JP2002367216A - 光ピックアップ装置，光ピックアップ装置に用いられる光学機能素子および光学機能素子の製造方法ならびに情報記録／再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ピックアップ装置において、部品精度，組
付精度を緩和できる検出光学系を実現する。 【解決手段】 光源１１と光路分離機能層１２との間
に、光源１１からの発散光を略平行光にするコリメート
機能領域を有するコリメートレンズ機能層１７を備えた
光ピックアップ装置において、光路分離機能層１２から
の光路分離光を、前記コリメート機能領域外を通過する
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に対
して光学的に情報の記録および／または再生を行うため
に用いられる光ピックアップ装置，この光ピックアップ
装置に用いられる光学機能素子、および光学機能素子の
製造方法、ならびにこの光ピックアップ装置を搭載した
情報記録／再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、リムーバル性用途を重視して、超
小型のピックアップのニーズが増している。このような
ピックアップとして、例えば特開平１１−３２８７１７
号公報に記載されているような積層型ピックアップ装置
が知られている。

【０００３】しかしながら、特開平１１−３２８７１７
号公報に記載された積層型ピックアップ装置に係る技術
において、薄型化へのアプローチはなされていない。こ
の理由は、検出光と照明光の分離を行うための光路分離
素子である回折素子が、光源の近くに形成されているこ
とにあり、回折素子と集光素子を近づけることにより薄
型化を図ることができる。このような構成例として、特
開平６−２５１４１０号公報，特開平７−５００３２号
公報に記載された光ピックアップ装置を例示することが
できる。

【０００４】一方、近年の高速化の流れに伴ないディス
ク面における高パワー化の要求がある。前記構成例では
有限系の光学系であるために照明系の効率が低い。この
ような課題の解決手段として、特開平８−２２６２４号
公報に記載された光ピックアップ装置をあげることがで
きる。この光ピックアップ装置においては、光路途中に
コリメートレンズを配置しているとともに、くさび型プ
リズムあるいはアナモフィックレンズの使用が記載され
ている。照明系光路に前記のような機能を具備させるこ
とにより、照明系のパワーマージンが確保できたり、デ
ィスク面上の光スポットを絞り込むことが可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記特開平８−２２６
２４号公報に記載された光ピックアップ装置の構成は、
照明系光路にコリメートレンズ，くさび型プリズム，ア
ナモフィックレンズを挿入することによりスポットを絞
ることができ、照明系における効率の確保という点では
優れている。

【０００６】しかしながら、前記特開平８−２２６２４
号公報に記載された光ピックアップ装置の構成では、デ
ィスク面からの反射光の回折分離光が、コリメートレン
ズに再び入射してしまっている。このような構成である
と、コリメートレンズの公差が検出ビームに大きく影響
することになる。また光学系を設計する際にも、コリメ
ートレンズを含めた設計を行う必要があり、設計の自由
度が制約されてしまうという問題がある。例えば受光素
子と光源の両素子とか干渉しないように、ある程度の間
隔を確保したい場合には、コリメートレンズの有効径、
あるいはパワーといったパラメータを考慮する必要があ
る。

【０００７】本発明の目的は、前記従来の課題を解決
し、光路分離部において形成される回折ビームが、照明
光路中に設置されたコリメートレンズ，プリズム，アナ
モフィックレンズなどの領域を通過しないように構成に
して、部品精度，取付精度の緩和を図るようにした光ピ
ックアップ装置を提供することにあり、さらに、この光
ピックアップ装置に用いられる光学機能素子、および光
学機能素子の製造方法、ならびにこの光ピックアップ装
置を搭載した情報記録／再生装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、光ビームを出射する光源
と、光ビームを情報記録媒体に集光するための対物レン
ズ機能層と、情報記録媒体で反射された光ビームを照明
系光路に対して光路分離する光路分離機能層と、光路分
離された光ビームを受光して情報記録媒体の情報を検出
する光検出機能層と、前記光源と前記光路分離機能層と
の間に前記光源からの発散光を略平行光にするコリメー
ト機能領域を有するコリメート機能層を備えた光ピック
アップ装置であって、前記光路分離機能層からの光路分
離光が、前記コリメート機能領域外を通過する構成にし
たことを特徴とし、この構成によって、光路分離機能層
からの光路分離光である検出ビームはコリメート機能領
域を通過しないため、検出ビームがコリメート機能領域
の変動の影響を受けず、コリメート機能領域を考慮せず
に、自由度の高い検出光学系の設計が可能となる。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１記載の
光ピックアップ装置において、光源と光路分離機能層と
の間に、照明系光路中の光ビームの波形整形を行うビー
ム整形領域を有するビーム整形機能層を備え、光路分離
機能層からの光路分離光が、ビーム整形領域外を通過す
る構成にしたことを特徴とし、この構成によって、照明
系光路中の光ビームの波形整形が行われ、情報記録媒体
上のビームスポットを絞り、記録再生能力を向上させる
ことができ、また光路分離機能層からの光路分離光であ
る検出ビームをビーム整形機能領域を通過しないため、
検出ビームがビーム整形機能領域の変動の影響を受け
ず、ビーム整形機能領域を考慮せずに、自由度の高い検
出光学系の設計が可能となる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、光ビームを出射
する光源と、光ビームを情報記録媒体に集光するための
対物レンズ機能層と、情報記録媒体で反射された光ビー
ムを照明系光路に対して光路分離する光路分離機能層
と、光路分離された光ビームを受光して情報記録媒体の
情報を検出する光検出機能層と、前記光源からの発散光
を平行光にするとともに波形整形を行うアナモルフィッ
ク機能領域を有するアナモルフィック機能層を備えた光
ピックアップ装置であって、前記光路分離機能層からの
光路分離光が、前記アナモルフィック機能領域外を通過
する構成にしたことを特徴とし、この構成によって、光
源からの出射ビームの高効率利用を実現できるととも
に、情報記録媒体上のビームスポットを絞り、記録再生
能力を向上させることができ、また光路分離機能層から
の光路分離光である検出ビームはアナモルフィック機能
領域を通過しないため、検出ビームがアナモルフィック
機能領域の変動の影響を受けず、アナモルフィック機能
領域を考慮せずに、自由度の高い検出光学系の設計が可
能となる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１，２ま
たは３記載の光ピックアップ装置において、光検出機能
層にて、光路分離機能層で回折分離された回折光を検出
することを特徴とし、この構成によって、光路分離手段
として、回折原理を用いているため、ＰＢＳなどの他の
光路分離手段に比べ小型化を図ることが可能である。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４記載の
光ピックアップ装置において、光検出機能層にて、回折
分離された回折光のいずれか一方を検出してエラー信号
とすることを特徴とし、この構成によって、光源に対し
て一方側に検出器領域を設置したため、光検出器領域の
形成領域を小さくして、製造の容易化、製造コストの低
減を図ることが可能となる。

