JP2001273665A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光ピックアップでは、部品点数を増や
さなければ光の伝達効率を高めることができなかった。 【解決手段】 楕円形状のファーフィールドパターンを
有する光を発する半導体レーザ１と、半導体レーザ１か
らの光を実質上平行光に変換するコリメートレンズ２
と、コリメートレンズ２からの光のファーフィールドパ
ターンの実質上縦横比を変化させてビーム整形を行うビ
ーム整形ミラー５と、ビーム整形ミラー５によって整形
された光を光ディスク８に集光する対物レンズ７と、光
ディスク８で反射した光を検出する光検出器１１とを備
え、ビーム整形ミラー５は、ファーフィールドパターン
の実質上長軸方向を圧縮しビーム整形後の光の断面を円
形に近づけることができるように配置される。このよう
なビーム整形ミラー５を用いることにより部品点数を増
やさずに光の伝達効率を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
て光学的に情報の記録、再生を行う光ピックアップに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図６を用いて、従来の光ピックアップの
構成について説明する。図６に示す光ピックアップは波
長の異なる２つのレーザ光源、すなわちＤＶＤ等の高密
度メディアへの記録再生を行う波長６６０ｎｍの半導体
レーザ１０１と、ＣＤ等のメディアの再生を行う波長７
８０ｎｍの半導体レーザ１１５とを備えている。

【０００３】また、光ピックアップのアクチュエータ可
動子１１１には２種類の対物レンズ１０７および１１８
が取り付けられており、アクチュエータ可動子１１１が
回動軸１２０を中心に回転することで２種類の対物レン
ズを切り替えるようになっている。なお、２種類の対物
レンズ１０７および１１８はそれぞれ、異なる光源によ
りＤＶＤ等の基材厚０．６ｍｍのディスク１０８に記録
再生する場合とＣＤ等の基材厚１．２ｍｍのディスク１
０９を再生する場合とで切り替えられる。

【０００４】はじめにＤＶＤ等のメディアへの記録再生
を行う光学系について説明する。高出力の半導体レーザ
１０１を出射した光はコリメートレンズ１０２により平
行光となり、ミラー１０３に入射する。ミラー１０３に
は波長６６０ｎｍの光は大部分透過し、一部の光が反射
されると共に、波長７８０ｎｍの光はほぼ全反射する波
長選択性の膜が形成されている。したがってミラー１０
３に入射した光は、そのごく一部の光が反射し、大部分
の光は透過する。反射した一部の光は光検出器１１０に
導かれ、その光量が検出される。これにより半導体レー
ザ１０１の出射パワーをモニタし、記録および再生時の
ディスク面上パワーを一定に保つ機能を満たす。

【０００５】一方、ミラー１０３を透過した光は反射ミ
ラー１０６により反射され、アクチュエータ可動子１１
１に搭載された偏光性ホログラム１０４を透過する。偏
光性ホログラムとはニオブ酸リチウムなどの異方性材料
の基板に深さｄの格子を形成し、その溝部に等方性の物
質（屈折率ｎ１）を充填してなる。一般に溝部と溝部間
を通る光の位相差をφとすると、透過率はｃｏｓ²（φ
／２）で表される。格子溝に平行、垂直な偏光に対し、
基板の屈折率をそれぞれｎ１、ｎ２とすると、格子溝に
平行な偏光に対してはφ＝０となるため透過率は１であ
る。一方、格子溝に垂直な偏光に対しては、φ＝２π
（ｎ１−ｎ２）ｄ／λとなるため、φ＝πとなるように
深さｄを設定すれば透過率は０となり完全に回折され
る。

【０００６】従って半導体レーザ１０１から出射した光
の偏光方向と偏光性ホログラム１０４の溝方位を考慮す
ることで光源からの光が偏光性ホログラム１０４を通過
する場合は光を回折させずに透過させることができる。
透過した光は１／４波長板１０５により直線偏光から円
偏光に変換され、アクチュエータ可動子１１１の対物レ
ンズ取り付け孔で開口制限されて対物レンズ１０７に入
射し、基材厚が０．６ｍｍのディスク１０８の信号面に
集光される。

