JP2000099978A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる記録密度の光ディスクを記録再生で
き、小型かつ低消費電力を実現した光ピックアップを提
供することを目的とする。 【解決手段】 高密度ディスク用の光を屈折させ、低密
度ディスク用の光を反射する境界面と高密度ディスク用
の光を屈折させる境界面と高密度ディスク用の光を内部
で反射させる反射面を有する第１の光学部品９と第１の
光学部品９と対向する位置に配置される反射面を有する
第２の光学部品１０から構成されるビーム整形手段９０
により、高密度光ディスクと低密度光ディスク用の異な
る波長の２つ光を同一光軸上に配置でき、一つの対物レ
ンズ１１と一つのコリメータレンズ７の一つの光学系で
高密度光ディスクと低密度光ディスクの情報の記録再生
を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度光ディス
ク、コンパクトディスク等の異なる記録密度の記録媒体
を記録再生するための光ピックアップに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の高密度記録光ディスク及びコンパ
クトディスクを記録再生する光ックアップとして図４に
示すものがあった。同図において従来の光ピックアップ
は高密度光ディスクに対してレーザ光を出射する第１の
光学系２００と、低密度光ディスクに対してレーザ光を
出射する第２の光学系３００と、高密度光ディスク又は
低密度光ディスクからの信号光を検出する検出光学系４
００とを備える構成である。

【０００３】この第１の光学系２００は、高密度光ディ
スクに対応する波長のレーザ光を発光する光源２１と、
この発光されたレーザ光を平行光とするコリメータレン
ズ２２と、この平行光のレーザ光を前記高密度光ディス
クからの信号光と分離する第１の光分離素子としてのビ
ームスプリッタ２３と、この分離されたレーザ光のＰ偏
光成分を円偏光に変換するλ／４波長板２４と、この円
偏光のレーザ光を所定の強度分布に変換するビーム整形
素子２５とを備える構成である。

【０００４】前記第２の光学系３００は、低密度の光デ
ィスクに対応する波長のレーザ光を発光する光源３１
と、この発光されたレーザ光を所定の方向に回折させる
回折格子３２と、この回折格子３２から出射されるレー
ザ光を平行光とするコリメータレンズ３３、この平行光
のレーザ光を前記低密度光ディスクからの信号光と分離
する第２の光分離素子としてのビームスプリッタ２６と
を備える構成である。

【０００５】前記検出光学系４００は、高密度光ディス
クに対応する焦点距離を有する対物レンズ２７と、低密
度光ディスクに対応する焦点距離を有する対物レンズ３
４と、前記ビームスプリッタ２６、ビーム整形素子２
５、λ／４波長板２４及びビームスプリッタ２３を介し
て出射される信号光を偏光させる偏光ホログラム２８
と、この偏光された信号光を検出レンズ２９を介して受
光し、光電変換した電気信号を出力する受光素子３５と
を備える構成である。

【０００６】次に、前記構成に基づく従来の光ピックア
ップの記録再生動作について説明する。まず、光源２１
は高密度光ディスク用半導体レーザであって、波長６３
５から６５０ｎｍのレーザー光をＰ偏光成分を主成分と
して発光する。レーザー光は、コリメータレンズ２２を
透過されて、平行光となり、ビームスプリッタ２３に入
射する。ビームスプリッタ２３でその光軸を略９０度折
り曲げられてビームスプリッタ２３から出射され、λ／
４波長板２４入射する。λ／４波長板２４に入射したＰ
偏光成分は円偏光に変換された後、くさび型のビーム整
形素子２５を透過することにより強度分布を変換された
後、ビームスプリッタ２６を透過し、高密度光ディスク
用の対物レンズ２７によって集光され、高密度光ディス
クに光学スポットを結ぶ。

【０００７】次に、高密度光ディスクから反射したレー
ザー光は前述と逆の経路でビームスプリッタ２６、ビー
ム整形素子２５を透過しλ／４波長板２４入射する。λ
／４波長板２４に入射した光はＳ偏光成分に変換され
て、ビームスプリッタ２３を透過し、偏光ホログラム２
８に入射する。偏光ホログラム２８に入射した光は、回
折され検出レンズ２９を通過して受光素子３５にて受光
される。受光素子３５により光電変換された光学的情報
を基に、フォーカス検出は公知のＳＳＤ法により、また
トラック検出は公知の位相差法あるいはプッシュプル法
により検出される。こうして、高密度光ディスク用の対
物レンズ２７を高密度光ディスクに常時焦点を合わせ、
かつ情報トラックを追従するように制御している。

【０００８】次に、低密度光ディスク（ＣＤ）の光学系
について説明する。光学ユニット３０は低密度光ディス
ク用光学ユニットであって、波長７８０ｎｍのレーザー
光３１の発光素子と受光素子を内蔵し、回折格子３２が
形成されている。レーザー光３１は、回折格子３２、コ
リメータレンズ３３を透過し、平行光となって、ビーム
スプリッタ２６で反射された後、低密度光ディスク用の
対物レンズ３４によって集光され、低密度光ディスクに
光学スポットを結ぶ。

