JP2003141769A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビームスプリッタへの光線の入射角がばらつ
いたり、半導体レーザの発振波長がばらついた場合にお
いても、より効率良く２つの半導体レーザからの光ビー
ムを合成することができる２つのビームスプリッタ構成
を備える光ピックアップ及び光ディスク装置を提供す
る。 【解決手段】 第１のビームスプリッタとして、Ｓ偏光
を効率良く反射してＰ偏光を効率良く透過する偏光ビー
ムスプリッタ膜面１０ａを有する偏光ビームスプリッタ
プリズム１０を用いた。さらに、偏光ビームスプリッタ
膜面１０ａの特性として、短波長の光を効率良く反射し
て長波長の光を効率良く透過するダイクロイック膜特性
を持たせた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの情報
信号を記録または再生する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、非接触、大容量、高
速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再
生装置であり、これらの特徴を生かしてディジタルオー
ディオ信号の記録再生装置として、あるいはコンピュー
タの外部記憶装置として利用されている。

【０００３】現在、光ディスクにおいては、大別して、
半導体レーザの使用する発振波長と光ディスクの基板厚
さ等の仕様が異なる第１の光ディスクと第２のディスク
が存在する。第１の光ディスクは、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ
ＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷなど
のディスク基板厚さ０．６ｍｍのものであり、記録再生
に最適な半導体レーザの発振波長は略６６０ｎｍであ
る。第２の光ディスクは、例えばＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、
ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどのディスク基板厚さ１．２ｍ
ｍのものであり、記録再生に最適な半導体レーザの発振
波長は略７８５ｎｍである。そのため、第１の光ディス
クであるＤＶＤ用の光ピックアップでは、既に普及して
いるＣＤ系の第２の光ディスクとの互換を考慮して略７
８５ｎｍと略６６０ｎｍの２つの発振波長の半導体レー
ザを搭載したものが主流となっている。

【０００４】以下、説明の簡単化のために、ディスク基
板厚さ０．６ｍｍである第１の仕様の各種光ディスクの
ことをＤＶＤ系光ディスク、ディスク基板厚さ１．２ｍ
ｍである第２の仕様の各種光ディスクのことをＣＤ系光
ディスク、第１の略６６０ｎｍの発振波長の半導体レー
ザのことをＤＶＤ用半導体レーザ、第２の略７８５ｎｍ
の発振波長の半導体レーザのことをＣＤ用半導体レーザ
と呼ぶことにする。

【０００５】以下図面を用いて従来の、互いの発振波長
の異なる２つの半導体レーザと、２つのビームスプリッ
タとを用いて、互いに基板厚さ等の仕様が異なる２つの
光ディスクの両方の情報を兼用して記録または再生でき
るようにした光ピックアップについて詳細に説明する。

【０００６】図４は、従来の一実施形態に係る光ピック
アップの概略構成図であり、互いに基板厚さ等の仕様が
異なるＤＶＤ系光ディスク１及びＣＤ系光ディスク２を
再生している状態を同一の図に重ねて示している。

【０００７】ＤＶＤ系光ディスク１の基板厚さは０．６
ｍｍである。ＣＤ系光ディスク２の基板厚さは１．２ｍ
ｍである。なお、実際には、この他にも各光ディスクの
仕様はさまざまな種類のものが多く存在するが、ここで
は説明の簡単のため、記録面が１面のみの単板ディスク
を示した。

【０００８】ＤＶＤ用半導体レーザ３の発振波長は略６
６０ｎｍ、ＣＤ用半導体レーザ２７の発振波長は略７８
５ｎｍである。なお、一般にＤＶＤ系光ディスク１の対
応波長は６５０ｎｍ帯、ＣＤ系光ディスク２の対応波長
は７８０ｎｍ帯とされているが、実際の半導体レーザの
発振波長にはばらつきがあるため、設計波長を実際の半
導体レーザの中心波長に合わせているのが実状である。

【０００９】まず、ＤＶＤ系光ディスク１を再生する場
合について説明する。ＤＶＤ用半導体レーザ３の発光点
３ａより出射した光ビームは、回折格子５０に入射し、
主光ビーム５１と図示しない２つの副光ビームに分離さ
れる。副光ビームは、３ビーム法または差動プッシュプ
ル法による光ディスクのトラッキング検出に用いられ
る。図面では、簡単のため主光ビーム５１の光線の経路
のみを示し、副光ビームの光線の経路は省略する。

【００１０】従来例では、半導体レーザ３は、光ピック
アップのケース５２に対して、無調整で固定する構成で
ある。回折格子５０は光軸回り方向の１次元のみの調整
である。

【００１１】光ビーム５１は、第２のビームスプリッタ
であるダイクロイックハーフミラー５３のダイクロイッ
クハーフミラー膜面５３ａで反射した後、第１のビーム
スプリッタであるダイクロイックハーフプリズム５４、
増反射ミラーである立上げミラー１４を介し、カップリ
ングレンズ１５によって略平行な光ビーム５５に変換さ
れ、対物レンズ１９に達する。

【００１２】ダイクロイックハーフミラー膜面５４ａ
は、ＤＶＤ用半導体レーザの略６６０ｎｍの波長の光ビ
ームに対し、透過率が略１００％、反射率が略０％の分
光特性も有している。なお、ＣＤ用半導体レーザ２の略
７８５ｎｍの波長の光ビーム６２に対し、透過率、反射
率共に略５０％の分光特性を有している。

【００１３】対物レンズ１９は、図示しないアクチュエ
ータに一体に保持されており、図示しない駆動コイルに
通電することにより、ＤＶＤ系光ディスク１の情報記録
面１ａ上に光ビームを合焦し光スポットを形成すること
が可能である。

【００１４】ＤＶＤ系光ディスク１を反射した光ビーム
５６は、往路光と同様の光路を逆にたどって、対物レン
ズ１９、カップリングレンズ１５、立上げミラー１４を
介して、第１のビームスプリッタであるダイクロイック
ハーフプリズム５４のダイクロイックハーフミラー膜面
５４ａに入射する。

【００１５】ダイクロイックハーフミラー膜面５４ａ
は、略６６０ｎｍの波長の光ビームに対し、透過率が略
１００％の分光特性を有するので、略１００％が透過す
る。ダイクロイックハーフミラー膜面５４ａを透過した
光ビーム５７は、第２のビームスプリッタであるダイク
ロイックハーフミラー５３のダイクロイックハーフ膜面
５３ａを透過した後、検出レンズ５８を介し、光検出器
２４に導くようになっている。

【００１６】したがって、ＤＶＤ系往路における２つの
ビームスプリッタを総合した光利用効率は略５０％であ
る。

【００１７】次に、ＣＤ系光ディスク２を再生する場合
について説明する。略７８５ｎｍの波長で発光するＣＤ
用半導体レーザ２７の発光点２７ａより出射した光ビー
ム５９は、補助レンズ６０の回折格子６０ａに入射し、
主光ビーム６１と図示しない２つの副光ビームに分離さ
れる。副光ビームは、３ビーム法または差動プッシュプ
ル法による光ディスクのトラッキング検出に用いられ
る。図面では、説明の簡単のため主光ビーム６１の光線
の経路のみを示し、副光ビームの光線の経路は省略す
る。

【００１８】光ビーム６１は、補助レンズ６０の凸球面
レンズ面６０ｂを透過し、光ビーム６２となる。凸球面
レンズ面６０ｂは、光路長の短縮と光利用効率の向上を
目的に形成したものである。補助レンズ６０は、回折格
子６０ａと凸球面レンズ面６０ｂを有し、上記した２つ
の機能を１つの部品により実現するものである。

【００１９】また、ＣＤ用半導体レーザ２７は、光ピッ
クアップのケース５２に対して、光軸に垂直な方向の位
置を調整した後に、接着剤にて固着する構成である。補
助レンズ６０は、光軸方向と光軸回りの回転調整後に、
接着剤にて固着する構成である。

【００２０】光ビーム６２は、第１のビームスプリッタ
であるダイクロイックハーフプリズム５４のダイクロイ
ックハーフミラー膜面５４ａで反射した後、立上げミラ
ー１４を介し、カップリングレンズ１５によって略平行
な光ビーム６２に変換され、対物レンズ１９に達する。