【００１３】請求項６に記載の発明は、請求項４記載の
光ピックアップ装置において、光検出機能層にて、回折
分離された回折光のいずれか一方からエラー信号を検出
し、他方からＲＦ信号を検出することを特徴とし、この
構成によって、光源に対して一方側にＲＦ検出専用の検
出器領域を設置したため、Ｓ／Ｎの高いＲＦ信号を生成
することが可能になる。

【００１４】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項記載の光ピックアップ装置において、光路
分離機能層と対物レンズ機能層との間に１／４波長板の
機能を有する偏光機能素子を設け、光路分離機能層に、
第１の偏光状態では光透過させ、第２の偏光状態では回
折機能が生じる偏光異方性型光路分離機能を具備させた
ことを特徴とし、この構成によって、高復路効率を確保
できるため、不要な回折光によるノイズが生じないた
め、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができ、０次回折光
を低減することができ、戻り光によるノイズの発生を回
避することが可能になる。

【００１５】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれか１項記載の光ピックアップ装置において、光路
分離機能層に分割された第１の回折領域と第２の回折領
域を備え、光検出機能層に分割された第１の検出器領域
と第２の検出器領域を備え、第１の検出器領域において
第１の回折領域により回折された第１の回折光を検出
し、第２の検出器領域において第１の回折領域により回
折された第２の回折光を検出し、第１の回折光と前記第
２の回折光とに基づいて、フォーカスエラー信号，トラ
ックエラー信号、あるいはピット信号を生成することを
特徴とし、この構成によって、光路分離機能層の２分割
された回折領域からの回折光を、２つの検出器領域で受
光しているため、光路分離機能層の変動を受けずに安定
したサーボ信号あるいはピット信号を検出することが可
能になる。

【００１６】請求項９に記載の発明は、請求項８記載の
光ピックアップ装置において、第１の回折領域と第２の
回折領域を、第１の回折光と第２の回折光とが光検出機
能層の前後におけるそれぞれ異なる位置に集光点をもつ
ように設置し、第１の検出器領域と第２の検出器領域と
に、それぞれ中央と中央を挟んだ両側との３分割受光エ
リアを備えたことを特徴とし、この構成によって、光検
出機能層の前後、それぞれ異なる位置に集光する回折光
を用いたフォーカス信号生成手段、すなわちダブルビー
ム法を採用しているため、光路分離機能層の変動を受け
ずに安定したフォーカス信号を検出することが可能にな
る。

【００１７】請求項１０に記載の発明は、請求項８また
は９記載の光ピックアップ装置において、第１の検出器
領域を第２の検出器領域に対して照明系光路における光
軸の外側に形成し、第１の回折光を光路分離機能層から
光検出機能層に対して後側に集光させ、第２の回折光を
光路分離機能層から光検出機能層に対して前側に集光さ
せることを特徴とし、この構成によって、照明系光路に
おける光軸の外側に形成された光検出器に対しては光検
出機能層よりも後側に集光させ、照明系光路における光
軸の内側に形成された光検出器に対しては光検出機能層
よりも前側に集光させているため、ピックアップの薄型
化を図ることが可能になる。

【００１８】請求項１１に記載の発明は、請求項８，９
または１０記載の光ピックアップ装置において、第１の
検出器領域の中心と第２の検出器領域との中心を、照明
系光路の光軸に対して垂直な平面上の光軸を通過する同
一直線上から外して設置したことを特徴とし、この構成
によって、２つの検出器領域の中心位置が、照明系光路
の光軸に対して垂直な平面上の同一直線上に配置されて
いない構成であるため、光ピックアップ装置の薄型化を
図ることが可能である。

【００１９】請求項１２に記載の発明は、請求項８〜１
１のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、
第１の検出器領域の中心と第２の検出器領域の中心を、
照明系光路の光軸に対して垂直な平面上の同心円上に設
置したことを特徴とし、この構成によって、２つの検出
器領域の中心位置が、照明系光路の光軸に対して垂直な
平面上の同心円上に配置された構成であるため、同一直
線配置にある場合よりもピックアップの薄型化を図るこ
とが可能であり、第２の回折領域からの高次回折光が第
１の検出器領域に入射してしまうような、いわゆる光路
分離機能層からの高次回折ビームによるフレアの影響を
受けることがない。

