(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光源と、
前記光源から出射された光ビームを回転駆動される光ディスクの信号記録面上に合焦するように照射する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズの間に配設された光分離手段と、
この光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する光検出器と、
前記光源と前記光ディスクとの間の光路中に備えられた板状部材からなる開口手段と
を有しており、
前記開口手段は、
前記板状部材が支軸を揺動中心として回動可能であり、該板状部材には前記支軸の円周方向に離れて大きさの異なる二つの開口を有すると共に、前記支軸の近傍の前記板状部材の内側縁又は外側縁であって、光学ピックアップの前記光ディスクの半径方向の内周側又は外周側に対向される二つの突出部を備えた構成をなし、
上記光学ピックアップと共に上記開口手段が移動し、上記二つの突出部のいずれか一方が、前記光ディスクの最内周より内側又は最外周より外側に設けられ且つ当該光ディスクの接線方向に移動可能であって、上記二つの突出部に対応する位置に移動した光ディスク装置のストッパに当接することにより、前記開口手段の開口切換えが行われる
ことを特徴とするディスク再生装置。
【請求項２】
前記開口手段が、ディスク基板厚の異なる種類の光ディスクに関して、再生しようとする光ディスクのディスク基板厚に応じた開口数を有する開口を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のディスク再生装置。
【請求項３】
前記開口手段が、一つの開口が光路中に位置し、または開口手段全体が光路から退避することにより、開口切換えが行なわれることを特徴とする請求項１に記載のディスク再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに対して、光を照射して、戻り光を検出することにより、記録信号を記録及び／又は再生する、光ディスク再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば画像データがデジタル化され圧縮されて記録された光ディスクを再生するための光学ピックアップは、図１１に示すように構成されている。
図１１において、光学ピックアップ１は、半導体レーザ素子２，ビームスプリッタ３，立上げミラー４，対物レンズ５及び光検出器６から構成されている。
【０００３】
このような構成の光学ピックアップ１によれば、半導体レーザ素子２から出射された光ビームは、ビームスプリッタ３の反射面３ａで反射され、さらに立上げミラー４で反射されて、対物レンズ５を介して、光ディスク７の信号記録面上のある一点に結像される。
【０００４】
光ディスク７の信号記録面で反射された戻り光ビームは、再び対物レンズ５を介して、ビームスプリッタ３に入射する。ここで、戻り光ビームは、ビームスプリッタ３を透過して、光検出器６の受光部に入射する。
これにより、光検出器６から出力される検出信号に基づいて、光ディスク７の信号記録面に記録された情報の再生が行なわれる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、光ディスクは、コンピュータの補助記憶装置，音声・画像情報のパッケージメディアとして、高密度化が進められており、この高密度化を実現するために、対物レンズの開口数ＮＡを、従来のコンパクトディスク用の光学ピックアップにおける対物レンズの開口数ＮＡより大きくする方法があるが、開口数ＮＡを大きくすると、光ディスクの傾きに対する許容範囲が減少してしまうという問題がある。
【０００６】
また、光ディスクは、所定のディスク基板厚（一般に、コンパクトディスク等の場合には、１．２ｍｍ）の透明基板を介して、信号記録面が備えられているので、光学ピックアップの対物レンズの光軸に対して光ディスクが傾いた場合には、波面収差が生じて、ＲＦ信号の再生に影響が出てしまう。この際、波面収差に関しては、開口数の３乗とスキュー角θの約１乗に比例して発生する３次のコマ収差が支配的である。
従って、低コストで大量生産されたポリカーボネイト等から成る透明基板を備えた光ディスクは、スキュー角θが例えば±０．５乃至±１度もあるので、上記波面収差によって、光学ピックアップ１の半導体レーザ素子２からの光ディスク６への結像スポットが非対称になって、符号間干渉が著しく増加することになり、正確なＲＦ信号の再生が行なわれ得なくなってしまう。