【０００７】ディスク１０８により反射された光は対物
レンズ１０７を経て波長板１０５を透過する。このとき
往路の偏光方向と直交する直線偏光の光に変換されるの
で偏光性ホログラム１０４により大部分の光は回折、分
岐される。これらの回折光は反射ミラー１０６で反射さ
れ、ミラー１０３を透過し、コリメートレンズ１０２を
通ってレーザ１０１と集積化された光検出器１１７に集
光入射する。この光の光量変化を利用してフォーカス、
トラッキングなどのサーボ信号およびＲＦ信号を得るこ
とができる。

【０００８】次にもう一方の半導体レーザ１１５を用い
てＣＤ等の再生を行う光学系について説明する。半導体
レーザ１１５を出射した光は偏光に依存しないガラスホ
ログラム１１４を通過することで光が±１次光および０
次光に回折分岐される。これらの光はコリメートレンズ
１１３により集光され、ミラー１１２、ミラー１０３お
よび反射ミラー１０６により反射され、アクチュエータ
可動子１１１に搭載された対物レンズ１１８に入射し、
基材厚が１．２ｍｍのディスク１０９の信号面に３つの
スポットとして集光され、メインビームスポットはＲＦ
信号に、サブビーム２つは３ビームトラッキングに利用
される。

【０００９】ディスク１０９により反射された光は対物
レンズ１１８、反射ミラー１０６、ミラー１０３、ミラ
ー１１２、コリメートレンズ１１３を経てガラスホログ
ラム１１４によりさらに光が回折、分岐され、半導体レ
ーザ１１５と集積化された光検出器１１９に集光入射
し、その光量変化を利用してサーボ信号およびＲＦ信号
を得ることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ＤＶＤ等、高密度な信
号ピットを記録、再生する光ピックアップにおいては、
光ディスク面上に非常に小さくかつ高品質な集光スポッ
トを形成することが求められる。一般に集光スポットの
大きさは対物レンズの開口数ＮＡ、光の波長λ、および
対物レンズ開口瞳端における光強度、すなわちＲＩＭ強
度によって決まる。光源波長λおよび対物レンズのＮＡ
については例えばＤＶＤでは規格書などで定められてお
り、λは６５０ｎｍ程度、ＮＡは０．６である。ただ
し、この開口数に見合うスポット品質を確保するために
はＲＩＭ強度を十分確保する必要がある。

【００１１】一般に半導体レーザを出射する光は楕円状
のファーフィールドパターンを有している。このため、
従来例として示した光ピックアップの構成において、フ
ァーフィールドパターンの短軸方向のＲＩＭ強度を確保
するように構成すると長軸方向についてはＲＩＭ強度が
かなり高い状態、すなわち、対物レンズに入射する光の
開口制限によるビーム蹴られ量が長軸方向でかなり多い
状態になる。

【００１２】記録用光ピックアップではディスク盤面上
で高い光パワーが求められ、対物レンズ出射光量として
１２〜１７ｍＷ程度のパワーが必要である。このため光
学系の伝達効率をできるだけ高くすることにより、レー
ザ光源の出射パワー定格内で動作させる必要がある。し
かるに従来例で示した構成では出射ファーフィールドパ
ターンの長軸方向で蹴られている量が多いことから光量
損失が大きく、ディスク面上のパワーを確保するために
は高出力のレーザを用いてもその最大定格に対するマー
ジンが少なくなる。

【００１３】図７はこのような光量の損失を防ぐための
別の従来例における光ピックアップの構成を示す図であ
る。なお、一部を除き図６の従来例とほぼ同じ構成なの
で詳細な説明は省略する。図７に示す従来例では高出力
半導体レーザ２０１より出射した光はコリメートレンズ
２０２により実質上平行光となり三角プリズム２２１を
屈折、透過することで図７のＹ方向にのみビーム径が拡
大されるため、破線で示す楕円状ファーフィールドパタ
ーンの短軸方向が拡大されて実線で示すような円状ファ
ーフィールドパターンになるので、このようなビーム整
形を行うことで光利用効率を高めることができる。

【００１４】しかしながらこの場合、図７に示すように
光学系の部品点数がさらに多くなってしまい、かつ光学
系のレイアウトも困難になり、結果的に光ピックアップ
の寸法が大きくなるとともに組立工数やコストが高くな
ってしまうという問題があった。

