JP2001338432A

JP2001338432A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2001338432A
Application number: JP2000155358A
Authority: JP
Inventors: Akira Miura; 章三浦; Yoshiharu Suzuki; 能晴鈴木
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-12-07
Also published as: US6816450B2; US20010048654A1

Abstract

(57)【要約】【課題】合成プリズムを用いることなく、小型化が可能
な２波長対応の光ピックアップ装置を提供すること。【解決手段】第１レーザビームを発する第１発光源３
６と、第１レーザビームと波長の異なる第２レーザビー
ムを発する第２発光源４０とが一体化された半導体レー
ザ素子５０を用いた光ピックアップ装置１００であり、
ビームスプリッタ５２に第１ハーフミラー機能面５２ｂ
と第２ハーフミラー機能面５２ｃを設け、第１レーザビ
ームをビームスプリッタ５２の第１ハーフミラー機能面
５２ｂを透過させた後、第２ハーフミラー機能面５２ｃ
で反射させ、再び第１ハーフミラー機能面５２ｂから出
射して２焦点レンズ５４に向かう光路と、第２レーザビ
ームが第１ハーフミラー機能面５２ｂで反射して２焦点
レンズ５４に向かう光路を一致するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＤＶＤ／ＣＤ用のコン
パチブル光ピックアップ装置等の読取り波長の異なる２
種類以上の記録媒体を読取り可能とした光ピックアップ
装置に関するものであり、特に波長の異なる２つのレー
ザビームを発するワンチップレーザーダイオードで構成
した半導体レーザ素子を用いた光ピックアップ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりＣＤ再生装置とＤＶＤ再生装置
の光ピックアップを共用するＤＶＤ／ＣＤコンパチブル
再生装置が盛んに提案され、１波長２焦点の光ピックア
ップを用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置や、１
波長２焦点の光ピックアップを用いたＤＶＤ／ＣＤコン
パチブル再生装置等の形態がある。

【０００３】ＣＤとＤＶＤの構造を比較すると、ＤＶＤ
の保護層の厚さはＣＤの保護層の約半分の厚さ（０．６
ｍｍ）なので、１焦点の光ピックアップを用いて双方の
光ディスクを再生する場合、ＤＶＤの情報記録面に最適
となるように光ビームを集光すると、ＣＤに対しては光
ビームが通過する保護層がＤＶＤより厚いので、光ビー
ムに球面収差等の収差が発生し、ＣＤの情報記録面に対
して最適に集光することができない。また、ＣＤとＤＶ
Ｄでは、記録のために形成される情報ピットの大きさが
異なるので、夫々の情報ピットを正確に読み取るために
は、夫々の情報ピットの大きさに対して最適な大きさの
ビームスポットをＣＤ又はＤＶＤの情報記録面上に形成
する必要がある。

【０００４】また、ビームスポットの大きさは、レーザ
ビームの波長と、当該レーザビームを情報記録面に集光
するための対物レンズの開口数との比に比例する。即
ち、レーザビームの波長を一定とすると、開口数が大き
くなるほどビームスポットが小さくなる。従って、１焦
点の光ピックアップでＣＤ及びＤＶＤを再生する場合、
レーザビームの波長を一定として、開口数を例えばＤＶ
Ｄの情報ピットに適合するように構成すると、ＣＤの情
報ピットに対しては、ビームスポットが小さくなり過
ぎ、当該ＣＤを再生する際の再生信号に歪みが生じ、正
確な読み取りが難しくなる。そこで、同一直線上の異な
る位置に焦点を結び、各情報ピットの大きさに対応して
適切な大きさのビームスポットを形成する２つのレーザ
ビームを照射することが可能な２焦点の光ピックアップ
を用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置が主流にな
っている。

【０００５】例えば、図１３に示す光ピックアップ装置
は、ＣＤ用の第１光源１０とＤＶＤ用の第２光源１５を
合成プリズムである第１ビームスプリッタ１３で合成
し、対物レンズと回折素子とで構成される２焦点レンズ
を用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置であり、構
成及び動作を簡単に説明する。

【０００６】同図において、第１光源１０は、第１駆動
回路１１からの駆動信号に応じてＣＤからの情報読取り
に最適な波長（７８０ｎｍ）のレーザビーム（破線にて
示す）を発生し、これを３ビームを生成するためのグレ
ーティング１２を介して第１ビームスプリッタ１３に照
射する。第１ビームスプリッタ１３は、第１光源１０か
らのレーザビームを反射し、反射光を第２ビームスプリ
ッタ１４に導く。

【０００７】一方、第１光源１０に対して９０度に配置
された第２光源１５は、第２駆動回路１６からの駆動信
号に応じてＤＶＤからの情報読取りに最適な波長（６５
０ｎｍ）のレーザビーム（実線にて示す）を発生し、グ
レーティング１７を介して第１ビームスプリッタ１３に
照射する。第1ビームスプリッタ１３は、第２光源１５
からのレーザビームを透過して第２ビームスプリッタ１
４に導く。

