JP2003045069A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２焦点レンズである対物レンズを用いた光ピ
ックアップ装置において、レンズ特性から発生するノイ
ズを除去し、対物レンズと光ディスクとの位置制御を誤
らずに行う光ピックアップ装置を提供する。 【解決手段】 ２焦点レンズである対物レンズ１１を用
いた光ピックアップ装置１において、半導体レーザ装置
３と対物レンズ１１との間に焦点誤差信号（ＦＥＳ）に
ノイズの影響を及ぼしやすいレーザ光４の対物レンズ１
１に対する開口径を制限するダイクロイックフィルタ９
を設けることで、対物レンズ１１の外側の領域に光が入
射しないので、レンズ特性から発生するノイズを除去す
ることができ、対物レンズ１１と光ディスク１２との位
置制御を誤らずに行う光ピックアップ装置１を提供する
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、ＣＤおよびＤＶＤ
などの信号読み取り波長の異なる光ディスクの信号を読
み取る光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤ（Compact Disk）ファミリー
と呼ばれる発光波長７８０ｎｍの赤外光半導体レーザ素
子で信号の読み書きが行われる光ディスクが使用されて
いる。近年、記録できる情報がＣＤファミリーに比べて
大きい、ＤＶＤ（DigitalVersatile Disk）ファミリー
と呼ばれる光ディスクも大量に使用されるようになって
きているが、ＤＶＤファミリーの信号の読み書きには発
光波長６３０ｎｍ〜６９０ｎｍの赤色光半導体レーザ素
子が用いられる。

【０００３】このため、ＣＤファミリーの光ディスクと
ＤＶＤファミリーの光ディスクとを読み書きすることが
可能な光ピックアップ装置が開発されている。このよう
な光ピックアップ装置には、発光波長の異なる複数の半
導体レーザ素子が光源として用いられている。第１の従
来例として、複数の発光波長の信号を読むための光ピッ
クアップ装置３１の構成図を図３に示す。図３に示され
る光ピックアップ装置は、第１の半導体レーザ素子３
２、第２の半導体レーザ素子３３、回折格子３４、ハー
フミラー３５，３６、立ち上げミラー３７、対物レンズ
３８、コリメータレンズ３９、スポットレンズ４０、シ
リンドリカルレンズ４１、フォトダイオード４２、１／
４波長板４３を備えて構成されている。

【０００４】第１の半導体レーザ素子３２、第２の半導
体レーザ素子３３は、出射するレーザ光の発光波長が異
なる半導体レーザ素子であり、一方はＣＤ用に使用さ
れ、他方はＤＶＤ用に使用される。回折格子３４は、入
射される光束を３本の光束に分割する、いわゆる３ビー
ム法によるトラッキング信号の検出のために使用され
る。ハーフミラー３５，３６は、第１の半導体レーザ素
子３２，第２の半導体レーザ素子３３からのレーザ光を
反射してコリメータレンズ３９へ導き、対物レンズ３８
からの戻り光を透過してフォトダイオード４２の方向へ
と導く鏡であり、異なる波長の光の光軸を合わせる役目
をする。立ち上げミラー３７は、コリメータレンズ３９
からの光を反射して対物レンズ３８へ導く鏡である。対
物レンズ３８は、第１の半導体レーザ素子３２，第２の
半導体レーザ素子３３からのレーザ光を光ディスクに導
くためのレンズである。コリメータレンズ３９は、入射
光を平行光にするレンズである。スポットレンズ４０
は、フォトダイオード４２の所定の箇所に光を導くため
のレンズである。シリンドリカルレンズ４１は、光を一
方向について縮小または拡大することにより、フォトダ
イオード４２の所定の箇所に光を導くレンズである。フ
ォトダイオード４２は、光ディスクからの反射光を読み
取る受光素子であり、光量変化を電気信号に変換する素
子である。

【０００５】第１の半導体レーザ素子３２、第２の半導
体レーザ素子３３からのレーザ光は、回折格子３４また
は１／４波長板４３を通過してハーフミラー３５，３６
で反射され、コリメータレンズ３９に入射する。コリメ
ータレンズ３９によって平行化された光は、立ち上げミ
ラー３７で反射されて対物レンズ３８を介して光ディス
クの情報記録面に集光する。次に、光ディスクの情報記
録面で反射された光は、対物レンズ３８、立ち上げミラ
ー３７、コリメータレンズ３９、ハーフミラー３５，３
６、スポットレンズ４０、シリンドリカルレンズ４１を
通過してフォトダイオード４２上に収束する。図３に示
される光ピックアップ装置３１は、異なる２つの波長の
レーザ光を読み取ることができる。

