JP2007172790A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置使用時の消費電力を増大することなく、光ピックアップの光学系が有する光学部品を削減することができ、装置全体の小型化が図れる光ピックアップ装置を提供する
【解決手段】光ピックアップ装置が備えるビームスプリッタ１０は、分光面１５を有する第１の部分１１と、非球面１２ａを有する第２の部分と、から成る。非球面１２ａには、誘電体膜１６がコーティングされており、非球面１２ａに入射する光束を反射光と透過光とに分離する。非球面１２ａは、光源（図示せず）から出射され、分光面１５で反射された光束の一部を凹レンズの働きで平行光に変換するとともに、光記録媒体の記録面（図示せず）で反射され、分光面１５を透過した光束の一部を透過して、凸レンズの働きで光検出器６の受光素子（図示せず）に集光する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の記録や読み取りを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に光ピックアップ装置の光学系における部品点数の削減に関する。

従来の光ピックアップ装置の光学系の概略的な構成を図５に示す。図５に示すように、光ピックアップ装置１００は、光源２と、ハーフミラー３と、コリメートレンズ４と、対物レンズ５と、光検出器６と、を備える。光源２から出射された光ビームは、ハーフミラー３で反射されて、コリメートレンズ４に送られ、コリメートレンズ４によって平行光に変換されて対物レンズ５に送られ、対物レンズ５によって集光されて、光記録媒体７の記録面７ａに結像する。一方、光記録媒体７で反射された反射光は、対物レンズ５、コリメートレンズ４、ハーフミラー３の順に透過し、光検出器６の受光素子（図示せず）上に結像する。

このように構成される光ピックアップ装置１００において、ハーフミラー３、コリメートレンズ４及び対物レンズ５といった光学部品は高価であり、これら複数の光学部品をそれぞれ独立に揃えて構成される従来の光ピックアップ装置１００は、コストが上昇するという問題があり、更にはスペース効率も悪いという問題もあった。

この点を踏まえて、特許文献１においては、非球面反射面と非球面分光面と、又は非球面分光面のみを有するビームスプリッタを用いて光ピックアップ装置の光学系を構成し、コリメートレンズ４と対物レンズ５の両方、又は対物レンズ５を省略した光ピックアップ装置の光学系を実現している。そして、これによれば、光ピックアップ装置の光学系について、スペース効率と部品コストの問題について改善できるとされている。

しかしながら、特許文献１の光ピックアップ装置においては、光ピックアップ装置全体を光記録媒体７の記録面７ａと直行する方向であるフォーカス方向や光記録媒体７の半径方向であるトラッキング方向へ駆動して、フォーカス調整やトラッキング調整をする構成となっており、フォーカス調整やトラッキング調整の際の消費電力が大きくなるという問題がある。
特開平５−３１４５３６号公報

以上の点を鑑みて、本発明は、装置使用時の消費電力を増大することなく、光ピックアップの光学系が有する光学部品を削減することができ、装置全体の小型化が図れる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、光源と、該光源から出射された光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する受光部を有する光検出手段と、前記光源と前記集束手段との間に配置されて、前記光源から出射された光束を前記光記録媒体へと導くとともに、前記反射光を前記光検出手段へと導く光分離手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記光分離手段は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する平面状の分光面を有する第１の部分と、前記第１の部分の前記光検出手段と対向する位置に接合される第２の部分と、から成り、前記第２の部分には、前記光検出手段側が凸面となる非球面が設けられ、前記凸面は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する膜で覆われ、前記第２の部分は、前記光源から出射されて前記分光面を経由した光束の一部を反射して平行光に変換するとともに、前記記録面で反射され、前記分光面を経由した前記反射光の一部を透過して前記受光部に集光し、前記第１の部分と前記第２の部分のうちの少なくとも一方は、樹脂製の成型品であることを特徴としている。

また、上記目的を達成するために本発明は、光源と、該光源から出射された光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する受光部を有する光検出手段と、前記光源と前記集束手段との間に配置されて、前記光源から出射された光束を前記光記録媒体へと導くとともに、前記反射光を前記光検出手段へと導く光分離手段と、を備える光ピックアップ装置において、前記光分離手段は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する平面状の分光面を有する第１の部分と、非球面を有することによって、前記光源から出射されて前記分光面を経由した光束の一部を反射して平行光に変換するとともに、前記記録面で反射され、前記分光面を経由した前記反射光の一部を透過して前記受光部に集光する第２の部分と、から成ることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記第２の部分は、前記第１の部分の前記光検出手段と対向する位置に接合され、前記非球面は、前記光検出手段側が凸面となるように配置され、前記凸面は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する膜で覆われることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記第１の部分と前記第２の部分のうちの少なくとも一方は、樹脂製の成型品であることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、光源から出射された発散光を平行光に変換する機能と、光記録媒体で反射された反射光を光検出手段の受光部に集光する機能とを有し、従来の光ピックアップ装置のコリメートレンズと同様の役割を果たすため、光ピックアップ装置の光学系からコリメートレンズを削除することが可能となる。そして、コリメートレンズを削除できるために光ピックアップ装置を小型化できる。また、集束手段を独立して設けているために、集束手段を単独で動かしてフォーカス調整やトラッキング調整を行え、光ピックアップ装置全体を移動する場合に比べ、装置使用時の消費電力を抑制できる。更に、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、従来から存在する例えば、立方体形状のビームスプリッタ（本発明の第１の部分に相当）に貼り付けることによって形成でき、更に、第１の部分と第２の部分のうちの少なくとも一方を樹脂製の成型品としているために、光ピックアップ装置を比較的容易に、且つコストを抑制して製造できる。