【０００９】次に、低密度光ディスクから反射したレー
ザー光は前述と逆の経路で低密度ディスク用光学ユニッ
ト３０に再入射し、回折格子３２を通過して受光素子に
て受光される。受光素子により光電変換された光学的情
報を基に、フォーカス検出は公知のＳＳＤ法により、ま
たトラック検出は公知の３ビーム法により検出される。
こうして、低密度光ディスク用の対物レンズ３４を低密
度光ディスクに常時焦点を合わせ、かつ情報トラックを
追従するように制御している。

【００１０】このように、高密度光ディスク用の光ピッ
クアップとなる第１の光学系２００及び低密度光ディス
ク用光ピックアップとなる第２の光学系３００を独立し
ておのおの構成することで、高密度光ディスクとコンパ
クトディスクを記録再生できるようになっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
説明した従来のピックアップの構成では、高密度光ディ
スク用の光ピックアップを形成する第１の光学系２００
とコンパクトディスク再生用の光ピックアップを形成す
る第２の光学系３００との独立した２系統の光学系とし
て構成しているため、部品点数が多く、光ピックアップ
部を小型化が困難な上、消費電力やコストを削減するこ
とが困難であると言う課題を有していた。

【００１２】本発明は、異なる記録密度の光ディスクを
記録再生することができ、しかも小型、薄型、かつ低消
費電力の光ピックアップを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
においては、第１及び第２の波長の光のうち少なくとも
一方の光をコリメータレンズで平行光とし、この平行光
がビーム整形手段で光束径の光強度が変更され、この光
束径の光強度が変更された平行光を対物レンズを介して
光ディスク記録媒体へ出射するものである。この発明に
よれば、異なる記録密度の光ディスクを記録再生するこ
とができ、部品点数が少なく小型かつ低消費電力を実現
した光ピックアップを提供することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、光ディスク記録媒体の情報を記録再生する光ピック
アップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源
と、第２の波長の光を出射する第２の光源と、前記第１
の光源からの光束を平行光に変換するコリメータレンズ
と、前記コリメータレンズを介して出射される平行光を
光ディスク記録媒体に集光する対物レンズと、前記光デ
ィスク記録媒体からの反射光を検出する光検出器と、前
記コリメータレンズ及び対物レンズの光路中に配設さ
れ、第１の光源から対物レンズへの入射光束の光強度を
変更するビーム整形手段とを備えるとしたものであり、
コリメータレンズにより平行光とされた光束をビーム整
形手段により光束径の光強度を変更し、この変更された
光束径の平行光を対物レンズを介して光ディスク記録媒
体に投射するようにしているで、部品点数が少なく小型
かつ低消費電力とすることができる。又、本発明によれ
ば、第１及び第２の光源の光軸を同一の光軸に導くと共
に、高密度光ディスクの記録再生と低密度光ディスクの
記録再生を最小の球面収差で１個のコリメータレンズと
対物レンズを共用可能にし、第１の光源からの対物レン
ズ入射光束強度分布をより均一にでき高密度光ディスク
への集光スポットを小さくさせる作用を有する。

【００１５】本発明の請求項２に記載の発明は、前記ビ
ーム整形手段は、少なくとも３つの境界面を有する第１
の光学部品と前記第１の光学部品の一つの境界面に対し
て所定角度傾斜した対向する位置に配置される反射面を
有する第２の光学部品から成るとしたものであり、第１
の光学部品と第２の光学部品との間に屈折及び反射作用
により簡略な構成で光束径を変更できる。

【００１６】本発明の請求項３に記載の発明は、前記第
１の光学部品は、第１の波長の平行光を入射し第２の波
長の光束を反射する膜を形成した第１の面と、前記第１
の面と対向した位置にあり光を透過する第２の面と、前
記第１あるいは第２の面の側部に配置され前記第１ある
いは第２の面からの透過光を反射する第３の面を有する
としたものであり、第１の光学部品における屈折及び反
射作用により光軸を変化させることなく光束径を変更で
きる。

【００１７】本発明の請求項４に記載の発明は、前記ビ
ーム整形手段は、前記第１の光学部品の第１の面の入射
光束径に対する第１の面の出射光束径の比をｍとする
と、 ｍ＝｛cos(１i)×cos(２i)×cos(３i)×cos(４i)｝／
｛cos(１o)×cos(２o)×cos(３o)×cos(４o)｝ cos(１i)：第１の面に対する入射光の入射角 cos(２i)：第２の面に対する入射光の入射角 cos(３i)：第２の面に対する第２部品からの反射入射光
の入射角 cos(４i)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
の入射角 cos(１o)：第１の面に対する入射光の屈折角 cos(２o)：第２の面に対する入射光の屈折角 cos(３o)：第２の面に対する第２部品からの反射入射光
の屈折角 cos(４o)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
の屈折角 となるように構成されるとしたものであり、各部材を一
体化した光学ユニットとして形成するようにしていの
で、より部品点数を少なくできると共に、小型化でき
る。