【０００７】
このため、この３次のコマ収差が光ディスクのディスク基板厚に比例することに着目して、ディスク基板厚を半分の０．６ｍｍにすることにより、３次のコマ収差を半減させるようにすることが可能である。
この場合、光ディスクとして、特性の異なる二つの規格、即ちディスク基板厚が比較的厚い（例えば１．２ｍｍ）のものと、ディスク基板厚が比較的薄い（例えば０．６ｍｍ）のものが混在することになる。
【０００８】
ここで、例えば光路中に厚さｔの平行平板が挿入されると、この厚さｔと開口数ＮＡに関して、ｔ×（ＮＡ）4 に比例する球面収差が発生するので、対物レンズは、この球面収差を打ち消すように設計されている。ところで、ディスク基板厚が異なると、球面収差も異なることから、一方の規格例えばディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクに対応した対物レンズを使用して、他方の規格例えばディスク基板厚１．２ｍｍのコンパクトディスク，追記型光ディスク，光磁気ディスク等の光ディスクを再生しようとすると、ディスク基板厚の差によって、４次の球面収差が発生するので、光学ピックアップが対応し得るディスク基板の厚さの誤差の許容範囲を大幅に越えることになる。従って、光ディスクからの戻り光から、正しく信号を検出することができないという問題があった。
【０００９】
かくして、従来の光学ピックアップによって、複数の方式の光ディスクを再生することができないという問題があった。
【００１０】
本発明は、以上の点に鑑み、何れの方式の光ディスクであっても、光ディスクの再生が正しく行われるようにした、光ディスク再生装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明によれば、光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームを回転駆動される光ディスクの信号記録面上に合焦するように照射する対物レンズと、光源と対物レンズの間に配設された光分離手段と、この光分離手段で分離された光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する光検出器と、光源と光ディスクとの間の光路中に備えられた板状部材からなる開口手段とを有しており、開口手段は、板状部材が支軸を揺動中心として回動可能であり、板状部材には支軸の円周方向に離れて大きさの異なる二つの開口を有すると共に、支軸の近傍の板状部材の内側縁又は外側縁であって、光学ピックアップの光ディスクの半径方向の内周側又は外周側に対向される二つの突出部を備えた構成をなし、光学ピックアップと共に開口手段が移動し、二つの突出部のいずれか一方が、光ディスクの最内周より内側又は最外周より外側に設けられ且つ光ディスクの接線方向に移動可能であって、二つの突出部に対応する位置に移動した光ディスク装置のストッパに当接することにより、開口手段の開口切換えが行われるディスク再生装置により、達成される。
【００１２】
上記構成によれば、光源と光ディスクとの間に、開口手段が備えられているので、再生しようとする光ディスクのディスク基板厚に応じて、開口手段が光学ピックアップに対して揺動されることにより、開口手段の適宜の開口数を有する開口が選定され、その結果として球面収差が補正されることになる。
この場合、開口手段の開口の切り換えは、光学ピックアップが光ディスクの内周または外周まで移動されると、突出部が光ディスク装置に備えられたストッパに当接することにより支軸を中心として板状部材が揺動し、一方の開口が対物レンズの光路内に配置される。
これにより、光源からの光ビームが開口手段を介して光ディスクの信号記録面に対して正しく結像され、光ディスクの信号記録面からの戻り光が、光検出器に入射することによって、常に最適な信号再生が行われることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図１０を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００１４】
図１は、本発明による光ディスク再生装置の光学ピックアップの一実施形態を示している。
