JP3668422B2 - Optical pickup device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の互いに異なる波長のレーザビームを出射して、異なる種類および規格の光ディスクに記録される情報を読取る光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンパクトディスク(略称:CD)およびデジタルバーサタイルディスク(略称:DVD)などの光ディスクに記録される情報を読取ったり、記録可能なCDおよびDVDに情報を記録したりするために用いられる光ピックアップ装置には、それぞれの光ディスクに最適な、波長の異なる2つの波長のレーザビームを用いる。
【0003】
図7は、従来技術である国際公開番号WO98/19303に開示される光ピックアップ装置1を示す概略構成図である。図8は、光ピックアップ装置1を示す側面図である。光ピックアップ装置1は、半導体レーザ光源2、平板ビームスプリッタ3、コリメータレンズ4、立上げミラー5、波長選択性開口6、集光レンズ7および受光素子8を含んで構成される。
【0004】
半導体レーザ光源2は、互いに発振波長の異なる半導体レーザ素子2a,2bを有する。一方の半導体レーザ素子2aは、波長780nmの赤外レーザビームを出射する。他方の半導体レーザ素子2bは、波長650nmの赤色レーザビームを出射する。半導体レーザ素子2a,2bは、光ディスク9の情報記録面9aと平行、すなわち水平に配置され、レーザ素子2a,2bの水平方向の幅は100μmである。平板ビームスプリッタ3は、半導体レーザ素子2a,2bから出射された互いに異なる波長のビーム光の光軸を一致させる。コリメータレンズ4は、コリメータレンズ4に入射した光線を平行光に変換して出射する。立上げミラー5は、水平方向で入射した光線を鉛直方向に反射したり、鉛直方向で入射した光線を水平方向に反射したりする。波長選択性開口6は、集光レンズ7の開口数(略称:NA)を変化する。受光素子8は、入射する光線を検出して、電気信号に変換する。
【0005】
一方の半導体レーザ素子2aから水平に出射された波長780nmのレーザビームは、平板ビームスプリッタ3の前面3aで水平に反射する。他方の半導体レーザ素子2bから水平に出射された波長650nmのレーザビームは、平板ビームスプリッタ3の前面3aを透過して、平板ビームスプリッタ3の後面3bで反射して、再び平板ビームスプリッタ3の前面3aを透過する。平板ビームスプリッタ3によって、半導体レーザ素子2a,2bから出射したレーザビームの光軸は一致する。
【0006】
平板ビームスプリッタ3によって光軸が一致された2つのレーザビームは、コリメータレンズ4によって平行光に変換される。平行光に変換された2つのレーザビームは、立上げミラー5で鉛直上向きに反射する。立ちげミラー5で反射した2つのレーザビームは、波長選択性開口6を透過し、集光レンズ7によって光ディスク9の情報記録面9aに集光される。光ディスク9の情報記録面9aからの反射光は、集光レンズ7を透過し、立上げミラー5で水平方向に反射し、コリメータレンズ4を透過する。
【0007】
コリメータレンズ4を透過した光ディスク9からの反射光の内、一方の半導体レーザ素子2aから出射したレーザビームの反射光は、平板ビームスプリッタ3の前面3aで一部反射されて光量を減じ、後面3bを完全に透過して、受光素子8に集光される。コリメータレンズ4を透過した光ディスク9からの反射光の内、他方の半導体レーザ素子2bから出射したレーザビームの反射光は、平板ビームスプリッタ3の前面3aを完全に透過し、後面3bで一部反射されて光量を減じて後面3bを透過して、受光素子8に集光される。この2つの反射光は、光軸が一致した状態で平板ビームスプリッタ3を透過する。
【0008】
図9は、他の従来技術である特開2000−99983号公報に開示される光ピックアップ装置11を示す概略構成図である。光ピックアップ装置11は、半導体レーザ光源12、平行平板13、ビームスプリッタ14、コリメータレンズ15、集光レンズ16および受光素子17を含んで構成される。
【0009】
半導体レーザ光源12は、互いに発振波長の異なる2つの半導体レーザ素子を有する。一方の半導体レーザ素子は、波長780nmのレーザビームを出射する。他方の半導体レーザ素子は、波長650nmのレーザビームを出射する。
【0010】
平行平板13は、2枚のガラス基板13a,13b、第1波長選択膜18および第2波長選択膜19から構成される。一方のガラス基板13aの一方の面に第1波長選択膜18が密着し、一方のガラス基板13aの他方の面に第2波長選択膜19が密着し、さらに他方のガラス基板13bは一方のガラス基板13aに密着している第2選択膜19と密着するような積層構造をしている。第1波長選択膜18は、一方の半導体レーザ素子から出射される波長780nmのレーザビームを透過し、他方の半導体レーザ素子から出射される波長650nmのレーザビームを反射する。第2波長選択膜19は、一方の半導体レーザ素子から出射される波長780nmのレーザビームを反射する。
【0011】
一方の半導体レーザ素子から出射される波長780nmのレーザビームは、平行平板13の第1波長選択膜18で屈折し、第1ガラス基板13aを透過して第2波長選択膜19で反射され、再び第1ガラス基板13aを透過して、第1波長選択膜18で屈折し、入射方向と垂直な方向を向いて、ビームスプリッタ14に入射する。他方の半導体レーザ素子から出射される波長650nmのレーザビームは、平行平板13の第1波長選択膜18で反射され、入射方向と垂直な方向を向いて、ビームスプリッタ14に入射する。平行平板13によって、ビームスプリッタ14に入射する2つのレーザビームの光軸が一致する。
【0012】