【００１５】なお、ファーフィールドパターンとは、レ
ーザ光源の発光点から離れた面における光の強度分布を
意味し、一般に光ディスク用光源として用いる半導体レ
ーザの場合、レーザチップの水平方向すなわち出射直線
偏光の偏光方向の放射角θａと、それと直交する方向の
θｂとが（数１）の関係を満たす楕円状の強度分布とな
る。

【００１６】

【数１】１／４＜（θａ／θｂ）＜１／２ さらに、従来例の別の問題点として光学系の収差の問題
がある。一般に光学系を構成する光学部品は球面収差や
コマ収差あるいは非点収差などの収差をある程度有す
る。このような収差があると対物レンズにより形成され
る集光スポットに歪みが生じ、記録品質や再生信号品質
に著しく影響を与える。このため光ピックアップを作製
するに当たっては光学系を構成する光学素子の収差仕様
を明確にし、ある限度を超えるものについては使用しな
いのが通例である。

【００１７】しかしながら各々の光学素子に仕様を設け
てもこれらの光学素子の収差が積み重なることで集光ス
ポット品質の劣化を招くのは避けられない。特に高密度
信号の記録、再生を行う光ピックアップについてはスポ
ットの歪みは致命的である。また、コマ収差や非点収差
はディスクと最良像点との距離が近づいたり遠ざかった
りする、すなわちディフォーカスしたときスポット形状
が非対称的に歪むため記録及び再生時のマージン性能に
大きく影響する。

【００１８】コマ収差は対物レンズのあおり調整により
ヘッドを組み立てる際、除去できるが、従来の光ピック
アップにおいては構成部品の非点収差が例えば同じ方向
に重なり合ってしまうと大きな非点収差を持つ集光スポ
ットとなり、ディフォーカスに対する特性等が著しく劣
化するという問題があった。

【００１９】本発明は、部品点数を増やさないで光の利
用効率を高めるとともに、集光性を確保した光ピックア
ップを提供すること、および光学系の非点収差を補正す
る構成を実現することを目的とし、また２つの異なる光
源、ＮＡを持つ光学系で構成される光ピックアップにお
いて簡易な構成でこれを実現することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、第１の本発明（請求項１に対応）は、断面が楕円形
状のファーフィールドパターンを有する光を発する光源
と、前記光源からの光を実質上平行光に変換するコリメ
ートレンズと、前記コリメートレンズからの光の前記フ
ァーフィールドパターンの実質上縦横比を変化させてビ
ーム整形を行うビーム整形素子と、前記ビーム整形素子
によって整形された光を光情報記録媒体に集光する集光
手段と、前記光情報記録媒体で反射した光を検出する光
検出手段とを備え、前記ビーム整形素子は、前記ファー
フィールドパターンの前記楕円形状の実質上長軸方向を
圧縮することで前記ビーム整形後の光の断面を円形に近
づけることができるように配置されることを特徴とする
光ピックアップである。

【００２１】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
ビーム整形素子が光の入出射面と反射面とを有し、前記
入出射面と前記反射面とが非平行な関係にあることを特
徴とする第１の本発明に記載の光ピックアップである。

【００２２】第３の本発明（請求項３に対応）は、前記
コリメートレンズおよび前記ビーム整形素子の相対位置
を変化させることによって、光学系の非点収差を補正す
る調整機構をさらに備えたことを特徴とする第１または
第２の本発明に記載の光ピックアップである。

【００２３】第４の本発明（請求項４に対応）は、前記
ビーム整形素子が、前記ファーフィールドパターンの実
質上長軸方向の径を、入力光に対して０．８５から０．
９５の範囲で圧縮することを特徴とする第１から第３の
いずれかの本発明に記載の光ピックアップである。

【００２４】第５の本発明（請求項５に対応）は、波長
の異なる光を発する第１の光源と第２の光源とを有し、
前記第１の光源と前記第２の光源で構成される２つの光
学系において、前記コリメートレンズおよび前記ビーム
整形素子を共用することを特徴とする第１から第４のい
ずれかの本発明に記載の光ピックアップである。