また、本発明の第２の構成によれば、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、光源から出射された発散光を平行光に変換する機能と、光記録媒体で反射された反射光を光検出手段の受光部に集光する機能とを有し、従来の光ピックアップ装置のコリメートレンズと同様の役割を果たすため、光ピックアップ装置の光学系からコリメートレンズを削除することが可能となる。そして、コリメートレンズを削除できるために光ピックアップ装置を小型化できる。また、集束手段を独立して設けているために、集束手段を単独で動かしてフォーカス調整やトラッキング調整を行え、光ピックアップ装置全体を移動する場合に比べ、装置使用時の消費電力を抑制できる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光ピックアップ装置において、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、従来から存在する例えば立方体形状のビームスプリッタ（本発明の第１の部分に相当）に貼り付けることによって形成できるために、本発明の光ピックアップ装置を比較的容易に形成できる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第２又は第３の構成の光ピックアップ装置において、第１の部分と第２の部分のうちの少なくとも一方を樹脂製の成型品としているために、本発明に用いられる光分離手段を安価に形成でき、光ピックアップ装置の製造コストの上昇を抑制できる。

以下に本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、従来例の光ピックアップ装置１００（図５参照）と重複する部分については同一の符号を付して説明する。また、ここに示す実施形態は本発明の実施形態の一例であって、本発明は本実施形態の構成に限定されるものではない。

図１は、本実施形態における光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。１は、光ピックアップ装置で、例えば、ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体７に対して、光ビームを照射して反射光を受光することにより光記録媒体７の記録面７ａに記録されている情報を読み取ったり、光記録媒体７に光ビームを照射して記録面７ａに情報を書き込んだりすることを可能とする装置である。この光ピックアップ装置１の光学系は、光源２と、ビームスプリッタ１０と、対物レンズ５と、光検出器６と、を備える。以下に、各光学素子の詳細を説明する。

光源２は、半導体レーザで構成されており、光ピックアップ装置１が例えば、ＤＶＤ用の光ピックアップ装置である場合には、光源２は、例えば６５０ｎｍ帯の光ビームを出射する。また、光ピックアップ装置１がＣＤ用のものであれば、例えば、光源２は７８０ｎｍ帯の光ビームを出射する。なお、本実施形態においては、光源２は単一の波長の光ビームを出射する構成としているが、これに限定される趣旨ではなく、例えば、光源２を２波長１パッケージの光源として、例えばＣＤとＤＶＤの情報の記録や読み取りが可能な光ピックアップ装置等としても構わない。

ビームスプリッタ１０は、光源２から出射された光ビームを対物レンズ５へと送るとともに、光記録媒体７で反射した反射光を光検出器１０へと送る役割を果たす。このビームスプリッタ１０の構成の詳細については後述する。

対物レンズ５は、ビームスプリッタ１０からの光ビームを光記録媒体７の記録面７ａ上に集光させる。対物レンズ５の開口数（ＮＡ）は、光ピックアップ装置１がＤＶＤ用の場合は、例えばＮＡ＝０．６５とされる。また、光ピックアップ装置１が、ＣＤ用の場合には、例えばＮＡ＝０．５とされる。対物レンズ５は、図示しない対物レンズアクチュエータに搭載されており、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能で、光記録媒体７の記録再生時には、フォーカス調整及びトラッキング調整がなされる。

対物レンズ５によって光記録媒体７の記録面７ａに集光された光は記録面７ａで反射され、その反射光は、対物レンズ５、ビームスプリッタ１０を通過して光検出器６の受光部（図示せず）に集光される。光検出器６は、受光した光情報を電気信号に変換して、例えば、図示しないＲＦアンプ等に出力する。そして、この電気信号は、記録面７ａに記録されているデータの再生信号として、更には、フォーカス制御やトラッキング制御を行うためのサーボ信号として用いられる。