【００２１】対物レンズ１９は、図示しないアクチュエ
ータに一体に保持されており、図示しない駆動コイルに
通電することにより、ＣＤ系光ディスク２の情報記録面
２ａ上に光ビームを合焦し光スポットを形成することが
可能である。

【００２２】ＣＤ系光ディスク２を反射した光ビーム６
３は、往路光と同様の光路を逆にたどって、対物レンズ
１９、カップリングレンズ１５、立ち上げミラー１４を
介して、第１のビームスプリッタであるダイクロイック
ハーフプリズム５４のダイクロイックハーフミラー膜面
５４ａに入射する。ダイクロイックハーフミラー膜面５
４ａは、前記したように略７８５ｎｍの波長の光ビーム
に対し、透過率、反射率共に略５０％の分光特性を有す
るので、略５０％が反射し、略５０％が透過する。ダイ
クロイックハーフミラー膜面５４ａを透過した光ビーム
６４は、第２のビームスプリッタであるダイクロイック
ハーフミラー５３のダイクロイックハーフ膜５３ａを透
過した後、検出レンズ５８を介し、光検出器２４に導く
ようになっている。なお、ダイクロイックハーフミラー
５３は、光ビーム６４の光軸に対して４５°の角度をな
して配置される。また、ダイクロイックハーフミラー膜
面５３ａは、ＣＤ用半導体レーザ２の略７８５ｎｍの波
長の光ビーム６４に対し、透過率が略１００％、反射率
が略０％の分光特性を有するので、略１００％が透過す
る。

【００２３】したがって、ＣＤ系往路の２つのビームス
プリッタを総合した光利用効率は略５０％である。

【００２４】従来例においては、検出レンズ５８は光ピ
ックアップのケース５２に対し、光軸方向の位置を調整
した後に、接着剤で固定する構成である。

【００２５】また、光検出器２４は基板６５に固定さ
れ、光ピックアップのケース５２に対して、光軸に垂直
な方向の位置を調整した後に、接着剤にて固着する構成
である。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、発振波
長の異なる２つの半導体レーザを搭載した光ピックアッ
プにおいては、２つの半導体レーザからの入射光を合成
するビームスプリッタとして、ダイクロイックプリズム
またはダイクロイックミラーを使用する。光ピックアッ
プの小型化のためには、半導体レーザからの発散光中に
ビームスプリッタを配置する必要がある。通常の設計に
おいて、光線の入射角は略±６〜７°程度ばらつく。し
かし、ダイクロイック膜の透過反射率には入射角依存性
があるため、効率良く２つの半導体レーザからの入射光
を合成することができない。また、安価なビームスプリ
ッタとするために層数の少ないダイクロイック膜設計に
おいては、透過反射率は波長に対して緩やかな分光特性
しか得ることができない。通常、半導体レーザの発振波
長は中心波長に対して±２０ｎｍ程度のばらつきが有る
ため、上記したような緩やかな分光特性では効率良く２
つの半導体レーザからの入射光を合成することができな
い。プリズムタイプに比べて、ミラータイプの方が、実
用的なダイクロイック膜設計の可能性は有るが、ダイク
ロイックミラーの場合には平行平板に発散光を透過させ
ると非点収差が発生するという問題が有る。また、プリ
ズムタイプにおいても、ダイクロイック膜への入射角を
４５°よりも小さくすれば実用的なダイクロイック膜設
計の可能性は有るが、複雑なプリズム形状となってしま
うため、汎用の正三角柱タイプのプリズムに比べて高価
となってしまう。

【００２７】記録はせず再生のみの光ピックアップであ
れば、ビームスプリッタにそれほど高い合成の効率は要
求されない。しかし、記録再生する光ピックアップにお
いては非常に高い合成の効率が要求される。特に、安価
な高出力半導体レーザを用い、光ディスクの回転速度あ
るいは線速度が標準速以上の倍速を実現するためには、
光ディスク面上出力光パワーを向上させる必要が有り、
より高い合成の効率が要求される。

【００２８】しかしながら、上記のように光線の入射角
がばらついたり、半導体レーザの波長がばらついた場合
には、従来のダイクロイック膜を用いたビームスプリッ
タでは、波長の異なる２つの半導体レーザからの入射光
を効率良く合成することができず、安価に倍速記録でき
る光ピックアップの実用化に対する大きな障害となって
いた。すなわち、従来実施例ではＤＶＤ系往路とＣＤ系
往路の２つのビームスプリッタの総合効率は略５０％と
説明したが、上記説明したように、従来のダイクロイッ
ク膜を用いたビームスプリッタでは実際には略５０％よ
りも小さい光利用効率しか得られない。

【００２９】また、ＤＶＤ系光ディスクとＣＤ系光ディ
スクの両方を記録かつ再生する光ピックアップにおいて
は、ＤＶＤ用半導体レーザとＣＤ用半導体レーザの両方
とも高出力光パワーの半導体レーザが要求される。しか
し、現在安価に入手可能な高出力半導体レーザの最大光
パワーは、ＣＤ用半導体レーザが略１５０ｍＷであるの
に対して、ＤＶＤ用半導体レーザは略７０ｍＷと小さ
い。これは、高出力ＣＤ用半導体レーザの開発期間に比
べて、高出力ＤＶＤ用半導体レーザの開発期間が比較的
短いためである。したがって、ＤＶＤ系光ディスクとＣ
Ｄ系光ディスクの両方を記録かつ再生する光ピックアッ
プには、長波長のＣＤ用半導体レーザを用いた場合に比
べて、短波長のＤＶＤ半導体レーザを用いた場合の方
が、より光利用効率の高い２つのビームスプリッタ構成
が要求されるべきであるが、従来の光ピックアップにお
いては、ＤＶＤ系の光利用効率をＣＤ系の光利用効率よ
りも高くする技術に関する配慮はされていなかった。

【００３０】また、従来の光ピックアップ構成において
は、半導体レーザへの戻り光が、半導体レーザからの出
射光の偏光方向と一致する偏光方向の成分が有るため、
半導体レーザの発振モードに影響を与えることがある。
この場合、同じ電流入力に対して光パワー出力が低下し
たり、光パワー出力が変動する等の問題が発生すること
がある。再生時には比較的低光パワー出力なので、光パ
ワーをモニタしてフィードバック制御するオートパワー
コントロールにより実用的に問題なくパワー出力をほぼ
一定に保つことができる。しかし、記録時に最大の光パ
ワー出力が低下してしまうと、オートパワーコントロー
ルを用いてもパワー出力を安定に一定に保つことができ
ない。さらに、最大定格電流以上の過電流を入力させて
しまうので、半導体レーザが劣化あるいは破壊にいたる
場合があった。

【００３１】なお、半導体レーザへの戻り光の偏光方向
が半導体レーザからの出射光の偏光方向に対して直交す
るようにするための手段として４分の１波長板を用いる
技術が知られている。通常の４分の１波長板は各半導体
レーザの波長に合わせたものを使用する必要があるか
ら、２つの半導体レーザからの入射光を合成するビーム
スプリッタより前側に配置する必要が有る。この場合、
４分の１波長板により円偏光となった光ビームがビーム
スプリッタや立上げミラーを通過することになる。ビー
ムスプリッタや立上げミラーは誘電体多層膜により構成
されており、一般に誘電体多層膜を透過または反射する
と偏光の位相差が発生するため、円偏光が楕円偏光に変
化してしまう。このため、半導体レーザへの戻り光の偏
光方向が半導体レーザからの出射光の偏光方向に対して
完全に直交させることができない。したがって、半導体
レーザへの戻り光が、半導体レーザからの出射光の偏光
方向と一致する偏光方向の成分が発生することになり、
上記したような戻り光の問題が起こる。