【０００８】第２ビームスプリッタ１４は、上記第１ビ
ームスプリッタ１３を介して供給されたレーザビーム、
即ち、第１光源１０又は第２光源１５からのレーザビー
ムをコリメータレンズ１８を介して２焦点レンズ１９に
導く。２焦点レンズ１９は、第２ビームスプリッタ１４
からのレーザビームを１点に集光したものを情報読取光
として、これをスピンドルモータ２０にて回転駆動され
る光ディスク２１の情報記録面に照射する。

【０００９】第１光源１０からのレーザビーム（破線に
て示す）は、光ディスク２１の情報記録面Ｃに焦点が合
うように、２焦点レンズ１９によって集光される。ま
た、第２光源１５からのレーザビーム（実線にて示す）
は、光ディスク２１の情報記録面Ｄに焦点が合うよう
に、２焦点レンズ１９によって集光される。

【００１０】上記２焦点レンズ１９からの情報読取光が
光ディスク２１に照射されることによって生じた反射光
は、２焦点レンズ１９及びコリメータレンズ１８を通過
し、第２ビームスプリッタ１４で反射され、非点収差発
生素子であるシリンドリカルレンズ２２を通過して光検
出装置２３に照射する。光検出装置２３は、照射された
光の光量に対応したレベルを有する信号を発生し、これ
を読取り信号として情報データ再生回路２４及びディス
ク判別回路２５に供給する。

【００１１】情報データ再生回路２４は、得られた読取
信号に基づいたデジタル信号を生成し、更にこのデジタ
ル信号に対して復調、及び誤り訂正を施して情報データ
の再生を行う。ディスク判別回路２５は、例えば本出願
人が特開平１０−２５５２７４号公報で開示しているよ
うに光ディスク２１にレーザビームを照射した際に形成
されるビームスポットの大きさに基づき光ディスク２１
の種別を識別し、これをコントローラ２６に供給する。
コントローラ２６は、ディスク識別信号に応じて、第１
駆動回路１１及び第２駆動回路１６の何れか一方を選択
的に駆動状態にすべ駆動制御する。コントローラ２６
は、ディスク判別回路２５からＣＤを示すディスク種別
信号が得られた場合は、第１駆動回路１１だけを駆動す
る。従って、第１光源１０から発射されたレーザビーム
は、グレーティング１２、第１ビームスプリッタ１３、
第２ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１８及び
２焦点レンズ１９からなる光学系を介して光ディスク２
１に照射される。そして、光ディスク２１の情報記録面
で反射した反射光（戻り光）は、２焦点レンズ１９及び
コリメータレンズ１８を通過し、第２ビームスプリッタ
１４で反射され、シリンドリカルレンズ２２を通過して
光検出装置２３に照射される。

【００１２】また、コントローラ２６は、ディスク判別
回路２５からＤＶＤを示すディスク種別信号が得られた
場合は、第２駆動回路１６だけを駆動する。従って、第
２光源１５から発射されたレーザビームは、グレーティ
ング１７、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプ
リッタ１４、コリメータレンズ１８及び２焦点レンズ１
９からなる光学系を介して光ディスク２１に照射され
る。即ち、ＣＤ等のように比較的低記録密度の光ディス
ク２１からの情報読み取りに最適な波長を有するレーザ
ビームを発生する第1光源１０と、ＤＶＤのように高記
録密度の光ディスク２１からの情報読み取りに最適な波
長を有するレーザビームを発生する第２光源１５とを備
えておき、再生対象となる光ディスク２１の種別に対応
した方を択一的に選択するようにしている。そして、光
ディスク２１の情報記録面で反射した反射光（戻り光）
は、２焦点レンズ１９及びコリメータレンズ１８を通過
し、第２ビームスプリッタ１４で反射され、シリンドリ
カルレンズ２２を通過して光検出装置２３に照射され
る。

【００１３】以上説明したように、２つの光源を必要と
するＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置は、光源が１つ
の光ピックアップ装置に比して、合成プリズムが必要と
なりコスト高となると共に、第１光源１０を第１ビーム
スプリッタ１３の一方の面から照射した場合は、第２光
源１５は、第１光源１０に対して直角となる他方の面か
ら照射する必要があり、光学系を配置する空間が大きく
なり、光ピックアップ装置が大型化すると云う問題があ
った。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み成されたものであり、その目的は合成プリズムを
用いることなく、小型化が可能な２波長対応の光ピック
アップ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明に係る光ピックアップ装置は、
第１レーザビームを発する第１発光源と、該第１発光源
に近接配置された第１レーザビームとは波長の異なる第
２レーザビームを発する第２発光源とが一体化された発
光手段と、第１及び第２レーザビームを記録媒体に向け
て導くとともに該記録媒体で反射された反射ビームを光
検出手段に向けて導くビームスプリッタとを有し、読取
り波長の異なる記録媒体の情報を読取り可能な光ピック
アップ装置であって、ビームスプリッタは第１及び第２
ハーフミラー機能面を含んで構成され、発光手段から出
射された第１及び第２レーザビームの何れか一方は第１
ハーフミラー機能面で反射されることで記録媒体に向け
て導かれ、他方は第１ハーフミラー機能面を透過した後
に第２ハーフミラー機能面で反射され更に第１ハーフミ
ラー機能面を透過することで記録媒体に導くように構成
する。