【００２５】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
コリメートレンズへの入射光軸および前記ビーム整形素
子への入射光軸が、前記２つの光学系において互いに異
なることを特徴とする第５の本発明に記載の光ピックア
ップである。

【００２６】第７の本発明（請求項７に対応）は、前記
第１の光源と前記コリメートレンズとの間に、および／
または前記第２の光源と前記コリメートレンズとの間に
配置された、光透過性の平行板または非平行板をさらに
備えたことを特徴とする第５または第６の本発明に記載
の光ピックアップである。

【００２７】さらに本発明の一例を説明すると、半導体
レーザの楕円状出射ファーフィールドパターンの長軸方
向を圧縮する方向にビーム整形を行うビーム整形素子を
備える。ここでビーム整形倍率ｍを（数２）式のように
定義する。

【００２８】

【数２】ｍ＝ｄ／Ｄ ここで、Ｄはビーム整形前のファーフィールドパターン
長軸方向のビーム径、ｄはビーム整形後のファーフィー
ルドパターン長軸方向のビーム径である。

【００２９】楕円状出射ファーフィールドパターン長軸
方向を圧縮することにより、ビームの光量分布が内周側
に寄せ集められるため対物レンズ入射前の開口制限部材
により蹴られていた光の光量が低減され、光の利用効率
を高めることができる。なお、光量損失を低減させる効
果はビーム整形倍率をより小さくすれば良く、少なくと
も０．９５以下にするのが望ましい。また、半導体レー
ザから出射される光を集光するコリメートレンズとコリ
メートレンズにより集光された光をビーム整形素子で光
路の折り曲げおよびビーム整形を行うとともに、前記コ
リメートレンズとビーム整形素子との相対位置を光軸に
沿って変化させる調整機構を設ける。

【００３０】一般に光源とコリメートレンズとの相対距
離を変えることで球面波が生じ、この球面波がビーム整
形素子を通ることで球面波の球面度合いに応じた非点収
差が生じる。このことを利用して光学系に内在する非点
収差と逆の非点収差を発生させるようコリメートレンズ
の位置を調節すれば光学系に内在する非点収差をうち消
すことができ、対物レンズによる集光スポット品質が確
保できる。

【００３１】また、ビーム整形素子によるビーム整形倍
率が０．８５以上であれば、コリメートレンズの移動量
に対する非点収差の変化量が適正なレベルとなり、ピッ
クアップ製造工程での調整精度が実現可能となる。ま
た、ビーム整形倍率を１以下とすることで楕円長軸方向
の開口瞳端での強度が下がるため対物レンズによる集光
性への影響が問題となるが、その整形倍率が０．８５以
上の範囲であれば集光性劣化が少なくて済む。

【００３２】また、波長とＮＡの異なる２つの光学系を
有する構成では、２つの光学系が上記したコリメートレ
ンズとビーム整形素子とを共有する構成を採る。これに
より上記した利点を有しながら２つの光学系を有する光
ピックアップを簡易に構成できるため、大きさ、組立、
コストなどの面でも有利である。また、これら２つの光
学系においてコリメートレンズおよびビーム整形素子へ
の入射光軸を互いに異ならせることでビーム整形素子に
より立ち上げられる光の光軸が２つの光学系で一致する
ため、一つの対物レンズを共有でき、かつ対物レンズの
あおり調整の基準となる軸も両光学系で一致させること
ができるため、両方の光学系について集光スポット品質
を確保できる。

【００３３】また、波長の異なる２つの第１の光源、第
２の光源とを有する光学系の場合では、各々の光源から
の光の発散系に、光透過性の平行平板または非平行平板
を配置する。これにより、同様に上記した利点を有しつ
つ、かつ各々の光学系で発生する非点収差を独立して補
正できるため、２つの光学系により形成される各々の集
光スポット品質が確保された高性能な光ピックアップが
実現できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１から図５を用いて説明する。

【００３５】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１に於ける光ピックアップの構成例を示す図である。
なお、従来例と同様の機能を果たすものについてはその
詳細な説明は省略する。図１において高出力の半導体レ
ーザ１より出射した発散光は、コリメートレンズ２によ
り集光され、ミラー３で一部の光は反射され、半導体レ
ーザ１の出射パワーをモニタする光検出器９に入射す
る。