【００２０】請求項１３に記載の発明は、請求項１１ま
たは１２記載の光ピックアップ装置において、第１の検
出器領域と第２の検出器領域とにそれぞれ中央と中央を
挟んだ両側の３分割受光エリアを備え、第１の検出器領
域の分割線を、照明系光路の光軸に対して垂直な平面上
で光軸と第１の検出器領域の中心を結ぶ直線に平行に設
定し、第２の検出器領域の分割線を、照明系光路の光軸
に対して垂直な平面上で光軸と第２の検出器領域の中心
を結ぶ直線に平行に設定したことを特徴とし、この構成
によって、２つの検出器領域の分割線は、それぞれ照明
系光路の光軸に対して垂直な平面上で光軸と検出器領域
中心を結ぶ直線に平行に形成されているため、光源の波
長変動時に、光路分離機能層で発生する回折角変動の影
響を受けずにサーボ検出を行うことができ、安定したサ
ーボ制御を実現することが可能になる。

【００２１】請求項１４に記載の発明は、請求項１〜１
３のいずれか１項記載の光ピックアップ装置における光
学機能を有する各種機能層のうち、少なくとも２層以上
を積層して構成したことを特徴とする光学機能素子であ
って、薄型な光学素子を提供することが可能になる。

【００２２】請求項１５に記載の発明は、請求項１４記
載の光学機能素子を備えたことを特徴とする光ピックア
ップ装置であって、薄型な光ピックアップ装置を提供す
ることが可能になり、さらにピックアップ組立調整箇所
の低減、すなわち信頼性を確保することが可能になる。

【００２３】請求項１６に記載の発明は、情報記録媒体
に対して光学的に情報の記録および／または再生を行う
情報記録／再生装置において、請求項１〜１３のいずれ
か１項、または１５項記載の光ピックアップ装置と、こ
の光ピックアップ装置の支持機構とを備えた情報記録／
再生装置であって、携帯性のある薄型の情報記録再生装
置を実現することが可能になる。

【００２４】請求項１７に記載の発明は、請求項１４記
載の光学機能素子を製造する光学機能素子の製造方法で
あって、１種の光学機能を有する要素を平面上に２次元
配列した複数の異なる機能層を層構造として積層体を形
成し、この積層体から少なくとも１組の光学機能要素を
切り出して光学機能素子を作成することを特徴とする光
学機能素子の製造方法であって、素子組付（接着，アラ
イメント）工程の低減が可能であり、さらに部品点数低
下に伴う光ピックアップ装置における組付工程の低減が
可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２６】図１は本発明の第１実施形態を説明するた
めの光ピックアップ装置の概略構成図であり、１１は半
導体レーザなどからなり光ビームを出射する光源、１２
は偏光成分によって光を回折させる機能を備えた光路分
離機能層、１３は１／４波長板などの偏光機能を備えた
偏光機能層、１４は対物レンズ機能層、１５は光ディス
クなどの光学的に記録／再生が行われる情報記録媒体、
１６は光電変換素子などからなる光検出機能層、１７は
入射光を平行光にする機能を有するコリメートレンズ機
能層である。

【００２７】図１において、光源１１から出射した直線
偏光の発散光は、コリメートレンズ機能領域を有するコ
リメートレンズ機能層１７を通過して略平行光になる。
光源１１からの発散光を略平行光とすることにより、照
明系における光利用効率を向上させることができ、情報
記録媒体１５に対する照射光強度を上げることができ
る。前記平行光は、続いて光路分離機能層１２をそのま
ま通過し、１／４波長板の機能を有する偏光機能層１３
で円偏光とされ、対物レンズ機能層１４に入射し、情報
記録媒体１５上に微小スポットとして集光される。前記
スポットにより、情報の再生，記録あるいは消去が行わ
れる。

【００２８】情報記憶媒体１５を反射した光は、往路と
は反対回りの円偏光となり、対物レンズ機能層１４によ
り再び略平行光とされ、１／４波長板の機能を有する偏
光機能層１３を通過して往路と直交した直線偏光にな
る。光路分離機能層１２はＰ偏光成分の光には無作用で
あり、またＳ偏光成分の光を回折させる偏光異方性の回
折機能を有しており、復路光を（数１）に示す関係に従
い回折させる。

【００２９】

【数１】ｄ・ｓｉｎ（θｄ−θｉ）＝ｍλ ただし、ｄ：回折領域のピッチ、θｉ：入射角、θｄ：
回折角、λ：波長、ｍ：回折次数（ｍ＝０，±１，±２
…）である。

【００３０】後で詳述するように、光路分離機能層１２
における回折領域は２つの領域（第１の回折領域Ｈ１，
第２の回折領域Ｈ２）から形成されており、各領域の回
折ビームは異なる位置に集光する。各領域の＋１次回折
光の光路途中に、第１の光検出器領域Ｐ１と第２の光検
出器領域Ｐ２とをそれぞれ設置した光検出機能層１６が
設置されている。光検出機能層１６は情報記録媒体１５
からの反射光を受光することにより、フォーカシング，
トラッキングなどのサーボ信号、あるいは情報記録媒体
１５の情報信号であるＲＦ信号などを検出する。

【００３１】光源１１としては、情報記録媒体１５であ
るＣＤ系で利用されている波長７８０ｎｍ系のもの、Ｄ
ＶＤ系で利用されている波長６６０ｎｍ系のもの、ある
いは、今後、Ｓ−ＤＶＤ系で使用されるであろう４０５
〜４１５ｎｍの波長域のもののいずれであってもよい。