【００１６】また、請求項２に記載の発明に係る光ピッ
クアップ装置は、請求項１に記載の光ピックアップ装置
であって、第１及び第２ハーフミラー機能面は発光手段
から出射された第１及び第２レーザビームに対して傾斜
して構成する。

【００１７】また、請求項３に記載の発明に係る光ピッ
クアップ装置は、請求項１及び２に記載の光ピックアッ
プ装置であって、第１及び第２ハーフミラー機能面は略
平行な面であることを特徴とする。

【００１８】また、請求項４に記載の発明に係る光ピッ
クアップ装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の光ピ
ックアップ装置であって、記録媒体で反射された第１及
び第２レーザビームは第１ハーフミラー機能面を透過し
た後に第２ハーフミラー機能面を透過することで光検出
手段に導かれることを特徴とする。

【００１９】また、請求項５に記載の発明に係る光ピッ
クアップ装置は、請求項１乃至４の何れかに記載の光ピ
ックアップ装置であって、記録媒体から反射された光に
非点収差を付与する平行平板が第２ハーフミラー機能面
に固着されることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、読取波長の異なるＤＶＤとＣＤ又はＣＤＲを再生す
る光ピックアップ装置を例として説明する。尚、再生さ
れる記録媒体メディアはこれらに限られることはなく、
読取波長の異なる複数のディスクを再生する光ピックア
ップ装置であれば本発明は適用可能である。

【００２１】図１は、本発明の第１実施形態による光ピ
ックアップ装置１００の要部構成図であり、図に基づき
光ピックアップ装置１００の構成を説明する。

【００２２】光ピックアップ装置１００は、発光手段で
ある２波長のレーザビームを出射する半導体レーザ素子
５０と、出射されたレーザビームからトラッキングエラ
ー生成用の一対のサブビームを生成するグレーティング
レンズ５１と、半導体レーザ素子５０から発射されたレ
ーザビームを反射して光ディスク５５に導くと共に、光
ディスク５５の情報記録面から反射されたレーザビーム
を透過して光検出装置６０に向かう方向に導くハーフミ
ラー機能面を有するビームスプリッタ５２と、レーザビ
ームを平行光に変換するコリメータレンズ５３と、波長
の異なるレーザビームを集束して各々所定の位置に集光
する２焦点レンズ５４と、非点収差発生素子であるシリ
ンドリカルレンズ５６と、光検出手段である光検出装置
６０とで構成している。

【００２３】なお、本実施形態はフォーカスサーボ調整
は非点収差法で行ない、トラッキングサーボ調整は３ビ
ーム法で行うものである。また、半導体レーザ素子５０
の駆動回路やディスク判別回路等の電気回路は従来例と
同様であり省略してある。

【００２４】半導体レーザ素子５０は、ＤＶＤ読取り用
で波長が６５０ｎｍの第１レーザビームと、ＣＤ及びＣ
ＤＲ読取り用で波長が７８０ｎｍの第２レーザビームの
２波長を発射するワンチップレーザーダイオード３０で
あり、その構造を図２及び図３に示した。図２はワンチ
ップレーザーダイオード３０の断面図であり、図３はワ
ンチップレーザーダイオード３０のサブマウント図であ
る。

【００２５】ワンチップレーザーダイオード３０は、図
２に示すように外形寸法が３００μｍ×４００μｍ×１
００〜１２０μｍ程度のＧａＡｓ基板３１上に、ｎ型の
ＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＰ層３３と、ＡｌｘＧａＹ
Ｉｎ１−Ｘ−ＹＰ活性層３４と、ｐ型のＡｌＸＧａＹＩ
ｎ１−Ｘ−ＹＰ層３５を積層し、活性層３４の中央に波
長６５０ｎｍの第１レーザビームを発光する第１発光源
となる第1発光部３６が形成されると共に、ｎ型のＡｌ
ＸＧａ１−ＸＡｓ層３７と、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ活性
層３８と、Ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ層３９を積層
し、活性層３８の中央に波長７８０ｎｍの第２レーザビ
ームを発光する第２発光源となる第２発光部４０が形成
され、厚さ４μｍ程度の２つの活性層３４、３８は分離
溝３２により分離された構造になっている。従って、第
１発光部３６と第２発光部４０は、分離溝３２により略
１００μｍ隔てて配置された構造になっている。

【００２６】また、ワンチップレーザーダイオード３０
は、ＧａＡｓ基板３１の底面側に共通電極４１が、第1
発光源の天面側に第1発光部３６用のＡｕ電極４２が、
第２発光源の天面側に第２発光部４０用のＡｕ電極４３
が夫々形成されている。つまり、ワンチップレーザーダ
イオード３０は第１及び第２発光源の一方の電極が共通
電極として形成された半導体レーザ素子５０である。

