図面 (/)

技術 光学装置、光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法

出願人 ソニー株式会社
発明者 根本和彦
出願日 2000年3月2日 (20年8ヶ月経過) 出願番号 2000-056898
公開日 2001年9月14日 (19年2ヶ月経過) 公開番号 2001-250253
状態 未査定
技術分野 光学的記録再生4(ヘッド自体) 光ヘッド 受光素子3(フォトダイオード・Tr) 半導体レーザ 半導体レーザ
主要キーワード 受光域 受光量差 被照射対象物 レンズ視野 半導体ブロック 分光面 InGaPバッファ層 幅方向サイズ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年9月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (20)

課題

CD用及びDVD用の如く、波長等が互いに異なる出射光間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容され、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計でき、更に、フォーカスサーボも正確に行える装置、光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法を提供すること。

解決手段

レーザダイオードLD1及びLD2から出射されたCD用及びDVD用の波長の異なるレーザ光L1、L2をディスク状情報記録媒体照射してその反射光をそれぞれ受光するCD用及びDVD用のフォトダイオード26及び28、27及び29が、互いに共有の領域Aを有し、この共有の領域の一部分Bのみが、レーザ光L1、L2を共通に受光するように構成されている。

概要

背景

CD(コンパクトディスク)、DVD(デジタルビデオディスク)又はMD(ミニディスク)等の如く、光学的に情報を記録及び/又は再生する光学記録媒体(以下、光ディスクと称することがある。)に記録された情報の読み取り(再生)、或いはそれらへの情報の書き込み(記録)を行う装置(以下、光ディスク装置と称することがある。)には、光ピックアップが内蔵されている。

こうした光ディスク装置や光ピックアップにおいては、一般に、光ディスクの種類(光ディスクシステム)が異なる場合には、波長の異なるレーザ光を用いる。例えば、CDの再生などには780nm帯の波長のレーザ光を、DVDの再生などには650nm帯の波長のレーザ光を用いる。

このように光ディスクの種類によってレーザ光の波長が異なる状況において、例えばDVD用の光ディスク装置でCDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップが望まれている。

図15は、上記のようなCD用レーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)とを搭載し、CDとDVDの再生を可能にした従来のコンパチブル光ピックアップ100の概略構成図である。

この光ピックアップ100は、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1、グレーティングG、第1ビームスプリッタBS1、第1ミラーM1、第1対物レンズOL1、第1マルチレンズML1、及び第1フォトダイオードPD1がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたCD用光学系を有する。

さらに、この光ピックアップ100は、例えば650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2、第2ビームスプリッタBS2、コリメータC、第2ミラーM2、第2対物レンズOL2、第2マルチレンズML2、及び第2フォトダイオードPD2がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたDVD用光学系を有する。

このように構成された光ピックアップ100のCD用光学系において、第1レーザダイオードLD1からの第1レーザ光L1は、グレーティングGを通過し、第1ビームスプリッタBS1によって一部反射され、第1ミラーM1により進路屈曲して、第1対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

光ディスクDからの反射光は、第1対物レンズOL1、第1ミラーM1および第1ビームスプリッタBS1を介して、第1マルチレンズML1を通過し、第1フォトダイオードPD1上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのCD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

また、光ピックアップ100のDVD用光学系においても、上記と同様に、第2レーザダイオードLD2からの第2レーザ光L2は、第2ビームスプリッタBS2によって一部反射され、コリメータCを通過して、第2ミラーM2により進路を屈曲して、第2対物レンズOL2により光ディスクD上に集光される。

光ディスクDからの反射光は、第2対物レンズOL2、第2ミラーM2、コリメータCおよび第2ビームスプリッタBS2を介して、第2マルチレンズML2を通過し、第2フォトダイオードPD2上に入射され、この反射光の変化により光ディスクDのDVD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

この光ピックアップ100によれば、CD用のレーザダイオードとDVD用のレーザダイオードを搭載し、それぞれの光学系を有することにより、CDとDVDの再生を可能にしている。

また、図16は、上記のようなCD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にした従来の他のコンパチブル光ピックアップ101の概略構成図である。

この光ピックアップ101は、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1、グレーティングG、第1ビームスプリッタBS1、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM、CD用開口制限アパーチャR、対物レンズOL、第1マルチレンズML1、及び第1フォトダイオードPD1がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたCD用光学系を有する。

さらに、この光ピックアップ101は、例えば650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2、第2ビームスプリッタBS2、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM、対物レンズOL、第2マルチレンズML2、及び第2フォトダイオードPD2がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたDVD用光学系を有する。

この各光学系において、一部の光学部材共有しており、例えば、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM及び対物レンズOLが両光学系により共有されている。また、ダイクロイックビームスプリッタDBSと光ディスクD間の光軸を共有しているために、CD用の開口制限アパーチャRはDVD用光学系の光軸上にも配置されることになる。

このように構成された光ピックアップ101のCD用光学系において、第1レーザダイオードLD1からの第1レーザ光L1は、グレーティングGを通過し、第1ビームスプリッタBS1によって一部反射され、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーMを夫々通過又は反射して、CD用開口制限アパーチャRを介して対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

光ディスクDからの反射光は、対物レンズOL、CD用開口制限アパーチャR、ミラーM、コリメータC、ダイクロイックビームスプリッタDBSおよび第1ビームスプリッタBS1を介して、第1マルチレンズML1を通過し、第1フォトダイオードPD1上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのCD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

また光ピックアップ101のDVD用光学系においても、上記と同様に、第2レーザダイオードLD2からの第2レーザ光L2は、第2ビームスプリッタBS2によって一部反射され、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーMをそれぞれ通過あるいは反射して、CD用の開口制限アパーチャRを介して対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

光ディスクDからの反射光は、対物レンズOL、CD用開口制限アパーチャR、ミラーM、コリメータC、ダイクロイックビームスプリッタDBS及び第2ビームスプリッタBS2を介して、第2マルチレンズML2を通過し、第2フォトダイオードPD2上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのDVD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

この光ピックアップ101によれば、図15に示した光ピックアップ100と同様に、CD用のレーザダイオードとDVD用のレーザダイオードを搭載し、それぞれの光学系を有することによりCDとDVDの再生を可能にしている。

概要

CD用及びDVD用の如く、波長等が互いに異なる出射光間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容され、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計でき、更に、フォーカスサーボも正確に行える装置、光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法を提供すること。

レーザダイオードLD1及びLD2から出射されたCD用及びDVD用の波長の異なるレーザ光L1、L2をディスク状情報記録媒体照射してその反射光をそれぞれ受光するCD用及びDVD用のフォトダイオード26及び28、27及び29が、互いに共有の領域Aを有し、この共有の領域の一部分Bのみが、レーザ光L1、L2を共通に受光するように構成されている。

目的

そこで、本発明の目的は、上記したCD用及びDVD用の如く、波長等が互いに異なる出射光において、光ビーム間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容され、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計でき、更にフォーカスサーボも正確に行える光学装置、光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

互いに異なる複数の光をそれぞれ出射する複数の発光素子光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をそれぞれ受光する複数の受光素子が設けられている光ディスク装置において、前記複数の受光素子が互いに共有の領域を有し、この共有の領域の一部分のみが、前記複数の光を共通に受光するように構成されていることを特徴とする光学装置

請求項2

前記複数の受光素子において、前記共有の領域の幅内の中間位置に、前記複数の光を共通に受光する部分が存在している、請求項1に記載した光学装置。

請求項3

前記複数の受光素子の長さ方向が、前記複数の光を入射させるディスク状情報記録媒体情報トラックに沿っている、請求項1に記載した光学装置。

請求項4

前記複数の受光素子がそれぞれ、前記情報トラックに沿う方向に配置された第1及び第2受光素子を有しており、これらの受光素子においても前記共有の領域がそれぞれ設けられている、請求項3に記載した光学装置。

請求項5

前記複数の発光素子が互いに異なる波長レーザ光を出射する、請求項1に記載した光学装置。

請求項6

前記複数の発光素子の出射光対物レンズを通して被照射体に入射され、この反射光が前記対物レンズを通して前記複数の受光素子にそれぞれ入射される、請求項1に記載した光学装置。