【００３６】一方ミラー３を透過した光は透明の非平行
板からなるビーム整形ミラー５に屈折入射し裏面で反射
されることで光ビームが立ち上げられ、アクチュエータ
可動子６に搭載された偏光性ホログラム１０を透過し、
λ／４板４により円偏光となり、アクチュエータ可動子
６の対物レンズ取り付け孔で開口制限され、対物レンズ
７により光ディスク８の信号面に集光される。

【００３７】光ディスク８の信号面を反射した光は対物
レンズ７、λ／４板４を経て往路と直交する直線偏光と
なり偏光性ホログラム１０で回折分岐される。回折分岐
された光は、ビーム整形ミラー５、ミラー３、コリメー
トレンズ２を経て、レーザ光源１と一体化された光検出
器１１に導かれ、その光量変化によりサーボ信号、ＲＦ
信号を得ることができる。

【００３８】ここで、ビーム整形ミラー５について説明
する。半導体レーザ１を出射した光の断面は図１の破線
で示すようにＹ軸方向に長軸を有する楕円状ファーフィ
ールドパターンになっており、ビーム整形ミラー５への
入射光軸に対する入射面の仰角と反射面の仰角、および
硝材の屈折率を適当に選ぶことでビームがほぼ直角に立
ち上げられると同時にファーフィールドパターンの長軸
方向が圧縮される方向にビーム整形される。

【００３９】このためビーム整形ミラー５により立ち上
げられた光のファーフィールドパターンは図１の実線で
示すようなＹ’軸方向にのみ圧縮された分布となる。こ
のことは一定の開口制限においてその開口内光の光量が
従来例で示した表面反射ミラーで立ち上げる場合と比較
して相対的に高くなり、光学系の光利用効率が高まるこ
とを意味する。さらに、ビーム整形素子５が立ち上げミ
ラーとしての機能も果たすため光学系の部品点数も増え
ない。

【００４０】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２に於ける光ピックアップの構成を示す概略図であ
る。構成は実施の形態１とほぼ同じであるので詳細な説
明は省略する。実施の形態１と異なる点はコリメートレ
ンズ３２が光軸方向に微動できるよう構成されているこ
とである。

【００４１】図２の形態においてはコリメートレンズ３
２を光軸方向に移動させる調整機構を有しており、これ
により半導体レーザ３１の発光点とコリメートレンズ３
２の主平面との相対距離が変わるため、コリメートレン
ズ３２により集光された光の球面波の曲率がその移動量
に応じて連続的に変化する。

【００４２】一般に球面波が非平行板からなるビーム整
形プリズムを通ることで図２のｘｙ方向の非点収差が光
学系に発生する。このことを逆に利用して光学系に内在
する非点収差を補正するようにコリメートレンズ３２の
移動方向と移動量を設定することで収差が無くなり、良
好なスポット品質を確保することができる。

【００４３】なお、光学系の非点収差は図２のｘｙ方向
以外にも発生するが、ディスクの径方向（ラジアル方
向）と接線方向（タンジェンシャル方向）とで発生する
非点収差が特性劣化に対する影響が強いため、これらの
方向と図２のｘｙ方向とを一致させることで補正方位が
限定されていても十分な効果が得られる。

【００４４】図３は例えば図２におけるビーム整形素子
３５によるビーム整形倍率と光学系の光利用効率との関
係（実線でプロット）、およびビーム整形倍率と３０ｍ
λの非点収差を発生させるのに必要なコリメートレンズ
３２の移動量との関係（破線でプロット）を示す図であ
る。なおここで、ビーム整形倍率は、立ち上げ後のビー
ムの長軸方向径と立ち上げ前の長軸方向のビーム径との
比を示しており、ビーム整形率が１ということは普通の
表面反射ミラーないしは透明な平行平板でビームが立ち
上げられた場合を示す。

【００４５】図３の実線で示されるように光利用効率を
高めるためにはビーム整形倍率をできるだけ小さくした
方が有利である。光利用効率としては有意性のある量と
しては２％程度以上の改善量は得たいためビーム整形倍
率としては０．９５以下が望ましい。