【０００６】第１の従来例の光ピックアップ装置３１で
は、１つのフォトダイオード４２に光を戻すため、光軸
を調整するためのプリズムなどの光学素子が増加する。
また、それぞれの光学素子の徴調整によりフォトダイオ
ード４２に光を戻すという組み立て時の調整が困難であ
るなどの問題がある。さらに、光ピックアップ装置３１
が大型化し、薄型化製品への使用が難しくなる。

【０００７】第２の従来例として、２つの異なる波長の
半導体レーザ素子が１つのパッケージに内蔵された光ピ
ックアップ装置５１の構成図を図４に示す。図４に示さ
れる光ピックアップ装置５１は、２波長半導体レーザ装
置５２、半導体レーザ素子からのレーザ光を光ディスク
５６に導くためのコリメータレンズ５３、立ち上げミラ
ー５４、平行光を光ディスク５６上に集光させるための
対物レンズ５５を備えて構成されている。２波長半導体
レーザ装置５２は、２つの異なる波長のレーザ光を出射
する１つまたは２つの半導体レーザ素子および光ディス
ク５６からの信号光を検出する信号検出用受光素子を内
蔵し、光ディスク５６からの信号光を信号検出用受光素
子の方向に偏向するホログラム素子５７を一体化した２
波長ホログラムレーザ装置である。また、対物レンズ５
５は、異なる波長の光を表面から情報記録面までの厚さ
が異なる光ディスク５６に集光させるため、波長により
焦点距離が若干異なる特性を持つ２焦点レンズと呼ばれ
る対物レンズ５５を用いる。２焦点レンズは、異なる２
つの波長に対して開口径Ｄは同じであるがＮＡが異な
り、したがって焦点距離が異なり、２つの波長ともに球
面収差が補正されている対物レンズ５５である。すなわ
ち、ＤＶＤとＣＤとの厚さが異なり光ディスク５６の情
報記録面が若干異なる場合、６５０ｎｍの波長の光をＤ
ＶＤの情報記録面上に、７８０ｎｍの波長の光をＣＤの
情報記録面上に集光する。また、２焦点レンズである対
物レンズ５５は、半径方向にほぼ３つの領域を有し、最
も外側の領域は６５０ｎｍの波長に対して最適化されて
いる。

【０００８】第２の従来例の光ピックアップ装置５１
は、２つの異なる波長の半導体レーザ素子が１つのパッ
ケージに内蔵されているので光ピックアップ装置５１の
薄型化が可能である。また、対物レンズ５５は波長によ
り焦点距離が異なる特性を有する必要があるため、ＤＶ
Ｄの信号を読むときは対物レンズ５５の外周部分までの
光を光ディスク５６に集光する特性を有し、ＣＤの信号
を読むときは対物レンズ５５の外周部分は光ディスク５
６に集光せず、内周部分のみ集光させる特性を有する２
焦点レンズを用いる。

【０００９】第１の従来例で２焦点レンズを用いなくて
も良いのは、異なる波長の半導体レーザ素子３２，３３
が別々のパッケージに搭載されているため、半導体レー
ザ素子３２，３３の発光点位置を微妙にずらすことによ
り、各々の光ディスクに光を集光させることができるか
らである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】第２の従来例のよう
に、対物レンズ５５に２焦点レンズを用いる場合、ＣＤ
再生時、対物レンズ５５の外周部分を通過した光は光デ
ィスク５６上に集光しないものの、光ディスク５６と対
物レンズ５５の高さを制御するための焦点誤差信号（以
下、ＦＥＳとする）を読み取るときに、集光点以外のと
ころで光が反射されて受光素子上に光が戻ってくる。本
来のＦＥＳに、他の要因の光が戻ってくることによっ
て、従来の対物レンズでは発生しないノイズ信号が発生
する。

【００１１】ここで、ＦＥＳを検出する方法として、ナ
イフエッジ法について説明する。ナイフエッジ法では、
信号検出用受光素子に２分割受光素子を用い、光路の途
中に信号光を２分割する素子（ナイフエッジ）を挿入し
た光学系が用いられる。