請求項7

前記複数の発光素子と、これらの各出射光を前記被照射体へ導きかつ前記反射光を前記複数の受光素子へ導くための光学部材と、前記受光素子とが共通の基体上に設けられ、光カプラーとして構成された、請求項6に記載した光学装置。

請求項8

光ディスク装置の光ピックアップとして構成された、請求項6に記載した光学装置。

請求項9

互いに異なる複数の光をそれぞれ出射する複数の発光素子が光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をそれぞれ受光する複数の受光素子が設けられ、これらの受光素子が互いに共有の領域を有している光学装置において、前記複数の受光素子上に形成される前記複数の光のスポットを調整するに際し、前記共有の領域の一部分のみに前記複数の光を共通に受光させる光スポット調整方法

請求項10

前記複数の受光素子において、前記共有の領域の幅内の中間位置に、前記複数の光を共通に受光させる、請求項9に記載した光スポット調整方法。

請求項11

前記複数の受光素子の長さ方向を、前記複数の光を入射させるディスク状情報記録媒体の情報トラックに沿わせる、請求項9に記載した光スポット調整方法。

請求項12

前記複数の受光素子をそれぞれ、前記情報トラックに沿う方向に配置された第1及び第2受光素子で構成し、これらの受光素子においても前記共有の領域をそれぞれ具備させる、請求項11に記載した光スポット調整方法。

請求項13

前記複数の発光素子が互いに異なる波長のレーザ光を出射する、請求項9に記載した光スポット調整方法。

請求項14

前記複数の発光素子の出射光を対物レンズを通して被照射体に入射させ、この反射光を前記対物レンズを通して前記複数の受光素子にそれぞれ入射させる、請求項9に記載した光スポット調整方法。

請求項15

前記複数の発光素子と、これらの各出射光を前記被照射体へ導きかつ前記反射光を前記複数の受光素子へ導くための光学部材と、前記受光素子とが共通の基体上に設けられている光カプラーに適用する、請求項14に記載した光スポット調整方法。

請求項16

光ディスク装置の光ピックアップに適用する、請求項14に記載した光スポット調整方法。

請求項17

互いに異なる複数の光をそれぞれ出射する複数の発光素子が光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をディスク状情報記録媒体に照射してその反射光をそれぞれ受光する複数の受光素子が設けられている光ディスク装置において、前記複数の受光素子が互いに共有の領域を有し、この共有の領域の一部分のみが、前記複数の光を共通に受光するように構成されていることを特徴とする光ディスク装置。

請求項18

前記複数の受光素子において、前記共有の領域の幅内の中間位置に、前記複数の光を共通に受光する部分が存在している、請求項17に記載した光ディスク装置。

請求項19

前記複数の受光素子の長さ方向が、前記複数の光を入射させる前記ディスク状情報記録媒体の情報トラックに沿っている、請求項17に記載した光ディスク装置。

請求項20

前記複数の受光素子がそれぞれ、前記情報トラックに沿う方向に配置された第1及び第2受光素子を有しており、これらの受光素子においても前記共有の領域がそれぞれ設けられている、請求項19に記載した光ディスク装置。

請求項21

前記複数の発光素子が互いに異なる波長のレーザ光を出射する、請求項17に記載した光ディスク装置。

請求項22

前記複数の発光素子の出射光が対物レンズを通して前記ディスク状情報記録媒体に入射され、この反射光が前記対物レンズを通して前記複数の受光素子にそれぞれ入射される、請求項17に記載した光ディスク装置。

請求項23

前記複数の発光素子と、これらの各出射光を前記ディスク状情報記録媒体へ導きかつ前記反射光を前記複数の受光素子へ導くための光学部材と、前記受光素子とが共通の基体上に設けられている光カプラーを有する、請求項23に記載した光ディスク装置。

請求項24

互いに異なる複数の光をそれぞれ出射する複数の発光素子が光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をディスク状情報記録媒体に照射してその反射光をそれぞれ受光する複数の受光素子が設けられ、これらの受光素子が互いに共有の領域を有している光ディスク装置において、前記複数の受光素子上に形成される前記複数の光のスポットを調整するに際し、前記共有の領域の一部分のみに前記複数の光を共通に受光させる光スポット調整方法。

請求項25

前記複数の受光素子において、前記共有の領域の幅内の中間位置に、前記複数の光を共通に受光させる、請求項24に記載した光スポット調整方法。

請求項26

前記複数の受光素子の長さ方向を、前記複数の光を入射させるディスク状情報記録媒体の情報トラックに沿わせる、請求項24に記載した光スポット調整方法。

請求項27

前記複数の受光素子をそれぞれ、前記情報トラックに沿う方向に配置された第1及び第2受光素子で構成し、これらの受光素子においても前記共有の領域をそれぞれ具備させる、請求項26に記載した光スポット調整方法。

請求項28

前記複数の発光素子が互いに異なる波長のレーザ光を出射する、請求項24に記載した光スポット調整方法。

請求項29

前記複数の発光素子の出射光を対物レンズを通して被照射体に入射させ、この反射光を前記対物レンズを通して前記複数の受光素子にそれぞれ入射させる、請求項24に記載した光スポット調整方法。

請求項30

前記複数の発光素子と、これらの各出射光を前記ディスク状情報記録媒体へ導きかつ前記反射光を前記複数の受光素子へ導くための光学部材と、前記受光素子とが共通の基体上に設けられている光カプラーに適用する、請求項29に記載した光スポット調整方法。

技術分野

0001

本発明は、互いに異なる複数の光をそれぞれ出射する複数の発光素子光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をそれぞれ受光する複数の受光素子が設けられている光学装置(特に光ピックアップ)、前記複数の光をディスク状情報記録媒体照射してその反射光で情報を読み取る光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法に関するものである。

背景技術

0002

CD(コンパクトディスク)、DVD(デジタルビデオディスク)又はMD(ミニディスク)等の如く、光学的に情報を記録及び/又は再生する光学記録媒体(以下、光ディスクと称することがある。)に記録された情報の読み取り(再生)、或いはそれらへの情報の書き込み(記録)を行う装置(以下、光ディスク装置と称することがある。)には、光ピックアップが内蔵されている。

0003

こうした光ディスク装置や光ピックアップにおいては、一般に、光ディスクの種類(光ディスクシステム)が異なる場合には、波長の異なるレーザ光を用いる。例えば、CDの再生などには780nm帯の波長のレーザ光を、DVDの再生などには650nm帯の波長のレーザ光を用いる。

0004

このように光ディスクの種類によってレーザ光の波長が異なる状況において、例えばDVD用の光ディスク装置でCDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップが望まれている。

0005

図15は、上記のようなCD用レーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)とを搭載し、CDとDVDの再生を可能にした従来のコンパチブル光ピックアップ100の概略構成図である。

0006

この光ピックアップ100は、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1、グレーティングG、第1ビームスプリッタBS1、第1ミラーM1、第1対物レンズOL1、第1マルチレンズML1、及び第1フォトダイオードPD1がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたCD用光学系を有する。

0007

さらに、この光ピックアップ100は、例えば650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2、第2ビームスプリッタBS2、コリメータC、第2ミラーM2、第2対物レンズOL2、第2マルチレンズML2、及び第2フォトダイオードPD2がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたDVD用光学系を有する。

0008

このように構成された光ピックアップ100のCD用光学系において、第1レーザダイオードLD1からの第1レーザ光L1は、グレーティングGを通過し、第1ビームスプリッタBS1によって一部反射され、第1ミラーM1により進路屈曲して、第1対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

0009

光ディスクDからの反射光は、第1対物レンズOL1、第1ミラーM1および第1ビームスプリッタBS1を介して、第1マルチレンズML1を通過し、第1フォトダイオードPD1上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのCD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0010

また、光ピックアップ100のDVD用光学系においても、上記と同様に、第2レーザダイオードLD2からの第2レーザ光L2は、第2ビームスプリッタBS2によって一部反射され、コリメータCを通過して、第2ミラーM2により進路を屈曲して、第2対物レンズOL2により光ディスクD上に集光される。

