(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤ用レーザ光を射出するＣＤ用レーザ光源と、
ＤＶＤ用レーザ光を射出するＤＶＤ用レーザ光源と、
前記ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を合波して同一光軸上に沿って射出する合波プリズムと、
前記プリズムからのレーザ光を平行にするコリメータレンズと、
前記コリメータレンズからのレーザ光を集光する対物レンズと、
を備える光ピックアップであって、
前記合波プリズムの合波面に、前記ＤＶＤ用レーザ光の周縁部に対する中心部の強度分布を相対的に減少させる光学膜が形成される
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、
前記合波プリズムは、前記ＣＤ用レーザ光を透過するとともに前記ＤＶＤ用レーザ光を反射して合波し、
前記光学膜は、前記ＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角において反射率が極小となる反射特性を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、
前記合波プリズムは、前記ＣＤ用レーザ光を反射するとともに前記ＤＶＤ用レーザ光を透過して合波し、
前記光学膜は、前記ＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角において透過率が極小となる透過特性を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップにおいて、
前記コリメータレンズは、前記ＣＤ用レーザ光に応じた焦点距離を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップを備え、ＣＤ及びＤＶＤに記録又は再生を行う光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置、特にＣＤ及びＤＶＤに対して記録又は再生を行う、いわゆるコンボタイプの光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＤに対して記録再生を行うＣＤドライブやＤＶＤに対して記録再生を行うＤＶＤドライブの他に、ＣＤ及びＤＶＤのいずれに対しても記録又は再生を行うことができるコンボタイプの光ディスクドライブが開発されている。コンボドライブにおいては、ＣＤ用レーザ光を射出するレーザダイオード及びＤＶＤ用レーザ光を射出するレーザダイオードの２つの光源を備え、これらのレーザ光をＣＤ及びＤＶＤのディスク面に照射する共通の光学系を備えている。
【０００３】
図６には、従来のコンボ光ディスク装置に用いられる光ピックアップの構成が示されている。ＣＤ用レーザ光を射出するＣＤ用レーザダイオード１０及びＤＶＤ用レーザ光を射出するＤＶＤ用レーザダイオード１２が設けられる。ＣＤ用レーザ光及びＤＶＤ用レーザ光は合波プリズム１４に入射する。合波プリズム１４は、２つのプリズムを接合して構成され、接合面にてＣＤ用レーザ光を透過するとともにＤＶＤ用レーザ光を反射する。合波プリズム１４を透過したＣＤ用レーザ光と合波プリズム１４で反射したＤＶＤ用レーザ光は同一光軸上に沿ってコリメータレンズ１６に入射する。コリメータレンズ１６に入射したＣＤ用レーザ光及びＤＶＤ用レーザ光は平行光としてミラー１８に入射する。ミラー１８で反射したレーザ光は紙面に対し垂直方向に位置する対物レンズ２０に入射し、対物レンズ２０で集光されてＣＤ、ＤＶＤの表面に照射される。
【０００４】
合波プリズム１４、コリメータレンズ１６、ミラー１８及び対物レンズ２０をＣＤ系とＤＶＤ系で共通化することで、部品点数を削減し、コストを低減することが可能である。
【０００５】
このようなコンボドライブにおいて、ＤＶＤ系のスポット径を小さく絞るためには共通光学系の倍率を高くし、対物レンズ２０に対する入射光のリム強度を高く設定する必要がある。光学倍率１／βは、
【数１】
１／β＝（コリメータレンズの焦点距離）／対物レンズの焦点距離
で与えられ、光学倍率を高くするとリム強度、すなわち対物レンズ周縁部でのレーザ光強度が高くなり、レーザ光の強度分布がフラットに近づくためスポット径をより小さく絞ることができる。
【０００６】