【００３２】また、光ディスクの基板材料はポリカーボ
ネート（ＰＣ）を使用している。この材料は耐環境性に
優れた材料であるが、比較的複屈折すなわち偏光の位相
差が大きい材料である。このように光ディスクの複屈折
が大きいと、光ディスクへの入射光が直線偏光や円偏光
の場合であっても、光ディスクからの反射光が元の偏光
から楕円偏光に変化する。一般にビームスプリッタの透
過反射率は、Ｐ偏光とＳ偏光とで異なる。Ｐ偏光透過率
はＳ偏光透過率よりも大きく、Ｓ偏光反射率はＰ偏光反
射率よりも大きい。例えば、ビームスプリッタを透過後
に光検出器に入射する偏光成分がＰ偏光のみとなるよう
に設計された光ピックアップにおいては、光ディスクの
複屈折が大きいとＰ偏光成分が減少してＳ偏光成分が増
加するため、全体として透過率が減少する。逆に、ビー
ムスプリッタを透過後に光検出器に入射する偏光成分が
Ｓ偏光のみとなるように設計された光ピックアップにお
いては、光ディスクの複屈折が大きいとＳ偏光成分が減
少してＰ偏光成分が増加するため、全体として透過率が
増加する。いずれの場合においても、光ディスクの複屈
折の位相差に応じて透過率が変動することになる。ここ
で、複屈折の位相差は光ディスクの基板厚さに比例する
ので、厚さ０．６ｍｍのＤＶＤに比べて、厚さ１．２ｍ
ｍのＣＤの方が、複屈折の位相差が２倍と大きい。

【００３３】複屈折が大きいＣＤ系光ディスクにおいて
は、上記したようにビームスプリッタに入射するＰ偏光
成分とＳ偏光成分とが大きく変動してしまうので、ビー
ムスプリッタを介して光検出器に入射する光パワー変動
が発生することになるが、従来の光ピックアップではこ
のパワー変動を緩和する技術に関する配慮はされていな
かった。

【００３４】また、第１の半導体レーザおよび第２の半
導体レーザのオートパワーコントロールに用いる前方光
モニタ検出器を含む構成において、従来２つの半導体レ
ーザに対応して２個の前方光モニタ光検出器を用いる必
要があった。また、前方光モニタ光検出器に光ビームを
導くために、光利用効率がばらつくビームスプリッタ内
を透過あるいは反射させるため、安定なオートパワーコ
ントロールを得ることができなかった。

【００３５】そこで本発明の目的は、ビームスプリッタ
への光線の入射角がばらついたり、半導体レーザの発振
波長がばらついた場合においても、より効率良く２つの
半導体レーザからの光ビームを合成することができる２
つのビームスプリッタ構成を備える光ピックアップ及び
光ディスク装置を提供することである。

【００３６】また、本発明の目的は、長波長のＣＤ用半
導体レーザを用いた場合に比べて、短波長のＤＶＤ半導
体レーザを用いた場合の方が、より光利用効率の高い２
つのビームスプリッタ構成を備える光ピックアップ及び
光ディスク装置を提供することである。

【００３７】また、本発明の目的は、長波長のＣＤ用半
導体レーザを用いた場合と、短波長のＤＶＤ用半導体レ
ーザを用いた場合の、いずれの場合においても、半導体
レーザへの戻り光の偏光方向が半導体レーザからの出射
光の偏光方向に対して直交するように構成した光ピック
アップ及び光ディスク装置を提供することである。

【００３８】また、本発明の目的は、短波長のＤＶＤ半
導体レーザを用いた場合に比べて、長波長のＣＤ用半導
体レーザを用いた場合の方が、光ディスク基板の複屈折
によって光検出器へ入射する光パワー変動がより少ない
光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することであ
る。

【００３９】また、本発明の目的は、第１の半導体レー
ザおよび第２の半導体レーザのオートパワーコントロー
ルに用いる前方光モニタ光検出器を含む構成において、
１個の前方光モニタ光検出器で安定なオートパワーコン
トロールを得ることができる光ピックアップ及び光ディ
スク装置を提供することである。

【００４０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、互いに発振波長の異なる第１の半導体レ
ーザおよび第２の半導体レーザと、第１の半導体レーザ
を出射した第１の光ビームを反射させるとともに第２の
半導体レーザを出射した第２の光ビームを透過させるこ
とによって第１の光ビームと第２の光ビームの光路を合
成する第１のビームスプリッタと、第１の光ビームおよ
び第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズ
と、光ディスクを反射した第１の光ビームおよび第２の
光ビームを検出する光検出器と、第１の半導体レーザお
よび第２の半導体レーザを出射した第１の光ビームおよ
び第２の光ビームを対物レンズに導くとともに光ディス
クを反射した第１の光ビームおよび第２の光ビームを光
検出器に導くための第２のビームスプリッタとを備え、
基板厚さが互いに異なる第１の光ディスクと第２の光デ
ィスクの両方の情報を兼用して記録または再生できるよ
うにした光ピックアップにおいて、第１のビームスプリ
ッタは少なくとも第１の半導体レーザの発振波長および
第２の半導体レーザの発振波長に対してＰ偏光を効率良
く透過してＳ偏光を効率良く反射する特性を有する偏光
ビームスプリッタであり、第１の半導体レーザを出射し
た第１の光ビームの偏光状態をＳ偏光で第１のビームス
プリッタへ入射させて反射させ、第２の半導体レーザを
出射した第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で第１のビ
ームスプリッタへ入射させて透過させるように構成し
た。

【００４１】また、本発明では、第１の半導体レーザの
発振波長が第２の半導体レーザの発振波長よりも短く、
第１のビームスプリッタは、第１の半導体レーザの発振
波長である短波長の光を効率良く反射して、第２の半導
体レーザの発振波長である長波長の光を効率良く透過す
るダイクロイック膜特性を持たせた。

【００４２】また、本発明では、第１の半導体レーザの
発振波長が第２の半導体レーザの発振波長よりも長く、
第１のビームスプリッタは、第１の半導体レーザの発振
波長である長波長の光を効率良く反射して、第２の半導
体レーザの発振波長である短波長の光を効率良く透過す
るダイクロイック膜特性を持たせた。

【００４３】また、本発明では、第１の半導体レーザを
出射した第１の光ビームの偏光状態をＳ偏光で第２のビ
ームスプリッタへ入射させて反射させ、第２の半導体レ
ーザを出射した第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で第
２のビームスプリッタへ入射させて反射させ、第１の半
導体レーザの発振波長と第２の半導体レーザの発振波長
のいずれに対しても４分の１波長板としての機能を有す
る広帯域４分の１波長板を第２のビームスプリッタと前
記光ディスクとの間に配置した。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例とし
ての光ピックアップの構成ならびに動作を図面を参照し
ながら詳細に説明する。

【００４５】図１は、本発明の一実施例に係る光ピック
アップの概略構成図であり、異なる仕様の光ディスクで
あるＤＶＤ系光ディスク１及びＣＤ系光ディスク２を記
録再生している状態を同一の図を用いて重ねて示してい
る。

【００４６】ＤＶＤ系光ディスク１の基板厚さは０．６
ｍｍである。ＣＤ系光ディスク２の基板厚さは１．２ｍ
ｍである。なお、実際には、この他にも各光ディスクの
仕様はさまざまな種類のものが多く存在するが、ここで
は説明の簡単のため、記録面が１面のみの単板ディスク
を示した。

【００４７】ＤＶＤ用半導体レーザ３の対応波長は略６
６０ｎｍであるのに対し、ＣＤ用半導体レーザ２７の対
応波長は略７８５ｎｍである。なお、一般にＤＶＤ系光
ディスク１の対応波長は６５０ｎｍ帯、ＣＤ系光ディス
ク２の対応波長は７８０ｎｍ帯とされているが、実際の
半導体レーザの波長にはばらつきがあるため、設計波長
を実際の半導体レーザの中心波長に合わせているのが実
状である。

【００４８】まず、ＤＶＤ系光ディスク１を記録再生す
る場合について説明する。略６６０ｎｍの波長で発光す
るＤＶＤ用半導体レーザ３の発光点３ａより出射した水
平偏光の光ビーム４は、補助レンズ５を透過して、２分
の１波長板機能と回折格子機能を備える複合光学素子６
に入射する。

【００４９】補助レンズ５の凸球面レンズ面５ａは、光
路長の短縮と光利用効率の向上を目的に形成したもので
ある。

【００５０】複合光学素子６は、２分の１波長板６ａ
を、ガラス基板６ｂと、回折格子６ｃとで挟み込んで接
合した構成である。水平偏光の光ビーム４は、２分の１
波長板６ａの作用により垂直偏光の光ビーム７を出射す
る。さらに、回折格子６ｃの作用により、主光ビーム７
と図示しない２つの副光ビームに分離される。副光ビー
ムは、３ビーム法または差動プッシュプル法による光デ
ィスクのトラッキング検出に用いられる。図では説明の
簡単のため、主光ビーム７の光線の経路のみを示し、副
光ビームの光線の経路は省略する。