次に、ビームスプリッタ１０の詳細について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態の光ピックアップ装置１が備えるビームスプリッタ１０を上面から見た場合の図である。なお、光検出器６とのビームスプリッタ１０との位置関係を説明するため、光検出器６についても描いている。

ビームスプリッタ１０は、立方体形状に形成される第１の部分１１と、非球面１２ａを有する第２の部分１２と、から成り、立方体形状に形成される第１の部分１１が有する６つの面のうち、光検出器６に対向する面１１ｃと、第２の部分１２の非球面１２ａと対向する面１２ｂと、が接合されることによって、第１の部分１１と第２の部分１２とは一体となっている。

第１の部分１１は、上面と下面（図２において、紙面が上面に該当する。）が、直角二等辺三角である２個の三角柱のプリズム１１ａ、１１ｂを接合して設けられており、その接合面１３ａ、１３ｂは平面となっている。プリズム１１ａ、１１ｂの接合面１３ａ、１３ｂには誘電体膜１４がコーティングされており、この接合面１３ａ、１３ｂと誘電体膜１４で形成される部分が分光面１５として機能するように構成されている。すなわち、光源２から出射された光ビームは、この分光面１５で一部が反射され、残りが透過される。

第１の部分１１に設けられる分光面１５は、光源２が出射する光ビームの光軸に対して４５°傾けられた状態で配置され、分光面１５で反射された反射光の光軸は、反射前の光ビームの光軸に対して９０°曲げられるようになっている。なお、プリズム１１ａ、１１ｂは、ガラスを用いて形成しても構わないし、透明の樹脂を用いて射出成型により形成しても構わない。プリズム１１ａ、１１ｂを樹脂製とした場合には、ビームスプリッタの製造コストを安価とできる利点がある。

第２の部分１２の非球面１２ａは、面１１ｃに対向する側が凹面、光検出器６側が凸面となるように形成されている。そして、この非球面１２ａの凸面側（非球面１２ａのうち光検出器６側の面側）から、誘電体膜１６のコーティングが施されている。このため、分光面１５を反射され、又は透過され、第２の部分１２に入射した光ビームの一部を反射し、残りを透過するように構成されている。

第２の部分１２に形成される非球面１２ａは、光源２から出射されて分光面１５で反射された光ビームの一部を反射するが、ここで反射された光ビームが、発散光から平行光へ変換されるように、その非球面形状が調整されている。ここで平行光とは、光ビームの全ての光路が光軸とほぼ平行である光のことを意味している。

また、上述のように、第２の部分１２の非球面１２ａは、光検出器６側に凸面を形成しているために、非球面１２ａを透過する光ビームは、一定の位置に集光されることになる。このため、光記録媒体７の記録面７ａ（いずれも図１参照）で反射された反射光が、非球面１２ａを透過したとき集光する位置に光検出器６の受光素子が配置されるようにしておけば、ビームスプリッタ１０によって、記録面７ａで反射された反射光を光検出器６の受光素子に結像させることが可能となる。

このように、第２の部分１２を形成した場合において、光源２から出射されて分光面１５で反射された光ビームは発散光であって、記録面７ａで反射された反射光のように平行光ではない。このため、この発散光のうちの一部が、第２の部分１２を透過しても、その透過した光ビームの集光位置は、光検出器６の受光素子とは一致しない。また、記録面７ａで反射された反射光の一部は、誘電体膜１６の存在により非球面１２ａの所で反射されるが、この光ビームは平行光として非球面１２ａに入射するために、反射された場合に平行光でなくなり、対物レンズ５（図１参照）で記録面７ａに集光されることはない。従って、このように第２の部分１２を構成しても、余計な光ビームの存在により、光ピックアップ装置１による再生記録の品質が低下することはない。

なお、第２の部分を構成する非球面１２ａを有する部材についても、第１の部材１１を構成するプリズム１１ａ、１１ｂと同様に、ガラス製としても構わないし、透明の樹脂製としても構わない。

また、本実施形態においては、第１の部分１１と第２の部分１２とから成るビームスプリッタ１０について、三角柱の２個のプリズム１１ａ、１１ｂを貼り合わせることによって第１の部分１１を形成し、非球面１２ａを有する部材を第１の部分１１に貼り合わせて第２の部分１２を形成する構成としたが、この構成に限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、例えば、図３に示すように、プリズム１１ａと、予め非球面１７ａを有するように一体成型されたプリズム１７を貼り合わせて、第１の部分１１と第２の部分１２とから成るビームスプリッタ１０を形成する構成等としても構わない。なお、図３においては、誘電体膜１４、１６については記載を省略している。また、本実施形態においては、ビームスプリッタ１０の第１の部分１１を立方体形状としているが、これに限定されず、例えば、直方体形状等としても構わない。