【００３２】上述のような偏光異方性を有する光路分離
機能層１２と１／４波長板としての機能を有する偏光機
能層１３とを組合せることにより、次のような効果が得
られる。 （１）光ビームの往路においては、偏光異方性を有する
光路分離機能層１２による不要な回折が起こらず、復路
においてはサーボ信号などを形成するための回折光を得
ることができる。この結果、不要な回折光によるノイズ
が生じず、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる。 （２）光ビームの復路における１次の回折効率が向上
し、０次の回折効率（透過率）は略ゼロになる。このた
め光源１１への戻り光量を略ゼロにすることができる。
光源１１として半導体レーザを用いる場合、戻り光が半
導体レーザの発振モードを不安定にし、ノイズを発生さ
せる原因となるが、本実施形態によれば戻り光によるノ
イズの発生を回避することができる。

【００３３】対物レンズ機能層１４としては、図２，図
３に示す拡大図のような構成のものを採用することがで
きる。

【００３４】図２において、対物レンズ機能層１４とし
て、対物レンズ１３１と、対物レンズ１３１と情報記録
媒体１５との間に、さらに１つの半球形レンズ（ソリッ
ドイマージョンレンズ）１３２を配置し、実効的なＮＡ
をあげる構成を採用している。対物レンズ１３１とソリ
ッドイマージョンレンズ１３２との光軸は一致してお
り、ソリッドイマージョンレンズ１３２には屈折率の高
い樹脂が充填されている。またカバーガラス１３３は、
ソリッドイマージョンレンズ１３２の面精度を確保する
ために形成された封止である。

【００３５】なお、対物レンズ１３１の形状は、球面あ
るいは収差を考慮した非球面でもよい。さらに、ソリッ
ドイマージョンレンズ１３２の形状も屈折作用が得られ
れば半球あるいは超半球であってもよい。ただし、ソリ
ッドイマージョンレンズ１３２の屈折率だけが周辺基板
と異なる。この基板の厚さは、当該光学系において最小
スポットサイズが基板の外側で形成することができる薄
さとする。

【００３６】また対物レンズ１３１’の構成としては、
図３に示すように、途中に空気層１３４を介したもので
あってもよい。

【００３７】光検出機能層１６と回折ビームとの関係を
説明する。既述したように回折領域は、図５に示す２つ
の領域（第１の回折領域Ｈ１，第２の回折領域Ｈ２）か
ら形成されている。各領域の＋１次回折光の光路途中
に、第１の光検出器領域Ｐ１と第２の光検出器領域Ｐ２
がそれぞれ配置された光検出機能層１６が存在してい
る。

【００３８】図４に示すように、第１の光検出器領域Ｐ
１と第２の光検出器領域Ｐ２は各々３分割（ＰＤ１〜Ｐ
Ｄ６）されている。対物レンズ機能層１４の集光ビーム
が情報記録媒体１５上で合焦したときには、第１の回折
領域Ｈ１からの回折ビームは第１の光検出器領域Ｐ１の
後側に集光位置をもち、第２の回折領域Ｈ２からの回折
ビームは第２の光検出器領域Ｐ２の前側に集光位置をも
つように、各回折領域Ｈ１，Ｈ２には溝形状が形成され
ている。合焦時の回折ビームの前後関係を、このように
設定したのは、外側のビームほど回折角を広げる必要が
ある（条件が厳しい）ため、外側の回折ビームの集光位
置を光検出器領域の後側にすることにより、回折の具合
を低減する（条件を緩和する）配慮をしたためである。
このときの各光検出器領域Ｐ１，Ｐ２上におけるスポッ
トＳの様子を図４（ｂ）に示す。

【００３９】さて、情報記録媒体１５が対物レンズ機能
層１４の合焦位置からずれると回折ビームの集光位置も
変化し、結果的に各光検出器領域Ｐ１，Ｐ２上における
スポットＳの大きさが変化する（図４（ａ）〜
（ｃ））。

【００４０】次に、フォーカスエラー信号生成方法につ
いて説明する。

【００４１】両光検出器領域Ｐ１，Ｐ２上におけるスポ
ットＳの変化を利用してフォーカスエラー信号は生成さ
れる。本実施形態ではフォーカスサーボ信号の検出方法
としてダブルビームサイズ法を用いている。ダブルビー
ムサイズ法は、参照面の前後に焦点をもつ光ビームを利
用する方法であり、２つのビームを用いることにより光
ヘッド装置の組み立て許容誤差を著しく緩和できる上
に、波長変動に対しても安定にサーボ信号を得ることの
できる検出方法である。

【００４２】図４において、（ｂ）がジャストフォーカ
スの時であり、また（ａ）あるいは（ｃ）がデフォーカ
スの状態である。このときフォーカスエラー信号ＦＥ
は、各光検出器領域Ｐ１，Ｐ２の分割領域名（ＰＤ１〜
ＰＤ６）を、その出力として用いると（数２）より得る
ことができる。

【００４３】

【数２】ＦＥ＝（ＰＤ１＋ＰＤ３−ＰＤ２）−（ＰＤ４
＋ＰＤ６−ＰＤ５） ここで、光路分離機能層１２と偏光機能層１３と対物レ
ンズ機能層１４とが一体になって動いても、情報記録媒
体１５から反射した光ビ−ムは回折領域上でほとんど移
動しない。したがって、対物レンズ機能層１４の移動に
もかかわらず、検出器領域Ｐ１，Ｐ２上の回折光も移動
せず、検出器領域Ｐ１，Ｐ２から得られる信号は全く劣
化しない。よって、フォーカスエラー信号を安定に得る
ことができる。

【００４４】次に、トラッキングエラー信号の生成方法
について説明する。

【００４５】図５に示すように、各回折領域Ｈ１，Ｈ２
の分割線がタンジェンシャル方向に形成されていれば、
情報記録媒体１５上の回折パターンが各回折領域Ｈ１，
Ｈ２に形成され、光検出器領域Ｐ１，Ｐ２において、そ
れぞれの回折信号が形成されて、いわゆるプッシュプル
信号を得ることができる。すなわち、トラッキングエラ
ー信号ＴＥを、各光検出器領域Ｐ１，Ｐ２の分割領域名
（ＰＤ１〜ＰＤ６）を、その出力として用いると（数
３）により得ることができる。