図１において、光学ピックアップ１０は、光源としての半導体レーザ素子１１，光分離手段としてのビームスプリッタ１２，光路折り曲げ手段としての立上げミラー１３，対物レンズ１４及び光検出器１５と、立上げミラー１３と対物レンズ１４の間に配設された開口手段１６とを備えている。
【００１５】
上記半導体レーザ素子１１は、半導体の再結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用される。半導体レーザ素子１１から出射した光ビームは、ビームスプリッタ１２に導かれる。
【００１６】
ビームスプリッタ１２は、その反射面が光軸に対して４５度傾斜した状態で配設されており、半導体レーザ素子１１から出射した光ビームと光ディスク１７の信号記録面からの戻り光を分離する。即ち、半導体レーザ素子１１からの光ビームは、ビームスプリッタ１２の誘電体多層膜でなる反射面１２ａで反射され、戻り光は、ビームスプリッタ１２を透過する。
【００１７】
立上げミラー１３は、光路折曲げミラーであって、ビームスプリッタ１２からの光ビームを上方に向かって反射させると共に、光ディスク１７からの戻り光を水平方向に反射させる。
【００１８】
対物レンズ１４は、凸レンズであって、ビームスプリッタ１２で反射された光ビームを、回転駆動される光ディスク１７の信号記録面の所望のトラック上に結像させる。さらに、対物レンズ１４は、二軸アクチュエータ１８によって、二軸方向、即ちトラッキング方向及びフォーカシング方向に移動可能に支持されている。
【００１９】
光検出器１５は、ビームスプリッタ１２を透過した戻り光ビームに対して、受光部を有するように構成されている。
【００２０】
ここで、上記半導体レーザ素子１１，ビームスプリッタ１２，立上げミラー１３，光検出器１５と二軸アクチュエータ１８の固定部は、光学ピックアップの各光学素子を固定保持するベース部材としての光ケース１９に対して固定されている。このケース１９は、図示しない光ディスク装置内にて、ガイドレール２０に沿って光ディスク１７の半径方向に移動可能に配設されている。
したがって、この光学ピックアップ１０及びケース１９、二軸アクチュエータ１８により、光ディスクの記録及び／又は再生装置が構成される。
【００２１】
上記開口手段１６は、図２及び図３に示すように、光学ピックアップ１０のケース１９に対して、光ディスク１７の半径方向に摺動可能に支持されている。開口手段１６は、図示の場合板状部材から形成されると共に、光ディスクの半径方向に並んだ二つの開口１６ａ，１６ｂを有している。
この開口１６ａ，１６ｂのうち、開口１６ａは、比較的大きな開口であって、例えば比較的薄いディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクに対応する開口数を有するように、大きさが選定されている。また、開口１６ｂは、比較的小さな開口であって、例えば比較的厚いディスク基板厚１．２ｍｍの光ディスクに対応する開口数を有するように、大きさが選定されている。
さらに、開口手段１６の板状部材の幅は、一方の開口１６ａまたは１６ｂが選定された状態で、この開口と反対側の側縁が、光学ピックアップ１０のケース１９の側縁から突出するように、選定されている。
【００２２】
本実施形態による光学ピックアップ１０は、以上のように構成されており、先づ比較的薄いディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスク（例えばコンパクトディスク）の再生を行なう場合について説明する。
この場合、先づ光学ピックアップ１０のケースが、図４に示すように、ガイドレール２０に沿って、光ディスク１７の（信号が記録されたトラックの）最内周１７ａより内側まで移動される。これにより、開口手段１６は、光ディスク装置に備えられた内側ストッパ２１に当接することにより、ケース１９に対して摺動して、開口１６ａが光学ピックアップ１０の対物レンズ１４の光路内に配置される。
【００２３】
この状態にて、半導体レーザ素子１１からの光ビームは、ビームスプリッタ１２の反射面で反射され、立上げミラー１３で反射された後、開口手段１６のアパーチャ１６ａを通過し、さらに対物レンズ１４を介して、光ディスク１７の信号記録面に結像される。
この際、開口手段１６によって、開口数が適宜に、例えばＮＡ＝０．６に設定されているが、対物レンズ１３がディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクに対して球面収差が最も抑えられ得るように設計されているので、光ビームは、光ディスク１７の信号記録面に正しく結像することになる。