【００４６】しかしながら、ビーム整形倍率が小さいと
破線で示すようにコリメートレンズ３２の移動量に対す
る非点収差の発生量が大きくなる。すなわち、コリメー
トレンズ３２を移動させて非点収差の補正を行う場合、
その調整精度をあげるのによりシビアな調整をしなくて
はならないことを意味する。

【００４７】図３のようにビーム整形倍率が０．８５以
上であれば３０ｍλの非点収差を補正するのに必要なコ
リメートレンズ３２の移動量が６０μｍ程度有り、１０
μｍの調整精度で５ｍλ以下の非点収差量に収めうる補
正感度にすることができる。また、ビーム整形倍率が小
さいとスポット径が大きくなってしまい、高密度な信号
の記録再生に対してクロストーク、クロスイレース等の
劣化につながるため、スポット径の変化量がほとんどな
いことが望ましいが、ビーム整形倍率を０．８５以上と
したときスポットの変化量は３／１０００μｍ以下程度
であり、この観点でも問題ないレベルである。

【００４８】すなわち、ビーム整形倍率として０．８５
から０．９５の範囲内で設計することで光利用効率の向
上と非点収差量の補正感度および集光性がすべて成立す
ることとなる。

【００４９】（実施の形態３）図４は本発明の実施の形
態３における光ピックアップの概略図である。本実施の
形態においては、光ピックアップが波長とＮＡ（開口
数）の異なる２つの光学系を有し、各々が１ヶの対物レ
ンズ、コリメートレンズを共有する構成になっている。

【００５０】波長λ１の半導体レーザ５１より出射され
たレーザ光は表面に波長選択性の光学多層膜を有するダ
イクロイックプリズム５９により表面反射され、コリメ
ートレンズ５２により実質上平行光になる。この光は非
平行板からなるビーム整形ミラー５５に屈折入射し、反
対面で反射されて対物レンズ５７側に立ち上げられる。

【００５１】立ち上げられたビームはアクチュエータ可
動子５６に取り付けられた偏光性ホログラム５３に入射
し、波長λ１に対してほぼ５／４波長板に相当する波長
板５４により円偏光に変換された後、アクチュエータ可
動子５６により開口制限され、対物レンズ５７により光
ディスク５８面に集光される。偏光性ホログラム５３の
基板表面には波長選択性の薄膜からなる色フィルター６
０が輪帯状に形成されているが、波長λ１の光は色フィ
ルター６０の影響を受けずにそのまま透過する。

【００５２】光ディスク５８を反射した光は逆の経路を
辿り、従来例と同様偏光ホログラム５３により回折分岐
され、半導体レーザ５１に隣接して設けられた光検出器
４１によりサーボ信号やＲＦ信号を得る。また、半導体
レーザ５１を出射した光のうち外周側の光は中空の凹面
ミラー６５により反射され光検出器６６に集光入力さ
れ、半導体レーザ５１のパワーモニターとして使用され
る。

【００５３】一方、波長λ２の半導体レーザ６２より出
射した光はガラスホログラム６４により一部の光が回折
分岐し、ダイクロプリズム５９を今度は透過してコリメ
ートレンズ５２により平行光に近い発散光になる。ダイ
クロプリズム５９は非平行板からなり、光軸に対する非
平行面の仰角、厚みを最適化することで波長λ２を用い
る光学系で発生する非点収差を補正する。

【００５４】この光はビーム整形ミラー５５により立ち
上げられ、色フィルター６０により今度は開口制限さ
れ、内周部の光（すなわち低ＮＡ領域の光）のみ偏光ホ
ログラム５３を透過する。透過した光は波長板５４を透
過するが、波長λ２ともう一方のレーザの波長λ１と
が、（数３）の関係を満たせば、波長λ２の光に対して
は波長板５４はほぼ１波長板となり、波長板５４による
偏光変換が行われず、そのまま透過する。

【００５５】

【数３】 一般にＤＶＤ等の記録再生に用いるレーザの波長は６５
０ｎｍ程度であり、ＣＤ等の再生に用いるレーザの波長
は７９０ｎｍである。したがってこのような場合には上
式（数３）の関係をほぼ満たす。