0011

光ディスクDからの反射光は、第2対物レンズOL2、第2ミラーM2、コリメータCおよび第2ビームスプリッタBS2を介して、第2マルチレンズML2を通過し、第2フォトダイオードPD2上に入射され、この反射光の変化により光ディスクDのDVD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0012

この光ピックアップ100によれば、CD用のレーザダイオードとDVD用のレーザダイオードを搭載し、それぞれの光学系を有することにより、CDとDVDの再生を可能にしている。

0013

また、図16は、上記のようなCD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にした従来の他のコンパチブル光ピックアップ101の概略構成図である。

0014

この光ピックアップ101は、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1、グレーティングG、第1ビームスプリッタBS1、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM、CD用開口制限アパーチャR、対物レンズOL、第1マルチレンズML1、及び第1フォトダイオードPD1がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたCD用光学系を有する。

0015

さらに、この光ピックアップ101は、例えば650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2、第2ビームスプリッタBS2、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM、対物レンズOL、第2マルチレンズML2、及び第2フォトダイオードPD2がそれぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)所定の位置に配設されたDVD用光学系を有する。

0016

この各光学系において、一部の光学部材共有しており、例えば、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーM及び対物レンズOLが両光学系により共有されている。また、ダイクロイックビームスプリッタDBSと光ディスクD間の光軸を共有しているために、CD用の開口制限アパーチャRはDVD用光学系の光軸上にも配置されることになる。

0017

このように構成された光ピックアップ101のCD用光学系において、第1レーザダイオードLD1からの第1レーザ光L1は、グレーティングGを通過し、第1ビームスプリッタBS1によって一部反射され、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーMを夫々通過又は反射して、CD用開口制限アパーチャRを介して対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

0018

光ディスクDからの反射光は、対物レンズOL、CD用開口制限アパーチャR、ミラーM、コリメータC、ダイクロイックビームスプリッタDBSおよび第1ビームスプリッタBS1を介して、第1マルチレンズML1を通過し、第1フォトダイオードPD1上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのCD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0019

また光ピックアップ101のDVD用光学系においても、上記と同様に、第2レーザダイオードLD2からの第2レーザ光L2は、第2ビームスプリッタBS2によって一部反射され、ダイクロイックビームスプリッタDBS、コリメータC、ミラーMをそれぞれ通過あるいは反射して、CD用の開口制限アパーチャRを介して対物レンズOL1により光ディスクD上に集光される。

0020

光ディスクDからの反射光は、対物レンズOL、CD用開口制限アパーチャR、ミラーM、コリメータC、ダイクロイックビームスプリッタDBS及び第2ビームスプリッタBS2を介して、第2マルチレンズML2を通過し、第2フォトダイオードPD2上に入射され、この反射光の変化により、光ディスクDのDVD用記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0021

この光ピックアップ101によれば、図15に示した光ピックアップ100と同様に、CD用のレーザダイオードとDVD用のレーザダイオードを搭載し、それぞれの光学系を有することによりCDとDVDの再生を可能にしている。

0022

本発明者は、こうした従来の光ピックアップに対し、CDやDVDなどの波長の異なる光ディスクシステムを構成することが可能であって、部品点数を減らして容易に組み立てられ、小型化やコスト削減を可能にする光学装置及びそれを用いた光ディスク装置を既に提案した。

0023

図17図20には、その一例を示し、図17に示すコンパチブル光ピックアップ1aによれば、CD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載している。

0024

この光ピックアップ1aは、それぞれ個々に(即ち、ディスクリートに)或いは共通の基板上に(即ち、モノリシックに)構成された光学系を有し、互いに隣接して並列に形成され、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1と650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2を有するレーザダイオードLD、780nm帯用であって650nm帯に対しては素通しとなるグレーティングG、ビームスプリッタBS、コリメータC、ミラーM、CD用の開口制限アパーチャR、対物レンズOL、マルチレンズML、及びフォトダイオードPDがそれぞれ所定の位置に配設されている。フォトダイオードPDには、780nm帯の光を受光する第1フォトダイオードと、650nm帯の光を受光する第2フォトダイオードが互いに隣接して並列に形成されている。

0025

この光ピックアップ1aにおいて、第1レーザダイオードLD1からの第1レーザ光L1は、グレーティングGを通過し、ビームスプリッタBSによって一部反射され、コリメータC、ミラーM及びCD用の開口制限アパーチャRと通過(反射)して、対物レンズOLにより光ディスクD上に集光される。

0026

光ディスクDからの反射光は、対物レンズOL、CD用開口制限アパーチャR、ミラーM、コリメータC及びビームスプリッタBSを介して、マルチレンズMLを通過し、フォトダイオードPD(第1フォトダイオード)上に入射され、この反射光の変化により、CDなどの光ディスクDの記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0027

そして、光ピックアップ1aにおいて、第2レーザダイオードLD2からの第2レーザ光L2も、上記と同じ経路を辿って光ディスクD上に集光され、その反射光はフォトダイオードPD(第2フォトダイオード)上に入射され、この反射光の変化により、DVDなどの光ディスクDの記録面上に記録された情報の読み出しがなされる。

0028

この光ピックアップ1aによれば、CD用のレーザダイオードとDVD用のレーザダイオードを搭載し、共通の光学系によりその反射光をCD用のフォトダイオードとDVD用のフォトダイオードに結合させ、CDとDVDの再生を可能にしている。

0029

図18は、上記のレーザダイオードLDの要部斜視図である。例えば、円盤状の基台21に設けられた突起部21a上にモニター用光検出素子としてのPINダイオード12が形成された半導体ブロック13が固着され、その上部に第1レーザダイオード14(LD1)と第2レーザダイオード15(LD2)が配置されている。また、基台1を貫通して端子22が設けられており、リード23により上記の第1及び第2レーザダイオード14、15、或いはPINダイオード12に接続されて、それぞれのダイオード駆動電源が供給される。

0030

図19(a)は、上記のレーザダイオードのレーザ光の出射方向と垂直な方向からの要部平面図であり、また図19(b)は、レーザダイオードのレーザ光の出射方向からの要部平面図である。PINダイオード12が形成された半導体ブロック13の上部に第1レーザダイオード14(LD1)と第2レーザダイオード15(LD2)がディスクリートに配置されている。これらのレーザダイオードは、図19(c)のように、後述する如くにモノリシックに配置されてよい。

0031

ここで、PINダイオード12は、例えば2つに分割された領域を有し、第1および第2レーザダイオード14、15又はLD1、LD2のそれぞれについて、リア(後部)側に出射されたレーザ光を感知し、その強度を測定して、レーザ光の強度が一定となるように第1及び第2レーザダイオード14、15又はLD1、LD2の駆動電流を制御するAPC(Automatic Power Control)制御が行われるように構成されている。PINダイオード12は、分割されずに1つでもよい(切換え使用可能)。

0032

第1レーザダイオード14のレーザ光出射部E1と第2レーザダイオード15のレーザ光出射部E2の間隔dは例えば200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定される。各レーザ光出射部E1、E2からは、それぞれ例えば780nm帯の波長のレーザ光L1及び650nm帯の波長のレーザ光L2が互いに同一の方向(平行)に出射される。

0033

図20(a)は、上記のフォトダイオードPDの要部平面図である。例えば、780nm帯の光を受光する第1フォトダイオード16と、650nm帯の光を受光する第2フォトダイオード18とが互いに隣接して並列に形成されている。

0034

ここで、第1フォトダイオード16は図面に示すように6分割(a1、b1、c1、d1、e1、f1)された構成を有している。第1レーザダイオード14から出射された780nm帯のレーザ光は、グレーティングGにて3本のレーザ光に分割された後、上記光学系を経て、CDなどの光ディスクDからの反射光として、図20(a)に示すように第1フォトダイオード16上に3つのスポット(S1a、S1b、S1c)として入射する。