光ディスク１７からの戻り光は、再び対物レンズ１４及び開口手段１６，立上げミラー１３を介して、ビームスプリッタ１２を透過して、光検出器１５に結像する。これにより、光検出器１５の検出信号に基づいて、光ディスク１７の記録信号が再生される。
【００２４】
次に、比較的厚いディスク基板厚１．２ｍｍの光ディスクを再生する場合には、
光学ピックアップ１０のケースが、図５に示すように、ガイドレール２０に沿って、光ディスク１７の（信号が記録されたトラックの）最外周１７ｂより外側まで移動される。これにより、開口手段１６は、光ディスク装置に備えられた外側ストッパ２２に当接することにより、ケース１９に対して摺動して、開口１６ｂが光学ピックアップ１０の対物レンズ１４の光路内に配置される。
【００２５】
そして、この状態にて、半導体レーザ素子１１からの光ビームは、ビームスプリッタ１２の反射面で反射され、立上げミラー１３で反射された後、開口手段１６の開口１６ｂを透過し、さらに対物レンズ１４を介して、光ディスク１７の信号記録面に結像される。
この際、開口手段１６によって、開口数が適宜に、例えばＮＡ＝０．４に設定されているので、球面収差が低く抑えられ得るので、光ビームは、光ディスク１６の信号記録面に正しく結像することになる。
光ディスク１７からの戻り光は、再び対物レンズ１４及び開口手段１６，立上げミラー１３を介して、ビームスプリッタ１２を透過して、光検出器１５に結像する。これにより、光検出器１５の検出信号に基づいて、光ディスク１７の記録信号が再生される。
【００２６】
図６及び図７は、本発明によるディスク記録及び／又は再生装置の第二の実施形態を示している。
図６及び図７において、光学ピックアップ３０は、開口手段３１のみが示されているが、ケース３２内には、図１乃至図３の光学ピックアップ１０と同様の構成の半導体レーザ素子，ビームスプリッタ，立上げミラー，対物レンズ及び光検出器が備えられている。
【００２７】
ここで、開口手段３１は、図６及び図７に示すように、板状部材でなり、光学ピックアップ３０のケース３２に対して、板状部材の中心よりやや基端側に設定したＡ点に支軸を設けて、このＡを中心に揺動可能に支持されている。また、板状部材である開口手段３１は、揺動中心Ａから光ディスクの接線方向にずれて、先端側に並んで設けた二つの開口３１ａ，３１ｂを有している。
この開口３１ａ，３１ｂのうち、開口３１ａは、比較的大きな開口であって、例えば比較的薄いディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクに対応する開口数を有するように、大きさが選定されている。また、開口３１ｂは、比較的小さな開口であって、例えば比較的厚いディスク基板厚１．２ｍｍの光ディスクに対応する開口数を有するように、大きさが選定されている。
さらに、開口手段１６は、開口３１ａまたは３１ｂが設けられている先端側と反対の基端側に幅方向に突出する突出部３１ｃ，３１ｄを備えている。
【００２８】
このような構成の光学ピックアップ３０によれば、比較的厚いディスク基板厚１．２ｍｍの光ディスクの再生を行なう場合には、先づ光学ピックアップ３０のケースが、図６に示すように、ガイドレール２０に沿って、光ディスクの最内周より内側まで移動され、開口手段３１の突出部３１ｃが、光ディスク装置に備えられた内側ストッパ２１に当接することにより、ケース３２に対して揺動して、開口３１ｂが光学ピックアップ３０の対物レンズの光路内に配置される。
【００２９】
この状態にて、光学ピックアップ３０により、光ディスクの再生が行なわれると共に、開口手段３１によって、開口数が適宜に設定される。従って、光ビームは、光ディスクの信号記録面に正しく結像することになり、光ディスクの信号再生が正しく行われることになる。
【００３０】
次に、比較的薄いディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクを再生する場合には、光学ピックアップ３０のケース３２が、図７に示すように、ガイドレール２０に沿って、光ディスクの最外周より外側まで移動され、開口手段３１の突出部３１ｄが、光ディスク装置に備えられた外側ストッパ２２に当接することにより、ケース３２に対して揺動して、開口３１ｂが光学ピックアップ３０の対物レンズの光路内に配置される。
