズ駆動アクチュエータ42や立ち上げミラー 30,32 など部品の寸法公差やピックアップへの組み付け公差にまわすことができ、部品を作りやすくしたり、ピックアップを組み立てやすくすることができる。
【００３４】
また、この発明を用いて厚みを薄くしたピックアップを搭載することにより、従来よりも薄型化した光記録再生装置にすることが可能となる。
また、前記光記録再生装置を搭載することにより、それが搭載されるBDレコーダーなどの電子機器も薄型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の光ピックアップ装置の構成説明図である。
【図２】この発明におけるコリメートレンズの作用を示す説明図である。
【図３】この発明におけるコリメートレンズの移動距離に対するビームスポットの移動距離との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１０  青ＬＤ
１１  青グレーティング
１２  青ＰＢＳ
１３  ダイクロプリズム
１４  λ／４板
１５  赤ＬＤ
１６  ２波長ＰＢＳ
１７  ２波長グレーティング
１８  赤外ＬＤ
２１  コリメートレンズ
３０  ２波長立ち上げミラー
３１  ２波長対物レンズ
３２  青立ち上げミラー
３３  青対物レンズ
４０  センサーレンズ
４１  受光素子
４２  対物レンズ駆動アクチュエータ
４７  コリメートレンズ駆動アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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