【００１８】本発明の請求項５に記載の発明は、前記第
１の光源及び光ディスク記録媒体で反射された第１の波
長の光を受光する第１の受光素子を内蔵する第１の光学
ユニットと、前記第２の光源及び光ディスク記録媒体で
反射された第２の波長の光を受光する第２の受光素子を
内蔵する第２の光学ユニットとを備えるとしたものであ
り、さらに各種の部材を一体化して光学ユニットとして
形成することにより、より部品点数を少なくし、小型化
できる。

【００１９】本発明の請求項６に記載の発明は、前記第
１の光学ユニットは、第１の光源及び第１の受光素子と
共に、光ディスク記録媒体で反射された第１の波長の光
を第１の受光素子に導く偏光ホログラム及び第１の光源
から出射される第１の波長の光偏光方向としたものであ
る。

【００２０】本発明によれば、第１及び第２の光源の光
軸を同一の光軸に導くと共に、高密度光ディスクの記録
再生と低密度光ディスクの記録再生を最小の球面収差で
１個のコリメータレンズと対物レンズを共用可能にし、
第１の光源からの対物レンズ入射光束強度分布をより均
一にでき高密度光ディスクへの集光スポットを小さくさ
せる作用を有する。

【００２１】（実施の形態１）まず最初に本発明の実施
の形態１について図を参照しながら説明する。図１は、
本発明の実施の形態１における光ピックアップの光学系
構成を示す図である。図１において本実施の形態１に係
る光ピックアップは、高密度光ディスク用の光を出射す
る光源２及び高密度光ディスク（図示せず）で反射され
た信号光を受光する受光素子等が載置されて形成される
第１の光学ユニット１と、低密度光ディスク用の光を出
射する光源４及び低密度光ディスク（図示せず）で反射
された信号光を受光する受光素子等が載置されて形成さ
れる第２の光学ユニット３と、前記光源２、４からの各
光及びこれに対応する各信号を分離するビームスプリッ
タ６と、このビームスプリッタ６から出射される各光を
平行光とするコリメータレンズ７と、このコリメータレ
ンズ７から出射される各平行光の光束径を所定値に規制
する絞りの作用を実行する絞り光学部材８と、この絞り
光学部材８から所定の光束径に規制された前記光源２か
ら出射された平行光の光強度分布を均一に変換するビー
ム整形手段９０と、このビーム整形手段９０で変換され
た光源２からの平行光及びビーム整形手段９０で変換さ
れない光源４からの平行光を高密度光ディスク又は低密
度光ディスクに対して投射する対物レンズ１１とを備え
る構成である。

【００２２】前記光学ユニット１は、高密度光ディスク
用の光を出射する光源２や高密度光ディスクで反射され
た光を受光する受光素子等が載置される基板部、それら
の部材を包含するように設けられている側壁部及び、光
の通路としての側壁部の開口窓である出射部等（図示せ
ず）により形成されている。さらに基板部には光源に電
力を供給したり、受光素子からの電気信号を演算回路
（図示せず）に伝達する端子が設けてある。この端子は
ピンタイプのものであっても良いし、プリントタイプの
ものであっても良い。

【００２３】光源２は単色で、干渉性、指向性および集
光性が良好なものを用いることが、適当な形状のビーム
スポットを比較的容易に形成でき、ノイズ等の発生を抑
制できるので好ましい。このような条件を満たす光源２
としては、固体、ガス及び半導体等の各種レーザ光を用
いることが好ましい。特に半導体レーザはその大きさが
非常に小さく、光ピックアップの小型化を容易に実現す
ることができるので、光源２としては最適である。この
ときの光源２の発振波長は、８００ｎｍ以下であること
が、光源２から出射された光が光ディスクの記録面上に
収束する際のビームスポットを容易に記録面に形成され
ているトラックのピッチ程度の大きさにすることができ
るので好ましい。更に、光源２の発振波長が６５０ｎｍ
以下であれば、非常に高密度で情報が記録されている高
密度光ディスクをも再生することができる程度に小さな
ビームスポットを形成できるので、大容量の記憶手段を
容易に実現することができ、特に高密度光ディスクに対
する記録再生に供される光源としては好ましい。ここで
はＤＶＤを再生する光源であることを前提として、波長
が６００〜６８０ｎｍ程度、この範囲でも特に６３０〜
６６０ｎｍの光源を用いている。

【００２４】また、光源２の出力は、再生専用である場
合には３〜１０（ｍＷ）程度であることが、再生に必要
な光量を十分に確保しつつエネルギーの消費を最小限に
抑制でき、更には光源から放出される熱量も抑制できる
ので好ましい。記録再生兼用である場合には、記録の際
に記録層の状態を変化させるために大きなエネルギーを
必要とするので、少なくとも２０（ｍＷ）以上の出力が
必要となる。