【００１２】図５〜図７は、ナイフエッジ法を用いた場
合の対物レンズ５５および光ディスク５６の距離と、２
分割受光素子である受光素子５８の集光スポットとの関
係を示した図である。図５は対物レンズ５５および光デ
ィスク５６が所定の位置にある場合、図６は対物レンズ
５５が光ディスク５６から近い位置にある場合、図７は
対物レンズ５５が光ディスク５６から遠い位置にある場
合を示している。また、図５〜図７における（ａ）はそ
れぞれの場合における光ディスク５６の情報記録面５９
にレーザ光が照射された場合の光ピックアップ装置５１
の概略図、（ｂ）はそれぞれの場合のホログラム素子５
７と信号検出用の受光素子５８上の集光スポットとの関
係を示した図である。

【００１３】図５に示されるように、ナイフエッジ法で
は光ディスク５６上で集光した光が光ディスク５６の情
報記録面５９で反射して戻ってくるが、その戻り光を受
光素子５８上に集光させるためのホログラム６０と呼ば
れる回折格子がホログラム素子５７に形成されている。
ホログラム６０を２つの領域に分割し、その１つの領域
の光を異なる２つの受光領域Ｓ１，Ｓ２を持つ受光素子
５８の分割線上に落射させる。もう一方の領域の光は他
の異なる受光領域Ｓ３に落射させ、受光領域Ｓ３に落射
した光はＣＤの再生信号を読み取る場合に使用される。
また、光ピックアップ装置５１では、ホログラム６０に
よりレーザ光を２つの領域に分割し、その片方の領域を
通過した光のみをＦＥＳの検出に用いている。このよう
に、ホログラム６０がナイフエッジとしての役割を果た
している。

【００１４】受光領域Ｓ１，Ｓ２上に集光している光
は、光ディスク５６と対物レンズ５５との距離が変わる
ことにより集光位置が異なる。たとえば、図６のように
対物レンズ５５が光ディスク５６に近づいたときは受光
素子５８に光が集光する前に落射するため、Ｓ２の領域
に光が多く落ちる。逆に、対物レンズ５５が光ディスク
５６から遠ざかった場合は図７のように受光素子５８よ
り手前で集光するため、Ｓ１の領域に光が多く落射す
る。このＳ１，Ｓ２の信号の差動をとることにより、Ｆ
ＥＳが得られる。すなわち、ＦＥＳ＝（Ｓ１−Ｓ２）で
与えられる。また、ＦＥＳのＳ１＝Ｓ２すなわちＳ１−
Ｓ２＝０となる点が光ディスク５６上に光が集光した点
となる。図５の場合のＦＥＳは０、図６の場合は負、図
７の場合は正となるので、ＦＥＳの値が０になるように
制御すれば、光ディスク５６と対物レンズ５５とを所定
の距離に保つことができる。

【００１５】次に、２焦点レンズを用いた場合のノイズ
信号の発生メカニズムについて図８を参照しながら説明
する。

【００１６】図８（ａ）は、従来の光ピックアップ装置
の構成図である。従来の２つの異なる波長の半導体レー
ザ素子を用い、異なる厚さの光ディスク６１，６２を読
み取る光ピックアップ装置では、対物レンズ６３の光源
側に開口を制限する絞り６５を備えて構成されている。
絞り６５を入れる目的は、開口径がＤで開口数（ＮＡ）
がｃの対物レンズ６３では、たとえば厚さｔ１の光ディ
スク６１に対して球面収差を補正すると、厚さｔ２の光
ディスク６２に対して球面収差が大きくなりすぎるため
である。

【００１７】球面収差は光ディスク６１，６２の厚さと
ＮＡの４乗に比例し、光ディスク６１，６２の厚さを変
えることはできないので、ＮＡを変えることにより球面
収差を補正している。その補正量は、レーザ光の波長が
６５０ｎｍ、光ディスク６２の厚さが０．６ｍｍの場合
に対しＮＡ＝０．６で球面収差が補正された対物レンズ
６３を用いた場合、レーザ光の波長が７８０ｎｍ、光デ
ィスク６１の厚さが１．２ｍｍの場合ではＮＡ＝０．４
５となる大きさの開口径となるように絞り６５を入れて
いる。ＮＡは近似的に開口径Ｄ、焦点距離ｆの対物レン
ズ６３ならばＮＡ≒Ｄ／ｆで与えられるので、必要な開
口径Ｄは簡単に求められる。使用するレーザ光の波長に
よって焦点距離ｆは多少変化するが、開口径Ｄには殆ん
ど影響がない微小な量である。

【００１８】しかし、このような従来方法では、対物レ
ンズ６３を通る光の一部が遮断される波長７８０ｎｍの
レーザ光の光利用効率が悪くなる。特に、光源の位置が
同じで、２つの異なる波長のレーザ光を照射する半導体
レーザ素子を用いた場合には、光源からコリメータレン
ズまでの距離を変えることができない。すなわち、平行
光の光束径を変えることができないので、絞り６５を入
れることで調節しているが、絞り６５を入れることによ
り光の一部を遮断してしまうという問題は解決できな
い。