図７及び図８には、光学倍率が低い場合と高い場合の対物レンズ入射光のファーフィールドパターン（ＦＦＰ）及びレーザ光の強度分布がそれぞれ示されている。各図において、（ａ）は光源であるレーザダイオード１０、１２とコリメータレンズ１６と対物レンズ２０及びＣＤ、ＤＶＤディスク２２との位置関係を示し、（ｂ）は対物レンズ瞳におけるＦＦＰを示し、（ｃ）は対物レンズ瞳径におけるレーザ光の強度分布を示す。光学倍率が低い場合、図７（ｂ）に示されるように対物レンズ入射光のＦＦＰが小さく、（ｃ）に示されるように対物レンズ瞳径の範囲内において入射レーザ光の強度分布にばらつきが生じる。すなわち、中心部では周縁部に比べて強度がより大きく、対物レンズ２０で集光したときのディスク面におけるスポット径も大きくなる。一方、光学倍率が高い場合には、図８（ｂ）に示されるようにＦＦＰが大きくなり、リム強度もｒ２からｒ１と大きくなってレーザ光の強度分布もよりフラットとなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のコンボドライブではＤＶＤ系のスポット径を小さく設定するために共通の光学系の光学倍率をＤＶＤ系に合致させるべく高く設定しており（ＣＤ系の倍率を３〜４倍とすると、ＤＶＤ系の倍率は５〜６倍）、コリメータレンズ１６の焦点距離も大きく設定していた。コリメータレンズ１６の焦点距離の増大は、光源であるＤＶＤ用レーザダイオード１２とコリメータレンズ１６間の距離の増大を招き、光ピックアップ全体のサイズが大型化してしまう問題があった。
【０００８】
また、ＣＤ系はＣＤ−Ｒ／ＲＷにおいて記録を行うために高いカップリング効率を確保する必要があり、このため図６に示されるように倍率補正のためのカップリングレンズ１３を光路上に配置せざるを得ず、部品点数の増加も招く問題があった。
【０００９】
もちろん、例えばＤＶＤ用レーザダイオード１２と合波プリズム１４との間の光路上にＤＶＤ用レーザ光の強度分布をフラットにする補正フィルタを設けることで共通光学系の倍率をＣＤ系並に小さくし、コリメータレンズ１６の焦点距離を小さくしてＤＶＤ用レーザダイオード１２とコリメータレンズ１６との距離を縮小化することも考えられるが、フィルタという新たな光学部品を付加せざるを得ず、コスト増加を招く。
【００１０】
一方、特開２００１−１３４９７２号公報には、半導体レーザモジュールの窓部に回折格子を形成し、この回折格子によりレーザ光の強度分布を補正する構成も提案されているが、窓部に回折格子を形成した専用半導体レーザモジュールを用いることが必要であり、コスト的に不利である。
【００１１】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みなされたものであり、その目的は、部品点数を増加させることなく全体サイズを縮小化できる光ピックアップ及びこれを備える光ディスク装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光ピックアップは、ＣＤ用レーザ光を射出するＣＤ用レーザ光源と、ＤＶＤ用レーザ光を射出するＤＶＤ用レーザ光源と、前記ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を合波して同一光軸上に沿って射出する合波プリズムと、前記プリズムからのレーザ光を平行にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズからのレーザ光を集光する対物レンズとを備える光ピックアップであって、前記合波プリズムの合波面に、前記ＤＶＤ用レーザ光の周縁部に対する中心部の強度分布を相対的に減少させる光学膜が形成されることを特徴とする。
【００１３】
前記合波プリズムは、前記ＣＤ用レーザ光を透過するとともに前記ＤＶＤ用レーザ光を反射して合波し、前記光学膜は、前記ＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角において反射率が極小となる反射特性を有することができる。
【００１４】
また、前記合波プリズムは、前記ＣＤ用レーザ光を反射するとともに前記ＤＶＤ用レーザ光を透過して合波し、前記光学膜は、前記ＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角において透過率が極小となる透過特性を有してもよい。
【００１５】
本発明の光ピックアップにおいて、前記コリメータレンズは、前記ＣＤ用レーザ光に応じた焦点距離を有することが好適である。
【００１６】
本発明の光ピックアップは、ＣＤ及びＤＶＤに記録又は再生を行うコンボドライブに組み込むことができる。
【００１７】