【００２５】光学ユニット３は、低密度光ディスク用の
光を出射する光源４や低密度光ディスクで反射された光
を受光する受光素子等が載置される基板部及びそれらの
部材を包含するように設けられている側壁部等（図示せ
ず）により形成されている。光源４の発振波長は８００
ｎｍ以下であることが、光源４から出射された光が記録
面上に収束する際のビームスポットを容易に記録面に形
成されているトラックのピッチ程度の大きさにすること
ができるので好ましい。特に、光源４としては光源２よ
りも発振波長が長いものを用いることができ、例えばＣ
Ｄを再生する場合には７８０ｎｍ程度で十分な大きさの
ビームスポットを低密度光ディスク上に形成することが
できる。

【００２６】この光学ユニット３上には光学部材５が配
設され、光学部材５は上下に異なる形成された回折格子
５ａ、回折格子５ｂが形成されている。回折格子５ａ
は、低密度光ディスクからの反射光を回折させることに
より受光素子に導き、ＲＦ信号、フォーカス誤差信号お
よびトラッキング誤差信号の信号形成を行うように形成
されている。また、回折格子５ｂは、３ビーム方法によ
るトラッキング制御を行うための３ビーム生成の回折格
子である。

【００２７】次に、ビームスプリッタ６は、光源２及び
光源４からの光の双方を光ディスク方向に導く働きを有
するものである。ビームスプリッタ６としてはハーフミ
ラーや偏光分離膜等を用いることが一般的であるが、本
発明におけるさらに好ましい実施の形態としては光源２
からの光（出射光軸と直交する入射光）を高い割合で反
射するとともに光源４からの光（出射光軸と平行な（又
は同軸の）入射光）を高い割合で透過する様な性質を有
するものである。このような場合にはビームスプリッタ
６での光の損失を最小限に抑制することができ、従って
光の利用効率を向上させることができる。

【００２８】上述のような性質を有するビームスプリッ
タ６として、波長選択機能を有する反射手段を用いるこ
とが好ましい。この波長選択機能を持つ反射手段は、あ
る波長を有する光を透過するとともに別の波長の光は反
射する働きを有しており、特に本実施の形態においては
光源２からの光をほぼ透過し、光源４からの光をほぼ反
射するようにビームスプリッタ６を構成することが、光
の利用効率を最も効率的に設定できる。

【００２９】絞り光学部材８は、偏光ホログラム８ａと
波長板８ｂと波長フィルタ８ｃを一体として構成され
る。偏光ホログラム８ａは、光源２からの出射レーザ光
の主成分であるＰ偏光成分を透過し、後述する高密度光
ディスクからの反射光の主成分であるＳ偏光成分を回折
させる。波長板８ｂは、光源２からの出射レーザ光に対
してはλ／４波長板の作用を行い、光源４からの出射レ
ーザ光に対してはλ波長板の作用を行なうので、光源２
からの出射レーザ光の主成分であるＰ偏光成分を円偏光
に変換し、高密度光ディスクからの反射光をＳ偏光に変
換する役割を有する。波長フィルタ８ｃは、光源２から
出射された光を透過する一方、光源４からの出射された
光は反射若しくは吸収するように形成されているもの
で、光源２からの光と光源４からの光の双方の光束の径
を規制する絞りの役割を担うものである。

【００３０】ビーム整形手段９０は、略台形状のプリズ
ムで形成される第１の光学部品９と、この第１の光学部
品９に対向して配設され、第１の光学部品９から出射さ
れる平行光を反射する反射ミラーとして形成される第２
の光学部品１０とを備える構成である。第１の光学部品
９は、第１の面９ａにおいて光源２から出射されコリメ
ータレンズ７で平行光に変換された光を公知のスネルの
法則に従い入射、屈折させる一方、光源４から出射され
た光をを反射させる膜が形成されている。第１の面９ａ
と対向した位置には、第１の光学部品９内部を透過した
光を再びスネルの法則に従い入射、屈折させて第１の光
学部品９の外部に出射させる第２の面９ｂが、また第１
あるいは第２の面の側部には第１の面９ａもしくは第２
の面９ｂで屈折された光を反射する第３の面９ｃから成
る。

【００３１】第２の光学部品１０は、第１の光学部品９
の第２の面９ｂからの屈折光を反射し、再び第１の光学
部品９の第２の面９ｂに入射させる役割を担っている。
第１の光学部品９と第２の光学部品１０とから構成され
るビーム整形手段９０は、光源２からの出射光の光強度
分布をより均一に変換する。

【００３２】前記光強度分布の変換動作は図２に基づい
て説明する。同図において第１の光学部品９の媒質とそ
の周囲の媒質とは異なることから、その境界面での光の
屈折により、その境界面に入射する光束径Ｒiと屈折光
Ｒoとの間には次式の関係が成立する。