更に、本実施形態では、光ピックアップ装置１の構成として、光源２から出射され、分光面１５で反射された光ビームの一部を非球面１２ａで反射して平行光とし、また、記録面７ａで反射された反射光のうち、分光面１５を透過した光ビームの一部について、非球面１２ａを透過させて受光素子に集光する構成としているが、この構成に限らず、本発明の目的を逸脱しない範囲で変更可能である。すなわち、例えば、図４に示すように、光源２から出射され、分光面１５を透過した光ビームの一部を非球面１２ａで反射して平行光とし、また、記録面７ａで反射された反射光のうち、分光面１５を反射した光ビームの一部について、非球面１２ａを透過させて受光素子に集光する構成等としても構わない。

本発明は、光源と、光源から出射された光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、記録面で反射された反射光を受光する受光部を有する光検出手段と、光源と集束手段との間に配置されて、光源から出射された光束を光記録媒体へと導くとともに、反射光を光検出手段へと導く光分離手段と、を備える光ピックアップ装置において、光分離手段は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する平面状の分光面を有する第１の部分と、非球面を有することによって、光源から出射されて分光面を経由した光束の一部を反射して平行光に変換するとともに、記録面で反射され、前記分光面を経由した反射光の一部を透過して前記受光素子に集光する第２の部分と、から成ることとする。

このため、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、光源から出射された発散光を平行光に変換する機能と、光記録媒体で反射された反射光を光検出手段の受光部に集光する機能とを有し、従来の光ピックアップ装置のコリメートレンズと同様の役割を果たすため、光ピックアップ装置の光学系からコリメートレンズを削除することが可能となる。そして、コリメートレンズを削除できるために光ピックアップ装置を小型化できる。

また、本発明は、第２の部分は、第１の部分の光検出手段と対向する位置に接合し、非球面は、光検出手段側が凸面となるように配置し、凸面は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する膜で覆うようにすることにより、光分離手段の非球面を有する第２の部分は、従来から存在する例えば立方体形状のビームスプリッタに貼り付けることによって形成できるために、本発明の光ピックアップ装置を比較的容易に形成できる。

また、本発明は、第１の部分と第２の部分のうちの少なくとも一方は、樹脂製の成型品であるようにすることにより、光分離手段を安価に形成でき、光ピックアップ装置の製造コストの上昇を抑制できる。

は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置が備えるビームスプリッタの構成を示す概略上面図である。 は、本発明に係るビームスプリッタの変形例を示す概略図である。 は、本発明に係る光ピックアップ装置の変形例を示す概略図である。 は、従来の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ 光源
５ 対物レンズ（集束手段）
６ 光検出器（光検出手段）
７ 光記録媒体
７ａ 記録面
１０ ビームスプリッタ（光分離手段）
１１ 第１の部分
１２ 第２の部分
１２ａ 非球面
１５ 分光面
１６ 誘電体膜

Claims (4)

1. 光源と、該光源から出射された光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する受光部を有する光検出手段と、前記光源と前記集束手段との間に配置されて、前記光源から出射された光束を前記光記録媒体へと導くとともに、前記反射光を前記光検出手段へと導く光分離手段と、を備える光ピックアップ装置において、
   前記光分離手段は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する平面状の分光面を有する第１の部分と、前記第１の部分の前記光検出手段と対向する位置に接合される第２の部分と、から成り、
   前記第２の部分には、前記光検出手段側が凸面となる非球面が設けられ、前記凸面は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する膜で覆われ、
   前記第２の部分は、前記光源から出射されて前記分光面を経由した光束の一部を反射して平行光に変換するとともに、前記記録面で反射され、前記分光面を経由した前記反射光の一部を透過して前記受光部に集光し、
   前記第１の部分と前記第２の部分のうちの少なくとも一方は、樹脂製の成型品であることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光源と、該光源から出射された光束を光記録媒体の記録面に集束する集束手段と、前記記録面で反射された反射光を受光する受光部を有する光検出手段と、前記光源と前記集束手段との間に配置されて、前記光源から出射された光束を前記光記録媒体へと導くとともに、前記反射光を前記光検出手段へと導く光分離手段と、を備える光ピックアップ装置において、
   前記光分離手段は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する平面状の分光面を有する第１の部分と、非球面を有することによって、前記光源から出射されて前記分光面を経由した光束の一部を反射して平行光に変換するとともに、前記記録面で反射され、前記分光面を経由した前記反射光の一部を透過して前記受光部に集光する第２の部分と、から成ることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 前記第２の部分は、前記第１の部分の前記光検出手段と対向する位置に接合され、前記非球面は、前記光検出手段側が凸面となるように配置され、前記凸面は、入射する光束を透過光と反射光とに分離する膜で覆われることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１の部分と前記第２の部分のうちの少なくとも一方は、樹脂製の成型品であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光ピックアップ装置。

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