【００２７】尚、一般に「ワンチップ」の素子とは、ワ
ンチップ上に種類の異なる２つの活性層を選択成長法等
で作りこむことで、２波長のレーザビームを出力できる
ようにした素子を意味しているが、本発明においてはこ
の形態に限らず、１波長のレーザビームを発する２つの
レーザ素子をハイブリッド的に例えばシリコンウェーハ
上に配置して形成した素子、即ち、２つの１波長レーザ
素子を一体化してユニット化したものも対象とする。

【００２８】また、ワンチップレーザーダイオード３０
は、図３に示すように、２つのＡｌ電極４５、４６が形
成されたシリコンウェーハ４４上に載置したサブマウン
トの形態で使用される。つまり、サブマウントは、６５
０ｎｍ発光素子用のＡｌ電極４５と７８０ｎｍ発光素子
用のＡｌ電極４６が形成されたシリコンウェーハ４４上
に、共通電極４１を上にしてワンチップレーザーダイオ
ード３０を載置し、第1発光部３６用のＡｕ電極４２と
第２発光部４０用のＡｕ電極４３を２つのＡｌ電極４
５、４６に夫々半田付けしたものであり、共通電極４１
及び２つのＡｌ電極４５、４６に図示しない引出線を半
田付けして使用される。

【００２９】そして、共通電極４１とＡｌ電極４５間に
所定の電圧が印可されると発光窓４７から波長６５０ｎ
ｍの第１レーザビームが出射され、共通電極４１とＡｌ
電極４６間に所定の電圧が印可されると発光窓４８から
波長７８０ｎｍの第２レーザビームが出射される。第１
及び第２レーザビームのビーム形状は、何れも図に示す
ように楕円形状をしている。そして、サブマウント状の
ワンチップレーザーダイオード３０は、例えば図示しな
い発光窓と複数の出力端子を設けたケースに収納され、
半導体レーザ素子５０として用いられる。

【００３０】次に、半導体レーザ素子５０から出射され
る第１及び第２レーザビームの光路について説明する。

【００３１】半導体レーザ素子５０は、上述したように
同一チップ上に波長６５０ｎｍの第１レーザビームを発
する第１発光部３６と、波長７８０ｎｍの第２レーザビ
ームを発する第２発光部４０が略１００μｍの間隔で形
成されている。従って、図１に示すように半導体レーザ
素子５０から出射されてビームスプリッタ５２に向かう
第1レーザビームの出射光Ｌｄの光路と、半導体レーザ
素子５０から出射されてビームスプリッタ５２に向かう
第２レーザビームの出射光Ｌｃの光路は、若干異なる。
例えば第1発光部３６をその主光線が対物レンズ５４の
中心軸と一致するように配置した場合、第２発光部４０
の主光線は自ずと対物レンズ５４の中心軸上から離れて
位置する。従って、第１発光部３６から出射された第１
レーザビームは、ビームスプリッタ５２で反射されて対
物レンズ５４の中心軸上を通過する光路を形成するが、
第２発光部４０から出射された第２レーザビームは、ビ
ームスプリッタ５２で反射され対物レンズ５４の中心軸
線とは異なる光路を形成する。なお、第１発光部３６と
第２発光部４０は、何れか一方が選択駆動されるので第
1レーザビームと第２レーザビームの光路が同時に形成
されることはない。

【００３２】一般に光源と対物レンズで構成される光学
系において、光源は対物レンズの中心軸上に配置して用
いられるが、上述したように一方の光源が対物レンズの
中心軸上から外れた場合は、像高による収差が発生す
る。この像高と収差の関係を図４及び図５を用いて説明
する。

【００３３】図４に示すように光源ＥｉをレンズＬの中
心軸Ｙ上に配置した場合は、ビームスポット径が最も小
さくなることが分かっている。従って、レンズＬの中心
軸Ｙに位置する光源Ｅｉは、理想の発光点とすることが
できる。しかし、光源の中心Ｅａと光軸Ｙとが一致しな
い場合は、像高Ｈとなり、収差が発生する。収差は、レ
ンズＬの中心軸から離れるほどビームスポット径が大き
くなり、読取信号に悪影響を及ぼすものであるためでき
るだけ少なくすることが望ましい。

【００３４】また、図５はＣＤ又はＤＶＤの再生時の像
高と収差の関係を示すものであり、点線はＤＶＤを再生
する時の像高と収差の関係を示し、実線はＣＤを再生す
る時の像高と収差の関係を示している。

【００３５】同図から分かるように、ＤＶＤ再生時にお
ける収差はＣＤ再生時の収差に比べて像高に拘らず大き
く、ＤＶＤ再生時における収差の増加の割合（点線の傾
き）は、ＣＤ再生時の収差の増加の割合（実線の傾き）
に比べて大きい。また、像高＝０の場合、即ち発光点を
光軸上に配置する場合においても、ＤＶＤ再生時におけ
る収差は、ＣＤ再生時の収差に比べて大きい。これは、
読取りに用いるレーザビームの波長に対応して対物レン
ズの開口数を異ならせていることによる。すなわち、Ｄ
ＶＤは波長６５０ｎｍのレーザビームを開口数が０．６
の対物レンズにより読取り、ＣＤは波長７８０ｎｍのレ
ーザビームを開口数０．４５の対物レンズを用いて読取
るが、開口数が大きいレンズほど収差を抑えた設計が難
しくなるため、図５に示した収差の関係が生じるのであ
る。その結果、ＤＶＤのように短波長のレーザビームを
開口数の大きい対物レンズによって読取る場合は、ＣＤ
のように長波長のレーザビームを開口数の小さい対物レ
ンズによって読取る場合に比べて像高ズレの悪影響を受
け易いのである。