【００５１】２分の１波長板６ａと回折格子６ｃを備え
る複合光学素子６は、回転調整可能な補助レンズ５に接
合により一体化する構造とした。これにより、トラッキ
ング検出に用いる３ビームを発生させる回折格子６ｃの
格子角度を補助レンズ５の回転調整にて調整することに
より、２分の１波長板６ａの光学軸角度を精密に設定す
ることが可能となる。これにより、水平偏光の光ビーム
４を垂直偏光の光ビーム７に精密に変換することができ
る。

【００５２】なお、補助レンズ５の調整は回転調整のみ
だけで、光軸方向調整はしない。その代わり、光軸方向
調整は、ＤＶＤ用半導体レーザ３の前後調整で行う。こ
れにより、補助レンズ５を調整するための大きな調整し
ろを設ける必要がなく、前後方向の動きを規制する組立
構成が可能となり、経時変化による部品のずれが発生し
ないという効果がある。

【００５３】また、ＤＶＤ用半導体レーザ３の調整は前
後のみだけで、光軸と直交する方向の調整はしない。こ
れにより、ＤＶＤ用半導体レーザ３を調整するための大
きな調整しろを設ける必要がなく、光軸と直交する方向
の動きを規制する組立構成が可能となり、経時変化によ
る部品のずれが発生しないという効果がある。

【００５４】また、ＤＶＤ用半導体レーザ３は、水平方
向にあおるための熱伝導の良い金属製のホルダ８に取付
けられ、光ピックアップの熱伝導の良い金属製のケース
９に対して、光ビーム４の強度中心が光軸と一致するよ
うにあおり調整した後に、接着固定する構成とした。ホ
ルダ８は、水平方向にあおるだけの１次元調整のみであ
る。これにより、ホルダ８を調整するための大きな調整
しろを設ける必要がなく、水平方向のあおり以外の動き
を規制する組立構成が可能となり、経時変化による部品
のずれが発生しないという効果がある。

【００５５】従来の調整では、半導体レーザは光軸と直
交する方向の２次元の調整、補助レンズは光軸方向と回
転方向の２次元の調整であった。このため、調整箇所が
２箇所別々であるためそれぞれに調整するための大きな
調整しろを設ける必要があり、半導体レーザと補助レン
ズの相対位置を精密に設定することができないといった
課題があったが、各調整を１次元のみと限定したため、
上記したような課題がないといった効果がある。

【００５６】また、本実施例では、ＤＶＤ用半導体レー
ザ３で発生する熱が、熱伝導の良い金属製のホルダ８を
介して、熱伝導の良い金属製の光ピックアップのケース
９に効率良く放熱されるため、ＤＶＤ用半導体レーザ３
の温度上昇を防止することができる。

【００５７】次に、垂直偏光の光ビーム７は、第１のビ
ームスプリッタである偏光ビームスプリッタプリズム１
０の偏光ビームスプリッタ膜面１０ａにより反射されて
垂直偏光の光ビーム１１となる。偏光ビームスプリッタ
はＰＢＳとも呼ばれ、Ｓ偏光を効率良く反射して、Ｐ偏
光を効率良く透過する光学素子である。垂直偏光の光ビ
ーム７は偏光ビームスプリッタ膜面１０ａに対してＳ偏
光であるので、反射光である光ビーム１１の光利用効率
を非常に高くすることができた。

【００５８】また、本実施例では、偏光ビームスプリッ
タ膜面１０ａの特性として、短波長の光を効率良く反射
して長波長の光を効率良く透過するダイクロイック膜特
性を持たせた。図２に偏光ビームスプリッタ膜面１０ａ
の分光透過率特性を示した。なお、分光反射率特性は、
１００％から分光透過率特性を差し引いた特性である。
光ビーム７は、ＤＶＤ用半導体レーザ３より出射された
短波長の光なので、反射光である光ビーム１１の光利用
効率を非常に高くすることができた。ダイクロイック膜
特性とＰＢＳ膜特性をあわせ持つ偏光ビームスプリッタ
膜面１０ａは光線の入射角がばらついたり、ＤＶＤ用半
導体レーザ３の発振波長がばらついた場合においても、
より効率良く反射させることができた。

【００５９】また、本実施例では、第１の半導体レーザ
であるＤＶＤ用半導体レーザ３から第１のビームスプリ
ッタである偏光ビームスプリッタプリズム１０に至る光
路中に２分の１波長板６ａを配置したことにより、第１
の半導体レーザから出射した水平偏光の光ビームを垂直
偏光へと偏光状態を変換させて第１のビームスプリッタ
に入射させることができ、反射光である光ビーム１１の
光利用効率を非常に高くする効果を生み出すことを可能
にした。

【００６０】垂直偏光の光ビーム１１は、第２のビーム
スプリッタであるビームスプリッタミラー１２に入射す
る。ビームスプリッタミラー１２の表面のビームスプリ
ッタ膜面１２ａで反射されて垂直偏光の光ビーム１３と
なる。

【００６１】ビームスプリッタミラー１２は、光ビーム
１１の光軸に対して３０°の角度をなして配置した。こ
のように４５°よりも小さい３０°の角度で配置するこ
とにより、以下で述べるように、ビームスプリッタミラ
ー１２のＰ偏光透過率とＳ偏光透過率を近づける分光特
性の設計を可能とした。

【００６２】それでは、ビームスプリッタ膜面１２ａの
膜設計について詳細に説明する。図３にビームスプリッ
タ膜面１２ａの分光透過率特性を示した。なお、分光反
射率特性は、１００％から分光透過率特性を差し引いた
特性である。ビームスプリッタ膜面１２ａのＰ偏光透過
率が、ＤＶＤ用半導体レーザ３の略６６０ｎｍの波長に
対して、略１０％となるように設計した。なお、一般に
Ｓ偏光透過率は、Ｐ偏光透過率に比べて小さくなるが、
膜設計を工夫することによりＳ偏光透過率の低下を最小
限となるようにした。但し、膜設計は光吸収の少ない誘
電体多層膜による設計を行った。吸収膜や金属膜によれ
ば、よりＰ偏光透過率とＳ偏光透過率を近づけることは
可能であるが、吸収膜では光の吸収を伴うため光利用効
率が低下する問題が有り、金属膜では腐食等の耐環境性
能に問題があるため、いずれも採用しなかった。この膜
設計の結果、ビームスプリッタ膜面１２ａのＳ偏光透過
率は、Ｐ偏光透過率に比べて略５％程度低い、略５％を
得た。したがって、ビームスプリッタ膜面１２ａのＳ偏
光反射率は略９５％、Ｐ偏光反射率は略９０％を得た。

【００６３】垂直偏光の光ビーム１１は、ビームスプリ
ッタ膜面１２ａに対してＳ偏光であるから、反射された
垂直偏光の光ビーム１３は、略９５％の光利用効率であ
る。第１のビームスプリッタである偏光ビームスプリッ
タプリズム１０の反射の光利用効率は略１００％、第２
のビームスプリッタであるビームスプリッタミラー１２
の反射の光利用効率は略９５％であるから、第１のビー
ムスプリッタと第２のビームスプリッタを総合したビー
ムスプリッタによるＤＶＤ往路の光利用効率は略９５％
と、記録再生する光ピックアップに要求される非常に高
い光利用効率が得られる。これにより、光ディスク面上
出力光パワーを向上させることができ、安価な高出力半
導体レーザを用い、光ディスクの回転速度あるいは線速
度が標準速以上の倍速を実現することができた。

【００６４】光ビーム１３は、増反射ミラーである立上
げミラー１４を介し、カップリングレンズ１５によって
略平行な光ビーム１６に変換され、広帯域４分の１波長
板１７に入射する。広帯域４分の１波長板１７は、第２
のビームスプリッタであるビームスプリッタミラー１２
と、ＤＶＤ系光ディスク１またはＣＤ系光ディスク２と
の間に配置され、略６６０ｎｍの波長の光と、略７８５
ｎｍの波長の光に対して、いずれの波長の場合にも４分
の１波長板として作用するように工夫して構成されたも
のである。垂直偏光の光ビーム１６は、広帯域４分の１
波長板１７の偏光作用により、右回り円偏光の光ビーム
１８となる。