【００３３】 （Ｒo／Ｒi）＝（Ｒ・cosβ）／（Ｒ・cosα） ＝cosβ／cosα ここで、αは境界面への入射角、βは境界面への屈折
角、Ｒは境界面における入射光の光束径である。

【００３４】この関係を用いて、境界面である第１の面
９ａでの光束径比（Ｄ1／Ｒi）は、 （Ｄ1／Ｒi）＝Ｒ1・cos１o／Ｒ2・cos１i・・・ となる。境界面である第２の面９ｂでの光束径比（Ｄ1
／Ｒi）は、 （Ｄ2／Ｄ1）＝Ｒ2・cos２o／Ｒ2・cos２i・・・ となる。第２の面９ｂを出射した平行光が第２の光学部
１０で反射され、再び第２の面９ｂに入射する平行光が
この第２の面９ｂにおいて光束径比（Ｒo／Ｄ3）は、 （Ｒo／Ｄ3）＝Ｒ3・cos３o／Ｒ3・cos３i・・・ となる。さらに、第２の面９ｂから入射した平行光が第
１の面９ａに入射してこの第１の面９ａでの光束径比
（Ｒo／Ｄ4）は、 （Ｒo／Ｄ4）＝Ｒ4・cos４o／Ｒ4・cos４i・・・ となる。前記式ないし式において、次のようにおの
おのが定義される。

【００３５】 cos(１i)：第１の面９ａに対する入射光の入射角 cos(２i)：第２の面９ｂに対する入射光の入射角 cos(３i)：第２の面９ｂに対する第２部品からの反射入
射光の入射角 cos(４i)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
の入射角 cos(１o)：第１の面に対する入射光の屈折角 cos(２o)：第２の面に対する入射光の屈折角 cos(３o)：第２の面に対する第２部品からの反射入射光
の屈折角 cos(４o)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
の屈折角 その光強度の均一の度合いを示す第１の光学部品９の第
１の面９ａの入射光束径に対する第１の面９ａの出射光
束径の比をｍとすると、式ないし式により、出射光
束径の比ｍが、 ｍ＝（Ｄ1／Ｒi）・（Ｄ2／Ｄ4）・（Ｄ3／Ｄ2）・（Ｒo／Ｄ3） ＝｛cos(１i)×cos(２i)×cos(３i)×cos(４i)｝／｛cos(１o)×cos(２o)× cos(３o)×cos(４o)｝ となるように第１の光学部品９の第１から第３の面９
ａ、９ｂ、９ｃの角度、屈折率、および第２の光学部品
１０の反射角度を設定する。

【００３６】次に、本発明の実施の形態１における光学
ユニットの配置について説明する。本実施の形態におい
ては、第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット３と
はビームスプリッタ６を起点として略９０度の角度をな
すように配置されており、ビームスプリッタ６からコリ
メータレンズ７に至る光の光軸に対して略平行な方向に
第１の光学ユニット１が配置され、ビームスプリッタ６
からコリメータレンズ７に至る光の光軸に対して略垂直
な方向に第２の光学ユニット３が配置されている。

【００３７】このとき、第１の光学ユニット１とコリメ
ータレンズ７の間の距離は第２の光学ユニット３とコリ
メータレンズ７の間の距離より長くすることにより、光
ピックアップの小型化・薄型化を図りながら、光源２及
び光源４から出射された光の双方において収差の発生を
抑制することができるので、記録密度の異なる複数の光
ディスクに対して良好な記録若しくは再生特性を有する
光ピックアップを実現することができる。

【００３８】以上のような構成を有する光ピックアップ
における再生動作について以下それぞれ説明する。なお
本実施の形態においては、低密度光ディスクとしてコン
パクトディスク（以下ＣＤと略す）を、高密度光ディス
クとしてデジタルビデオディスク（以下ＤＶＤと略す）
を使用している。

【００３９】まず、最初にＤＶＤの再生動作について説
明する。光源２から発振波長６３５〜６５０ｎｍの波長
で出射されたＰ偏光を主成分とする光は、第１の光学ユ
ニット１の出射部を通過してビームスプリッタ６に入射
する。そしてビームスプリッタ６で入射してきた光は、
少なくとも９０％以上が透過されて、コリメータレンズ
７、偏光ホログラム８ａを透過し、波長板８ｂに入射す
る。波長板８ｂに入射したＰ偏光成分の光は円偏光に変
換されて、波長フィルタ８ｃに入射する。ＤＶＤ用の光
である光源２からの光は波長フィルタ８ｃをほぼ９５％
以上透過するように形成されている。そして波長フィル
タ８ｃを透過した光は、ビーム整形手段９０の第１の光
学部品９の第１の面９ａで屈折されることにより光強度
分布を変換された状態で第１の光学部品９内部を通り、
第２の面９ｂに到達する。第２の面９ｂに入射した光は
屈折されることにより光強度分布を変換された状態で第
１の光学部品９外部に出射され、第２の光学部品１０で
反射された後、再び第１の光学部品９の第２の面９ｂに
入射する。第２の面９ｂで再び屈折されることにより光
強度分布を変換された状態で第１の光学部品９内部を通
り第１の面９ａに入射する。第１の面９ａに入射した光
は屈折されることにより光強度分布を変換された状態で
第１の光学部品９外部に出射され、対物レンズ１１へ入
射する。そして対物レンズ１１の集光作用により、ＤＶ
Ｄの記録データ層に結像される。