0035

また、第2フォトダイオード18は図面に示すように4分割(a2、b2、c2、d2)された構成を有している。第2レーザダイオード15から出射された650nm帯のレーザ光は、上記光学系を経て、DVDなどの光ディスクDからの反射光として、図20(a)に示すように第2フォトダイオード18上に1つのスポットS2として入射する。

0036

第1及び第2フォトダイオード16、18の間隔、すなわち、例えば第1フォトダイオード16の中心線と第2フォトダイオード18の中心線との間隔dは、例えば200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定される。ここでは、例えば、上記の第1レーザダイオード14のレーザ光出射部E1と第2レーザダイオード15のレーザ光出射部E2との間隔と実質的に等しくなるように設定される。

0037

上記のように、第1及び第2レーザダイオードのレーザ光出射部の間隔、及び第1及び第2フォトダイオードの間隔を設定することにより、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオード及び第2レーザダイオードの出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を第1フォトダイオード及び第2フォトダイオードにそれぞれ入射させることが可能となる。

0038

上記のフォトダイオードPD(第1フォトダイオード16及び第2フォトダイオード18)においては、上記のように入射するレーザ光のスポットS1a、S1b、S1c、S2のスポット径位置変化等を検出することができる。

0039

光ディスク装置の光ピックアップとして、上記のフォトダイオードPDにより得られる信号から、トラッキングエラー信号フォーカスエラー信号、及び光ディスクに記録された情報信号の読み取りが行われる。これら信号の取り出しは、以下のようにそれぞれ行われる。

0040

即ち、第1フォトダイオード16においては、6分割された第1フォトダイオード16上に入射する中央部のスポットS1aにおいて得られた信号a1、b1、c1及びd1を用いて、次式(1)によって、CDなどの光ディスクに記録された情報信号RF1を求めることができる。
RF1=a1+b1+c1+d1 …(1)

0041

また、上記の信号a1、b1、c1及びd1を用いて、次式(2)によって、フォーカスエラー信号FE1を得ることができる。
FE1=(a1+c1)−(b1+d1) …(2)

0042

また、6分割された第1フォトダイオード16上に入射する両側部のスポットS1b、S1cにおいて得られた信号e1及びf1を用いて、次式(3)によって、トラッキングエラー信号TE1を得ることができる。
TE1=e1−f1 …(3)

0043

一方、第2フォトダイオード18においては、4分割された第2フォトダイオード18上に入射する中央部のスポットS2において得られた信号a2、b2、c2及びd2を用いて、次式(4)によって、DVDなどの光ディスクに記録された情報信号RF2を求めることができる。
RF2=a2+b2+c2+d2 …(4)

0044

また、上記の信号a2、b2、c2及びd2を用いて、次式(5)によって、フォーカスエラー信号FE2を得ることができる。
FE2=(a2+c2)−(b2+d2) …(5)

0045

また、上記の信号a2、b2、c2及びd2を用いて、図20(b)に示すように、DPD(位相差検出;Differential Phase Detection)法により、トラッキングエラー信号TE2を得ることができる。たとえば、位相比較器PCで信号a2とb2、信号c2とd2の位相を比較した後、加算器ADにて加算演算処理を行ってトラッキングエラー信号TE2を得る。DPD法によれば、1スポットでオフセットのない安定なトラッキングが可能となる。

0046

光ピックアップを内蔵する光ディスクの再生/記録装置においては、上記のようにして、CD又はDVDなどの光ディスクの上下の振れによるフォーカスエラー信号の検出を行い、得られたフォーカスエラー信号に従ってフォーカシングサーボをかける。また、トラッキングエラー信号の検出を行い、得られたトラッキングエラー信号に従ってトラッキングサーボをかける。

0047

上記した光ピックアップ1aは、CD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップである。

0048

この光ピックアップは、互いに隣接して並列に配置された第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2と、互いに隣接して並列に配置された第1フォトダイオード16及び第2フォトダイオード18とを有しており、発振波長の異なるレーザダイオードからの光軸を合わせる必要がなく、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2の出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を第1フォトダイオード及び第2フォトダイオードにそれぞれ入射させる。従って、図15及び図16に示したものよりも部品点数が少なく、容易に組み立てられ、小型化やコスト削減が可能である。

0049

図21には、図20に示したものとは異なり、図19(c)のレーザダイオード14aを用いたレーザカプラによる信号の読み取りを説明するものである(但し、レーザダイオードの後方に設けるAPC用のPINダイオードは図示省略した:以下、同様)。

0050

図21では、例えば、780nm帯の光を受光する前部第1フォトダイオード16及び後部第1フォトダイオード17と、650nm帯の光を受光する前部第2フォトダイオード18及び後部第2フォトダイオード19とが、光ディスクの情報トラックピット列)の方向に沿って(即ち、光ディスクのラジアル方向と直行する方向に)配列されている。

0051

ここで、前部第1フォトダイオード16は4分割(a1、b1、c1、d1)された構成を有している。後部第1フォトダイオード17も4分割(i1、j1、k1、l1)された構成を有している。

0052

第1レーザダイオードLD1から出射された780nm帯のレーザ光は、プリズム20の分光面で反射され、更に上記光学系を経て、光ディスク(CD)からの反射光として、プリズム20を通して前部及び後部第1フォトダイオード16、17上に1つずつのスポットS1a、S1bとして入射する。

0053

また、前部第2フォトダイオード18は8分割(a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2、h2)された構成を有している。後部第2フォトダイオード19は4分割(i2、j2、k2、l2)された構成を有している。

0054

第2レーザダイオードLD2から出射された650nm帯のレーザ光も、上記光学系を経て、光ディスク(DVD)からの反射光として、前部及び後部第2フォトダイオード18、19上に1つずつのスポットS2a、S2bとして入射する。

0055

上記の前部第1フォトダイオード16及び前部第2フォトダイオード18の間隔、及び、後部第1フォトダイオード17及び後部第2フォトダイオード19の間隔は、例えば200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定される。ここでは、例えば、上記の第1レーザダイオードLD1のレーザ光出射部E1と第2レーザダイオードLD2のレーザ光出射部E2との間隔と実質的に等しくなるように設定される。

0056

上記のように、第1及び第2レーザダイオードのレーザ光出射部の間隔、および、第1および第2フォトダイオードの間隔を設定することにより、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオード及び第2レーザダイオードの出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を第1フォトダイオードおよび第2フォトダイオードにそれぞれ入射させることが可能となる。

0057

上記のフォトダイオード(前後部第1フォトダイオード16、17及び前後部第2フォトダイオード18、19においては、上記のように入射するレーザ光のスポットS1a、S1b、S2a、S2bのスポット径、位置変化等を検出することができる。

0058

このレーザカプラを用いて光ディスク装置の光ピックアップを構成した場合には、上記のフォトダイオードPDにより得られる信号から、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、及び光ディスクに記録された情報信号の読み取りが行われる。これら信号の取り出しは、それぞれ以下のように行われる。

0059

即ち、前後部第1フォトダイオード16、17においては、それぞれ4分割された前後部第1フォトダイオード16、17上に入射するスポットS1a、S1bにおいて得られた信号a1、b1、c1、d1、i1、j1、k1及びl1を用いて、次式(6)によって、CDなどの光ディスクに記録された情報信号RF1を求めることができる。
RF1=a1+b1+c1+d1+i1+j1+k1+l1 …(6)

0060

また、上記の信号a1、b1、c1、d1、i1、j1、k1及びl1を用いて、次式(7)によって、フォーカスエラー信号FE1を得ることができる。
FE1〔(a1+d1)−(b1+c1)〕
−〔(i1+l1)−(j1+k1)〕 …(7)

0061

また、上記の信号a1、b1、c1、d1、i1、j1、k1及びl1を用いて、次式(8)によって、トラッキングエラー信号TE1を得ることができる。
TE1=〔(a1+b1)−(c1+d1)〕
+〔(i1+j1)−(k1+l1)〕 …(8)

0062

一方、前後部第2フォトダイオード18、19においては、それぞれ8分割および4分割された前後部第2フォトダイオード18、19上に入射するスポットS2a、S2bにおいて得られた信号a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2、h2、i2、j2、k2及びl2を用いて、次式(9)によって、DVDなどの光ディスクに記録された情報信号RF2を求めることができる。
RF2=a2+b2+c2+d2+e2+f2+g2+h2
+i2+j2+k2+l2 …(9)