【００６５】光ビーム１８は、対物レンズ１９を介し
て、ＤＶＤ系光ディスク１に達する。

【００６６】なお、説明の簡単のために、図において立
上げミラー１４の２点鎖線１４ａを境にして、下部は上
面図、上部は正面図を示した。

【００６７】対物レンズ１９は、図示しないアクチュエ
ータに一体に保持されており、図示しない駆動コイルに
通電することにより、ＤＶＤ系光ディスク１の情報記録
面１ａ上に光ビームを合焦し光スポットを形成すること
が可能である。

【００６８】右回り円偏光の光ビーム１８は、ＤＶＤ系
光ディスク１を反射して、今度は左回り円偏光の光ビー
ム２０となる。左回り円偏光の光ビーム２０は、往路光
と同様の光路を逆にたどって、対物レンズ１９を介して
広帯域４分の１波長板１７に入射する。左回り円偏光の
光ビーム２０は、広帯域４分の１波長板１７の偏光作用
により、今度は水平偏光の光ビーム２１となる。

【００６９】光ビーム２１は、カップリングレンズ１
５，立上げミラー１４を介して、第１のビームスプリッ
タであるビームスプリッタミラー１２の表面のビームス
プリッタ膜面１２ａに入射する。ビームスプリッタ膜面
１２ａは、前記したように略６６０ｎｍの波長の光ビー
ムに対し、Ｐ偏光透過率が略１０％、Ｓ偏光透過率が略
５％、Ｐ偏光反射率が略９０％、Ｓ偏光反射率が略９５
％の分光特性を有する。水平偏光の光ビーム２１は、ビ
ームスプリッタ膜面１２ａに対してＰ偏光であるので、
略１０％が透過し、略９０％が反射する。

【００７０】ビームスプリッタ膜面１２ａを透過した水
平偏光の光ビーム２２は、検出レンズ２３を介し、光検
出器２４に導くようになっている。

【００７１】本実施例においては、検出レンズ２３は光
ピックアップのケース９に対して無調整で固定する構成
とした。これにより、検出レンズ２３とケース９との相
対的な位置、角度を精密に設定することが可能となり、
ケース９と検出レンズ２３を調整するための大きな調整
しろを設ける必要がないので、経時変化による部品のず
れが発生しないという効果がある。

【００７２】また、光検出器２４は基板２５に固定さ
れ、光ピックアップのケース９に対して位置調整した後
に、接着固定する構成とした。基板２５は、光軸に垂直
な方向である２次元方向、光軸方向の合計３次元の調整
を、図示しない３次元調整治具を用いて行い、調整完了
後に接着剤２６が固化するようにした。従来の調整で
は、検出レンズは光軸方向の１次元の調整、光検出器は
光軸と垂直方向の２次元の調整であった。このため、従
来は３次元調整治具を必要とせずに比較的簡単な調整手
段により調整可能という利点はあったが、調整箇所が２
箇所別々であるためそれぞれに調整するための大きな調
整しろを設ける必要があり、検出レンズの絶対位置を精
密に設定することができないといった課題があった。本
実施例では、３次元調整治具が必要になるものの、上記
したような課題がないという効果がある。また、従来は
調整すべき部品が検出レンズと光検出器の２点であった
が、本実施例では調整すべき部品が基板２５の１点であ
り、調整すべき部品点数を１点減らすことができた。

【００７３】次に、ＣＤ系光ディスク２を記録再生する
場合について説明する。略７８５ｎｍの波長で発光する
ＣＤ用半導体レーザ２７の発光点２７ａより出射した水
平偏光の光ビーム２８は、補助レンズ２９を透過して、
回折格子３０に入射する。

【００７４】補助レンズ２９の凸球面レンズ面２９ａ
は、光路長の短縮と光利用効率の向上を目的に形成した
ものである。

【００７５】水平偏光の光ビーム２８は、回折格子３０
の作用により、主光ビーム３１と図示しない２つの副光
ビームに分離される。副光ビームは、３ビーム法や差動
プッシュプル法による光ディスクのトラッキング検出に
用いられる。図では説明の簡単のため、主光ビーム３１
の光線の経路のみを示し、副光ビームの光線の経路は省
略する。

【００７６】回折格子３０は、光軸方向調整可能な補助
レンズ２９に接合により一体化する構造とした。

【００７７】なお、補助レンズ２９の調整は光軸前後方
向の調整のみであり、回転調整はしない。これにより、
補助レンズ２９を調整するための大きな調整しろを設け
る必要がなく、回転方向の動きを規制する組立構成が可
能となり、経時変化による部品ずれが発生しないという
効果がある。

【００７８】また、ＣＤ用半導体レーザ２７と、ＣＤ用
半導体レーザ２７をあおるための熱伝導の良い金属製の
ホルダ３２と、補助レンズ２９は、熱伝導の良い金属製
のホルダ３３に一体に取付けられている。ホルダ３３
は、光ピックアップの熱伝導の良い金属製のケース９に
対して、光軸と直交する方向の２次元の調整と回転調整
の３次元調整を図示しない調整治具を用いて行う。ホル
ダ３３は光軸方向の調整はしない。その代わり、ＣＤ用
半導体レーザ２７をホルダ３２に対して光軸方向の調整
を行う。

【００７９】また、本実施例では、ＣＤ用半導体レーザ
２７で発生する熱が、熱伝導の良い金属製のホルダ３
２，熱伝導の良い金属製のホルダ３３を介して、熱伝導
の良い光ピックアップのケース９に効率良く放熱される
ため、ＣＤ用半導体レーザ２７の温度上昇を防止するこ
とができる。

【００８０】次に、水平偏光の光ビーム３１は、第１の
ビームスプリッタである偏光ビームスプリッタプリズム
１０の偏光ビームスプリッタ膜面１０ａを透過して水平
偏光の光ビーム３４となる。前記したように、偏光ビー
ムスプリッタはＰＢＳとも呼ばれ、Ｓ偏光を効率良く反
射し、Ｐ偏光を効率良く透過する光学素子である。水平
方向の光ビーム３１は偏光ビームスプリッタ膜面１０ａ
に対してＰ偏光であるので、透過光である光ビーム３４
の光利用効率を非常に高くすることができた。

【００８１】また、本実施例では、前記したように、偏
光ビームスプリッタ膜面１０ａの特性として、短波長の
光を反射し長波長の光を透過するダイクロイック膜特性
を持たせた。光ビーム３１は、ＣＤ用半導体レーザ２７
より出射された長波長の光なので、透過光である光ビー
ム３４の光利用効率を非常に高くすることができた。ダ
イクロイック膜特性と偏光ビームスプリッタ膜特性をあ
わせ持つ偏光ビームスプリッタ膜面１０ａは光線の入射
角がばらついたり、半導体レーザの波長がばらついた場
合においても、より効率良く透過させることができた。

【００８２】水平偏光の光ビーム３４は、第２のビーム
スプリッタであるビームスプリッタミラー１２に入射す
る。ビームスプリッタミラー１２の表面のビームスプリ
ッタ膜面１２ａで反射されて水平偏光の光ビーム３５と
なる。

【００８３】ビームスプリッタミラー１２は、光ビーム
３４の光軸に対して３０°の角度をなして配置した。こ
のように４５°よりも小さい３０°の角度で配置するこ
とにより、以下で述べるように、ビームスプリッタミラ
ー１２のＰ偏光透過率とＳ偏光透過率を近づける分光特
性の設計を可能とした。

【００８４】それでは、ビームスプリッタ膜面１２ａの
膜設計について詳細に説明する。ビームスプリッタ膜面
１２ａのＳ偏光透過率が、ＣＤ用半導体レーザ２７の略
７８５ｎｍの波長に対して、略１０％となるように設計
した。なお、一般にＰ偏光透過率は、Ｓ偏光透過率に比
べて大きくなるが、膜設計を工夫することによりＰ偏光
透過率の増大を最小限となるようにした。但し、膜設計
は光吸収の少ない誘電体多層膜による設計を行った。吸
収膜や金属膜によれば、よりＳ偏光透過率とＰ偏光透過
率を近づけることは可能であるが、吸収膜では光の吸収
を伴うため光利用効率が低下する問題が有り、金属膜で
は腐食等の耐環境性能に問題があるため、いずれも採用
しなかった。この膜設計の結果、ビームスプリッタ膜面
１２ａのＰ偏光透過率は、Ｓ偏光透過率に比べて略８％
程度高い、略１８％を得た。したがって、ビームスプリ
ッタ膜面１２ａのＰ偏光反射率は略８２％、Ｓ偏光反射
率は略９０％を得た。