【００１９】光の一部を遮断してしまう問題を解決する
方法として２焦点レンズと呼ばれる対物レンズが開発さ
れている。図８（ｂ）は、２焦点レンズである対物レン
ズ６４を用いた場合の光ピックアップ装置の構成図であ
る。ところが２焦点レンズを用いた場合、ＣＤ再生時に
ノイズ信号が発生するという問題を生じる。ノイズ信号
はＣＤの信号を読み取る際、２焦点レンズである対物レ
ンズ６４の外側の領域から出た光が光ディスク６１，６
２上の本来の集光点以外のところで反射され、その反射
光が受光素子に戻るために発生する。

【００２０】対物レンズ６４では、レンズの近軸領域で
はいずれの波長のレーザ光に対しても所定の特性を満足
しているが、外周近傍の遠軸領域では一方の波長のレー
ザ光に対して焦点距離が所定の値にならないという課題
がある。たとえば、波長６５０ｎｍのレーザ光に対して
は対物レンズ６３の全ての領域で、また、焦点距離が一
定とされた２焦点レンズである対物レンズ６４における
波長７８０ｎｍのレーザ光に対しては遠軸領域で焦点距
離が長くなる。

【００２１】２焦点レンズである対物レンズ６４を用い
て、半導体レーザ素子からのレーザ光を光ディスク６
１，６２上に照射した場合に、ナイフエッジ法によって
２分割受光素子からの差信号であるＦＥＳを検出したと
きの信号の変化を表したグラフを図８（ｃ）に示す。

【００２２】対物レンズ６４の遠軸領域において焦点距
離が長くなるというレンズ特性は、対物レンズ６４と光
ディスク６１，６２との距離に対するＦＥＳの変化で見
ると、光ディスク６１，６２に遠い側（ＦＡＲ）から対
物レンズ６４を近付けていくときに振幅の小さなＳカー
ブが観測される。この振幅の小さなＳカーブの０点をセ
カンダリゼロと呼んでいるが、フォーカスサーボをかけ
るとセカンダリゼロに固定されてしまうことがある。こ
のとき、光ディスク６１，６２上には充分なレーザ光が
集光されていないので再生信号を読み取れないという問
題が発生する。すなわち、ノイズ信号が発生した場合、
ＦＥＳの値を０にする制御を行うような従来のＦＥＳ制
御方法では、光ディスク６１，６２上に光が焦点を結ん
でいないところで、焦点を結んだと誤って制御してしま
い本来の再生信号が得られないという問題が発生する。

【００２３】また、セカンダリゼロの問題は、ＦＥＳを
コリメータレンズの集光位置で観測する、たとえば、ナ
イフエッジ法などのＦＥＳ検出方式を用いた場合に発生
するものであり、スポットサイズ検出法、非点収差法を
用いてＦＥＳをコリメータレンズの集光位置からずれた
ところ、もしくは収差を持たせて集光しないようにして
観測する場合には問題とならない。また、波長６５０ｎ
ｍのレーザ光を用いた場合にも、セカンダリゼロの問題
は発生しない。これらの原因としては、以下のようなこ
とが言える。

【００２４】対物レンズ６４の最外領域は、波長が６５
０ｎｍのレーザ光に対して最適化されているため、対物
レンズ６４の最外領域を通る波長７８０ｎｍのレーザ光
は光ディスク６１に集光されない。集光されない７８０
ｎｍのレーザ光が光ディスク６１で反射され、この反射
された信号光が、信号検出用の受光素子５８に集光され
ることになる。このように、対物レンズ６４の最外領域
を通過した波長７８０ｎｍの赤外レーザ光に対して大き
な収差が発生することになる。

【００２５】またナイフエッジ法では、対物レンズ６４
を通過した信号光の半円部分だけを用いてＦＥＳを検出
している。したがって、上述した収差が、信号検出用の
受光素子５８において受光領域の一方にのみ影響を与え
るので、２つの受光領域の差信号であるＦＥＳにセカン
ダリゼロが発生するものと考えられる。すなわち、ナイ
フエッジ法のように、光軸に対し回転対称でない信号光
を用いてＦＥＳを発生させた場合にセカンダリゼロの問
題が発生すると考えられる。