【００３６】そこで、本発明の光ピックアップ装置１０
０は、第１及び第２ハーフミラー面を機能面を５２ｂ、
５２ｃを有するビームスプリッタ５２を用いることを主
たる特徴とし、半導体レーザ素子５０から出射された第
１及び第２レーザビームのうち対物レンズの中心軸に一
致していない方のレーザビームをこれら２つのハーフミ
ラー機能面を経由することで、対物レンズの中心軸に一
致させるようにしている。

【００３７】ここで、本実施形態に用いられるビームス
プリッタ５２の特性及び構成を図６及び図７を用いて説
明する。尚、図６はビームスプリッタ５２の第１及び第
２ハーフミラー機能面５２ｂ、５２ｃの透過反射特性を
示し、図７はビームスプリッタ５２の側面構造図であ
る。

【００３８】ビームスプリッタ５２は、透光性に優れた
樹脂又はガラス等の透明平板５２ａ上の半導体レーザ素
子５０に対向する面に第１ハーフミラー機能面５２ｂを
薄いアルミ等の金属を膜状に形成し、他方の面に第１ハ
ーフミラー機能面５２ｂと略平行となる第２ハーフミラ
ー機能面５２ｃを薄い金属を膜状に形成し、膜厚等を調
整することで図６に示す透過反射特性を得ている。

【００３９】ビームスプリッタ５２の第1ハーフミラー
機能面５２ｂは、図６（Ａ）に示すように、第１レーザ
ビームの波長（６５０ｎｍ）を１００％透過すると共
に、第２レーザビームの波長（７８０ｎｍ）に対して透
過率（Ｔ）と反射率（Ｒ）が共に５０％となる透過反射
特性を有している。また、ビームスプリッタ５２の第２
ハーフミラー機能面５２ｃは、図６（Ｂ）に示すよう
に、第２レーザビームの波長（７８０ｎｍ）を１００％
透過すると共に、第１レーザビームの波長（６５０ｎ
ｍ）に対して透過率（Ｔ）と反射率（Ｒ）が共に５０％
となる透過反射特性を有している。

【００４０】次に、ビームスプリッタ５２で第１レーザ
ビームの光路が偏向される動作を図７を用いて説明す
る。図７は、図１に示した構成図のビームスプリッタ５
２部分だけを拡大して示している。尚、ビームスプリッ
タ５２は、半導体レーザ素子５０の２つの発光窓４７、
４８に対して傾斜（例えば略４５度）して配置されてい
るので、半導体レーザ素子５０から出射される第1及び
第２レーザビームは、ビームスプリッタ５２と対向する
面に対して傾斜して入射する。

【００４１】図７（Ａ）に示すように、半導体レーザ素
子５０から出射された第１レーザビームの出射光Ｌｄ
（図中点線）は、ビームスプリッタ５２の第1ハーフミ
ラー機能面５２ｂの例えば図中ａ点に入射する。第１ハ
ーフミラー機能面５２ｂは、上述したように第１レーザ
ビームを１００％透過する特性を有しているので、第１
ハーフミラー機能面５２ｂに入射した第１レーザビーム
は、第１ハーフミラー機能面５２ｂ及び透明平板５２ａ
を透過し、樹脂又はガラス等の材質で決まる屈折率で屈
折されて第２ハーフミラー機能面５２ｃの例えば図中ｂ
点に到達する。第２ハーフミラー機能面５２ｃは、第１
レーザビームを５０％透過し、５０％反射する特性を有
しているので、第２ハーフミラー機能面５２ｃに入射し
た第1レーザビームは、その一部が反射されて、第１ハ
ーフミラー機能面５２ｂの例えば図中ｃ点から出射して
対物レンズ５４の中心軸上に向かう入射光Ｌｆとなる。

【００４２】一方、半導体レーザ素子５０から出射され
た第２レーザビームの出射光Ｌｃ（図中実線）は、ビー
ムスプリッタ５２の第1ハーフミラー機能面５２ｂの例
えば図中ｃ点に入射する。第１ハーフミラー機能面５２
ｂは、第２レーザビームに対して５０％透過し、５０％
反射する特性を有しているので、第１ハーフミラー機能
面５２ｂに入射した第２レーザビームは、その一部が反
射されて、対物レンズ５４の中心軸上に向かう入射光Ｌ
ｆとなる。つまり、第２レーザビームの入射光Ｌｆは、
第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点に入射するように
した場合は、第１レーザビームの入射光Ｌｆと一致させ
ることができる。