【００８５】水平偏光の光ビーム３４は、ビームスプリ
ッタ膜面１２ａに対してＰ偏光であるから、反射された
水平偏光の光ビーム３５は、略８２％の光利用効率であ
る。第１のビームスプリッタである偏光ビームスプリッ
タプリズム１０の反射の光利用効率は略１００％、第２
のビームスプリッタであるビームスプリッタミラー１２
の反射の光利用効率は略８２％であるから、第１のビー
ムスプリッタと第２のビームスプリッタを総合したビー
ムスプリッタによるＣＤ往路の光利用効率は略８２％
と、記録再生する光ピックアップに要求される非常に高
い光利用効率が得られる。これにより、光ディスク面上
出力光パワーを向上させることができ、安価な高出力半
導体レーザを用い、光ディスクの回転速度あるいは線速
度が標準速以上の倍速を実現することができた。

【００８６】光ビーム３５は、立上げミラー１４を介
し、カップリングレンズ１５によって略平行な光ビーム
３６に変換され、広帯域４分の１波長板１７に入射す
る。広帯域４分の１波長板１７は、略６６０ｎｍの波長
の光と、略７８５ｎｍの波長の光に対して、いずれの波
長の場合にも４分の１波長板として作用するように工夫
して構成されたものである。水平偏光の光ビーム３６
は、広帯域４分の１波長板１７の偏光作用により、左回
り円偏光の光ビーム３７となる。

【００８７】光ビーム３７は、対物レンズ１９を介し
て、ＣＤ系光ディスク２に達する。

【００８８】対物レンズ１９は、図示しないアクチュエ
ータに一体に保持されており、図示しない駆動コイルに
通電することにより、ＣＤ系光ディスク２の情報記録面
２ａ上に光ビームを合焦し光スポットを形成することが
可能である。

【００８９】左回り円偏光の光ビーム３７は、ＣＤ系光
ディスク２を反射して、今度は右回り円偏光の光ビーム
３８となる。右回り円偏光の光ビーム３８は、往路光と
同様の光路を逆にたどって、対物レンズ１９を介して広
帯域４分の１波長板１７に入射する。右回り円偏光の光
ビーム３８は、広帯域４分の１波長板１７の偏光作用に
より、今度は垂直偏光の光ビーム３９となる。

【００９０】光ビーム３９は、カップリングレンズ１
５，立上げミラー１４を介して、第１のビームスプリッ
タであるビームスプリッタミラー１２の表面のビームス
プリッタ膜面１２ａに入射する。ビームスプリッタ膜面
１２ａは、前記したように略７８５ｎｍの波長の光ビー
ムに対し、Ｓ偏光透過率が略１０％、Ｐ偏光透過率が略
１８％、Ｓ偏光反射率が略９０％、Ｐ偏光反射率が略８
２％の分光特性を有する。垂直偏光の光ビーム３９は、
ビームスプリッタ膜面１２ａに対してＳ偏光であるの
で、略１０％が透過し、略９０％が反射する。

【００９１】ビームスプリッタ膜面１２ａを透過した垂
直偏光の光ビーム４０は、検出レンズ２３を介し、光検
出器２４に導くようになっている。

【００９２】上記したように、本実施例では、波長の異
なる２つの半導体レーザであるＤＶＤ用半導体レーザ３
とＣＤ用半導体レーザ２７を用いた光ピックアップにお
いて、第１のビームスプリッタとして偏光ビームスプリ
ッタプリズム１０を使用したので、偏光ビームスプリッ
タプリズム１０の光線の入射角がばらついたり、半導体
レーザの波長がばらついた場合においても、より効率良
く２つの半導体レーザからの入射光を合成することがで
きた。

【００９３】なお、本実施例では、第１の半導体レーザ
の発振波長が第２の半導体レーザよりも短く、第１のビ
ームスプリッタは短波長の光を効率良く反射して長波長
の光を効率良く透過するダイクロイック膜特性を待たせ
たが、これに限定されるものではない。

【００９４】例えば、別の実施例として、第１の半導体
レーザの発振波長が第２の半導体レーザの発振波長より
も長く、第１のビームスプリッタは長波長の光を効率良
く反射して短波長の光を効率良く透過するダイクロイッ
ク膜特性を持たせることもできる。この実施例の場合に
おいても、第１のビームスプリッタはダイクロイック膜
特性と偏光ビームスプリッタ膜特性をあわせ持つため、
光線の入射角がばらついたり、半導体レーザの波長がば
らついた場合においても、２つの半導体レーザからの光
ビームをより効率良く合成することができる。

【００９５】また、本実施例では、広帯域４分の１波長
板１７を使用することにより、短波長の半導体レーザで
あるＤＶＤ用半導体レーザ３を用いた場合と、長波長の
半導体レーザであるＣＤ用半導体レーザ２７を用いた場
合の、いずれの場合においても、半導体レーザへの戻り
光の偏光方向が半導体レーザからの出射光の偏光方向に
対して直交して戻る。半導体レーザへの戻り光の偏光方
向が、半導体レーザからの出射光の偏光方向と同じ偏光
方向の成分が無いため、半導体レーザの発振モードに影
響を与えることがなくなり、同じ電流入力に対して光パ
ワー出力が低下したり、光パワー出力が変動する等の問
題が発生しない。再生時および記録時のいずれの場合に
おいても、オートパワーコントロールを用いてパワー出
力を安定に一定に保つことができる。したがって、最大
定格電流以上の過電流を入力させてしまい、半導体レー
ザが劣化あるいは破壊にいたることがない。

【００９６】また、本実施例では、往路において第２の
ビームスプリッタであるビームスプリッタミラー１２に
入射させる偏光方向を、短波長のＤＶＤ用半導体レーザ
からの光ビーム１１はＳ偏光とし、長波長のＣＤ用半導
体レーザ２７からの光ビーム３４はＰ偏光とした。これ
により、ＤＶＤ往路のビームスプリッタの光利用効率を
略９５％、ＣＤ往路のビームスプリッタの光利用効率を
略８５％とした。このように、ＤＶＤ往路のビームスプ
リッタの光利用効率を、ＣＤ往路のビームスプリッタの
光利用効率よりも大きく設定することができた。安価に
入手可能なＣＤ用半導体レーザ２７の最大光パワーは略
１５０Ｗもあるのに対して、安価に入手可能なＤＶＤ用
半導体レーザ３の最大光パワーは略７０Ｗとまだ小さ
い。本実施例では、ＤＶＤ往路のビームスプリッタの効
率を、ＣＤ往路のビームスプリッタの効率よりも大きく
設定できたので、略７０Ｗと小さい最大光パワーのＤＶ
Ｄ用半導体レーザ３を用いても、標準速に対して略２倍
速の記録性能を得ることができた。

【００９７】また、本実施例では、復路において第２の
ビームスプリッタであるビームスプリッタミラー１２に
入射させる偏光方向を、短波長のＤＶＤ用半導体レーザ
からの光ビーム２１はＰ偏光とし、長波長のＣＤ用半導
体レーザ２７からの光ビーム３９はＳ偏光とした。これ
により、ＤＶＤ復路のビームスプリッタの光利用効率は
Ｐ偏光の場合には略１０％、Ｓ偏光の場合には略５％で
ある。

【００９８】ＤＶＤ系光ディスク１に複屈折がない場合
にはＰ偏光成分のみであるが、複屈折がある場合にはＰ
偏光成分が減少してＳ偏光成分が増大する。したがっ
て、ＤＶＤ系光ディスク１に複屈折があると略１０％か
ら略５％まで光利用効率が変動する。すなわち、光利用
効率の変動比は最大略２倍である。

【００９９】ＣＤ系光ディスク２に複屈折が無い場合に
はＳ偏光成分のみであるが、複屈折がある場合にはＳ偏
光成分が減少してＰ偏光成分が増大する。したがって、
ＣＤ系光ディスク２に複屈折があると略１０％から略１
８％まで光利用効率が変動する。すなわち、光利用効率
の変動比は最大略１．８倍である。