【００５６】波長板５４を透過した光は対物レンズ５７
により光ディスク５８に集光され、反射した光は往路と
同じ偏光状態であるために波長板５４および偏光ホログ
ラム５３をそのまま透過し、以降往路と逆の経路を辿り
ガラスホログラム６４で回折分岐され、半導体レーザ６
２に隣接して形成された光検出器６３によりサーボ信
号、ＲＦ信号を得る。

【００５７】各々のレーザ光源を用いて記録または再生
するメディアの基材厚は異なるが例えば半導体レーザ５
１を用いる光学系は無限系、半導体レーザ６２を用いる
光学系は有限系にし、その球面波の度合いが適正になる
よう各光源とコリメートレンズ５２の位置を設計するこ
とで基材厚の違いにより生ずる球面収差分を補正でき
る。

【００５８】また、ビーム整形素子５５の硝材の色分散
により、異なる波長の光がビーム整形素子５５を通過す
る際の屈折角度に差が生ずるが、図４で示すように各々
の光源からの光のコリメートレンズ５２およびビーム整
形素子５５への入射光軸を、光源６２を用いた光学系で
はそのコリメートレンズ５２への入射角を実質上９０
度、ビーム整形素子５５への入射角をθ１とし、光源５
１を用いる光学系についてはコリメートレンズ５２への
入射角をθ２（≠９０度）、ビーム整形プリズム５５へ
の入射角をθ３とし、それぞれの値を最適化することで
ビーム整形素子５５により立ち上げられた光の光軸を一
致させることができるため、一つの対物レンズ５７の軸
に対して両方の光学系の光軸を合致させることができ
る。

【００５９】さらに、コリメートレンズ５２を光軸に沿
って移動させることでより高密度な信号を再生する高Ｎ
Ａの方の光学系の収差を補正することができる。この場
合、もう一つの光学系では非点収差が発生するが、ＮＡ
が低いためにコリメートレンズ５２の移動に対する非点
収差の変化が鈍く、ビーム整形率ｍが０．８５＜ｍ＜
０．９５の範囲であれば非点収差量は小さい。

【００６０】（実施の形態４）図５は図４に示した光ピ
ックアップの光学系において、各々のレーザ光源より出
射した光の発散系に平行板８５および非平行板８６を傾
けて挿入することで各々の光学系で独立して非点収差補
正を行いうる構成例を示す。図５において半導体レーザ
５１を出射した光の発散系には平行平板８５を傾けて配
置し、この平行平板８５を光軸方向に微動することで、
半導体レーザ５１を用いた光学系の非点収差を微調整で
きる。

【００６１】一方半導体レーザ６２を出射した光の発散
系には非平行板８６を配置し、この非平行板８６を光軸
方向に微動することで半導体レーザ６２を用いる光学系
の非点収差を補正できる。また、これによりダイクロプ
リズム７９を平行平板にすることができるため部品のコ
ストも低減できる。

【００６２】以上のように図５の構成により波長とＮＡ
の異なる２つの光学系の非点収差をそれぞれ独立して微
調整できるためそれぞれの集光スポット品質をより高め
ることができる。

【００６３】なお、上述した実施の形態４では、半導体
レーザ５１を出射した光の発散系には、その光の軸に対
して平行平板８５を傾けて配置し、半導体レーザ６２を
出射した光の発散系には非平行板８６を配置するとした
が、半導体レーザ５１を出射した光の発散系に非平行板
８６を配置し、半導体レーザ６２を出射した光の発散系
に平行平板８５を配置してもよい。また、半導体レーザ
５１を出射した光の発散系にも、半導体レーザ６２を出
射した光の発散系にも、平行平板８５を配置してもよい
し、非平行板８６を配置してもよい。要するに、非平行
板ないし光軸に対して配置される平行板を各々の光学系
の発散系に配置すればよく、これにより各々の光学系で
独立して非点収差の補正が可能となる。