0063

また、上記の信号a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2、h2、i2、j2、k2及びl2を用いて、次式(10)によって、フォーカスエラー信号FE2を得ることができる。
FE2=〔(a2+d2+e2+h2)−(b2+c2+f2+g2)〕
−〔(i2+l2)−(j2+k2)〕 …(10)

0064

また、前部第2フォトダイオード18により得られる信号a2、b2、c2、d2、e2、f2、g2及びh2を用いて、前述の図20(b)に示したと同様のDPD(位相差検出;Differential Phase Detection)法により、トラッキングエラー信号TE2を得ることができる。たとえば、第1加算器(広帯域)AD1にて、信号a2とb2、信号c2とd2、信号e2とf2、信号g2とh2の加算演算処理を行い、位相比較器PCで、信号a2とb2との和信号と信号c2とd2との和信号、信号g2とh2との和信号と信号e2とf2との和信号の位相を比較した後、第2加算器AD2にて加算演算処理を行ってトラッキングエラー信号TE2を得る。DPD法によれば、1スポットでオフセットのない安定なトラッキングが可能となる。

0065

このレーザカプラを用いる光ディスクの再生/記録装置においては、上記のようにして、CD又はDVDなどの光ディスクの上下の振れによるフォーカスエラー信号の検出を行い、得られたフォーカスエラー信号に従ってフォーカシングサーボをかける。また、トラッキングエラー信号の検出を行い、得られたトラッキングエラー信号に従ってトラッキングサーボをかける。

0066

このレーザカプラは、CD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップを構成することが可能である。

0067

そして、このレーザカプラは、互いに隣接して並列に配置された第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2と、互いに隣接して並列に配置された前後部第1フォトダイオード16、17及び前後部第2フォトダイオード18、19とを有しており、発振波長の異なるレーザダイオードからの光軸を合わせる必要がなく、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2の出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を前後部第1フォトダイオード16、17及び前後部第2フォトダイオード18、19にそれぞれ入射させる。従って、図15及び図16に示したものよりも部品点数が少なく、容易に組み立てられ、小型化やコスト削減が可能である。

発明が解決しようとする課題

0068

ところが、上記の如き2波長レーザを用いた図21の構成によるフォトダイオードの配置においては、2つのレーザ光L1−L2間の間隔dは約100μm程度と狭いために、フォトダイオード列間(即ち、フォトダイオード16及び17と18及び19との間)の間隔もこれに伴って小さくなる。したがって、図21の如く、互いに横方向に接近したフォトダイオード間において、トラッキングサーボの際に、レンズディスク径方向(ラジアル方向)に動かす操作(視野振り)を行うとき、フォトダイオードからレーザ光のスポットがはみ出ないようにすることが必要となる。

0069

即ち、レンズの視野振りの結果、図21破線で示すようにスポットが所定のフォトダイオードからはみ出ると、これがジッターの原因となる。しかしながら、視野振りが大きすぎるとスポットがはみ出てしまい、逆にはみ出ないようにするには視野振りを小さくせざるを得ず、視野振りのトレランスが小さくなり、設計上問題となる。

0070

そこで、本発明の目的は、上記したCD用及びDVD用の如く、波長等が互いに異なる出射光において、光ビーム間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容され、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計でき、更にフォーカスサーボも正確に行える光学装置、光ディスク装置、及びこれらの光スポット調整方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0071

即ち、本発明は、互いに異なる複数の光(例えば、波長の異なるCD用及びDVD用の第1及び第2のレーザ光:以下、同様)をそれぞれ出射する複数の発光素子(例えば、第1及び第2のレーザダイオード:以下、同様)が光出射方向と交差する方向に並置され、前記複数の光をディスク状等の情報記録媒体に照射してその反射光をそれぞれ受光する複数の受光素子(例えばCD用及びDVD用の第1及び第2のフォトダイオード:以下、同様)が設けられている光学装置、及びこれを用いた光ディスク装置において、前記複数の受光素子が互いに共有の領域を有し、この共有の領域の一部分のみが、前記複数の光を共通に受光するように構成されていることを特徴とする光学装置及び光ディスク装置、並びに上記のように受光して受光素子上の光スポットを調整する方法に係るものである。

0072

本発明の光学装置、光ディスク装置及びこれらの光スポット調整方法によれば、複数の発光素子からの出射光間の間隔が小さくても、複数の受光素子が有する共有領域の一部分のみが複数の光を共通に受光するようにしているため、トラッキングサーボ時の視野振りによって受光素子上のスポットが複数の受光素子の上記共有領域上に偏位するとき、この共有領域を十分な広さ(又は幅)に形成しておけるために受光素子からはみ出すことはない。

0073

この結果、出射光間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、また受光素子の幅サイズに制限がなくなり、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容されることになって、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計することができる。

0074

しかも、前記複数の受光素子の共有領域の一部分のみ(特に、共有領域の幅内の中間位置)に前記複数の光を共通に受光させるようにしているので、フォーカスサーボを正確に行うことができる。

0075

即ち、仮に、共有領域の全域が共通の受光領域である場合には、フォーカスサーボ時の受光量差(具体的には、前述した前部フォトダイオードと後部フォトダイオードの受光量の差)が大きくなり易く、これに対応して受光素子の出力波形においてジャストフォーカスゼロクロス点と紛わしい別のゼロクロス点が生じ、これを誤って前者のゼロクロス点と認識してしまうと、フォーカスサーボ自体を行えなくなる。しかしながら、本発明では、上記共有領域の一部分のみが、共通の受光領域としていることから、上記の如き欠点は生じ難くなり、ジャストフォーカスのゼロクロス点を常に正確に判別でき、フォーカスサーボを正確に行えるのである。

発明を実施するための最良の形態

0076

本発明の光学装置、光ディスク装置及びこれらのスポット調整方法においては、前記複数の受光素子において、前記共有の領域の幅内の中間位置に、前記複数の光を共通に受光する部分が存在しているのがよい。

0077

また、前記複数の受光素子の長さ方向が、前記複数の光を入射させるディスク状情報記録媒体の情報トラックに沿っており、特に前記複数の受光素子がそれぞれ、前記情報トラックに沿う方向に配置された第1及び第2受光素子を有しており、これらの受光素子においても前記共有の領域がそれぞれ設けられているのがよい。

0078

そして、前記複数の発光素子の出射光が対物レンズを通してディスク状情報記録媒体に入射され、この反射光が前記対物レンズを通して前記複数の受光素子にそれぞれ入射されてよい。

0079

この場合、前記複数の発光素子と、これらの各出射光を前記ディスク状情報記録媒体等の被照射体へ導きかつ前記反射光を前記複数の受光素子へ導くための光学部材と、前記受光素子とが共通の基体上に設けられている光カプラを構成するのがよく、また、この光カプラを有する光ピックアップを構成するのがよい。

0080

以下、本発明の好ましい実施の形態を図面について説明する。

0081

本実施の形態では、図1及び図2に示すように、例えば、780nm帯の光を受光する前部第1フォトダイオード26及び後部第1フォトダイオード27と、650nm帯の光を受光する前部第2フォトダイオード28及び後部第2フォトダイオード29とが、基板11上に固定されたプリズム20下に形成されている。

0082

ここで重要なことは、図21に示したフォトダイオード配置とは根本的に異なって、それぞれの波長のレーザ光L1、L2に対応してピット列の方向(トラック方向)に配列したフォトダイオード26及び27、28及び29において、図1(A)に明示するように、フォトダイオード26及び28、フォトダイオード27及び29がそれぞれ互いに共有の領域Aを幅W1に亘って有し、この共有の領域Aの一部分Bのみが幅W2に亘って、各フォトダイオードに入射するそれぞれの光を共通に受光するように構成されていることである。そして、このフォトダイオードの幅方向(ラジアル方向)に既述した対物レンズの視野振りが行われる。