ビームスプリッタ14に入射した光軸が一致する2つのレーザビームは、ビームスプリッタ14を透過し、コリメータレンズ15によって平行光に変換され、集光レンズ16によって、光ディスク9の情報記録面9aに集光される。光ディスク9の情報記録面9aからの反射光は、集光レンズ16およびコリメータレンズ15を透過して、ビームスプリッタ14によって反射されて、受光素子17に入射する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来技術である光ピックアップ装置1では、2つの半導体レーザ素子2a,2bは、光ディスク9の情報記録面9aと平行に並んで配置される。光ピックアップ装置11では、2つの半導体レーザ素子は、並列に配置される。これらの半導体レーザ素子の発光部間の距離は、各半導体レーザ素子の水平方向の幅以上、すなわち100μm以上であり、各半導体レーザ素子から出射したレーザー光の光軸も、100μm以上離れている。
【0014】
このように、光軸が大きく離れた2つのレーザビームを同一の集光レンズで光ディスク9の情報記録面9aに集光させると、光軸が集光レンズの中心を通らなくなり、収差が大きくなる。2つの平行な光軸の間隔が30μm以上になると、光ピックアップ装置1の平板ビームスプリッタ3および光ピックアップ装置11の平行平板13のような、2つのレーザビームの光軸を一致させるビーム合致光学素子が必要になる。
【0015】
CDおよびDVDなどの異なる種類の光ディスクに記録される情報を読取る光ピックアップ装置では、このようなビーム合致光学素子が必要となるために、光ピックアップの組立および調整が困難である。ビーム合致光学素子は、光軸に対して所定の角度に固定しなければならないので、調整が非常に困難である。ビーム合致光学素子を、他の光学素子と一体化することも容易ではない。
【0016】
また、2つの異なる波長のレーザビームを同一の受光素子で受光するので、受光素子の構造を一方の波長のレーザビームに合わせると、他方の波長のレーザビームに対する特性が悪くなるという問題もある。
【0017】
また、光ピックアップ装置11のように、平行平板13から集光レンズ16までの間に、ビームスプリッタ14およびコリメータレンズ15が配置されると、平行平板13から集光レンズ16までの距離が大きくなり、装置が大型化する。
【0018】
したがって本発明の目的は、装置が小型で、受光特性の良好な光ピックアップ装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに垂直な第1、第2および第3方向X,Y,Zのうち、第1方向Xに順に、レーザ光源とビームスプリッタとミラーとが、配置され、
レーザ光源は、第3方向Zにずれて、発振波長の互いに異なる2つのレーザビームの光軸をそれぞれ有し、前記各光軸は、第1方向Xに平行である2つの半導体レーザ素子を備え、
ビームスプリッタは、レーザ光源からの第1方向Xから入射したレーザビームを、第1方向Xに透過し、ミラーからの第1方向Xの逆方向から入射したレーザビームを、第2方向Yに反射し、
第3方向Zに、ミラーと順に、集光レンズが配置され、
この集光レンズは、ミラーからの第3方向Zのレーザビームを、光ディスクの情報記録面に垂直に導いて集光させ、前記情報記録面で反射したレーザビームを、第3方向Zの逆方向にミラーに導き、
ミラーは、ビーム合致光学素子を有し、
このビーム合致光学素子は、
前記2つのレーザビームの一方の波長のレーザビームを反射し、他方の波長のレーザビームを透過する波長選択透過膜と、
一方面に波長選択透過膜が取付けられる平行平板と、
平行平板の他方面に取付けられ、前記他方の波長のレーザビームを反射する反射膜とを有し、
ビームスプリッタを介するレーザ光源からの前記2つの各レーザビームを反射して第3方向Zに光軸を一致して導き、かつ、
集光レンズを介する前記情報記録面で反射した各レーザビームを反射して前記各波長毎に第3方向Zに光軸をずらして、第1方向Xの逆方向に導き、
受光手段が、第2方向Yに、ビームスプリッタと順に配置され、
この受光手段は、第3方向Zにずれて配置され、ビームスプリッタからの前記各波長毎のレーザビームをそれぞれ受光する2つの受光素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【0020】
本発明に従えば、各レーザ素子から出射した互いに異なる波長を有する2つの互いに平行なレーザビームは、ミラーのビーム合致光学素子によって第3方向Zに光軸が一致されて光ディスクに入射する。光ディスクで反射したレーザビームは、ビーム合致光学素子によって各波長毎に第3方向Zに光軸をずらして2つのレーザビームに分離される。このレーザビームは、たとえばビームスプリッタまたはホログラム素子などの入射光の一部を反射したり、回折させたりして受光素子に入射させる受光用光学素子を介して受光される。
このように本発明では、光ディスクとミラーとの間にビームスプリッタなどが設けられないので、前述した第2の従来技術のように装置が図1の上下に大型化することなく、光ピックアップ装置を薄型化することができる。
このような本発明の光ピックアップ装置は、CD系およびDVD系の光ディスクを1つの光ピックアップ装置で、光ディスクに記録される情報を読んだり、光ディスクに情報を記録したりすることができる。
【0022】
各レーザ素子から出射した互いに異なる波長を有する2つの互いに平行なレーザビームは、ミラーのビーム合致光学素子によって光軸が一致されて光ディスクに垂直に入射することができる。光ディスクで反射したレーザビームは、ミラーのビーム合致光学素子によって2つのレーザビームに分離されて、ビームスプリッタによって一部が受光素子に垂直に入射することができる。つまり、本発明のビーム合致光学素子は、立上げミラーとしての機能を有するので、部品点数が低減し、組立が容易となるとともに、装置の小型化が可能となる。
【0024】