【００２６】本発明の目的は、２焦点レンズである対物
レンズを用いた光ピックアップ装置において、レンズ特
性から発生するノイズを除去し、対物レンズと光ディス
クとの位置制御を誤らずに行う光ピックアップ装置を提
供することである。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の波長の
レーザ光および第１の波長とは異なる第２の波長のレー
ザ光を照射する半導体レーザ素子と、前記２つのレーザ
光を厚さの異なる２種類の光ディスク上に集光させる対
物レンズとを用い、光ディスクに対して情報を読み取り
または書き込みを行う光ピックアップ装置において、前
記対物レンズは、入射する異なる２つの波長のレーザ光
の焦点距離が異なる２焦点レンズであり、前記半導体レ
ーザ素子と前記対物レンズとの間に、第１の波長のレー
ザ光の対物レンズに対する開口径を制限する光学素子を
設けることを特徴とする光ピックアップ装置である。

【００２８】本発明に従えば、半導体レーザ素子と対物
レンズとの間に第１の波長のレーザ光の対物レンズに対
する開口径を制限する光学素子を設けることで、対物レ
ンズの外側の領域に光が入射しないので、焦点誤差信号
のノイズを問題がない程度にまで減少させることがで
き、対物レンズと光ディスクとの位置制御を誤らずに行
うことができる。

【００２９】また本発明は、前記第１の波長は７８０ｎ
ｍであり、制限された前記開口径は１．５６ｍｍである
ことを特徴とする。

【００３０】本発明に従えば、ＣＤなどに用いられる第
１の波長が７８０ｎｍのレーザ光に対して開口径を１．
５６ｍｍに制限するので、対物レンズの外側の領域にレ
ーザ光が入射しないようにすることができ、焦点誤差信
号のノイズを問題がない程度にまで減少させることがで
き、対物レンズと光ディスクとの位置制御を誤らずに行
うことができる。

【００３１】また本発明は、前記光学素子の開口径は
１．５６ｍｍと１．７６ｍｍとで切り換わることを特徴
とする。

【００３２】本発明に従えば、光学素子の開口径を１．
５６ｍｍと１．７６ｍｍとで切り換えることで、焦点誤
差信号にノイズの影響を受けやすいレーザ光に対して、
レーザ光の外周部を反射してレーザ光の形状を小さくす
ることができるので、焦点誤差信号に影響を及ぼすノイ
ズとなる成分を除去することができる。

【００３３】また本発明は、レーザ光の焦点と光ディス
クの情報記録面とのずれ量に応じて変化する焦点誤差信
号の検出方法が、ナイフエッジ法であることを特徴とす
る。

【００３４】本発明に従えば、焦点誤差信号を検出する
方法が、ナイフエッジ法であるので、２焦点レンズを用
いた場合でも焦点誤差信号を正確に検出することがで
き、対物レンズと光ディスクとを所定の距離に保つこと
ができる。

【００３５】また本発明は、前記光学素子は、ダイクロ
イックフィルタであることを特徴とする。

【００３６】本発明に従えば、第１の波長のレーザ光の
対物レンズに対する開口径を制限する光学素子がダイク
ロイックフィルタであるので、波長の異なる２つ以上の
レーザ光の一方に対して反射、他方のレーザ光に対して
透過することができ、正確な焦点誤差信号の検出ができ
る。

【００３７】また本発明は、前記光学素子は絞りであ
り、前記絞りは、第１の波長のレーザ光を用いる場合は
光路に挿入され、第２の波長のレーザ光を用いる場合は
光路から引き出されることを特徴とする。

【００３８】本発明に従えば、絞りは、第１の波長のレ
ーザ光を用いる場合は光路に挿入され、第２の波長のレ
ーザ光を用いる場合は光路から引き出されるので、焦点
誤差信号にノイズの影響を受けやすい側のレーザ光に対
しては、焦点誤差信号に影響を及ぼすノイズ成分を除去
でき、また、焦点誤差信号にノイズの影響を受けにくい
側のレーザ光に対しては、レーザ光の損失がなくなり、
有効に焦点誤差信号を検出することができる。

【００３９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
である光ピックアップ装置１，２の構成を示す図であ
る。図１（ａ）は、ＦＥＳにノイズの影響を及ぼしやす
い側のレーザ光４を用いた場合の光ピックアップ装置
１、図１（ｂ）は、ＦＥＳにノイズの影響を及ぼしにく
い側のレーザ光５を用いた場合の光ピックアップ装置２
の構成図である。光ピックアップ装置１，２は、半導体
レーザ装置３、レーザ光４，５、回折格子６、コリメー
タレンズ７、ビームスプリッタ８、ダイクロイックフィ
ルタ９、１／４波長板１０、対物レンズ１１、光ディス
ク１２、検出レンズ１３、ナイフエッジ１４、２分割フ
ォトダイオード１５を備えて構成されている。