0083

また、前部第1フォトダイオード26は上記共有領域(これはa2’とe2’に分割)を含めて6分割(a1、b1、c1、d1、a2’、e2’)され、後部第1フォトダイオード27は上記共有領域を含めて5分割(i1、j1、k1、l1、i2’)された構成を有している。

0084

基板11上に固定されたブロック13上に第1レーザダイオードLD1がマウントされ、このレーザダイオードから出射された780nm帯のレーザ光は、プリズム20の分光面で反射され、更に上記光学系を経て、光ディスク(CD)からの反射光として、プリズム20を通して前部及び後部第1フォトダイオード26、27上に1つずつのスポットS1a、S1bとして入射する。

0085

また、前部第2フォトダイオード28は、上記共有領域(これはa2’とe2’に分割)を含めて10分割(a2’、a2、b2、c2、d2、e2’、e2、f2、g2、h2)され、後部第2フォトダイオード29は、上記共有領域を含めて5分割(i2’、i2、j2、k2、l2)された構成を有している。

0086

第2レーザダイオードLD2から出射された650nm帯のレーザ光も、上記光学系を経て、光ディスク(DVD)からの反射光として、前部及び後部第2フォトダイオード28、29上に1つずつのスポットS2a、S2bとして入射する。

0087

上記の前部第1フォトダイオード26及び前部第2フォトダイオード28の間隔、及び、後部第1フォトダイオード27及び後部第2フォトダイオード29の間隔は、例えば200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定される。ここでは、例えば、上記の第1レーザダイオードLD1のレーザ光出射部E1と第2レーザダイオードLD2のレーザ光出射部E2との間隔dと実質的に等しくなるように設定される。

0088

上記のように、第1及び第2レーザダイオードのレーザ光出射部の間隔、および、第1および第2フォトダイオードの間隔を設定することにより、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオード及び第2レーザダイオードの出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を第1フォトダイオードおよび第2フォトダイオードにそれぞれ入射させることが可能となる。

0089

上記のフォトダイオード(前後部第1フォトダイオード26、27及び前後部第2フォトダイオード28、29)においては、上記のように入射するレーザ光のスポットS1a、S1b、S2a、S2bのスポット径、位置変化等を検出することができる。

0090

このレーザカプラを用いて光ディスク装置の光ピックアップを構成した場合には、上記のフォトダイオードPDにより得られる信号から、光ディスクに記録された情報信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号の読み取りが行われる。これら信号の取り出しは、それぞれ図5及び図6に示すように行われる。

0091

即ち、前後部第1フォトダイオード26、27においては、図5に示すように、それぞれ6分割及び5分割された前後部第1フォトダイオード26、27上に入射するスポットS1a、S1bにおいて得られた信号a1、b1、c1、d1、a2’、e2’、i1、j1、h1、l1及びi2’を用いて次式(11)によって、CDなどの光ディスクに記録された情報信号RF1を求めることができる。
RF1=(a1+d1+a2’+e2’+h1+j1)
+(c1+b1+l1+i1+i2’)=PD1+PD2 …(11)

0092

また、上記の信号a1、b1、c1、d1、a2’e2’、i1、j1、h1、l1及びi2’を用いて、次式(12)によって、フォーカスエラー信号FE1を得ることができる。
FE1=(a1+d1+a2’+e2’+h1+j1)
−(c1+b1+l1+i1+i2’)=PD1−PD2 …(12)

0093

また、上記の信号a1、b1、c1、h1、i1、j1、l1、a2’、e2’及びi2’を用いて、次式(13)によって、トラッキングエラー信号TE1を得ることができる。
TE1=(a1+b1+h1+l1+i2’)
−(c1+d1+i1+j1+a2’+e2’)=E−F …(13)

0094

一方、前後部第2フォトダイオード28、29においては、図6に示すように、それぞれ10分割及び5分割された前後部第2フォトダイオード28、29上に入射するスポットS2a、S2bにおいて得られた信号a2、a2’、b2、c2、d2、e2、e2’、f2、g2、h2、i2、i2’、j2、k2及びl2を用いて、次式(14)によって、DVDなどの光ディスクに記録された情報信号RF2を求めることができる。
RF2=(a2+d2+e2+h2+j2+k2+a2’+e2’)
+(b2+c2+f2+g2+i2+i2’+l2)
=PD1+PD2 …(14)

0095

また、上記の信号a2、a2’、b2、c2、d2、e2、e2’、f2、g2、h2、i2、i2’、j2、k2及びl2を用いて、次式(15)によって、フォーカスエラー信号FE2を得ることができる。
FE2=(a2+d2+e2+h2+j2+k2+a2’+e2’)
−(b2+c2+f2+g2+i2+i2’+l2)
=PD1−PD2 …(15)

0096

また、前部第2フォトダイオード28により得られる信号a2、a2’、b2、c2、d2、e2、e2’、f2、g2及びh2を用いて、図20に示したと同様にして、出力A(e2+e2’+f2)、B(h2+g2)、C(c2+d2)、D(a2+a2’+b2)の位相比較及び演算処理を伴うDPD(位相差検出;Differential Phase Detection)法により、トラッキングエラー信号TE2を得ることができる。たとえば、第1加算器(広帯域)にて、信号e2とe2’とf2、信号h2とg2、信号c2とd2、信号a2とa2’とb2の加算演算処理を行い、位相比較器で、信号e2とe2’とf2との和信号と信号h2とg2との和信号、信号c2とd2との和信号と信号a2とa2’とb2の和信号の位相を比較した後、第2加算器にて加算演算処理を行ってトラッキングエラー信号TE2を得る。DPD法によれば、1スポットでオフセットのない安定なトラッキングが可能となる。

0097

上記の本実施の形態のレーザカプラを用いる光ディスクの再生/記録装置においては、上記のようにして、CDあるいはDVDなどの光ディスクの上下の振れによるフォーカスエラー信号の検出を行い、得られたフォーカスエラー信号に従ってフォーカシングサーボをかける。また、トラッキングエラー信号の検出を行い、得られたトラッキングエラー信号に従ってトラッキングサーボをかける。

0098

本実施の形態による光ディスク装置は、上記したように、それぞれの波長のレーザ光L1、L2に対応するフォトダイオード26及び27、28及び29において、フォトダイオード26及び28、27及び29が有する共有領域Aの一部分Bのみが複数の光L1、L2を共通に受光するようにしているので、トラッキングサーボ時の視野振り(対物レンズをディスクのラジアル方向に動かす操作)によって、フォトダイオード26及び27、28及び29上のスポットが例えば図2に破線で示すようにフォトダイオードの幅方向において上記共有領域上に偏位するとき、この共有領域を十分な広さ(又は幅)に形成しておけるために受光素子からはみ出すことはない。

0099

この結果、レーザ光L1、L2間の間隔による制限を受けることなしにフォトダイオードを配置することができ、フォトダイオードの幅サイズに制限がなくなり、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容されることになる。この結果、視野振りに対するマージン(トレランス)が大きくなり、安定で使い易いレーザカプラを設計することができる。図3には、そうした視野振りのトレランスの拡大をこれまでのものと比較して示している。

0100

しかも、図1(A)に示すように、フォトダイオード26及び28、27及び29の共有領域Aの一部分Bのみ(特に、共有領域Aの幅W1内にある幅W2の中間位置)を、複数のレーザ光L1、L2の各受光域50と51とが一部重なり合う共通の受光領域(斜線で示す:以下、同様)としているので、フォーカスサーボを正確に行うことができる。

0101

即ち、仮に、図1(B)のように共有領域Aの全域が共通の受光領域である場合には、図4(A)、(B)、(C)に概略図示するフォーカスサーボ時に各フォトダイオードのスポットSaとSbにおいて受光量差、即ち、前部フォトダイオードと後部フォトダイオードの受光量の差=(a−b)−(a’−b’)が大きくなり易く、これに対応してフォトダイオードの出力波形52において図4(D)に示すようにジャストフォーカスのゼロクロス点P1と紛わしい別のゼロクロス点P1’がフェイント量の大きな波形52’の近傍に生じる。このフェイント波形52’のピーク値がフォトダイオード製造条件のばらつき等により大きくなると、正規の波形52のピーク値に近づくことがある。これによって、ゼロクロス点P1’を正規のゼロクロス点P1と誤って認識してしまうと、フォーカスサーボ自体を行えなくなる。しかしながら、本発明に基づけば、上記共有領域Aの一部分Bのみが共通の受光領域となっていることから、上記の受光量の差が小さくなり、図4(E)に示すようにフェイント波形52’のピークが小さくなり、上記の如き欠点は生じ難くなり、ジャストフォーカスのゼロクロス点を常に正確に判別でき、フォーカスサーボを正確に行えるのである。