ビームスプリッタから受光素子に入射する互いに異なる波長を有する2つのレーザビームは、各レーザビームの波長に応じた受光素子に入射することができるので、各受光素子をレーザビームに最適なものを用いることができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置51を示す斜視図であり、図2は光ピックアップ装置51を示す平面図である。光ピックアップ装置51は、CDおよびDVDなどの2種類の光ディスク100の情報記録面に記録される情報を読取ったり、記録可能なCDおよびDVDなどの光ディスク100の情報記録面に情報を記録することができる。
【0028】
光ピックアップ装置51は、レーザ光源52、コリメータレンズ53、受光用光学素子であるビームスプリッタ54、ビーム合致光学素子65を有する立上げミラー55、集光レンズ56および受光手段57を含んで構成される。レーザ光源52、コリメータレンズ53、ビームスプリッタ54および立上げミラー55は、X方向に順に並列して配置される。ビームスプリッタ54および受光手段57は、Y方向に順に並列して配置される。立上げミラー55および集光レンズ56は、Z方向に順に並列して配置される。X方向、Y方向およびZ方向は、互いに垂直である。光ディスク100は、集光レンズ56のZ方向側で、情報記録面がZ方向に垂直に配置される。
【0029】
図3は、レーザ光源52を示す正面図である。レーザ光源52は、第1レーザ素子61、第2レーザ素子62およびステム63を有する。前記2つのレーザ素子61,62は、発振波長の互いに異なる半導体レーザ素子である。第1レーザ素子61は、たとえば波長が780nmの赤外レーザを出射する。第2レーザ素子62は、たとえば波長が650nmの赤色レーザを出射する。ステム63は、略長円形の基板である。レーザ素子61,62は、ステム63の一方の面に、ステム63の長手方向と垂直な方向に並列してダイボンドされて取付けられる。レーザ光源52は光ピックアップ装置51において、レーザ素子61,62が取付けられるステム63の面がコリメータレンズ53をX方向に臨み、かつ第1レーザ素子61が第2レーザ素子62のZ方向側になるように配置される。各波長のレーザビームは、各レーザ素子61,62からX方向に2つレーザビームの光軸が互いに平行になるように出射される。
【0030】
コリメータレンズ53は、2つのレーザ素子61,62から出射された互いに異なる波長の2つのレーザビームを、平行光に変換する。ビームスプリッタ54は、X方向から入射したレーザビームをX方向に透過し、X方向の逆方向から入射したレーザビームをY方向に反射する。
【0031】
図4は、立上げミラー55を示す側面図である。立上げミラー55は、ビーム合致光学素子65を有する。ビーム合致光学素子65は、平行平板66、波長選択透過膜67および反射膜68で構成される。平行平板66の一方の面に波長選択透過膜67が取付けられ、平行平板66の他方の面に反射膜68が取付けられる。波長選択透過膜67は、光学多層膜から作られる。波長選択透過膜67は、波長780nmのレーザビームを反射して、波長650nmのレーザビームを透過する性質を有する。反射膜68は、誘電体多層膜および金属膜などから作られる。反射膜68は、レーザビームを反射する。平行平板66の厚さおよび屈折率は、波長選択透過膜67を透過した波長650nmのレーザビームが反射膜68で反射して、再び波長選択透過膜67を透過する、すなわち波長650nmのレーザビームがビーム合致光学素子65を2回透過すると、波長選択透過膜67で反射した波長780nmのレーザビームと光軸が一致するように選択される。
【0032】
集光レンズ56は、立上げミラー55でZ方向に反射されたレーザビームを、光ディスク100の情報記録面に集光させる。
【0033】
受光手段57は、第1受光素子71および第2受光素子72を有する。受光素子71,72は、Si基板にpn接合を形成したフォトダイオードである。第1受光素子71は、波長780nmのレーザビームの受光に最適な接合深さでpn接合される。第2受光素子72は、波長650nmのレーザビームの受光に最適な接合深さでpn接合される。このように各波長のレーザビームに最適な受光素子を用いることができる。受光手段57において第1受光素子71は、第2受光素子72よりもZ方向側に配置される。
【0034】
レーザ光源52の第1レーザ素子61からX方向に出射された波長780nmのレーザビーム、および第2レーザ素子62からX方向に出射された波長650nmのレーザビームは、コリメータレンズ53によって平行光に変換され、ビームスプリッタ54をX方向に透過する。その後、波長780nmのレーザビームは、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67に入射してZ方向に反射される。波長650nmのレーザビームは、立上げミラー55のビーム合致光学素子65において、波長780nmのレーザビームよりZ方向逆方向側に入射し、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67を透過して、平行平板66によって屈折され、反射膜68で反射され、再び平行平板66によって屈折されて、第1レーザ素子61から出射された波長780nmのレーザビームと同じ光軸に変換されて、波長選択透過膜67からZ方向に出射される。
【0035】
立上げミラー55によってZ方向に反射された同じ光軸の互いに異なる波長の2つのレーザビームは、集光レンズ56によって集光されて光ディスク100の情報記録面に入射する。
【0036】