【００４６】

【数３】ＴＥ＝（ＰＤ１＋ＰＤ２＋ＰＤ３）−（ＰＤ４
＋ＰＤ５＋ＰＤ６） さらに、情報信号であるＲＦ信号は、各光検出器領域Ｐ
１，Ｐ２の各分割領域（ＰＤ１〜ＰＤ６）の総和信号に
よって生成することができる。すなわち、（数４）によ
り得ることができる。

【００４７】

【数４】ＲＦ＝ＰＤ１＋ＰＤ２＋ＰＤ３＋ＰＤ４＋ＰＤ
５＋ＰＤ６ 前記構成の本実施形態によれば、従来例として説明した
特開平８−２２６２４号公報に記載の発明とは異なり、
光路分離機能層１２からの回折ビームがコリメートレン
ズ機能層１７を通過しない。特開平８−２２６２４号公
報に記載された発明のような構成であるとコリメートレ
ンズの公差が検出ビームに大きく影響し、また検出光学
系を設計する際にもコリメートレンズを含めた設計を行
う必要があり、設計の自由度が制約されてしまう。例え
ば、受光素子と光源との両者を緩衝しないように間隔を
確保したいような場合にはコリメートレンズの有効径、
あるいはパワーといったパラメータを考慮する必要があ
る。これに対し本実施形態では光検出機能層１６におけ
る光検出器領域Ｐ１，Ｐ２を任意の場所に設置すること
が可能であって自由な設計が可能になる。

【００４８】また、光源１１における一方側に、少なく
とも２つの検出器領域Ｐ１，Ｐ２を設置することによ
り、製造の容易化および製造コストの低減化を図ってい
る。また、光路分離機能層１２は２つの回折領域Ｈ１，
Ｈ２から形成されていて、各回折領域Ｈ１，Ｈ２からの
回折ビームを用いてサーボ信号を形成することにより、
部品変動の影響を受けにくい検出光学系となる。

【００４９】さらに、偏光異方性を有する光路分離機能
層１２と１／４波長板としての機能を有する偏光機能層
１３とを組合せた構成により、光源１１における戻り光
ノイズを抑制することができ、安定した記録再生性能を
確保することができる。

【００５０】図６は本発明の第２実施形態を説明するた
めの光ピックアップ装置の概略構成図である。なお、以
下の各実施形態の説明において、図１〜図５にて説明し
た部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明
は省略することにする。

【００５１】第２実施形態が第１実施形態と異なる点
は、光検出機能層を２つ設けた構成であって、第１実施
形態における光検出機能層を第１の光検出機能層１６ａ
とし、さらに光路分離機能層１２から−１次回折ビーム
を受光する第２の光検出機能層１６ｂを設けている。第
２の光検出機能層１６ｂは無分割型の光検出領域ＰＤ７
を備えたものであって、（数４）で示したＲＦ信号のＳ
／Ｎを確保するために用いられる。すなわち、第２実施
形態では（数５）によってＲＦ信号は得られる。

【００５２】

【数５】ＲＦ＝ＰＤ１＋ＰＤ２＋ＰＤ３＋ＰＤ４＋ＰＤ
５＋ＰＤ６＋ＰＤ７ なお、第２の光検出機能層１６ｂは無分割でなく、多分
割型の光検出器領域であってもよい。

【００５３】図７は本発明の第３実施形態を説明するた
めの光ピックアップ装置の概略構成図である。第３実施
形態が第１実施形態と異なる点は、光源１１とコリメー
トレンズ機能層１７との間にビーム整形機能層１８を配
置した構成にある。このような構成にすることによっ
て、光源１１からの楕円ビームを略円形に波形整形する
ことにより、情報記録媒体１５上における光スポットを
絞ることができ、記録／再生における性能を向上させる
ことができる。光路分離機能層１２からの回折ビームは
ビーム整形機能層１８のビーム整形機能領域を通過しな
いが、このことは、第１実施形態と同様の作用効果を有
する。また第２実施形態のように第２の光検出機能層１
６ｂを設けることも可能である。

【００５４】図８は本発明の第４実施形態を説明するた
めの光ピックアップ装置の概略構成図である。第４実施
形態が第１〜３実施形態と異なる点は、光源１１と光路
分離機能層１２との間にアナモルフィック機能層１９を
設置した構成にある。アナモルフィック機能層１９は、
第１実施形態とコリメートレンズ機能層１７と第３実施
形態のビーム整形機能層１８との作用を併せ備えてい
る。すなわち、照明系の光利用効率の向上を図ることが
できるため、情報記録媒体１５への照射光強度を上げる
ことができ、また情報記録媒体１５上でのスポットを絞
ることができるため、記録再生性能を向上させることが
できる。さらに、光路分離機能層１２からの回折ビーム
がアナモルフィック機能層１９を通過しないが、このこ
とは第１，第３実施形態と同様の作用効果を有する。ま
た第２実施形態のように第２の光検出機能層１６ｂを設
けることも可能である。

【００５５】図９は本発明の第５実施形態を説明するた
めの光ピックアップ装置の概略構成図、図１０は第５実
施形態の光ピックアップ装置の斜視図である。第５実施
形態が第４実施形態と異なる点は、光源１１とアナモル
フィック機能層１９との間に光路を９０度偏向させるた
めのマイクロミラー２０を設置した構成にある。対物レ
ンズ機能層１４への入射ビームは非点収差が取り除かれ
ている必要がある。このためピックアップ組付時に、光
源１１をアナモルフィック機能層１９に対し光軸方向の
位置調整が必要である。