【００４３】第１ハーフミラー機能面５２ｂのａ点から
入射し、第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点から出射
した後の第1レーザビームの光路は、ビームスプリッタ
５２を構成する透明平板５２ａの屈折率と板厚Ｗで決ま
る。例えば、図７（Ａ）に示すように透明平板５２ａの
板厚をＷ１とした時、第1ハーフミラー機能面５２ｂの
ａ点とｃ点の間隔は、間隔ｄ１が得られたとする。次
に、図７（Ｂ）に示すように透明平板５２ａの板厚をＷ
１よりも厚い板厚Ｗ２（Ｗ２＞Ｗ１）とすると、第１ハ
ーフミラー機能面５２ｂのａ点とｃ点の間隔ｄ２は、上
記間隔ｄ１よりも大きくなる（ｄ２＞ｄ１）。屈折率
は、透明平板５２ａを形成する材料で一義的に決まるも
のなので、板厚Ｗを厚くすれば間隔ｄは広くなり、板厚
Ｗを薄くすれば間隔ｄは狭くなる。

【００４４】そこで、本実施形態で用いるビームスプリ
ッタ５２は、第１レーザビームが入射する第１ハーフミ
ラー機能面５２ｂのａ点と、第２ハーフミラー機能面５
２ｃで反射され、第１ハーフミラー機能面５２ｂから出
射するｃ点の間隔ｄを、半導体レーザ素子５０の第１発
光部３６と第２発光部４０との間隔（１００μｍ）と等
しくなるようにビームスプリッタ５２の板厚を設定して
いる。

【００４５】従って、第１発光部３６から出射された第
1レーザビームは、ビームスプリッタ５２の第１ハーフ
ミラー機能面５２ｂのａ点を透過し、第２ハーフミラー
機能面５２ｃで反射され、第１ハーフミラー機能面５２
ｂのｃ点から出射して対物レンズ５４ｂの中心軸上に向
かう入射光Ｌｆの光路を形成する。

【００４６】また、第２発光部４０から出射された第２
レーザビームは、第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点
で反射され、対物レンズ５４ｂの中心軸上に向かう第１
レーザビームと同一の入射光Ｌｆの光路が形成される。
つまり、透明平板５２ａの材質と板厚を設定することで
第１レーザビームと第２レーザビームの入射光Ｌｆの光
路を一致させることができる。従って、第１レーザビー
ムと第２レーザビームは、共に像高による収差の影響を
受けることなく光ディスク５５の情報記録面に最適なビ
ームスポットを形成することができる。

【００４７】次に、図１を用いて記録媒体としてＤＶＤ
及びＣＤを再生する場合の動作を説明する。尚、本発明
の実施形態の光ピックアップ装置１００は、従来例と同
様ディスク判別を行い、当該ディスク判別結果に基づい
て、半導体レーザ素子５０の一方の発光源だけを選択駆
動するようにしている。

【００４８】ＤＶＤの光ディスク５５を再生する場合に
おいて、半導体レーザ素子５０から出射された第１レー
ザビームの出射光Ｌｄ（図中実線で示す）は、グレーテ
ィングレンズ５１を介してビームスプリッタ５２の第1
ハーフミラー機能面５２ｂのａ点に入射し、第２ハーフ
ミラー機能面５２ｃで反射され、再び第１ハーフミラー
機能面５２ｂのｃ点から出射して第１レーザビームの入
射光Ｌｆとなる。第１レーザビームの入射光Ｌｆは、コ
リメータレンズ５３によって平行な光束にされた後、２
焦点レンズ５４に入射する。２焦点レンズ５４に入射し
た第１レーザビームは、回折素子５４ａにより０次光、
±1次光及びその他の高次光に回折されるが、ＤＶＤの
再生には０次光を用いるので、対物レンズ５４ｂは第１
レーザビームの０次光を光ディスク５５の情報記録面Ｄ
上に集光する。

【００４９】そして、ＤＶＤの情報記録面Ｄで反射され
た第１レーザビームの戻り光Ｌｒは、２焦点レンズ５４
及びコリメータレンズ５３を通過し、ビームスプリッタ
５２の第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点に入射し、
その一部が第２ハーフミラー機能面５２ｃのｂ点から出
射してシリンドリカルレンズ５６を通過して光検出装置
６０に入射する。

【００５０】一方、ＣＤの光ディスク５５を再生する場
合において、半導体レーザ素子５０から出射された第２
レーザビームの出射光Ｌｃ（図中実線で示す）は、グレ
ーティングレンズ５１を介してビームスプリッタ５２の
第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点に入射し、一部が
反射されて第２レーザビームの入射光Ｌｆとなる。第２
レーザビームの入射光Ｌｆは、コリメータレンズ５３に
よって平行な光束にされた後、ニ焦点レンズ５４に入射
する。ニ焦点レンズ５４に入射した第２レーザビーム
は、回折素子５４ａにより０次光、±１次光及びその他
の高次光に回折されるが、ＣＤの再生には±１次光の何
れか一方を用いるので、対物レンズ５４ｂは回折素子５
４ａにより回折された第２レーザビームの入射光Ｌｆの
±１次光を光ディスク５５の情報記録面Ｃ上に集光す
る。