光ディスク100の情報記録面でZ方向逆向きに反射された同じ光軸の互いに異なる波長の2つのレーザビームの信号光は、集光レンズ56をZ方向逆向きに透過して立上げミラー55にZ方向逆向きに入射する。波長780nmの信号光は、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67によってX方向逆向きに反射される。波長650nmの信号光は、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67を透過して、平行平板66によって屈折され、反射膜68で反射され、再び平行平板66によって屈折されて、波長780nmの信号光と光軸が異なり、波長780nmの信号光と平行な信号光に変換される。このとき波長650nmの信号光は、立上げミラー55の波長選択透過膜67において、波長780nmの信号光よりZ方向逆方向側からX方向逆向きに出射される。
【0037】
立上げミラー55によってX方向逆向きに反射された、互いに平行な光軸であって互いに異なる波長の2つの信号光はともに、ビームスプリッタ54によってY方向に反射され、波長650nmの信号光よりもZ方向側にある波長780nmの信号光は、受光手段57の第1受光素子71に入射し、波長650nmの信号光は、受光手段57の第2受光素子72に入射する。
【0038】
レーザ光源52の第1レーザ素子61から出射され、立上げミラー55に入射するまでの波長780nmのレーザビームの光軸、および立上げミラー55から出射してビームスプリッタ54で反射され受光手段57の第1受光素子71に入射する波長780nmの信号光の光軸は、同一平面上に存在する。また、レーザ光源52の第2レーザ素子62から出射され、立上げミラー55に入射するまでの波長650nmのレーザビームの光軸、および立上げミラー55から出射してビームスプリッタ54で反射され受光手段57の第2受光素子72に入射する波長650nmの信号光の光軸は、同一平面上に存在する。これら2つの平面は互いに平行である。
【0039】
本実施の形態の光ピックアップ装置51において、レーザ光源52の第1レーザ素子61のレーザビーム発光点と、第2レーザ素子62のレーザビーム発光点との間隔は、各レーザ素子61,62の幅程度、すなわち100μm程度離れているので、受光手段57の受光素子71,72に入射する2つのレーザビーム(信号光)も、100μm程度離れている。したがって受光手段57の受光素子71,72は、100μm程度離して配置しなければならない。受光手段57が形成されるSi基板には受光素子71,72の他に、信号増幅用アンプおよび信号処理回路などの電子回路が集積されていて、Si基板は数mm角のものが用いられている。したがって2つの受光素子71,72の間隔が100μm程度であれば、1つのSi基板に一体的に集積化して容易に配置することができる。
【0040】
また2つのレーザ素子61,62は、情報を読むべき光ディスク100の種類によってどちらか一方が用いられる。具体的には、光ディスク100がCDの場合には、波長780nmのレーザビームを使用するので、第1レーザ素子61が用いられ光ディスク100がDVDの場合には、波長650nmのレーザビームを使用するので、第2レーザ素子62が用いられる。したがって2つの受光素子71,72が同時に信号光を受けることはなく、信号処理回路は1組あればよく、信号集積回路を集積化したSi基板は受光素子を1つ増やしても大きくならない。
【0041】
図5は、本発明の参考例である光ピックアップ装置51Aを示す平面図である。光ピックアップ装置51Aは、光ピックアップ装置51の構成を一部変更したものであって、2波長ホログラムレーザ81、コリメータレンズ53、ビーム合致光学素子65を有する立上げミラー55および集光レンズ56を含んで構成される。
【0042】
図6は、2波長ホログラムレーザ81を示す斜視図である。2波長ホログラムレーザ81は、受光用光学素子であるホログラム素子82、第1レーザ素子61A、第2レーザ素子62A、第1受光素子71Aおよび第2受光素子72Aを有する。ホログラム素子82は回折格子を有し、一方から入射したレーザビームを透過し、他方から入射したレーザビームは回折格子によって回折する。またレーザビームの波長によって、回折角度が異なる。このようなホログラム素子を用いるレーザ光源に類似の技術は、たとえば特開平6−5990号公報に開示される。
【0043】
光ピックアップ装置51Aにおいて、2波長ホログラムレーザ81、コリメータレンズ53および立上げミラー55は、X方向に順に並列に配置される。このとき、2波長ホログラムレーザ81のホログラム素子82のレーザビーム入出射面は、X方向にコリメータレンズ53を臨んで配置される。2波長ホログラムレーザ81において、第1レーザ素子61Aが第2レーザ素子62AのZ方向側に配置され、第1受光素子71Aは第2受光素子72AのY方向側に配置される。立上げミラー55および集光レンズ56は、Z方向に順に並列に配置される。X方向、Y方向およびZ方向は、互いに垂直である。光ディスク100は、集光レンズ56のZ方向側で、情報記録面がZ方向に垂直に配置される。
【0044】
2波長ホログラムレーザ81の第1レーザ素子61AからX方向に出射された波長780nmのレーザビーム、および第2レーザ素子62AからX方向に出射された波長650nmのレーザビームは、ホログラム素子82を透過して、コリメータレンズ53によって平行光とされる。その後、波長780nmのレーザビームは、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67に入射してZ方向に反射される。波長650nmのレーザビームは、立上げミラー55のビーム合致光学素子65において、波長780nmのレーザビームよりZ方向逆方向側に入射し、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67を透過して、平行平板66によって屈折され、反射膜68で反射され、再び平行平板66によって屈折されて、第1レーザ素子61Aから出射された波長780nmのレーザビームと同じ光軸に変換されて、波長選択透過膜67からZ方向に出射される。
【0045】