そして、この状態にて、光学ピックアップ３０により、光ディスクの信号再生が行なわれると共に、開口手段３１によって、開口数が適宜に設定される。従って、光ビームは、光ディスクの信号記録面に正しく結像することになり、光ディスクの信号再生が正しく行われることになる。
この場合、開口手段３１の開口切換えの際に必要な光学ピックアップ３０の（光ディスクの最内周から内側及び最外周から外側での）移動距離は、図１の光学ピックアップ１０の場合に比較して短くて済む。
【００３１】
図８及び図９において、光学ピックアップ４０は、図６及び図７に示した光学ピックアップ３０にて、開口手段３１の突出部３１ｃの代わりに、一方の側縁のみに、突出部３１ｄと揺動中心Ａに関して反対側に、突出部３１ｅを備えている。これに対応して、光ディスク装置に設けられた外側ストッパ２２が、光ディスクの接線方向に移動可能に配設されている。これらを除いて、他の構成即半導体レーザ素子,ビームスプリッタ,立上げミラー,対物レンズ及び光検出器は、図１の光学ピックアップ１０と同様の構成である。
【００３２】
このような構成の光学ピックアップ４０によれば、比較的厚いディスク基板厚１．２ｍｍの光ディスクの再生を行う場合には、図８に示すように、先ず外側ストッパ２２が、開口手段３１の突出部３１ｅに対応する位置に矢印でしめすように移動される。そして、光学ピックアップ３０のケースが、ガイドレール２０に沿って、光ディスクの最外周より外側まで移動され、開口手段３１の突出部３１ｅが、上記外側ストッパ２２に当接する。これにより、開口手段３１は、ケース３２に対して揺動して、開口３１ｂが光学ピックアップ３０の対物レンズの光路内に配置される。
【００３３】
この状態にて、光学ピックアップ３０により、光ディスクの再生が行なわれると共に、開口手段３１によって、開口数が適宜に設定される。従って、光ビームは、光ディスクの信号記録面に正しく結像することになり、光ディスクの信号再生が正しく行われることになる。
【００３４】
次に、比較的薄いディスク基板厚０．６ｍｍの光ディスクを再生する場合には、光学ピックアップ３０のケース３２が、図９に示すように、先ず外側ストッパ２２が、開口手段３１の突出部３１ｄに対応する位置に移動されると共に、光学ピックアップ３０のケースが、ガイドレール２０に沿って、光ディスクの最外周より外側まで移動され、開口手段３１の突出部３１ｄが、上記外側ストッパ２２に当接する。これにより、開口手段３１は、ケース３２に対して揺動して、開口３１ａが光学ピックアップ３０の対物レンズの光路内に配設される。
そして、この状態にて、光学ピックアップ３０により、光ディスクの信号再生が行われると共に、開口手段３１によって、開口数が適宜に設定される。従って、光ビームは、光ディスクの信号記録面に正しく結像することになり、光ディスクの信号再生が正しく行われることになる。
【００３５】
この場合、開口手段３１の開口切換えの際に必要な光学ピックアップ３０の（光ディスクの最外周から外側での）移動距離は、図１の光学ピックアップ１０の場合に比較して短くて済むと共に、最内周の内側への移動が不要になる。尚、図示の場合には、開口手段３１の突出部３１ｄ，３１ｅは、光ディスクの外側方向に設けられているが、これに限らず、光ディスクの内側方向に設けられていてもよく、その場合、内側ストッパが移動可能に配設されることになる。
【００３６】
このように、上述の実施形態によれば、光源と光ディスクとの間に、可変開口手段が備えられているので、再生しようとする光ディスクのディスク基板厚に応じて、可変開口手段の開口数が調整されることにより、球面収差が補正される。これにより、光源からの光ビームが可変開口手段を介して光ディスクの信号記録面に対して正しく結像され、光ディスクの信号記録面からの戻り光が、光検出器に入射することによって、常に最適な信号再生が行われることになる。
従って、ディスク基板厚の異なる複数種類の光ディスクが、一つの光学ピックアップそしてこのピックアップを備えた一台の光ディスク再生装置によって、常に正しく再生されることになる。
【００３７】
尚、上記実施形態においては、開口手段１６，３１は、何れの場合も、図１に示すように、立上げミラー１３と対物レンズ１４との間に配設されているが、これに限らず、光源である半導体レーザ素子１１と光ディスク１７の間の光路中に配設されていればよく、例えば図１０に示すように、ビームスプリッタ１２と立上げミラー１３の間の光路中に配設されていてもよい。