このように、本発明の光ピックアップにおいては、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を合波する合波プリズムの合波面に所定の特性を有する光学膜を形成し、この光学膜によりＤＶＤ用レーザ光の強度分布を補正する。すなわち、ＤＶＤ用レーザ光の周縁部に対する中心部の強度分布が相対的に減少するように補正する。光源から射出したレーザ光の強度分布はガウス分布で近似できるが、合波プリズムの合波面にて当該強度分布を補正することでよりフラットな強度分布とし、コリメータレンズの焦点距離を小さく設定しても十分小さいスポット径に集光できる。
【００１８】
合波プリズムがＣＤ用レーザ光を透過し、ＤＶＤ用レーザ光を反射するタイプのものである場合、合波面に形成される光学薄膜はＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角においてその反射率が極小となる反射特性を有すればよい。これにより、中心部の強度を低下させ、ＤＶＤ用レーザ光の周縁部に対する中心部の強度分布を相対的に減少させてフラット化できる。また、合波プリズムがＣＤ用レーザ光を反射し、ＤＶＤ用レーザ光を透過するタイプのものである場合、合波面に形成される光学膜はＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角においてその透過率が極小となる透過特性を有すればよい。これにより、中心部の強度を低下させ、ＤＶＤ用レーザ光の周縁部に対する中心部の強度分布を相対的に減少させてフラット化できる。かかる反射特性或いは透過特性は、例えば合波面に形成された多層光学薄膜の多重干渉作用により実現される。
【００１９】
ＤＶＤ用レーザ光の強度分布をフラット化することで、共通光学系の光学倍率を高く設定する必要がなくなる。従って、コリメータレンズの焦点距離もＣＤ系並に短く設定でき、ＤＶＤ用レーザ光源とコリメータレンズとの距離を縮小して光ピックアップ全体のサイズを小さくできる。また、カップリングレンズなどのＣＤ用レーザ光を調整する光学部品も不要化できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１には、本実施形態に係る光ピックアップの構成が示されている。従来の光ピックアップと同様に、ＣＤ用レーザダイオード１０、ＤＶＤ用レーザダイオード１２が設けられ、合波プリズム１４にてＣＤ用レーザ光を透過し、ＤＶＤ用レーザ光を反射して同一光軸上に合波する。合波プリズム１４からのレーザ光はコリメータレンズ１６にて平行光とされたのち、ミラー１８に入射し、ミラー１８で反射して対物レンズ２０に入射する。ＣＤ用レーザダイオード１０及びＤＶＤ用レーザダイオード１２は、信号検出用のディテクタも一体的にモジュール化されたホログラムレーザユニットである。
【００２２】
本実施形態における光ピックアップが図６に示された従来の光ピックアップと異なる点は、共通光学系の倍率がＣＤ系に合わせて３〜４倍に設定されていること、コリメータレンズ１６の焦点距離がＣＤ系に合わせて短く設定されていること、ＤＶＤ用レーザダイオード１２とコリメータレンズ１６との距離が焦点距離に応じて短く設定されていること、並びにＣＤ用レーザダイオード１０と合波プリズム１４との間の光路上に設けられていたカップリングレンズ１３が存在しないこと、である。このような相違は、合波プリズム１４の合波面に形成された多層光学薄膜により達成される。多層光学薄膜は、蒸着あるいはスパッタなどの方法により形成される。多層光学薄膜の各層の材料、すなわち屈折率と各層の厚さを調整することで、所望の反射特性あるいは透過特性を得ることができる。
【００２３】
図２には、合波プリズム１４の合波面に形成された多層光学薄膜の反射特性が示されている。図において、横軸はＤＶＤ用レーザ光の入射角θであり、縦軸は反射率である。多層光学薄膜は、基本的には従来と同様にＣＤ用レーザ光を透過し、ＤＶＤ用レーザ光を反射するダイクロイック膜として機能するが、さらに、ＤＶＤ用レーザ光に対して入射角がθ０の時に極小となるように各層の屈折率及び厚さが調整される。入射角θ０はＤＶＤ用レーザダイオード１２から射出するＤＶＤ用レーザ光の光軸が合波プリズム１４の合波面となす角である。このようにＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角θ０において反射率が極小となるような特性とすることで、ＤＶＤ用レーザ光の中心部における強度を減少させ、周縁部における強度に対して相対的に減少させることができる。中心部における入射角はθ０近傍であり、この入射角における反射率が極小となるからである。
【００２４】