立上げミラー55によってZ方向に反射された同じ光軸の互いに異なる波長の2つのレーザビームは、集光レンズ56によって集光されて光ディスク100の情報記録面に入射する。
【0046】
光ディスク100の情報記録面でZ方向逆向きに反射された同じ光軸の互いに異なる波長の2つのレーザビームの信号光は、集光レンズ56をZ方向逆向きに透過して立上げミラー55にZ方向逆向きに入射する。信号光の波長780nmの信号光は、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67によってX方向逆向きに反射される。信号光の波長650nmの信号光は、立上げミラー55のビーム合致光学素子65の波長選択透過膜67を透過して、平行平板66によって屈折され、反射膜68で反射され、再び平行平板66によって屈折されて、波長780nmの信号光と光軸の異なり波長780nmの信号光と平行な信号光に変換される。このとき波長650nmの信号光は、立上げミラー55の波長選択透過膜67において、波長780nmの信号光よりZ方向逆方向側からX方向逆向きに出射される。
【0047】
立上げミラー55によってX方向逆向きに反射された、互いに平行な光軸であって互いに異なる波長の2つの信号光はともに、2波長ホログラムレーザ81のホログラム素子82に入射する。波長650nmの信号光よりもZ方向側にある波長780nmの信号光は、ホログラム素子82の回折格子によって回折し、2波長ホログラムレーザ81の第2受光素子72AのY方向側の第1受光素子71Aに入射する。波長650nmの信号光は、ホログラム素子82の回折格子によって回折し、2波長ホログラムレーザ81の第2受光素子72Aに入射する。
【0048】
2波長ホログラムレーザ81を図6に示すようなX方向から見て、Y方向を長手方向とする略長円形状にすることによって、Z方向の寸法を小さくすることができる。
【0049】
本実施の形態の光ピックアップ装置51,51Aによれば、各レーザ素子61,62;61A,62Aから出射した互いに異なる波長を有する2つの互いに光軸が平行なレーザビームは、ビーム合致光学素子65によって光軸が一致されて光ディスク100に入射する。光ディスク100で反射したレーザビームは、ビーム合致光学素子65によって2つの互いに光軸が平行なレーザビームに分離される。このレーザビームは、受光用光学素子であるビームスプリッタ54またはホログラム素子82によって、入射光の一部を反射したり、回折させたりして受光素子71,72;71A,72Aに入射させ受光させる。このように本発明では、光ディスク100とビーム合致光学素子65との間に受光用光学素子が設けられないので、装置が大型化することなく、光ピックアップ装置51,51AのZ方向の寸法を大きくすることなく、CD系およびDVD系の光ディスクを1つの光ピックアップ装置で、光ディスクに記録される情報を読んだり、光ディスクに情報を記録したりすることができる。
【0050】
また、各レーザ素子61,62;61A,62Aから出射した互いに異なる波長を有する2つの互いに光軸の平行なレーザビームは、ビーム合致光学素子65によって光軸が一致されて光ディスク100に垂直に入射することができる。光ディスク100で反射したレーザビームは、ビーム合致光学素子65によって2つの光軸が平行なレーザビームに分離されて、受光用光学素子であるビームスプリッタ54またはホログラム素子82によって一部が受光素子71,72;71A,72Aに垂直に入射することができる。つまり、本発明のビーム合致光学素子65は、立上げミラー55と一体に構成される。これによって部品点数が低減し、組立が容易となるとともに、装置の小型化が可能となる。
【0051】
また、受光用光学素子であるビームスプリッタ54またはホログラム素子82から受光素子71,72;71A,72Aに入射する互いに異なる波長を有する2つのレーザビームは、各レーザビームの波長に応じた受光素子に入射することができるので、各受光素子をレーザビームに最適なものを用いることができる。
【0052】
また2つのレーザ素子はビーム合致光学素子65と光ディスク100とが並ぶ方向と平行に並んで配置、すなわちZ方向に並んで配置されているので、ビーム合致光学素子65と立上げミラー55とを一体化することができ、これによってZ方向の厚みの薄い光ピックアップ装置を実現することができる。
【0053】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光ディスクとミラーとの間にビームスプリッタが設けられないので、前述した第2の従来技術のように装置が大型化することなく、光ピックアップ装置を薄型化することができる。このような本発明の光ピックアップ装置は、CD系およびDVD系の光ディスクを1つの光ピックアップ装置で、光ディスクに記録される情報を読んだり、光ディスクに情報を記録したりすることができる。
【0054】
また本発明によれば、部品点数が低減し、組立が容易となるとともに、装置の小型化が可能となる。
【0055】
また本発明によれば、各受光素子をレーザビームに最適なものを用いることができる。
【0056】
また本発明によれば、ビーム合致光学素子と立上げミラーとを一体化することができ、これによって厚みの小さい光ピックアップ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である光ピックアップ装置51を示す斜視図である。
【図2】光ピックアップ装置51を示す平面図である。
【図3】レーザ光源52を示す正面図である。
【図4】立上げミラー55を示す側面図である。
【図5】 本発明の参考例である光ピックアップ装置51Aを示す平面図である。
【図6】2波長ホログラムレーザ81を示す斜視図である。
【図7】従来技術である光ピックアップ装置1を示す構成図である。
【図8】光ピックアップ装置1を示す側面図である。
【図9】他の従来技術である光ピックアップ装置11を示す構成図である。