【００４０】その後ＤＶＤで反射された光は、再び対物
レンズ１１、ビーム整形手段９０である第１の光学部品
９を透過し、第２の光学部品１０で反射された後第１の
光学部品９を透過し、波長フィルタ８ｃおよび１／４波
長板８ｂに入射する。１／４波長板８ｂに入射した円偏
光の光はＳ偏光成分となり、偏光ホログラム８ａに入射
し、回折される。偏光ホログラム８ａで回折された光
は、ビームスプリッタ６と透過し光学ユニット１の受光
素子に入射し、光電変換されることにより検出される電
流出力を電圧信号に変換しＲＦ信号、フォーカス誤差信
号およびトラッキング誤差信号が形成される。

【００４１】次に、ＣＤの再生動作について説明する。
光源４から発振波長７７０〜７９０ｎｍの波長で出射さ
れた光は、第２の光学ユニット３の回折格子５ｂを通過
し、３ビームが形成された後、回折格子５ａを透過しビ
ームスプリッタ６に入射する。そしてビームスプリッタ
６に入射してきた光は、少なくとも９０％以上が反射さ
れて、その光軸を略９０度折り曲げれれてビームスプリ
ッタ６から出射され、コリメータレンズ７、偏光ホログ
ラム８ａおよび波長板８ｂを透過し、波長フィルタ８ｃ
に入射する。ＣＤ用の光である光源４からの光について
は、波長板８ｂはλ板の作用を行うので、偏光方向は変
わらない。波長フィルタ８ｃは、その外周部分に形成さ
れた輪帯により光源４からの光のほぼ９５％以上が反射
され、輪帯が形成されていない部分ではほぼ９５％以上
透過するように形成されている。これにより、波長フィ
ルタ８ｃはＣＤ用の光に対しては絞りの働きを行い、対
物レンズ１１に入射する光の径を制御する働きを有して
いる。そして波長フィルタ８ｃを透過した光はビーム整
形手段９０の第１の光学部品９で反射され対物レンズ１
１へ入射する。そして対物レンズ１１の集光作用によ
り、ＣＤに結像される。

【００４２】その後ＣＤで反射された光は、再び対物レ
ンズ１１を透過し、第１の光学部品９で反射され、波長
フィルタ８ｃ、コリメータレンズ７を透過し、ビームス
プリッタ６で反射された後、回折格子５ａに入射する。
回折格子５ａに入射した光は、回折されて、受光素子に
入射し、光電変換されることにより検出される電流出力
を電圧信号に変換しＲＦ信号、フォーカス誤差信号およ
びトラッキング誤差信号が形成される。

【００４３】尚本実施の形態においては高密度光ディス
クを再生する光源に波長６５０ｎｍ近傍の光を用い、低
密度光ディスクを再生する光源に波長７８０ｎｍ近傍の
光を用いていたが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、例えば低密度光ディスク用に６５０ｎｍの光源を
用い、高密度光ディスク用に４００ｎｍの光源を用いて
も良い。

【００４４】以上に説明したように、本実施の形態によ
れば光源２からの光の収差補正をコリメータレンズで行
うことができるので、対物レンズの光学特性を向上させ
ることができる。さらに、ＤＶＤ用の光である光源２か
らの光の強度分布がより均一に対物レンズに入射するの
で、光結像効率が良く、高密度光ディスクへの集光スポ
ットを小さくすることができる。

【００４５】（実施の形態２）次に、第２の実施の形態
について図３を用いて説明する。図３は、本発明の実施
の形態２による光ピックアップの光学系の構成を示す図
である。図３において本実施の形態２に係る光ピックア
ップは、前記実施の形態１と同様に第１の光学ユニット
１、第２の光学ユニット３、ビームスプリッタ６、コリ
メータレンズ７、ビーム整形手段９０及び対物レンズ１
１を共通して備え、この構成に加え、前記第１の光学ユ
ニット１とビームスプリッタ６との間に偏光ホログラム
１２及びλ／４波長板１３が配設され、前記コリメータ
レンズ７とビーム整形手段９０との間に波長フィルタ８
ｃが配設される構成である。

【００４６】即ち、本実施の形態２は実施の形態１に対
して第１の光学ユニット１に偏光ホログラム１２および
λ／４入板１３を形成した点が異なる。偏光ホログラム
１２およびλ／４入板は、光学部材１４を介して光源２
および受光素子を包含するように設けられている側壁部
及び、光の通路としての側壁部の開口窓である出射部等
と一体に形成されている。