0102

上記のように、レンズの視野振りのトレランスを拡大し、フォーカスサーボを正確に行う上で、図1において、共有領域Aの幅W1及び共通の受光領域Bの幅W2とその比率には下記の好ましい範囲がある(但し、両フォトダイオード間の距離は120μmとしてよい)。

0103

W1=90〜100μm
W2=30〜60μm
W2/W1=3/10〜2/3

0104

この範囲より値が小さいと、トラッキングサーボ時のレンズ視野振りのトレランスの向上等、受光領域を共通にする効果に乏しくなり、フォトダイオードの幅方向サイズが大きくなるだけであり、また上記範囲より値が大きいと、上記したフェイント量が増大してフォーカスサーボに影響を与え易くなる。

0105

なお、この範囲及び幅比率は、光ディスク装置に使用する光学系の設計(レンズ倍率などの対物レンズの仕様、プリズムサイズ、フォトダイオードの位置等)によって適切かつ任意に設定することができる。

0106

本実施の形態によるレーザカプラは、CD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップを構成することが可能である。

0107

そして、このレーザカプラは、互いに隣接して並列に配置された第1レーザダイオードLD1と第2レーザダイオードLD2と、互いに隣接して並列に配置された前後部第1フォトダイオード26、27と前後部第2フォトダイオード28、29とを有しており、発振波長の異なるレーザダイオードからの光軸を合わせる必要がなく、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2の出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を前後部第1フォトダイオード26、27及び前後部第2フォトダイオード28、29にそれぞれ入射させる。従って、図15及び図16に示したものよりも部品点数が少なく、容易に組み立てられ、小型化やコスト削減が可能である。

0108

なお、図7は、例えば780nm帯の波長のレーザ光を出射する第1レーザダイオードLD1と650nm帯の波長のレーザ光を出射する第2レーザダイオードLD2を1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオード14aを示すものである。

0109

例えば、円盤状の基台21に設けられた突起部21a上に、モニター用の光検出素子としてのPINダイオード12が形成された半導体ブロック13が固着され、その上部に、第1及び第2レーザダイオードLD1、LD2を1チップ上に有するモノリシックレーザダイオード14aが配置されている。また、基台21を貫通して端子22が設けられており、リード23により上記の第1及び第2レーザダイオードLD1、LD2、或いはPINダイオード12に接続されて、それぞれのダイオードの駆動電源が供給される。

0110

図8(a)は上記のレーザダイオードのレーザ光の出射方向と垂直な方向からの要部平面図であり、図8(b)はレーザダイオードのレーザ光の出射方向と垂直な平面での断面図である。PINダイオード12が形成された半導体ブロック13の上部に第1レーザダイオードLD1と第2レーザダイオードLD2を1チップ上に有するモノリシックレーザダイオード14aが配置されている。

0111

PINダイオード12においては、第1及び第2レーザダイオードLD1、LD2のリア側に出射されたレーザ光を感知し、その強度を測定して、レーザ光の強度が一定となるように第1及び第2レーザダイオードLD1、LD2の駆動電流を制御するAPC制御が行われるように構成されている。

0112

上記のモノリシックレーザダイオード14aについて説明する。第1レーザダイオードLD1として、n型GaAs基板30上に、n型GaAsバッファ層31、n型AlGaAsクラッド層32、活性層33、p型AlGaAsクラッド層34、p型GaAsキャップ層35が積層している。p型GaAsキャップ層35表面からp型AlGaAsクラッド層34の途中の深さまで絶縁化された領域41となって、電流狭窄構造となるストライプを形成している。

0113

一方、第2レーザダイオードLD2として、n型GaAs基板30上に、n型GaAsバッファ層31、n型InGaPバッファ層36、n型AlGaInPクラッド層37、活性層38、p型AlGaInPクラッド層39、p型GaAsキャップ層40が積層している。p型GaAsキャップ層40表面からp型AlGaInPクラッド層39の途中の深さまで絶縁化された領域41となって、電流狭窄構造となるストライプを形成している。

0114

上記の第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2においては、p型GaAsキャップ層35、40にはp電極42が、n型GaAs基板30にはn電極43が接続して形成されている。このモノリシックレーザダイオード14aは、p電極42側から、半導体ブロック13上に形成された電極13aにハンダなどにより接続及び固定されている。

0115

上記の第1レーザダイオードLD1のレーザ光出射部と第2レーザダイオードLD2のレーザ光出射部の間隔dは例えば200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定される。各レーザ光出射部からは、例えば780nm帯の波長のレーザ光L1及び650nm帯の波長のレーザ光L2がほぼ同一の方向(ほぼ平行)に出射される。

0116

一方、上記した第1及び第2フォトダイオード26−27、28−29間の間隔も上記と同様に200μm程度以下の範囲(例えば100μm程度)に設定され、共通の光学部材を用いて、第1レーザダイオード及び第2レーザダイオードの出射光をCDやDVDなどの光ディスクに照射し、光ディスクからの反射光を第1フォトダイオード及び第2フォトダイオードにそれぞれ結合させることが可能となる。

0117

次に、上記の第1レーザダイオードLD1と第2レーザダイオードLD2を1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオード14aの形成方法について説明する。

0118

まず、図9(a)に示すように、例えば有機金属気相エピタキシャル成長法(MOVPE)などのエピタキシャル成長法により、n型GaAs基板30上に、n型GaAsバッファ層31、n型AlGaAsクラッド層32、活性層(発振波長780nmの多重量子井戸構造)33、p型AlGaAsクラッド層34、p型GaAsキャップ層35を順に積層させる。

0119

次に、図9(b)に示すように、第1レーザダイオードLD1として残す領域をレジスト膜(図示せず)で保護して、硫酸系の無選択エッチング、及び、フッ酸系のAlGaAs選択エッチングなどのウエットエッチング(EC1)により、第1レーザダイオードLD1領域以外の領域でn型AlGaAsクラッド層32までの上記の積層体を除去する。

0120

次に、図10(c)に示すように、例えば有機金属気相エピタキシャル成長法(MOVPE)などのエピタキシャル成長法により、n型GaAsバッファ層31上に、n型InGaPバッファ層36、n型AlGaInPクラッド層37、活性層(発振波長650nmの多重量子井戸構造)38、p型AlGaInPクラッド層39、p型GaAsキャップ層40を順に積層させる。

0121

次に、図10(d)に示すように、第2レーザダイオードLD2として残す領域をレジスト膜(図示せず)で保護して、硫酸系のキャップエッチングリン酸塩酸系の4元選択エッチング、塩酸系の分離エッチングなどのウエットエッチング(EC2)により、第2レーザダイオードLD2領域以外の領域でn型InGaPバッファ層36までの上記の積層体を除去し、第1レーザダイオードLD1と第2レーザダイオードLD2を分離する。

0122

次に、図11(e)に示すように、レジスト膜(図示せず)で電流注入領域となる部分を保護して、不純物Dをイオン注入などにより導入し、p型GaAsキャップ層35、40の表面からp型AlGaAsクラッド層34、39の途中の深さまで絶縁化された領域41を形成し、電流狭窄構造となるストライプとする。

0123

次に、図11(f)に示すように、p型GaAsキャップ層35、40に接続するように、Ti/Pt/Auなどのp型電極42を形成し、一方、n型GaAs基板30に接続するように、AuGe/Ni/Auなどのn型電極43を形成し、ペレタイズ工程を経て、所望の第1レーザダイオードLD1と第2レーザダイオードLD2を1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオード14aとする。