【符号の説明】
51,51A 光ピックアップ装置
52 レーザ光源
54 ビームスプリッタ
55 立上げミラー
57 受光手段
61,61A 第1レーザ素子
62,62A 第2レーザ素子
65 ビーム合致光学素子
71,71A 第1受光素子
72,72A 第2受光素子
81 2波長ホログラムレーザ
82 ホログラム素子
100 光ディスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device that emits a plurality of laser beams having different wavelengths and reads information recorded on optical discs of different types and standards.
[0002]
[Prior art]
An optical pickup device used for reading information recorded on an optical disc such as a compact disc (abbreviation: CD) and a digital versatile disc (abbreviation: DVD) and recording information on a recordable CD and DVD Two laser beams having different wavelengths that are optimum for each optical disc are used.
[0003]
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device 1 disclosed in International Publication No. WO98 / 19303, which is a prior art. FIG. 8 is a side view showing the optical pickup device 1. The optical pickup device 1 includes a semiconductor
[0004]
The semiconductor
[0005]
A laser beam having a wavelength of 780 nm emitted horizontally from one
[0006]
The two laser beams whose optical axes are matched by the
[0007]
Of the reflected light from the
[0008]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an
[0009]
The semiconductor
[0010]
The
[0011]
The laser beam having a wavelength of 780 nm emitted from one of the semiconductor laser elements is refracted by the first
[0012]
Two laser beams having the same optical axis incident on the
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the optical pickup device 1 which is the above-described prior art, the two
[0014]
As described above, when two laser beams whose optical axes are largely separated are condensed on the information recording surface 9a of the
[0015]
In an optical pickup device that reads information recorded on different types of optical discs such as CDs and DVDs, such a beam matching optical element is required, so that it is difficult to assemble and adjust the optical pickup. Since the beam matching optical element has to be fixed at a predetermined angle with respect to the optical axis, it is very difficult to adjust. It is not easy to integrate the beam matching optical element with other optical elements.
[0016]
In addition, since two laser beams having different wavelengths are received by the same light receiving element, there is a problem that when the structure of the light receiving element is matched with the laser beam of one wavelength, the characteristics with respect to the laser beam of the other wavelength are deteriorated.