【０１００】このように、ＣＤ往路の光利用効率の変動
比は、ＤＶＤ往路の光利用効率の変動比よりも小さくで
きた。光ディスク基板の複屈折は、ＤＶＤ系光ディスク
１よりも、ＣＤ系光ディスク２の方が大きいので、ＣＤ
往路の光利用効率の変動比を小さくすることにより、Ｃ
Ｄ系光ディスク基板の複屈折によって光検出器へ入射す
る光パワー変動をより少なくすることができた。

【０１０１】次に、第１の半導体レーザおよび第２の半
導体レーザのオートパワーコントロールに用いる前方光
モニタ光検出器４１を含む構成について説明する。本実
施例では、第１のビームスプリッタである偏光ビームス
プリッタプリズム１０を出射した光ビーム１１、３４の
内、第２のビームスプリッタであるビームスプリッタミ
ラー１２の中を透過せずに上空を通過する光ビーム４
２、４３を前方光モニタ光検出器４１に入射させる。

【０１０２】このように第１のビームスプリッタで２つ
の半導体レーザからの光ビームを合成した後の光ビーム
を前方光モニタ用として使用するので、前方光モニタ光
検出器は１個で良い。また、第２のビームスプリッタで
あるビームスプリッタミラー１２の中を透過させないの
で、透過による光利用効率の低下がない。また、第２の
ビームスプリッタの光利用効率がばらついたり、波長変
化や温度変化で光利用効率が経時変化した場合において
も、前方光モニタ光検出器への光ビーム４２、４３の光
パワーが変動することがない。したがって、安定なオー
トパワーコントロールを得ることができる。また、前方
光モニタ光検出器へ光ビームを導くために、反射ミラー
等の追加部品を必要としないという利点がある。なお、
ビームスプリッタミラー１２の上空を通過する光ビーム
４２、４３を前方光モニタ光検出器４１に入射させるた
めに、前方光モニタ光検出器４１の設置位置が上方に偏
ることになるが、光ピックアップと光ディスク間に配置
に十分なスペースが確保できるため、光ピックアップの
高さを増大させることがない。また、一般に半導体レー
ザの光ビームの強度分布は上下方向には広く、左右方向
には狭い。本実施例では、強度分布の広い上方向を選択
したので、前方光モニタ光検出器への光パワーを十分確
保することができる。

【０１０３】以上説明したように本発明に基づく実施例
によれば、互いに発振波長の異なる第１の半導体レーザ
および第２の半導体レーザと、第１の半導体レーザを出
射した第１の光ビームを反射させるとともに第２の半導
体レーザを出射した第２の光ビームを透過させることに
よって第１の光ビームと第２の光ビームの光路を合成す
る第１のビームスプリッタと、第１の光ビームおよび第
２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、光
ディスクを反射した第１の光ビームおよび第２の光ビー
ムを検出する光検出器と、第１の半導体レーザおよび第
２の半導体レーザを出射した第１の光ビームおよび第２
の光ビームを対物レンズに導くとともに光ディスクを反
射した第１の光ビームおよび第２の光ビームを光検出器
に導くための第２のビームスプリッタとを備え、基板厚
さが互いに異なる第１の光ディスクと第２の光ディスク
の両方の情報を兼用して記録または再生できるようにし
た光ピックアップにおいて、第１のビームスプリッタは
少なくとも第１の半導体レーザの発振波長および第２の
半導体レーザの発振波長に対してＰ偏光を効率良く透過
してＳ偏光を効率良く反射する特性を有する偏光ビーム
スプリッタであり、第１の半導体レーザを出射した第１
の光ビームの偏光状態をＳ偏光で第１のビームスプリッ
タへ入射させて反射させ、第２の半導体レーザを出射し
た第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で第１のビームス
プリッタへ入射させて透過させるように構成した。これ
により、第１のビームスプリッタへの光線の入射角がば
らついたり、半導体レーザの発振波長がばらついた場合
においても、より効率良く２つの半導体レーザからの光
ビームを合成することができるといった効果がある。

【０１０４】また、第１の半導体レーザの発振波長が第
２の半導体レーザの発振波長よりも短く、第１のビーム
スプリッタは、第１の半導体レーザの発振波長である短
波長の光を効率良く反射して、第２の半導体レーザの発
振波長である長波長の光を効率良く透過するダイクロイ
ック膜特性を持たせた。これにより、第１のビームスプ
リッタへの光線の入射角がばらついたり、半導体レーザ
の発振波長がばらついた場合においても、より効率良く
２つの半導体レーザからの光ビームを合成することがで
きるといった効果がある。

【０１０５】また、第１の半導体レーザの発振波長が第
２の半導体レーザの発振波長よりも長く、第１のビーム
スプリッタは、第１の半導体レーザの発振波長である長
波長の光を効率良く反射して、第２の半導体レーザの発
振波長である短波長の光を効率良く透過するダイクロイ
ック膜特性を持たせた。これにより、第１のビームスプ
リッタへの光線の入射角がばらついたり、半導体レーザ
の発振波長がばらついた場合においても、より効率良く
２つの半導体レーザからの光ビームを合成することがで
きるといった効果がある。

【０１０６】また、第１の半導体レーザを出射した第１
の光ビームの偏光状態をＳ偏光で第２のビームスプリッ
タへ入射させて反射させ、第２の半導体レーザを出射し
た第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で第２のビームス
プリッタへ入射させて反射させ、第１の半導体レーザの
発振波長と第２の半導体レーザの発振波長のいずれに対
しても４分の１波長板としての機能を有する広帯域４分
の１波長板を第２のビームスプリッタと前記光ディスク
との間に配置した。これにより、短波長の半導体レーザ
であるＤＶＤ用半導体レーザ１を用いた場合と、長波長
の半導体レーザであるＣＤ用半導体レーザ２を用いた場
合の、いずれの場合においても、半導体レーザへの戻り
光の偏光方向が半導体レーザからの出射光の偏光方向に
対して直交して戻る。半導体レーザへの戻り光の偏光方
向が、半導体レーザからの出射光の偏光方向と同じ偏光
方向の成分が無いため、半導体レーザの発振モードに影
響を与えることがなくなり、同じ電流入力に対して光パ
ワー出力が低下したり、光パワー出力が変動する等の問
題が発生しない。再生時および記録時のいずれの場合に
おいても、オートパワーコントロールを用いてパワー出
力を安定に一定に保つことができる。したがって、最大
定格電流以上の過電流を入力させてしまい、半導体レー
ザが劣化あるいは破壊にいたる場合がない。

【０１０７】また、往路において第２のビームスプリッ
タであるビームスプリッタミラーに入射させる偏光方向
を、短波長のＤＶＤ用半導体レーザからの光ビームはＳ
偏光とし、長波長のＣＤ用半導体レーザからの光ビーム
はＰ偏光とした。これにより、ＤＶＤ往路のビームスプ
リッタの光利用効率を、ＣＤ往路のビームスプリッタの
光利用効率よりも大きく設定し、小さい最大光パワーの
ＤＶＤ用半導体レーザを用いることができた。

【０１０８】また、復路において第２のビームスプリッ
タであるビームスプリッタミラーに入射させる偏光方向
を、短波長のＤＶＤ用半導体レーザからの光ビームはＰ
偏光とし、長波長のＣＤ用半導体レーザからの光ビーム
はＳ偏光とした。これにより、ＣＤ往路の光利用効率の
変動比を、ＤＶＤ往路の光利用効率の変動比よりも小さ
くでき、ＣＤ系光ディスク基板の複屈折によって光検出
器へ入射する光パワー変動をより少なくすることができ
た。

【０１０９】また、第１の半導体レーザおよび第２の半
導体レーザのオートパワーコントロールに用いる前方光
モニタ光検出器を、第１のビームスプリッタを出射した
第１の光ビームと第２の光ビームの内、第２のビームス
プリッタの中を透過せずに上空を通過する第１の光ビー
ムと第２の光ビームを入射させるように配置した。これ
により、前方光モニタ光検出器は１個で良い。また、第
２のビームスプリッタの透過による光利用効率の低下が
ない。また、第２のビームスプリッタの光利用効率がば
らついたり、波長変化や温度変化で光利用効率が経時変
化した場合においても、前方光モニタ光検出器への光ビ
ームの光パワーが変動することがなく、安定なオートパ
ワーコントロールを得ることができる。また、前方光モ
ニタ光検出器へ光ビームを導くために、反射ミラー等の
追加部品を必要としない。また、半導体レーザの光ビー
ムの強度分布の広い上方向を選択したので、前方光モニ
タ光検出器への光パワーを十分確保することができると
いった効果がある。