【００５１】そして、ＣＤの情報記録面Ｃで反射された
第２レーザビームの戻り光Ｌｒは、ニ焦点レンズ５４及
びコリメータレンズ５３を通過し、ビームスプリッタ５
２の第１ハーフミラー機能面５２ｂのｃ点に入射し、そ
の一部が透過され第２ハーフミラー機能面５２ｃのｂ点
から出射たてシリンドリカルレンズ５６を通過して光検
出装置６０に入射する。

【００５２】光検出装置６０は、図８に示すように３ビ
ーム法及び非点収差検出法に対応して構成したものであ
り第１及び第２レーザビームのメインビームＭを受光
し、フォーカスエラーＦＥ信号を生成する分割領域１、
２、３、４に４分割された検出部６１と、第１及び第２
レーザビームのサブビームＳ１、Ｓ２を受光し、トラッ
キングエラーＴＥ信号生成に用いられる２つの副検出部
６２ａ、６２ｂが検出部６１を挟んだ両側に配置され、
各々の検出部は基板６４上に設けられている。

【００５３】次に、本実施形態に用いられる３ビーム法
及び非点収差法の概要について、図９及び図１０に基づ
いて説明する。３ビーム法は、図９に示すように２つの
サブビームスポットＳ１、Ｓ２をメインビームスポット
Ｍに対して夫々逆向きにＱだけオフセットさせる。オフ
セット量Ｑは、トラックピッチＰの約１／４とされる。
各サブビームスポットＳ１、Ｓ２による反射光は、副検
出部６３ａ、６３ｂで夫々検出され、その検出出力の差
分がトラッキングエラーＴＥ信号となる方式である。

【００５４】非点収差法を行う４分割検出部６１は、図
１０（Ｂ）に示したように、ビームスポットが真円形状
の場合、互いに対角線上にある受光部に照射されるビー
ムスポットの面積は等しくなり、フォーカスエラーＦＥ
信号成分は「０」となる。また、フォーカスが合ってい
ない場合は、シリンドリカルレンズ５６の非点収差特性
により、図１０（Ａ）又は図１０（Ｃ）に示すように対
角線方向に楕円形状のビームスポットが形成される。こ
の場合、一方の対角線上にある受光部に照射されるビー
ムスポットの面積と他方の受光部の面積が異なり、フォ
ーカスエラーＦＥ信号として出力される。そして４つの
各受光面に結像されたスポット像に応じて電気信号を復
調回路及びエラー検出回路に供給する。

【００５５】次に、本発明の第２実施形態による光ピッ
クアップ装置１２０について図１１を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態と比べてビームスプリッタ
５７に関する構成が異なるものであり、その他の構成は
第１実施形態と同一である。

【００５６】上述したように第１実施形態のビームスプ
リッタ５２は、第１レーザビームが入射する第１ハーフ
ミラー機能面５２ｂのａ点と、第２ハーフミラー機能面
５２ｃで反射され、第１ハーフミラー機能面５２ｂから
出射するｃ点の間隔ｄを、半導体レーザ素子５０の第１
発光部３６と第２発光部４０との間隔と等しくなるよう
にビームスプリッタ５２の板厚を調整して設定している
が、本実施形態のビームスプリッタ５７は、図１１に示
すように第２ハーフミラー機能面５７ｃを第１ハーフミ
ラー機能面５７ｂに対して傾斜して設けている。

【００５７】第１実施形態のビームスプリッタ５２は、
透明平板５２ａに第１ハーフミラー機能面５２ｂと第２
ハーフミラー機能面５２ｃを形成しているので、第１ハ
ーフミラー機能面５２ｂのａ点とｃ点の間隔ｄは、透明
平板５２ａの材質と板厚で一義的に決められてしまう。
しかし、本実施形態のビームスプリッタ５７は、第１実
施形態の透明平板５２ａの板厚による調整に加えて第２
ハーフミラー機能面５７ｃの傾斜角度を調整すること
で、第１レーザビームと第２レーザビームの主光線併せ
の自由度を高めている。つまり、ビームスプリッタ５７
の設計自由度を増すことができるのである。

【００５８】次に、本発明の第３実施形態による光ピッ
クアップ装置１３０について図１２を用いて説明する。
図１２は、図１に示した第１実施形態に対してビームス
プリッタ５２の第２ハーフミラー機能面５２ｃに透光性
の良いガラス等からなる平行平板５８を固着し、且つシ
リンドリカルレンズ５６を削除した応用例である。従っ
て、本実施形態は、図１に示した第１実施形態に対し
て、ビームスプリッタ５２に平行平板５８を密着配置す
ると共に、シリンドリカルレンズ５６を省いた構成で示
され、その他は第１実施形態と同一である。