【００４７】次に、以上のような構成を有する実施の形
態２の光ピックアップにおける再生動作について以下そ
れぞれ説明する。まず、最初にＤＶＤの再生動作につい
て説明する。光源２から出射された光は、第１の光学ユ
ニット１の出射部、光学部材１４、偏光ホログラム１２
及びλ／４波長板１３を通過してビームスプリッタ６に
入射する。ビームスプリッタ６に入射する光源２から出
射される主成分がＰ偏光成分であるレーザ光はλ／４波
長板１３により円偏光に変換されている。

【００４８】そしてビームスプリッタ６に入射してきた
光は、少なくとも９０％以上が透過されて、コリメータ
レンズ７、波長フィルタ８ｃに入射する。ＤＶＤ用の光
である光源２からの光は波長フィルタ８ｃをほぼ９５％
以上透過するように形成されている。

【００４９】さらに、波長フィルタ８ｃを透過した光
は、ビーム整形手段９０の第１の光学部品９の第１の面
９ａで屈折されることにより光強度分布を変換された状
態で第１の光学部品９内部を通り、第２の面９ｂに到達
する。第２の面９ｂに入射した光は屈折されることによ
り光強度分布を変換された状態で第１の光学部品９外部
に出射され、第２の光学部品１０で反射された後、再び
第１の光学部品９の第２の面９ｂに入射する。第２の面
９ｂで再び屈折されることにより光強度分布を変換され
た状態で第１の光学部品９内部を通り第１の面９ａに入
射する。第１の面９ａに入射した光は屈折されることに
より光強度分布を変換された状態で第１の光学部品９外
部に出射され、対物レンズ１１へ入射する。そして対物
レンズ１１の集光作用により、ＤＶＤの記録データ層に
結像される。

【００５０】その後ＤＶＤで反射された光は、再び対物
レンズ１１、ビーム整形手段９０である第１の光学部品
９を透過し、第２の光学部品１０で反射された後、第１
の光学部品９、波長フィルタ８ｃ、コリメータレンズ７
およびビームスプリッタ６を透過し、λ／４波長板１３
に入射する。λ／４波長板１３に入射した円偏光の光は
Ｓ偏光成分となり、偏光ホログラム１２に入射し、回折
される。偏光ホログラム１２で回折された光は、第１の
光学ユニット１の受光素子に入射する。その後の受光部
の検出動作並びに信号再生動作は実施の形態１の場合と
同様である。

【００５１】次に、ＣＤの再生動作について説明する。
光源４から発振波長７７０〜７９０ｎｍの波長で出射さ
れた光は、第２の光学ユニット３の回折格子５ｂを通過
し、３ビームが形成された後、回折格子５ａを透過しビ
ームスプリッタ６に入射する。そしてビームスプリッタ
６に入射してきた光は、少なくとも９０％以上が反射さ
れて、その光軸を略９０度折り曲げられてビームスプリ
ッタ６から出射され、コリメータレンズ７、波長フィル
タ８ｃに入射する。ＣＤ用の光である光源４からの光に
ついては、波長フィルタ８ｃは、その外周部分に形成さ
れた輪帯により光源４からの光のほぼ９５％以上が反射
され、輪帯が形成されていない部分ではほぼ９５％以上
透過するように形成されている。これにより、波長フィ
ルタ８ｃはＣＤ用の光に対しては絞りの働きを行い、対
物レンズ１１に入射する光の径を制御する働きを有して
いる。そして波長フィルタ８ｃを透過した光はビーム整
形手段９０の第１の光学部品９で反射され対物レンズ１
１へ入射する。そして対物レンズ１１の集光作用によ
り、ＣＤに結像される。

【００５２】その後ＣＤで反射された光は、再び対物レ
ンズ１１を透過し、第１の光学部品９で反射され、波長
フィルタ８ｃ、コリメータレンズ７を透過し、ビームス
プリッタ６で反射された後、回折格子５ａに入射する。
回折格子５ａに入射した光は、回折されて、受光素子に
入射する。その後の受光部の検出動作並びに信号再生動
作は実施の形態１の場合と同様である。

【００５３】なお、本実施の形態２に説明した構成に限
定するものではなく、例えば、コリメータレンズ７と波
長フィルタ８ｃとの位置を入れ替えて、波長フィルタ８
ｃをビームスプリッタ６とコリメータレンズ７との間の
光路中に配置しても良いし、波長フィルタ８ｃを第２の
光学ユニット３とビームスプリッタ６との間に配置して
も良い。また、波長フィルタ８ｃに代えて、第２の光学
ユニット３とビームスプリッタ６との間に絞り部材（図
示省略）を設け、光源４からの光に対して開口数（Ｎ
Ａ）０．４から０．６の範囲で対物レンズ１１が動作す
るように絞り部材の絞り開口径を設けても良い。また、
第１の光学ユニット１と第２の光学ユニット３の配置を
交換してもよい。さらにまた、回析格子５ａや対物レン
ズ１１を適宜設計することにより、波長フィルタ８ｃや
絞り部材を省略してもよい。