【０１１０】

【発明の効果】本発明によれば、ビームスプリッタへの
光線の入射角がばらついたり、半導体レーザの発振波長
がばらついた場合においても、従来に比べて効率良く、
複数の半導体レーザからの光ビームを合成することがで
きる複数のビームスプリッタ構成を備える光ピックアッ
プ、または光ディスク装置を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の光ピックアップの概略構成図であ
る。

【図２】本実施例の光ピックアップの偏光ビームスプリ
ッタ膜面１０ａの分光透過率特性である。

【図３】本実施例の光ピックアップのビームスプリッタ
膜面１２ａの分光透過率特性である。

【図４】従来の光ピックアップの概略構成図である。

【符号の説明】

１…ＤＶＤ系光ディスク、１ａ…情報記録面、２…ＣＤ
系光ディスク、２ａ…情報記録面、３…ＤＶＤ用半導体
レーザ、３ａ…発光点、４…光ビーム、５…補助レン
ズ、５ａ…凸球面レンズ面、６…複合光学素子、６ａ…
２分の１波長板、６ｂ…ガラス基板、６ｃ…回折格子、
７…光ビーム、８…ホルダ、９…ケース、１０…偏光ビ
ームスプリッタプリズム、１０ａ…偏光ビームスプリッ
タ膜面、１１…光ビーム、１２…ビームスプリッタミラ
ー、１２ａ…ビームスプリッタ膜面、１３…光ビーム、
１４…立上げミラー、１４ａ…２点鎖線、１５…カップ
リングレンズ、１６…光ビーム、１７…広帯域４分の１
波長板、１８…光ビーム、１９…対物レンズ、２０…光
ビーム、２１…光ビーム、２２…光ビーム、２３…検出
レンズ、２４…光検出器、２５…基板、２６…接着剤、
２６ｂ…副光ビーム、２７…ＣＤ用半導体レーザ、２７
ａ…発光点、２８…光ビーム、２９…補助レンズ、２９
ａ…凸球面レンズ面、３０…回折格子、３１…光ビー
ム、３２…ホルダ、３３…ホルダ、３４…光ビーム、３
５…光ビーム、３６…光ビーム、３７…光ビーム、３８
…光ビーム、３９…光ビーム、４０…光ビーム、４１…
前方光モニタ光検出器、４２…光ビーム、４３…光ビー
ム、５０…補助レンズ、５０ａ…回折格子、５１ａ…主
光ビーム、５１ｂ…副主ビーム、５１ｃ…副主ビーム、
５２…光ビーム、５３…光スポット、５４…光ビーム、
５５…光ビーム、５６…光ビーム、５７…光ビーム、５
８…検出レンズ、５９…光ビーム、６０…補助レンズ、
６０ａ…回折格子、６１ｂ…凸球面レンズ面、６１…光
ビーム、６２…光ビーム、６３…光ビーム、６４…光ビ
ーム、６５…基板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小沼 順弘 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 大西 邦一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 杉山 俊夫 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 矢部 昭雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立画像情報システム内 (72)発明者 冨田 大輔 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 伊藤 直紀 岩手県水沢市真城字北野１番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 Ｆターム(参考） 5D118 BA01 BB01 CA13 CD03 CF16 CG04 CG24 5D119 AA24 AA33 AA41 AA43 BA01 BB01 BB02 BB03 EC41 EC45 EC47 FA08 HA13 JA12 JA27 JA31 5D789 AA24 AA33 AA41 AA43 BA01 BB01 BB02 BB03 EC41 EC45 EC47 FA08 HA13 JA12 JA27 JA31

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに発振波長の異なる第１の半導体レー
   ザおよび第２の半導体レーザと、前記第１の半導体レー
   ザを出射した第１の光ビームを反射させるとともに前記
   第２の半導体レーザを出射した第２の光ビームを透過さ
   せることによって前記第１の光ビームと前記第２の光ビ
   ームの光路を合成する第１のビームスプリッタと、前記
   第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを光ディスク
   に照射する対物レンズと、前記光ディスクを反射した前
   記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを検出する
   光検出器と、前記第１の半導体レーザおよび前記第２の
   半導体レーザを出射した前記第１の光ビームおよび前記
   第２の光ビームを前記対物レンズに導くとともに前記光
   ディスクを反射した前記第１の光ビームおよび前記第２
   の光ビームを前記光検出器に導くための第２のビームス
   プリッタとを備え、基板厚さが互いに異なる第１の光デ
   ィスクと第２の光ディスクの両方の情報を兼用して記録
   または再生できるようにした光ピックアップにおいて、
   前記第１のビームスプリッタは少なくとも前記第１の半
   導体レーザの発振波長および前記第２の半導体レーザの
   発振波長に対してＰ偏光を効率良く透過してＳ偏光を効
   率良く反射する特性を有する偏光ビームスプリッタであ
   り、前記第１の半導体レーザを出射した前記第１の光ビ
   ームの偏光状態をＳ偏光で前記第１のビームスプリッタ
   へ入射させて反射させ、前記第２の半導体レーザを出射
   した前記第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で前記第１
   のビームスプリッタへ入射させて透過させるように構成
   したことを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザの発振波長が前記第２の半
   導体レーザの発振波長よりも短く、前記第１のビームス
   プリッタは、前記第１の半導体レーザの発振波長である
   短波長の光を効率良く反射して、前記第２の半導体レー
   ザの発振波長である長波長の光を効率良く透過するダイ
   クロイック膜特性を持たせたことを特徴とする光ピック
   アップ。
3. 【請求項３】請求項１に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザの発振波長が前記第２の半
   導体レーザの発振波長よりも長く、前記第１のビームス
   プリッタは、前記第１の半導体レーザの発振波長である
   長波長の光を効率良く反射して、前記第２の半導体レー
   ザの発振波長である短波長の光を効率良く透過するダイ
   クロイック膜特性を持たせたことを特徴とする光ピック
   アップ。
4. 【請求項４】請求項１に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザから前記第１のビームスプ
   リッタに至る光路中に、前記第１の半導体レーザを出射
   した前記第１の光ビームの偏光方向を変換させて前記第
   １のビームスプリッタに入射させる機能を有する２分の
   １波長板を配置したことを特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】請求項４に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザを出射した前記第１の光ビ
   ームを主ビームと２つの副ビームとに分離する回折格子
   を備え、前記回折格子と前記２分の１波長板を一体で光
   軸回りに回転調整できるように構成したことを特徴とす
   る光ピックアップ。
6. 【請求項６】請求項１に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザを出射した前記第１の光ビ
   ームの偏光状態をＳ偏光で前記第２のビームスプリッタ
   へ入射させて反射させ、前記第２の半導体レーザを出射
   した前記第２の光ビームの偏光状態をＰ偏光で前記第２
   のビームスプリッタへ入射させて反射させ、前記第１の
   半導体レーザの発振波長と前記第２の半導体レーザの発
   振波長のいずれに対しても４分の１波長板としての機能
   を有する広帯域４分の１波長板を前記第２のビームスプ
   リッタと前記光ディスクとの間に配置したことを特徴と
   する光ピックアップ。
7. 【請求項７】請求項６に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第２のビームスプリッタからの前記第１の光ビ
   ームと前記第２の光ビームを反射させて前記光ディスク
   に導く増反射ミラーを備え、前記広帯域４分の１波長板
   を前記増反射ミラーと前記光ディスクとの間に配置した
   ことを特徴とする光ピックアップ。
8. 【請求項８】請求項１に記載の光ピックアップにおい
   て、前記第１の半導体レーザおよび前記第２の半導体レ
   ーザのオートパワーコントロールに用いる前方光モニタ
   光検出器を、前記第１のビームスプリッタを出射した前
   記第１の光ビームと前記第２の光ビームの内、第２のビ
   ームスプリッタの中を透過せずに上空を通過する第１の
   光ビームと第２の光ビームを入射させるように配置した
   ことを特徴とする光ピックアップ。
9. 【請求項９】前記第１の光ディスクと前記第２の光ディ
   スクの両方の情報を兼用して記録かつ再生できるように
   した請求項１乃至８に記載の光ピックアップ。
10. 【請求項１０】請求項１乃至９に記載の光ピックアップ
    を用いた光ディスク装置。