【００５６】このような光軸方向の位置調整時には、光
源１１の光軸方向が基板と平行であることが望まれる。
しかし、基板と光源１１の光軸方向が直交している場
合、光源１１を位置調整した後に接着する際、接着剤の
伸縮などの管理、および接着時の治具の固定方法などが
非常に不安定である。その点、第５実施形態に示すよう
な構成であれば、安定した調整および接着が可能にな
る。

【００５７】図１１は本発明の第６実施形態を説明する
ための光ピックアップ装置の斜視図である。

【００５８】ところで、第５実施形態では、図１２に示
すように、２つの光検出器領域Ｐ１，Ｐ２の中心位置
が、照明系の光路における光軸に対して垂直な平面上の
光軸を中心とする同一直線上に位置するように、各光検
出器領域Ｐ１，Ｐ２が配置されている。しかしながら、
このような配置では、第２の回折領域Ｈ２で２次回折光
が発生した場合、図１２に示すように、第１の検出器領
域Ｐ１へのフレアとなってしまう。回折領域における溝
形状として、矩形溝形状を採用すれば理論上、２次回折
光は発生しないが、設計条件を満足することができなか
った場合などにもフレアが発生する。

【００５９】そこで第６実施形態では、図１３に示すよ
うに、２つの光検出器領域Ｐ１，Ｐ２の中心位置が、照
明系の光路における光軸に対して垂直な平面上の同心円
上に配置される構成にしている。そのため、光路分離機
能層１２からの高次回折ビームによるフレアの影響を受
けない。また同一直線配置の構成よりも、光検出器領域
と光軸間隔を小さくできるため、結果的に回折角のマー
ジンが増し、光ピックアップ装置全体の薄型化を図るこ
とが可能となる。

【００６０】図１４は本発明の第７実施形態の光ピック
アップ装置における光検出器領域と回折領域と回折光と
の関係を示す説明図である。第７実施形態が第６実施形
態と異なる点は、２つの検出器領域Ｐ１，Ｐ２の分割線
を、それぞれ照明系の光路における光軸に対して垂直な
平面上において光軸と検出器領域Ｐ１，Ｐ２の中心を結
ぶ直線に平行に形成している構成にある。このような構
成とすることにより、光源の波長変動時に、光路分離機
能層１２で発生する回折角変動の影響を受けない。光源
の波長変動が発生すると、（数１）における波長λが変
化するため、回折角の変動が生じる。しかしながら、図
１４に示すように検出器領域Ｐ１，Ｐ２の分割線を形成
させることにより、波長変動が生じた際のスポットの移
動と分割線との方向が一致するため、信号への影響がな
くなる。

【００６１】なお、前記各実施形態において対物レンズ
機能層１４の構成としては、図２，図３に示すような対
物レンズ１３１，１３１’とソリッドイマージョンレン
ズ１３２を組合せた構成でなく、高ＮＡを要求しなけれ
ば対物レンズ１３１，１３１’のみからなる構成であっ
てもよい。

【００６２】また、光路分離機能層１２は、戻り光の影
響が小さくて復路効率が確保されれば、偏光異方性を有
している必要はなく。無偏光型のものを使用することに
よりコストを低減することができる。

【００６３】また、第３実施形態におけるビーム整形機
能層１８は、図７に示すような反射タイプに限定される
ものではなく、透過タイプのものであってもよい。

【００６４】また、本実施形態における対物レンズ機能
層１４には、図示しないがアクチュエータ機構を設けて
いる。アクチュエータ機構の具体例としては、従来採用
されている構成、すなわち、対物レンズ機能部分の周囲
にコイルを設けて隣接した永久磁石との吸着，反発作用
を応用した電磁コイル方式であって、電磁コイルに流れ
る電流を制御して駆動するアクチュエータ機構などを例
示することができる。さらに、近年、ハードディスク装
置などで用いられている微動駆動であるマイクロアクチ
ュエータ機構などを採用してもよく、マイクロアクチュ
エータとしては、静電方式，ピエゾ積層方式，超音波モ
ータあるいは形状記憶合金などを利用する様々な構成の
ものを採用することができる。

【００６５】そして前記のような構成のアクチュエータ
によって、フォーカス駆動あるいはトラッキング駆動を
行い、エラー検出信号をサーボ信号としてアクチュエー
タ駆動の制御に用いる。

【００６６】アクチュエータの構成としては、対物レン
ズ機能層１４だけではなく、偏光機能層１３と対物レン
ズ機能層１４とが一体となってユニット化された機能層
素子を駆動するようにしてもよいし、あるいはピックア
ップ素子全体を駆動してもよい。

【００６７】図１５は本発明に係る情報記録／再生装置
の実施形態である情報記録媒体に対して記録および／ま
たは再生を行う情報記録／再生装置の概略構成を示す斜
視図である。本記録／再生装置では、前記第１〜第７実
施形態にて説明した光ピックアップ装置を搭載した浮上
型スライダ３０が支持アーム３１によって支持されてお
り、アクチュエータ３２によって情報記録媒体である光
ディスク３３の半径方向に移動するようになっている。
光ディスク３３は、開閉可能なシャッタ３４および防塵
機能を有するカートリッジ３５に挿入されており、記録
／再生装置の本体ケース３６における開口部３７から装
置内に挿入される。