【００５４】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生する光源に波長６５０ｎｍ近傍の光を用
い、低密度光ディスクを再生する光源に波長７８０ｎｍ
近傍の光を用いていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば低密度光ディスク用に６５０ｎｍの
光源を用い、高密度光ディスク用に４００ｎｍの光源を
用いても良い。

【００５５】以上に説明したように、本実施の形態２に
よれば光源２からの光の収差補正をコリメータレンズ７
で行うことができるので、対物レンズ１１の光学特性を
向上させることができる。さらに、ＤＶＤ用の光である
光源２からの光の強度分布がより均一にで対物レンズ１
１に入射するので、光結像効率が良く、高密度光ディス
クへの集光スポットを小さくすることができる。

【００５６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、２つの光
学ユニットと一つの光学系とを有し、２つの光学ユニッ
トは１つの光学系を共用するので、異なる記録密度の光
ディスクを記録再生することができ、しかも小型、薄
型、かつ低消費電力の光ピックアップを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップ
の光学系構成を示す図

【図２】図１に記載の実施の形態１の光ピックアップに
おけるビーム整形手段の詳細構成図

【図３】本発明の実施の形態２による光ピックアップの
光学系の構成を示す図

【図４】従来の光ピックアップの光学系の構成を示す図

【符号の説明】

１、３、３０ 光学ユニット ２、４、２１、３１ 光源 ５、１４ 光学部材 ５ａ、５ｂ、３２ 回折格子 ６、２３、２６ ビームスプリッタ ７、２２、３３ コリメータレンズ ８ 絞り光学部材 ８ａ、２８ 偏光ホログラム ８ｂ、１３、２４ １／４波長板 ８ｃ 波長フィルタ ９ 第１の光学部品 １０ 第２の光学部品 １１、２７、３４ 対物レンズ ２５ ビーム整形素子 ３５ 受光素子 ９０ ビーム整形手段

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク記録媒体の情報を記録再生する
   光ピックアップであって、第１の波長の光を出射する第
   １の光源と、第２の波長の光を出射する第２の光源と、
   前記第１の光源からの光束を平行光に変換するコリメー
   タレンズと、前記コリメータレンズを介して出射される
   平行光を光ディスク記録媒体に集光する対物レンズと、
   前記光ディスク記録媒体からの反射光を検出する光検出
   器と、前記コリメータレンズ及び対物レンズの光路中に
   配設され、第１の光源から対物レンズへの入射光束の光
   強度を変更するビーム整形手段とを備えることを特徴と
   する光ピックアップ。
2. 【請求項２】前記ビーム整形手段は、少なくとも３つの
   境界面を有する第１の光学部品と前記第１の光学部品の
   一つの境界面に対して所定角度傾斜した対向する位置に
   配置される反射面を有する第２の光学部品から成ること
   を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】前記第１の光学部品は、第１の波長の平行
   光を入射し第２の波長の光束を反射する膜を形成した第
   １の面と、前記第１の面と対向した位置にあり光を透過
   する第２の面と、前記第１あるいは第２の面の側部に配
   置され前記第１あるいは第２の面からの透過光を反射す
   る第３の面を有することを特徴とする請求項２記載の光
   ピックアップ。
4. 【請求項４】前記ビーム整形手段は、前記第１の光学部
   品の第１の面の入射光束径に対する第１の面の出射光束
   径の比をｍとすると、 ｍ＝｛cos(１i)×cos(２i)×cos(３i)×cos(４i)｝／
   ｛cos(１o)×cos(２o)×cos(３o)×cos(４o)｝ cos(１i)：第１の面に対する入射光の入射角 cos(２i)：第２の面に対する入射光の入射角 cos(３i)：第２の面に対する第２部品からの反射入射光
   の入射角 cos(４i)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
   の入射角 cos(１o)：第１の面に対する入射光の屈折角 cos(２o)：第２の面に対する入射光の屈折角 cos(３o)：第２の面に対する第２部品からの反射入射光
   の屈折角 cos(４o)：第１の面に対する第２部品からの反射入射光
   の屈折角 となるように構成されることを特徴とする請求項１ない
   し３のいづれかに記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】前記第１の光源及び光ディスク記録媒体で
   反射された第１の波長の光を受光する第１の受光素子を
   内蔵する第１の光学ユニットと、前記第２の光源及び光
   ディスク記録媒体で反射された第２の波長の光を受光す
   る第２の受光素子を内蔵する第２の光学ユニットとを備
   えることを特徴とする請求項１ないし４のいづれかに記
   載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】前記第１の光学ユニットは、第１の光源及
   び第１の受光素子と共に、光ディスク記録媒体で反射さ
   れた第１の波長の光を第１の受光素子に導く偏光ホログ
   ラム及び第１の光源から出射される第１の波長の光偏光
   方向を変換するλ／４板を備えることを特徴とする請求
   項５に記載の光ピックアップ。