【００４０】半導体レーザ装置３は、２つの異なる波長
の半導体レーザ素子、すなわち第１の波長である発光波
長７８０ｎｍの赤外光（レーザ光）を出射する半導体レ
ーザ素子および第２の波長である発光波長６５０ｎｍの
赤色光（レーザ光）を出射する半導体レーザ素子と光デ
ィスク１２からの信号光を検出する信号検出用の受光素
子とを備える。回折格子６は、３ビーム法によるトラッ
キング信号を取得する光、たとえばＣＤの信号を読むた
めの波長７８０ｎｍの光に対してのみ回折する特性を有
している。コリメータレンズ７は、入射光を平行光にす
る。ビームスプリッタ８は、偏光軸の異なるレーザ光を
分離する。すなわち、入射光のある割合を透過し、残り
を反射する。ダイクロイックフィルタ９は、半導体レー
ザ装置３と対物レンズ１１との間に設けられ、波長の異
なる２つ以上のレーザ光の一方に対しては反射、他方の
レーザ光に対して透過する特性を有し、７８０ｎｍのレ
ーザ光の対物レンズ１１に対する開口径を制限する光学
素子である。１／４波長板１０は、偏光軸を４５度回転
する特性を有する。対物レンズ１１は、異なる波長（７
８０ｎｍおよび６５０ｎｍ）のレーザ光４，５を、表面
から情報記録面までの厚さの異なる光ディスク１２に集
光させるために設計された２焦点レンズである。２焦点
レンズである対物レンズ１１は、半径方向にほぼ３つの
領域を有し、最も外側の領域は６５０ｎｍの波長に対し
て最適化されている。検出レンズ１３は、ビームスプリ
ッタ８で反射された光を収束させて２分割フォトダイオ
ード１５に導いている。ナイフエッジ１４は、信号光を
２分割にする素子である。本実施形態では、２分割のホ
ログラム素子で実施される。２分割フォトダイオード１
５は、ＦＥＳの検出用受光素子として使用される。

【００４１】半導体レーザ装置３にある２つの半導体レ
ーザ素子から出射したレーザ光４，５は、回折格子６を
通過し、コリメータレンズ７により平行光に直され、ビ
ームスプリッタ８、ダイクロイックフィルタ９、１／４
波長板１０を通過して対物レンズ１１に入射する。ここ
で、対物レンズ１１の最外領域は、波長が６５０ｎｍの
レーザ光に対して最適化されているため、対物レンズ１
１の最外領域を通る波長７８０ｎｍのレーザ光は光ディ
スク１２に集光されない。集光されない７８０ｎｍのレ
ーザ光４が光ディスク１２で反射され、この反射された
信号光が２分割フォトダイオード１５上に集光されるこ
とでＦＥＳにノイズが発生することになる。この問題を
解決するために本発明の第１の実施形態では、ダイクロ
イックフィルタ９を設けている。ダイクロイックフィル
タ９は、ダイクロイックフィルタ９に入射されるレーザ
光４，５の波長に応じて、レーザ光を透過させる開口径
を１．５６ｍｍと１．７６ｍｍとで切り換えている。す
なわち、図１（ａ）に示すようなＦＥＳにノイズの影響
を及ぼしやすい側の波長７８０ｎｍのレーザ光４を用い
た場合の光ピックアップ装置１に対しては、ダイクロイ
ックフィルタ９の外周部がレーザ光４を反射する性質を
有するように設計し、ダイクロイックフィルタ９の開口
径を１．５６ｍｍに制限することによって、レーザ光４
の外周部を反射してレーザ光４の開口径を小さくしてい
る。レーザ光の開口径を小さくすることにより、レーザ
光４の外周部がＦＥＳに影響を及ぼすノイズとなる成分
を除去することができる。また、図１（ｂ）に示すよう
なＦＥＳにノイズの影響を及ぼしにくい側の波長６５０
ｎｍのレーザ光５を用いた場合の光ピックアップ装置２
に対しては、ダイクロイックフィルタ９全体がレーザ光
５を透過する性質を有するように設計し、ダイクロイッ
クフィルタ９の開口径を１．７６ｍｍにすることによっ
て、ダイクロイックフィルタ９の全面が開口部となるの
で、レーザ光５の光損失がなくなり、有効にＦＥＳを検
出することができる。