【００５９】一般に光は、平行平板５８に対して傾斜し
て入射すると非点収差を発生する特性を有している。本
発明の光ピックアップ装置１３０を構成するビームスプ
リッタ５２は、対物レンズ５４に対して傾斜して配置し
ているので、図１２に示すようにビームスプリッタ５２
に密着して平行平板５８を設ければ、光ディスク５５の
情報記録面で反射され、ニ焦点レンズ５４及びコリメー
タレンズ５３を通過し、ビームスプリッタ５２を透過す
るレーザビームは、平行平板５８を斜めによぎることと
なりレーザビームのメインビームに非点収差が与えられ
て光検出装置６０に照射される。従って、シリンドリカ
ルレンズ５６を省いても第１実施形態と同様の効果を得
ることができる。また、ビームスプリッタ５２と平行平
板５８を密着して配置することができるので、光学系の
小型化が可能となる。

【００６０】以上説明した本発明の各実施形態による光
ピックアップ装置は、コリメータレンズ５３を用いて、
発散光を平行光にして無限光学系で構成したが、これに
限らず有限光学系で構成しても良い。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、光ピックアップ装置を
構成するビームスプリッタに第１及び第２ハーフミラー
機能面を設け、発光手段から出射された第１及び第２レ
ーザビームの何れか一方は第１ハーフミラー機能面で反
射されることで記録媒体に向けて導かれ、他方は第１ハ
ーフミラー機能面を透過した後に第２ハーフミラー機能
面で反射され更に第１ハーフミラー機能面を透過するこ
とで記録媒体に導かれるように構成することで、光学部
品の点数を増やすことなく２波長の像高ズレを補正する
ことができ、小型で実用的な２波長対応の光ピックアッ
プ装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1実施形態による光ピックアップ装
置の構成図。

【図２】本発明の光ピックアップ装置に用いられる半導
体レーザ素子の構造図。

【図３】本発明の光ピックアップ装置に用いられる半導
体レーザ素子のサブマウント構造図。

【図４】光源とレンズの中心軸との関係を示す図。

【図５】像高と収差の関係を示す図。

【図６】本発明の光ピックアップ装置に用いられるビー
ムスプリッタの第1及び第２ハーフミラー機能面の透過
反射特性を示す図。

【図７】本発明の光ピックアップ装置に用いられるビー
ムスプリッタの拡大図。

【図８】本発明の光ピックアップ装置に用いられる光検
出装置の平面図。

【図９】３ビーム法を説明するために用いた図。

【図１０】非点収差法を説明するために用いた図。

【図１１】本発明の第２実施形態による光ピックアップ
装置の構成図。

【図１２】本発明の第３実施形態による光ピックアップ
装置の構成図。

【図１３】従来例における光ピックアップ装置の構成
図。

【符号の説明】

３６・・・第１発光源４０・・・第２発光源５０・・・半導体レーザ素子５１・・・グレーティングレンズ５２・・・ビームスプリッタ５２ａ・・ガラス平板５２ｂ・・第１ハーフミラー機能面５２ｃ・・第２ハーフミラー機能面５３・・・コリメータレンズ５４・・・２焦点レンズ５５・・・光ディスク５６・・・シリンドリカルレンズ６０・・・光検出装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H042 DA02 DA11 DA12 DB01 DB02 DD01 DE00 5D119 AA04 AA41 BA01 EC45 EC46 EC47 FA05 FA08 JA09 JA11 JA17 JA26 JA27 5F073 AB06 AB21 AB25 AB27 BA05 CA05 CA14 FA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１レーザビームを発する第１発光源
と、該第１発光源に近接配置された前記第１レーザビー
ムとは波長の異なる第２レーザビームを発する第２発光
源とが一体化された発光手段と、前記第１及び第２レーザビームを記録媒体に向けて導く
とともに該記録媒体で反射された反射ビームを光検出手
段に向けて導くビームスプリッタとを有し、読取り波長
の異なる記録媒体の情報を読取り可能な光ピックアップ
装置であって、前記ビームスプリッタは第１及び第２ハーフミラー機能
面を含んで構成され、前記発光手段から出射された前記第１及び第２レーザビ
ームの何れか一方は前記第１ハーフミラー機能面で反射
されることで記録媒体に向けて導かれ、他方は前記第１
ハーフミラー機能面を透過した後に前記第２ハーフミラ
ー機能面で反射され更に前記第１ハーフミラー機能面を
透過することで記録媒体に導かれることを特徴とする光
ピックアップ装置。
【請求項２】前記第１及び第２ハーフミラー機能面は
前記発光手段から出射された前記第１及び第２レーザビ
ームに対して傾斜していることを特徴とする請求項１に
記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】前記第１及び第２ハーフミラー機能面は
略平行な面であることを特徴とする請求項１及び２に記
載の光ピックアップ装置。
【請求項４】前記記録媒体で反射された第１及び第２
レーザビームは前記第１ハーフミラー機能面を透過した
後に前記第２ハーフミラー機能面を透過することで前記
光検出手段に導かれることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】前記記録媒体から反射された光に非点収
差を付与する平行平板が前記第２ハーフミラー機能面に
固着されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
に記載の光ピックアップ装置。