【００６８】なお、本実施形態においては、アクチュエ
ータ３２の構造として、いわゆるスイングアーム型の例
を示したが、これに限定されるものではない。また図１
５において、各種信号処理回路，光ディスクを回転する
ためのスピンドルモータあるいは各種の入出力端子など
の図示を省略してあるが、実際の装置においては必要な
構成要素であることはいうまでもない。

【００６９】このように図１５に示す構成の情報記録／
再生装置によれば、光ピックアップ装置が小型化されて
いるため、情報記録／再生装置全体の小型化，薄型化を
実現できると同時に、高速アクセス可能な高性能の情報
記録／再生装置を実現することができる。

【００７０】図１６は光ピックアップ装置における実施
形態において説明した各種光学機能層（光路分離機能層
１２，偏光機能層１３，対物レンズ機能層１４，光検出
機能層１６，コリメートレンズ機能層１７など）をユニ
ット素子として製造する本発明に係る製造方法の実施形
態の説明図であり、図１６（ａ）に示すように光学機能
要素が平面上に２次元配列された複数（図では３層を示
す）の異なる光学機能層４１，４２，４３を、図１６
（ｂ）に示すように層構造として、積層して貼り合わせ
ることにより一体化した後、図１６（ｃ）に示すように
切り出し、図１６（ｄ）に示すように１つの積層光学素
子とする製造方法を適用することができる。

【００７１】このような積層光学素子をピックアップ部
品として使用することにより、部品点数低減に伴う光ピ
ックアップ装置における組付工程を低減することが可能
になり、歩留まりの向上、延いてはコストを低減するこ
とが可能になる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光ピ
ックアップ装置によれば、照明系光路と復路を分離する
ための光路分離機能層を対物レンズ機能層の近くに配置
することが可能であって光ピックアップの薄型化を図る
ことができる。

【００７３】また、光路分離機能層と光検出機能層以外
の他部品の変動の影響を受けない検出光学系にすること
ができ、さらに、光路分離機能層と光検出機能層以外の
他部品を考慮せずに設計できるため、設計の自由度が向
上する。

【００７４】また、少なくとも２つの回折領域から形成
される回折ビームを用いてフォーカス信号を形成するこ
とができるため、部品変動の影響を受けにくい検出光学
系にすることができる。

【００７５】また、本発明に係る光ピックアップ装置に
用いられる光学機能素子によれば、光学機能を有する各
種機能層のうち、少なくとも２層以上を積層した構成に
したため、薄型な光学素子を提供することが可能にな
る。

【００７６】また、本発明に係る光学機能素子の製造方
法によれば、１種の光学機能を有する要素を平面上に２
次元配列した複数の異なる機能層を層構造として積層体
を形成し、この積層体から少なくとも１組の光学機能要
素を切り出して光学機能素子を作成することを特徴とす
る光学機能素子の製造方法であって、素子組付（接着，
アライメント）工程の低減が可能であり、さらに部品点
数低下に伴う光ピックアップ装置における組付工程の低
減が可能になる。

【００７７】また、本発明に係る光ピックアップ装置を
搭載した情報記録／再生装置によれば、携帯性に優れた
薄型の情報記録／再生装置が実現する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明するための光ピッ
クアップ装置の概略構成図

【図２】本発明の実施形態の対物レンズ機能層の構成を
示す拡大図

【図３】本発明の実施形態の対物レンズ機能層の変形例
の構成を示す拡大図

【図４】本発明の実施形態における各光検出器領域にお
けるスポットの変化を示す説明図

【図５】回折領域と回折光との関係を示す説明図

【図６】本発明の第２実施形態を説明するための光ピッ
クアップ装置の概略構成図

【図７】本発明の第３実施形態を説明するための光ピッ
クアップ装置の概略構成図

【図８】本発明の第４実施形態を説明するための光ピッ
クアップ装置の概略構成図

【図９】本発明の第５実施形態を説明するための光ピッ
クアップ装置の概略構成図

【図１０】第５実施形態の光ピックアップ装置の斜視図

【図１１】本発明の第６実施形態を説明するための光ピ
ックアップ装置の斜視図

【図１２】第５実施形態における光検出器領域と回折領
域と回折光との関係を示す説明図

【図１３】第６実施形態における光検出器領域と回折領
域と回折光との関係を示す説明図

【図１４】本発明の第７実施形態の光ピックアップ装置
における光検出器領域と回折領域と回折光との関係を示
す説明図

【図１５】本発明に係る情報記録／再生装置の実施形態
である情報記録媒体に対して記録および／または再生を
行う情報記録／再生装置の概略構成を示す斜視図

【図１６】光ピックアップ装置における実施形態におい
て説明した各種光学機能層をユニット素子として製造す
る本発明に係る製造方法の実施形態の説明図

【符号の説明】

１１ 光源 １２ 光路分離機能層 １３ 偏光機能層 １４ 対物レンズ機能層 １５ 情報記録媒体 １６，１６ａ，１６ｂ 光検出機能層 １７ コリメートレンズ機能層 １８ ビーム整形機能層 １９ アナモルフィック機能層 ２０ マイクロミラー １３１，１３１’ 対物レンズ １３２ ソリッドイマージョンレンズ １３３ カバーガラス Ｐ１，Ｐ２ 光検出器領域 Ｈ１，Ｈ２ 回折領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 浩之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA50 AA57 BA03 BA05 BA07 BB03 BC21 5D119 AA39 BB03 CA11 DA01 DA05 EA02 EA03 JA01 JA06 JA42 KA08 NA05