[0017]
Further, when the
[0018]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical pickup device having a small size and good light receiving characteristics.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The present inventionA laser light source, a beam splitter, and a mirror are arranged in order in the first direction X among the first, second, and third directions X, Y, and Z perpendicular to each other.
The laser light source includes two semiconductor laser elements that are offset in the third direction Z and have optical axes of two laser beams having different oscillation wavelengths, and each optical axis is parallel to the first direction X. ,
The beam splitter transmits the laser beam incident from the first direction X from the laser light source in the first direction X, and reflects the laser beam incident from the opposite direction of the first direction X from the mirror in the second direction Y. And
In the third direction Z, a condenser lens is arranged in order of the mirror,
The condensing lens guides and condenses the laser beam in the third direction Z from the mirror perpendicularly to the information recording surface of the optical disk, and reflects the laser beam reflected by the information recording surface in the direction opposite to the third direction Z. Led to the mirror,
The mirror has a beam matching optical element;
This beam matching optical element
A wavelength selective transmission film that reflects a laser beam of one wavelength of the two laser beams and transmits a laser beam of the other wavelength;
A parallel plate with a wavelength selective transmission film attached to one surface;
A reflective film that is attached to the other surface of the parallel plate and reflects the laser beam of the other wavelength;
Reflecting each of the two laser beams from the laser light source via the beam splitter to guide the optical axis in the third direction Z, and
Reflecting each laser beam reflected by the information recording surface via the condenser lens and shifting the optical axis in the third direction Z for each wavelength, leading to the opposite direction of the first direction X,
The light receiving means is arranged in the second direction Y in order with the beam splitter,
The light receiving means includes two light receiving elements that are arranged to be shifted in the third direction Z and receive the laser beams for the respective wavelengths from the beam splitter.This is an optical pickup device.
[0020]
According to the present invention, two parallel laser beams having different wavelengths emitted from each laser element are:MirrorBy beam matching opticsIn the third direction ZThe optical axes are matched and enter the optical disk. The laser beam reflected by the optical disk isThe optical axis is shifted in the third direction Z for each wavelength.Separated into two laser beams. This laser beam is received through a light receiving optical element that reflects or diffracts part of incident light, such as a beam splitter or a hologram element, and enters the light receiving element.
ThisIn the present invention, the optical disc andmirrorSince no beam splitter or the like is provided between the two, the apparatus is not as in the second prior art described above.1 up and downThe optical pickup device can be thinned without increasing the size.
ThisThe optical pickup apparatus of the present invention as described above can read information recorded on an optical disk or record information on an optical disk with one optical pickup apparatus for CD and DVD optical disks.
[0022]
eachTwo parallel laser beams having different wavelengths emitted from the laser element are:MirrorThe optical axis is made coincident by the beam matching optical element so that it can enter the optical disk perpendicularly. The laser beam reflected by the optical disk isMirrorThe laser beam is separated into two laser beams by the beam matching optical element, and a part of the laser beam can be perpendicularly incident on the light receiving element by the beam splitter. That is, since the beam matching optical element of the present invention has a function as a rising mirror, the number of parts is reduced, assembly is facilitated, and the apparatus can be downsized.
[0024]
BiSince two laser beams having different wavelengths incident on the light receiving element from the beam splitter can be incident on the light receiving elements corresponding to the wavelengths of the respective laser beams, it is necessary to use each light receiving element optimal for the laser beam. it can.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing an
[0028]
The
[0029]
FIG. 3 is a front view showing the
[0030]
The
[0031]
FIG. 4 is a side view showing the rising
[0032]
The condensing
[0033]
The light receiving means 57 includes a first
[0034]
The laser beam having a wavelength of 780 nm emitted from the
[0035]
Two laser beams having the same optical axis and reflected from each other in the Z direction by the rising
[0036]
Signal lights of two laser beams having different wavelengths and having the same optical axis reflected on the information recording surface of the
[0037]
Two signal lights having mutually different optical axes that are reflected by the rising
[0038]
The optical axis of the laser beam having a wavelength of 780 nm which is emitted from the
[0039]
In the
[0040]
One of the two
[0041]
FIG. 5 illustrates the present invention.Reference exampleIt is a top view which shows 51 A of optical pick-up apparatuses which are. The
[0042]
FIG. 6 is a perspective view showing the two-
[0043]
In the
[0044]
The laser beam having a wavelength of 780 nm emitted from the
[0045]
Two laser beams having the same optical axis and reflected from each other in the Z direction by the rising
[0046]
Signal lights of two laser beams having different wavelengths and having the same optical axis reflected on the information recording surface of the
[0047]
Two signal lights having mutually different optical axes and reflected from the rising
[0048]
When the two-
[0049]
According to the
[0050]
Further, two laser beams having different wavelengths emitted from the
[0051]
Two laser beams having different wavelengths incident on the
[0052]
Further, since the two laser elements are arranged in parallel with the direction in which the beam matching
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an optical disc andmirrorSince no beam splitter is provided between the two, the optical pickup device can be made thinner without increasing the size of the device as in the second prior art described above. Such an optical pickup apparatus of the present invention can read information recorded on an optical disk or record information on an optical disk with a single optical pickup apparatus for CD and DVD optical disks.