【００３８】
また、開口手段が、光ディスクとビームスプリッタとの間の光路中に配設されている場合には、光源から光ディスクへの光ビームと光ディスクからの戻り光ビームが共に、開口手段によって絞り込まれることになる。
これに対して、開口手段が、ビームスプリッタと光源との間の光路中に配設されている場合には、光源からの光ディスクへの光ビームのみが、開口手段によって絞り込まれると共に、光ディスクからの戻り光ビームは、開口手段を通過しないので、絞り込まれることはない。
【００３９】
さらに、上記実施形態においては、光ディスクとして、ディスク基板厚が１．２ｍｍ及び０．６ｍｍのものに関して、それぞれ開口手段１６，３１の開口１６ａ，１６ｂ，３１ａ，３１ｂを切換えることにより、光ビームを、比較的薄いディスク基板厚の光ディスクと、比較的厚いディスク基板厚の光ディスクの信号記録面に結像させるようにしているが、これに限らず、例えば、二枚の基板を貼り合わせた貼り合わせ光ディスクと、通常の光ディスクとを再生する場合に、本発明を適用することも可能である。
また、開口手段１６，３１の各開口１６ａ，１６ｂ，３１ａ，３１ｂは、それぞれ適宜の開口数のレンズを備えていてもよく、また開口切換え時に、開口手段１６，３１の摺動あるいは揺動によって、開口手段が光路から退避するようになっていてもよいことは明らかである。
【００４０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、何れの方式の光ディスクであっても、光ディスクの再生が正しく行われる。また、開口手段が支軸を中心として揺動され、開口手段の開口切換えが行われるようにしたので、光学ピックアップの移動距離が短くて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるディスク再生装置の光学ピックアップの第一の実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１の光学ピックアップの概略平面図である。
【図３】図１の光学ピックアップの開口切換えを示す概略平面図である。
【図４】図１の光学ピックアップによる光ディスク最内周より内側での開口切換え状態を示す概略平面図である。
【図５】図１の光学ピックアップによる光ディスク最外周より外側での開口切換え状態を示す概略平面図である。
【図６】本発明による光学ピックアップの第二の実施形態を示す概略平面図である。
【図７】図６の光学ピックアップにおける開口切換えを示す概略平面図である。
【図８】本発明による光学ピックアップの第三の実施形態を示す概略斜視図である。
【図９】図８の光学ピックアップにおける開口切換えを示す概略平面図である。
【図１０】本発明による光学ピックアップの第四の実施形態を示す概略側面図である。
【図１１】従来の光学ピックアップの一例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１０    光学ピックアップ
１１    半導体レーザ素子（光源）
１２    ビームスプリッタ
１３    立上げミラー
１４    対物レンズ
１５    光検出器
１６    開口手段
１６ａ，１６ｂ    開口
１７    光ディスク
１８    二軸アクチュエータ
１９    ケース
２０    ガイドレール
２１    内側ストッパ
２２    外側ストッパ
３０    光学ピックアップ
３１    開口手段
３１ａ，３１ｂ    開口
３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ    突出部
３２    ケース
【図１】
0003837767.tif 000002
【図２】
0003837767.tif 000003
【図３】
0003837767.tif 000004
【図４】
0003837767.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003837767.tif 000007
【図７】
0003837767.tif 000008
【図８】
0003837767.tif 000009
【図９】
0003837767.tif 000010
【図１０】
0003837767.tif 000011
【図１１】
0003837767.tif 000012