【００４２】ダイクロイックフィルタ９を透過したレー
ザ光４，５は、１／４波長板１０を経由して対物レンズ
１１に導かれ、表面から情報記録面までの厚さの異なる
光ディスク１２にそれぞれ集光する。光ディスク１２で
反射された光は、再び対物レンズ１１により平行光に直
され、１／４波長板１０、ダイクロイックフィルタ９を
通過してビームスプリッタ８に導かれる。このとき光デ
ィスク１２からの反射光は、１／４波長板１０を往復２
回通っており、偏光軸はもとの半導体レーザ素子からの
レーザ光４，５に比べて９０度回転している。ビームス
プリッタ８は、偏光軸の角度により透過または反射する
しくみになっており、もとの半導体レーザ素子からのレ
ーザ光４，５は透過、偏光軸が９０度回転した反射光は
反射するように設定されている。したがって、反射光は
半導体レーザ装置３の方には戻らずに検出レンズ１３に
導かれて収束され、信号検出用受光素子である２分割フ
ォトダイオード１５に入射してＦＥＳの検出が行われ
る。また、ＦＥＳの検出にはナイフエッジ法が用いら
れ、光路の途中に信号光を２分割する素子（ナイフエッ
ジ１４）が挿入されている。

【００４３】図２は、本発明の第２の実施形態である光
ピックアップ装置２１，２２の構成を示す図である。図
２（ａ）は、ＦＥＳにノイズの影響を及ぼしやすい側の
レーザ光４を用いた場合の光ピックアップ装置２１、図
２（ｂ）は、ＦＥＳにノイズの影響を及ぼしにくい側の
レーザ光５を用いた場合の光ピックアップ装置２２の構
成図である。光ピックアップ装置２１，２２の構成は、
第１の実施形態である光ピックアップ装置１，２とほぼ
同様の構成である。ただし本発明の第２の実施形態で
は、対物レンズ１１の最外領域を通る波長７８０ｎｍの
レーザ光４の影響でＦＥＳにノイズが発生するという問
題を解決するために、光ピックアップ装置１，２で用い
たダイクロイックフィルタ９の代わりに絞り１６が駆動
手段により、半導体レーザ装置３から対物レンズ１１ま
での光路に対して抜き差し可能に設けられている。半導
体レーザ装置３にある２つの半導体レーザ素子から出射
したレーザ光４，５は、回折格子６を通過し、コリメー
タレンズ７により平行光に直され、ビームスプリッタ８
に入射する。ここで、図２（ａ）に示すようなＦＥＳに
ノイズの影響を及ぼしやすい側の波長７８０ｎｍのレー
ザ光４を用いた場合の光ピックアップ装置２１に対して
は、半導体レーザ装置３と対物レンズ１１との光路中に
絞り１６が挿入され、ビームスプリッタ８を通過したレ
ーザ光４が絞り１６に入射する。このとき絞り１６の開
口径は、１．５６ｍｍに制限されている。絞り１６を挿
入することによって、レーザ光４の外周部を反射し、レ
ーザ光４の開口径を小さくすることができる。これによ
り、レーザ光４の外周部がＦＥＳに影響を及ぼすノイズ
となる成分を除去することができる。また、図２（ｂ）
に示すようなＦＥＳにノイズの影響を及ぼしにくい側の
波長６５０ｎｍのレーザ光５を用いた場合の光ピックア
ップ装置２２に対しては、絞り１６を光ピックアップ装
置２２の光路から引き出し、対物レンズ１１の有効光束
径全体を使用するような光束が対物レンズ１１に入射す
る。すなわち、絞り１６を光路から引き出すことによっ
て、半導体レーザ素子からのレーザ光５の損失をなく
し、有効にＦＥＳを検出することができる。

【００４４】光ピックアップ装置２１，２２において、
ビームスプリッタ８または絞り１６を通過した光は、対
物レンズ１１を介して光ディスク１２に集光する。光デ
ィスク１２で反射した光の経路は、第１の実施形態で示
した光ピックアップ装置１，２と同様の経路を辿る。

【００４５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、焦点誤差
信号のノイズを問題がない程度にまで減少させることが
でき、対物レンズと光ディスクとの位置制御を誤らずに
行うことができる。

【００４６】また本発明によれば、ＣＤなどに用いられ
る第１の波長が７８０ｎｍのレーザ光に対して開口径を
１．５６ｍｍに制限することができる。

【００４７】また本発明によれば、光学素子の開口径を
１．５６ｍｍと１．７６ｍｍとで切り換えることができ
る。

【００４８】また本発明によれば、ナイフエッジ法で正
確にＦＥＳを検出するので、２焦点レンズを用いた場合
でも、対物レンズと光ディスクとを所定の距離に保つこ
とができる。