【００６４】上述した各実施の形態のピックアップを用
いれば、光ディスクへの記録再生において、開口内を透
過する光の光量を上げることで伝達効率のロスを低減で
きる。また、さらにコリメートレンズを光軸方向に移動
する１軸だけの調整でヘッドの光学系で発生する非点収
差を補正することができるため、高いスポット品質の要
求される記録再生型ピックアップにおいては有利であ
る。また、ビーム整形倍率の範囲を０．８５から０．９
５と限定することでコリメートレンズの移動に対する非
点収差の変動感度を適正にでき、かつ集光性の劣化も問
題ないレベルでありながら、伝達効率を有意に高められ
る。また、波長とＮＡの異なる、コリメートレンズ、対
物レンズを共有する２つの光学系を有するヘッドにおい
ても適用でき、光ヘッドの小型化、低コスト化が可能と
なる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、部品点数を増やさないで光の利用効率を高める光ピ
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
の光学系概略図

【図２】本発明の実施の形態２における光ピックアップ
の光学系概略図

【図３】本発明の実施の形態２における、ビーム整形倍
率と光学系の光利用効率との関係、およびビーム整形倍
率と３０ｍλの非点収差を発生させるのに必要なコリメ
ートレンズの移動量との関係を示す図

【図４】本発明の実施の形態３における光ピックアップ
の光学系概略図

【図５】本発明の実施の形態４における光ピックアップ
の光学系概略図

【図６】従来の光ピックアップの光学系構成図

【図７】従来の別の実施の形態における光ピックアップ
の光学系構成図

【符号の説明】

１、３１、５１、６２、７１ 半導体レーザ ２、３２、５２ コリメートレンズ ３、３３ ミラー ４、３４ λ／４板 ５、３５、５５ ビーム整形ミラー ６、３６、５６ アクチュエータ可動子 ７、３７、５７ 対物レンズ ８、３８、５８ 光ディスク ９、３９、６６ モニター用検出器（光検出器） １０、４０、５３ 偏光ホログラム（偏光性ホログラ
ム） １１、４１、６３ 光検出器 ５４ 波長板 ５９、７９ ダイクロプリズム ６０ 色フィルター ６４ ガラスホログラム ６５ 凹面ミラー（前光ミラー） ８５ 平行平板 ８６ 非平行板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 香山 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 斉藤 陽一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 西脇 青児 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA05 AA38 AA41 AA43 CA09 DA01 DA05 EB03 EC02 EC47 FA05 JA07 JA09 JA12 JA16 JA17 JA64 LB07

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面が楕円形状のファーフィールドパタ
   ーンを有する光を発する光源と、 前記光源からの光を実質上平行光に変換するコリメート
   レンズと、 前記コリメートレンズからの光の前記ファーフィールド
   パターンの実質上縦横比を変化させてビーム整形を行う
   ビーム整形素子と、 前記ビーム整形素子によって整形された光を光情報記録
   媒体に集光する集光手段と、 前記光情報記録媒体で反射した光を検出する光検出手段
   とを備え、 前記ビーム整形素子は、前記ファーフィールドパターン
   の前記楕円形状の実質上長軸方向を圧縮することで前記
   ビーム整形後の光の断面を円形に近づけることができる
   ように配置されることを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記ビーム整形素子は光の入出射面と反
   射面とを有し、前記入出射面と前記反射面とは非平行な
   関係にあることを特徴とする請求項１に記載の光ピック
   アップ。
3. 【請求項３】 前記コリメートレンズおよび前記ビーム
   整形素子の相対位置を変化させることによって、光学系
   の非点収差を補正する調整機構をさらに備えたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記ビーム整形素子は、前記ファーフィ
   ールドパターンの実質上長軸方向の径を、入力光に対し
   て０．８５から０．９５の範囲で圧縮することを特徴と
   する請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアッ
   プ。
5. 【請求項５】 波長の異なる光を発する第１の光源と第
   ２の光源とを有し、 前記第１の光源と前記第２の光源で構成される２つの光
   学系において、前記コリメートレンズおよび前記ビーム
   整形素子を共用することを特徴とする請求項１から４の
   いずれかに記載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記コリメートレンズへの入射光軸およ
   び前記ビーム整形素子への入射光軸は、前記２つの光学
   系において互いに異なることを特徴とする請求項５に記
   載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】 前記第１の光源と前記コリメートレンズ
   との間に、および／または前記第２の光源と前記コリメ
   ートレンズとの間に配置された、光透過性の平行板また
   は非平行板をさらに備えたことを特徴とする請求項５ま
   たは６に記載の光ピックアップ。