0124

図12は、上記の本実施の形態によるレーザカプラを用いた光ピックアップの構成を示す。このレーザカプラ1aに内蔵される第1及び第2レーザダイオードからの出射レーザ光L1、L2をコリメータC、ミラーM、CD用開口制限アパーチャR及び対物レンズOLを介して、CD又はDVDなどの光ディスクDに入射する。光ディスクDからの反射光は、入射光と同一の経路をたどってレーザカプラに戻り、レーザカプラに内蔵される第1及び第2フォトダイオードにより受光される。

0125

図13(a)は、本実施の形態にかかるレーザカプラ1aの概略構成を示す説明図である。レーザカプラ1aは、第1パッケージ部材2の凹部に装填され、ガラスなどの透明な第2パッケージ部材3により封止されている。

0126

図13(b)は上記のレーザカプラ1aの要部斜視図である。例えば、シリコンの単結晶切り出した基板である集積回路基板11上に、モニター用の光検出素子としてのPINダイオード12が形成された半導体ブロック13が配置され、さらに、この半導体ブロック13上に、発光素子として第1レーザダイオードLD1及び第2レーザダイオードLD2を1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオード14aが配置されている。

0127

第1レーザダイオードLD1から出射されたレーザ光L1は、プリズム20の分光面20aで一部反射して進行方向を屈曲し、第2パッケージに形成された出射窓から出射方向に出射し、反射ミラーや対物レンズ(図示せず)などを介して光ディスク(CD)などの被照射対象物に照射される。

0128

上記の被照射対象物からの反射光は、被照射対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ1aのプリズム20の分光面20aに入射する。このプリズム20の上面で焦点を結びながら、プリズム20の下面となる集積回路基板11上に形成された前部第1フォトダイオード26及び後部第1フォトダイオード27に入射する。

0129

一方、第2レーザダイオードLD2から出射されたレーザ光L2は、上記と同様に、プリズム20の分光面20aで一部反射して進行方向を屈曲し、第2パッケージに形成された出射窓から出射し、反射ミラーや対物レンズなど(図示せず)を介して光ディスク(DVD)などの被照射対象物に照射される。

0130

上記の被照射対象物からの反射光は、被照射対象物への入射方向と反対方向に進み、レーザカプラ1aのプリズム20の分光面20aに入射する。このプリズム20の上面で焦点を結びながら、プリズム20の下面となる集積回路基板11上に形成された前部第2フォトダイオード28および後部第2フォトダイオード29に入射する。

0131

このように、本実施の形態のレーザカプラは、CD用のレーザダイオードLD1(発振波長780nm)とDVD用のレーザダイオードLD2(発振波長650nm)を搭載し、CDとDVDの再生を可能にするコンパチブル光ピックアップを構成することが可能である。さらに、第1レーザダイオードと第2レーザダイオードを1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオードを用いることから、光学系の組み立てがさらに容易となる。

0132

以上、本発明を実施の形態により説明したが、本発明はこれらの実施の形態に何ら限定されるものではない。

0133

例えば、本発明に用いる発光素子としては、レーザダイオードに限定されず、発光ダイオードLED)を用いることも可能である。

0134

また、第1及び第2レーザダイオードの発振波長は、780nm帯と650nm帯に限定されるものではなく、その他の光ディスクシステムに採用されている波長とすることができる。すなわち、種々の波長の組み合せを用い、CDとDVD以外の他の組み合わせの光ディスクシステムを採用することができる。また、波長が同じであっても、パワーが異なる光や偏光方向が異なる光を用いてもよい。また、波長など、物性の異なる光は2種類に限らず、それ以上としてもよい。上述した複数のフォトダイオードの配置は、ラジアル方向と平行としたが、ラジアル方向に対し幾分傾斜した方向に並置してもよい。

0135

また、APC制御を行うためのPINダイオードは、第1及び第2フォトダイオードが形成されている集積回路基板上に形成する構成としてもよい。この場合には、プリズムの構成を変更して、第1及び第2レーザダイオードのフロント側の出射光の一部を取り出してPINダイオードに結合する構成とすることが好ましい。

0136

また、図14に示すように、レーザダイオード14(LD1)と15(LD2)を別々に(即ち、ディスクリートに)作製し、それぞれをマウントする構成としたレーザカプラ1bとしてもよい。

0137

その他、上述のフォトダイオードのパターンレイアウト等も種々変更してよく、ダイオード以外のディテクタ構造としてよい。

0138

本発明は上述した如く、複数の発光素子からの出射光間の間隔が小さくても、複数の受光素子が有する共有領域の一部分のみが複数の光を共通に受光するようにしているため、トラッキングサーボ時の視野振りによって受光素子上のスポットが複数の受光素子の上記共有領域上に偏位するとき、この共有領域を十分な広さ(又は幅)に形成しておけるために、受光素子からはみ出すことはない。

0139

この結果、出射光間の間隔による制限を受けることなしに受光素子を配置することができ、また受光素子の幅サイズに制限がなくなり、トラッキングサーボの際のレンズを動かす操作(視野振り)時に十分な視野振りが許容されることになって、視野振りに対するマージンが大きくなり、安定で使い易い光源装置を設計することができる。

0140

しかも、前記複数の受光素子の共有領域の一部分のみ(特に、共有領域の幅内の中間位置)に前記複数の光を共通に受光させるようにしているので、フォーカスサーボ時の受光量差が小さくなり、ジャストフォーカスのゼロクロス点を常に正確に判別でき、フォーカスサーボを正確に行える。

図面の簡単な説明

0141

図1本発明の実施の形態によるフォトダイオードの配置を示す概略平面図である。
図2同、レーザカプラーの概略平面図である。
図3同、フォトダイオード配置での対物レンズの視野振り時のトレランスを示す概略図である。
図4同、フォーカスサーボ時のフォトダイオードとその出力波形を示す概略図である。
図5同、CD用のフォトダイオードによる信号読取りを説明するための概略図である。
図6同、DVD用のフォトダイオードによる信号読取りを説明するための概略図である。
図7同、レーザダイオードの要部斜視図である。
図8同、レーザダイオードのレーザ光の出射方向を示す要部平面図(a)と同出射方向と垂直方向における断面図(b)である。
図9同、レーザダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
図10同、レーザダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
図11同、レーザダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
図12同、レーザカプラを用いた光ピックアップの概略構成図である。
図13同、レーザカプラのパッケージの斜視図(a)と同レーザカプラの斜視図(b)である。
図14同、レーザカプラの他のパッケージの斜視図(a)と同レーザカプラの斜視図(b)である。
図15従来例による光ピックアップの概略構成図である。
図16他の従来例による光ピックアップの概略構成図である。
図17本発明者が既に提案した光ピックアップの概略構成図である。
図18同、レーザダイオードの要部斜視図である。
図19同、レーザダイオードのレーザ光の出射方向を示す要部平面図(a)と同出射側の要部側面図(b)と他のレーザダイオードのレーザ光の出射方向を示す要部平面図(c)である。
図20同、フォトダイオードの要部平面図(a)とDPD法を説明するためのブロック図(b)である。
図21同、レーザカプラでの光ビーム出射方向とそのスポットを示す概略平面図である。

--

0142

1a、1b…レーザカプラ、11…集積回路基板、12…PINダイオード、13…半導体ブロック、14、LD1…第1レーザダイオード、14a…モノリシックレーザダイオード、15、LD2…第2レーザダイオード、16、26…前部第1フォトダイオード、17、27…後部第1フォトダイオード、18、28…前部第2フォトダイオード、19、29…後部第2フォトダイオード、20…プリズム、20a…分光面、50、51…受光領域、52…出力波形、E1、E2…レーザ光出射部、BS…ビームスプリッタ、C…コリメータ、R…CD用の開口制限アパーチャ、ML…マルチレンズ、PD…フォトダイオード、G…グレーティング、M…ミラー、OL…対物レンズ、D…光ディスク、L1…第1レーザ光、L2…第2レーザ光、PC…位相比較器、AD…加算器、S1a、S1b、S2a、S2b…スポット、A…共有領域、B…共通の受光領域、W1、W2…幅

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