[0054]
Further, according to the present invention, the number of parts is reduced, the assembly is facilitated, and the apparatus can be miniaturized.
[0055]
Further, according to the present invention, each light receiving element that is optimal for a laser beam can be used.
[0056]
Further, according to the present invention, the beam matching optical element and the rising mirror can be integrated, thereby realizing an optical pickup device with a small thickness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an
FIG. 2 is a plan view showing an
3 is a front view showing a
4 is a side view showing a rising
FIG. 5 shows the present invention.Reference exampleIt is a top view which shows 51 A of optical pick-up apparatuses which are.
6 is a perspective view showing a two-
FIG. 7 is a configuration diagram showing an optical pickup device 1 which is a conventional technique.
FIG. 8 is a side view showing the optical pickup device 1;
FIG. 9 is a configuration diagram showing an
[Explanation of symbols]
51, 51A Optical pickup device
52 Laser light source
54 Beam splitter
55 Rising mirror
57 Light receiving means
61, 61A First laser element
62, 62A Second laser element
65 Beam-matching optical elements
71, 71A First light receiving element
72, 72A Second light receiving element
81 Two-wavelength hologram laser
82 Hologram element
100 optical disc
Claims (1)
レーザ光源は、第3方向Zにずれて、発振波長の互いに異なる2つのレーザビームの光軸をそれぞれ有し、前記各光軸は、第1方向Xに平行である2つの半導体レーザ素子を備え、
ビームスプリッタは、レーザ光源からの第1方向Xから入射したレーザビームを、第1方向Xに透過し、ミラーからの第1方向Xの逆方向から入射したレーザビームを、第2方向Yに反射し、
第3方向Zに、ミラーと順に、集光レンズが配置され、
この集光レンズは、ミラーからの第3方向Zのレーザビームを、光ディスクの情報記録面に垂直に導いて集光させ、前記情報記録面で反射したレーザビームを、第3方向Zの逆方向にミラーに導き、
ミラーは、ビーム合致光学素子を有し、
このビーム合致光学素子は、
前記2つのレーザビームの一方の波長のレーザビームを反射し、他方の波長のレーザビームを透過する波長選択透過膜と、
一方面に波長選択透過膜が取付けられる平行平板と、
平行平板の他方面に取付けられ、前記他方の波長のレーザビームを反射する反射膜とを有し、
ビームスプリッタを介するレーザ光源からの前記2つの各レーザビームを反射して第3方向Zに光軸を一致して導き、かつ、
集光レンズを介する前記情報記録面で反射した各レーザビームを反射して前記各波長毎に第3方向Zに光軸をずらして、第1方向Xの逆方向に導き、
受光手段が、第2方向Yに、ビームスプリッタと順に配置され、
この受光手段は、第3方向Zにずれて配置され、ビームスプリッタからの前記各波長毎のレーザビームをそれぞれ受光する2つの受光素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 A laser light source, a beam splitter, and a mirror are arranged in order in the first direction X among the first, second, and third directions X, Y, and Z perpendicular to each other.
The laser light source includes two semiconductor laser elements that are offset in the third direction Z and have optical axes of two laser beams having different oscillation wavelengths, and each optical axis is parallel to the first direction X. ,
The beam splitter transmits the laser beam incident from the first direction X from the laser light source in the first direction X, and reflects the laser beam incident from the opposite direction of the first direction X from the mirror in the second direction Y. And
In the third direction Z, a condenser lens is arranged in order of the mirror,
The condensing lens guides and condenses the laser beam in the third direction Z from the mirror perpendicularly to the information recording surface of the optical disk, and reflects the laser beam reflected by the information recording surface in the direction opposite to the third direction Z. Led to the mirror,
The mirror has a beam matching optical element;
This beam matching optical element
A wavelength selective transmission film that reflects a laser beam of one wavelength of the two laser beams and transmits a laser beam of the other wavelength;
A parallel plate with a wavelength selective transmission film attached to one surface;
A reflective film that is attached to the other surface of the parallel plate and reflects the laser beam of the other wavelength;
Reflecting each of the two laser beams from the laser light source via the beam splitter to guide the optical axis in the third direction Z, and
Reflecting each laser beam reflected by the information recording surface via the condenser lens and shifting the optical axis in the third direction Z for each wavelength, leading to the opposite direction of the first direction X,
The light receiving means is arranged in the second direction Y in order with the beam splitter,
The optical pickup device is characterized in that the light receiving means includes two light receiving elements which are arranged so as to be shifted in the third direction Z and receive the laser beams of the respective wavelengths from the beam splitter .
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