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、光ビームを
   情報記録媒体に集光するための対物レンズ機能層と、情
   報記録媒体で反射された光ビームを照明系光路に対して
   光路分離する光路分離機能層と、光路分離された光ビー
   ムを受光して情報記録媒体の情報を検出する光検出機能
   層と、前記光源と前記光路分離機能層との間に前記光源
   からの発散光を略平行光にするコリメート機能領域を有
   するコリメート機能層を備えた光ピックアップ装置であ
   って、前記光路分離機能層からの光路分離光が、前記コ
   リメート機能領域外を通過する構成にしたことを特徴と
   する光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記光源と前記光路分離機能層との間
   に、前記照明系光路中の光ビームの波形整形を行うビー
   ム整形領域を有するビーム整形機能層を備え、前記光路
   分離機能層からの光路分離光が、前記ビーム整形領域外
   を通過する構成にしたことを特徴とする請求項１記載の
   光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 光ビームを出射する光源と、光ビームを
   情報記録媒体に集光するための対物レンズ機能層と、情
   報記録媒体で反射された光ビームを照明系光路に対して
   光路分離する光路分離機能層と、光路分離された光ビー
   ムを受光して情報記録媒体の情報を検出する光検出機能
   層と、前記光源からの発散光を平行光にするとともに波
   形整形を行うアナモルフィック機能領域を有するアナモ
   ルフィック機能層を備えた光ピックアップ装置であっ
   て、前記光路分離機能層からの光路分離光が、前記アナ
   モルフィック機能領域外を通過する構成にしたことを特
   徴とする光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記光検出機能層において、前記光路分
   離機能層で回折分離された回折光を検出することを特徴
   とする請求項１，２または３記載の光ピックアップ装
   置。
5. 【請求項５】 前記光検出機能層において、前記回折分
   離された回折光のいずれか一方を検出してエラー信号と
   することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装
   置。
6. 【請求項６】 前記光検出機能層において、前記回折分
   離された回折光のいずれか一方からエラー信号を検出
   し、他方からＲＦ信号を検出することを特徴とする請求
   項４記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記光路分離機能層と前記対物レンズ機
   能層との間に１／４波長板の機能を有する偏光機能素子
   を設け、前記光路分離機能層に、第１の偏光状態では光
   透過させ、第２の偏光状態では回折機能が生じる偏光異
   方性型光路分離機能を具備させたことを特徴とする請求
   項１〜６のいずれか１項記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 前記光路分離機能層に分割された第１の
   回折領域と第２の回折領域を備え、前記光検出機能層に
   分割された第１の検出器領域と第２の検出器領域を備
   え、前記第１の検出器領域において前記第１の回折領域
   により回折された第１の回折光を検出し、前記第２の検
   出器領域において前記第１の回折領域により回折された
   第２の回折光を検出し、前記第１の回折光と前記第２の
   回折光とに基づいて、フォーカスエラー信号，トラック
   エラー信号、あるいはピット信号を生成することを特徴
   とする請求項１〜７のいずれか１項記載の光ピックアッ
   プ装置。
9. 【請求項９】 前記第１の回折領域と前記第２の回折領
   域２を、前記第１の回折光と前記第２の回折光とが前記
   光検出機能層の前後におけるそれぞれ異なる位置に集光
   点をもつように設置し、前記第１の検出器領域と前記第
   ２の検出器領域とに、それぞれ中央と中央を挟んだ両側
   との３分割受光エリアを備えたことを特徴とする請求項
   ８記載の光ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 前記第１の検出器領域を前記第２の検
    出器領域に対して前記照明系光路における光軸の外側に
    形成し、前記第１の回折光を前記光路分離機能層から前
    記光検出機能層に対して後側に集光させ、前記第２の回
    折光を前記光路分離機能層から前記光検出機能層に対し
    て前側に集光させることを特徴とする請求項８または９
    記載の光ピックアップ装置。
11. 【請求項１１】 前記第１の検出器領域の中心と前記第
    ２の検出器領域との中心を、前記照明系光路の光軸に対
    して垂直な平面上の光軸を通過する同一直線上から外し
    て設置したことを特徴とする請求項８，９または１０記
    載の光ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】 前記第１の検出器領域の中心と前記第
    ２の検出器領域の中心を、前記照明系光路の光軸に対し
    て垂直な平面上の同心円上に設置したことを特徴とする
    請求項８〜１１のいずれか１項記載の光ピックアップ装
    置。
13. 【請求項１３】 前記第１の検出器領域と前記第２の検
    出器領域とにそれぞれ中央と中央を挟んだ両側の３分割
    受光エリアを備え、前記第１の検出器領域の分割線を、
    前記照明系光路の光軸に対して垂直な平面上で光軸と第
    １の検出器領域の中心を結ぶ直線に平行に設定し、前記
    第２の検出器領域の分割線を、前記照明系光路の光軸に
    対して垂直な平面上で光軸と第２の検出器領域の中心を
    結ぶ直線に平行に設定したことを特徴とする請求項１１
    または１２記載の光ピックアップ装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３のいずれか１項記載の
    光ピックアップ装置における光学機能を有する各種機能
    層のうち、少なくとも２層以上を積層して構成したこと
    を特徴とする光学機能素子。
15. 【請求項１５】 請求項１４記載の光学機能素子を備え
    たことを特徴とする光ピックアップ装置。
16. 【請求項１６】 情報記録媒体に対して光学的に情報の
    記録および／または再生を行う情報記録／再生装置にお
    いて、請求項１〜１３のいずれか１項、または１５項記
    載の光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置の
    支持機構とを備えた情報記録／再生装置。
17. 【請求項１７】 請求項１４記載の光学機能素子を製造
    する光学機能素子の製造方法であって、１種の光学機能
    を有する要素を平面上に２次元配列した複数の異なる機
    能層を層構造として積層体を形成し、この積層体から少
    なくとも１組の光学機能要素を切り出して光学機能素子
    を作成することを特徴とする光学機能素子の製造方法。