【００４９】また本発明によれば、波長の異なる２つ以
上のレーザ光の一方に対して反射、他方のレーザ光に対
して透過することができ、正確な焦点誤差信号の検出が
できる。

【００５０】また本発明によれば、焦点誤差信号にノイ
ズの影響を受けやすい側のレーザ光に対しては、焦点誤
差信号に影響を及ぼすノイズ成分を除去でき、また、焦
点誤差信号にノイズの影響を受けにくい側のレーザ光に
対しては、レーザ光の損失がなくなり、有効に焦点誤差
信号を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である光ピックアップ
装置１，２の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態である光ピックアップ
装置２１，２２の構成図である。

【図３】第１の従来例における光ピックアップ装置３１
の構成図である。

【図４】第２の従来例における光ピックアップ装置５１
の構成図である。

【図５】ナイフエッジ法を用いた場合の対物レンズ５５
と光ディスク５６とが所定の位置にある場合における２
分割受光素子である受光素子５８と集光スポットとの関
係を示した図である。

【図６】ナイフエッジ法を用いた場合の対物レンズ５５
と光ディスク５６との距離が近い場合における２分割受
光素子である受光素子５８と集光スポットとの関係を示
した図である。

【図７】ナイフエッジ法を用いた場合の対物レンズ５５
と光ディスク５６との距離が遠い場合における２分割受
光素子である受光素子５８と集光スポットとの関係を示
した図である。

【図８】２焦点レンズを用いた場合のノイズ信号の発生
メカニズムを示した図である。

【符号の説明】

１，２，２１，２２，３１，５１ 光ピックアップ装置 ３ 半導体レーザ装置 ４，５ レーザ光 ６，３４ 回折格子 ７，３９，５３ コリメータレンズ ８ ビームスプリッタ ９ ダイクロイックフィルタ １０，４３ １／４波長板 １１，３８，５５，６３，６４ 対物レンズ １２，５６，６１，６２ 光ディスク １３ 検出レンズ １４ ナイフエッジ １５ ２分割フォトダイオード １６，６５ 絞り ３２ 第１の半導体レーザ素子 ３３ 第２の半導体レーザ素子 ３５，３６ ハーフミラー ３７，５４ 立ち上げミラー ４０ スポットレンズ ４１ シリンドリカルレンズ ４２ フォトダイオード ５２ ２波長半導体レーザ装置 ５７ ホログラム素子 ５８ 受光素子 ５９ 情報記録面 ６０ ホログラム

フロントページの続き (72)発明者 長浜 敏也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 大塚 尚孝 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H051 AA14 BA21 BA24 BA37 CB02 CB06 CB07 CB13 CB19 CC03 CC14 2H087 KA13 LA01 RA31 RA43 5D118 AA13 BA01 CD02 DA12 DA40 5D119 AA28 AA41 BA01 BB01 BB04 EA03 EC45 EC47 FA08 JA43 JA58 LB05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の波長のレーザ光および第１の波長
   とは異なる第２の波長のレーザ光を照射する半導体レー
   ザ素子と、前記２つのレーザ光を厚さの異なる２種類の
   光ディスク上に集光させる対物レンズとを用い、光ディ
   スクに対して情報を読み取りまたは書き込みを行う光ピ
   ックアップ装置において、 前記対物レンズは、入射する異なる２つの波長のレーザ
   光に対する焦点距離が異なる２焦点レンズであり、前記
   半導体レーザ素子と前記対物レンズとの間に、第１の波
   長のレーザ光の対物レンズに対する開口径を制限する光
   学素子を設けることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記第１の波長は７８０ｎｍであり、制
   限された前記開口径は１．５６ｍｍであることを特徴と
   する請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】前記光学素子の開口径は１．５６ｍｍと
   １．７６ｍｍとで切り換わることを特徴とする請求項２
   記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 レーザ光の焦点と光ディスクの情報記録
   面とのずれ量に応じて変化する焦点誤差信号の検出方法
   が、ナイフエッジ法であることを特徴とする請求項１〜
   ３のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記光学素子は、ダイクロイックフィル
   タであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ
   に記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 前記光学素子は絞りであり、前記絞り
   は、第１の波長のレーザ光を用いる場合は光路に挿入さ
   れ、第２の波長のレーザ光を用いる場合は光路から引き
   出されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ
   に記載の光ピックアップ装置。