図３には、本実施形態におけるＤＶＤ用レーザ光の強度分布が示されている。（ａ）は、ＤＶＤ用レーザダイオード１２から射出したレーザ光の強度分布である。強度分布は略ガウス分布となる。一方、（ｂ）は合波プリズム１４の合波面で反射したレーザ光の強度分布である。中央部の強度は周縁部の強度に対して相対的に減少しており、（ａ）に示された強度分布よりもフラットな分布となっていることがわかる。このように、コリメータレンズ１６に入射するレーザ光の強度分布がフラット化されているため、（ｃ）に示されるように対物レンズのリム強度が大きくなり、光学倍率がＣＤ系並みの３〜４倍であってもＤＶＤ用レーザ光を小さく絞ってＤＶＤ表面に照射することができる。
【００２５】
本実施形態では、ＤＶＤ用レーザダイオード１２とコリメータレンズ１６との距離をＣＤ系並に縮小化でき、カップリングレンズ１３が不要となることと相俟って全体のサイズを従来以上に小さくすることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、単に合波プリズム１４の合波面に多層光学薄膜を形成するだけで済むため、汎用レーダダイオードをそのまま使用できる。
【００２７】
＜第２実施形態＞
図４には、本実施形態に係る光ピックアップの構成が示されている。この実施形態においては、合波プリズム１４がＣＤ用レーザダイオード１０からのＣＤ用レーザ光を反射し、ＤＶＤ用レーザダイオード１２からのＤＶＤ用レーザ光を透過してコリメータレンズ１６に導く。合波プリズム１４の合波面に多層光学薄膜が形成され、ＤＶＤ用レーザ光の強度分布を補正する。すなわち、ＤＶＤ用レーザ光の中央部における透過率を周縁部に比べて小さく設定することで強度分布をフラットなものとする。
【００２８】
図５には、図４に示された光ピックアップにおける多層光学薄膜の特性が示されている。図において、横軸はＤＶＤ用レーザ光の入射角θであり、縦軸は透過率である。本実施形態の多層光学薄膜は、基本的にＣＤ用レーザ光を反射し、ＤＶＤ用レーザ光を透過するダイクロイック膜として機能するが、さらにＤＶＤ用レーザ光に対して入射角θがθ０となる位置で透過率が極小となる特性を備える。θ０はＤＶＤ用レーザ光の光軸が合波面となす角である。これにより、ＤＶＤ用レーザ光の中央部の強度を周縁部の強度に対して相対的に減少させることができる。
【００２９】
本実施形態によっても、共通光学系の倍率を３〜４倍とＣＤ系並に小さくでき、コリメータレンズ１６の焦点距離も短くしてＤＶＤ用レーザダイオード１２とコリメータレンズ１６との距離を小さくでき、全体のサイズを縮小化できる。また、共通光学系はＣＤ系に合わせているため、ＣＤ用レーザ光を補正するカップリングレンズ１３も不要となる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、本実施形態においては合波プリズム１４の合波面に形成された光学薄膜によりＤＶＤ用レーザ光の反射特性あるいは透過特性を調整して強度分布をフラット化しているが、さらに合波面にＣＤ用レーザ光の反射特性あるいは透過特性を調整する第２の光学薄膜を形成することも可能である。
【００３１】
また、ＤＶＤ用レーザ光の光軸入射角において透過率が極小となる透過特性を有する光学膜を合波プリズム１４のＤＶＤ用レーザ光の入射面側に付加的に設けることもできる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によればＤＶＤ用レーザ光源とコリメータレンズとの距離を小さくでき、装置全体のサイズを縮小化することができる。また、カップリングレンズ等の光学部品を不要化して部品点数を削減し、コスト低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施形態の構成図である。
【図２】  図１における合波プリズムの反射率特性説明図である。
【図３】  実施形態のＤＶＤ用レーザ光強度分布説明図である。
【図４】  他の実施形態の構成図である。
【図５】  図４に示された合波プリズムの透過率特性説明図である。
【図６】  従来の光ピックアップ構成図である。
【図７】  光学倍率が低い場合のＤＶＤ用レーザ光強度分布説明図である。
【図８】  光学倍率が高い場合のＤＶＤ用レーザ光強度分布説明図である。
【符号の説明】
１０  ＣＤ用レーザダイオード、１２  ＤＶＤ用レーザダイオード、１４  合波プリズム、１６  コリメータレンズ、１８  ミラー、２０  対物レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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