JP2004103225A - ２波長光源モジュールを採用した光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】２波長光源モジュールを採用した光ピックアップを提供する。
【解決手段】相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化された光源モジュールと、第１及び／または第２光が収束または発散光形態で対物レンズに入射されて有限光学系とするコリメーティングレンズと、第１及び第２光の進路上に配されて第１及び第２光のうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たして第１及び第２光源の光の進行方向に沿った位置公差を補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする。本発明による光ピックアップによれば、光源モジュール内の２つの光源の光進行軸に沿った位置公差を補正でき、付加的に前記第１光学素子が２つの光の進行光軸を一致させる作用を果たすか、２つの光の進行光軸を一致させるための別途の第２光学素子をさらに備える場合には、光源モジュールから出射される２つの光の進行軸も一致させうる。
【選択図】図１

Description

　本発明は光ピックアップに係り、さらに詳細には相異なる波長の光を出射する２つの光源が１つのパッケージの中に一体型に構成された２波長光源モジュールを採用した光ピックアップに関する。

　一般的に、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）とＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）とを互換できる光ピックアップはＤＶＤ用光源とＣＤ用光源とをそれぞれ使用する構成よりなっている。この場合、ＤＶＤとＣＤの特性に合うように光学レンズなどを構成して２つの光源をそれぞれ組み立てなければならないので、光学系が複雑になって設置空間の制約が多くなる。

　近来、ＤＶＤ及びＣＤのための相異なる波長の光を出射する２つの光源（２つの半導体レーザ（ＬＤ）チップ）を１つのパッケージの中に一体型に構成した光源モジュール（以下、ＴＷＩＮ−ＬＤとする）が開発されているが、光源モジュール内で２つの光源間の位置差が相当なものであるために、このような光源モジュールは再生用光ピックアップの一部に使われているだけであって記録用光ピックアップには使われていない実情である。

　本発明は前記のような点を勘案して案出されたものであり、光源モジュール内の２つの光源間の位置公差に起因した問題点を補完するように光学系を構成し、再生用だけではなく記録用にも適用できる有限光学系構造の２波長光源モジュールを備える光ピックアップを提供するところにその目的がある。

　前記目的を達成するための本発明による光ピックアップは、相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化された光源モジュールと、前記第１及び第２光を集束させて記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと、前記第１及び／または第２光が収束または発散光形態で前記対物レンズに入射されて有限光学系とするコリメーティングレンズと、前記第１及び第２光の進路を変換する光路変換器と、記録媒体から反射されて前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器と、前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たし、前記第１及び第２光源の光の進行方向に沿った位置公差を補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする。

　ここで、前記コリメーティングレンズは前記光源モジュール側から入射される第１及び／または第２光を平行光に近い収束または発散光に変えられる。

　また、前記コリメーティングレンズは１５ｍｍ以下の短い焦点距離を有しうる。

　前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるための第２光学素子をさらに含みうる。

　代案として、前記第１光学素子は前記第１及び第２光の進行光軸を一致させる機能を兼ねるようにもなりうる。

　前記第１光学素子は前記光路変換器と対物レンズ間に配され、透過型偏光ホログラムタイプにも構成しうる。

　前記対物レンズは−１／５〜−１／２０間の横倍率を有しうる。

　前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光は赤色波長領域の光であり、他方の光は近赤外線波長領域の光であり、本発明による光ピックアップはＤＶＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部及びＣＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部を互換して記録及び／または再生するのに使われうる。

　本発明による光ピックアップは有限光学系構造であり、光源モジュールから出射された相異なる波長の２つの光のうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たす第１光学素子を備える。

　また、本発明による光ピックアップは前記光学素子が前記２つの光の進行軸を一致させる作用を行ったり、２つの光の進行軸を一致させるための別途の第２光学素子をさらに備える。

　このような、本発明による光ピックアップは光源モジュール内の２つの光源光の進行軸に沿った位置公差を補正でき、また光源モジュールから出射される２つの光の進行軸を一致させうる。

　前記のような本発明による光ピックアップはマルチ記録用に使われうる。

　すなわち、本発明による光ピックアップは相異なる波長の光を利用する相異なるフォーマットの光ディスク、例えばＤＶＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部及びＣＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部どちらも記録及び／または再生できる。

　また、本発明による光ピックアップは有限光学系構造であるので、前記第１光学素子の焦点距離を比較的短くでき、光源モジュール内の２光源の光の進行方向に沿った相対的な位置公差を補正するための十分な調整範囲を確保できる。
　また、本発明による光ピックアップは有限光学系構造であるから、装置のサイズを小型化できる。

　図１は本発明の望ましい第１実施例による２波長光源モジュールを備える光ピックアップの光学的構成を概略的に示した図面であり、図２及び図３は本発明による光ピックアップに適用される２波長光源モジュール内での位置公差を説明するための図面である。

　図１を参照すれば、本発明の第１実施例による光ピックアップは、相異なる波長の第１及び第２光１１ａ，１３ａを出射する第１及び第２光源１１，１３が単一パッケージ化された光源モジュール１０と、前記第１及び第２光１１ａ，１３ａを集束させて光ディスク１の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズ３５と、前記第１及び／または第２光１１ａ，１３ａが収束または発散光形態で前記対物レンズ３５に入射される有限光学系とするコリメーティングレンズ３１と、前記第１及び第２光１１ａ，１３ａの進路を変換する光路変換器と、光ディスク１から反射されて前記対物レンズ３５及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光１１ａ，１３ａを受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器３９と、前記第１及び第２光源１１，１３の光の進行方向に沿った位置公差を補正するように前記第１及び第２光１１ａ，１３ａのうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たす第１光学素子５０とを含んで構成される。

　また、本発明の望ましい第１実施例による光ピックアップは、光の進行方向をｚ軸とする時、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３のｘ−ｙ平面内の位置公差ｄｘ，ｄｙによる第１及び第２光１１ａ，１３ａの相対的な光軸ズレが補正されて前記第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を一致させる第２光学素子７０をさらに備えられる。

　前記光源モジュール１０は２つの半導体レーザチップが単一パッケージ化されたＴＷＩＮ−ＬＤでありうる。

　本発明の一実施例による光ピックアップが、例えばＤＶＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部１ａ（以下、ＤＶＤ）及びＣＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部１ｂ（以下、ＣＤ）をどちらも互換採用して記録及び／または再生できるように、前記第１光源１１としては赤色波長領域、例えば６５０ｎｍ波長の第１光１１ａを出射するＤＶＤ用半導体レーザチップを備え、前記第２光源１３としては近赤外線波長領域、例えば７８０ｎｍ波長の第２光１３ａを出射するＣＤ用半導体レーザチップを備えられる。

　光の進行方向に沿った軸をｚ軸とする時、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３間には図２に示されたように、ｚ軸に沿った位置公差ｄｚが存在する。

　また図３に示されたように、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３間にはｘ−ｙ平面内に位置公差ｄｘ，ｄｙが存在する。図３でｐ１は第１光源１１の発光位置、ｐ２は第２光源１３の発光位置を示す。

　図３でＬは第１及び第２光源１１，１３間の間隔であり、ＤＶＤ用半導体レーザチップとＣＤ用半導体レーザチップとからなるＴＷＩＮ−ＬＤの場合、前記間隔Ｌはほぼ１１０±１０μｍである。

　一方、後述するように、第１及び第２光１１ａ，１３ａのうちいずれか一方の光に対してレンズとして役割を果たす第１光学素子５０の焦点距離を短くできるように本発明の一実施例による光ピックアップは有限光学系構造とできる。

　このために、前記コリメーティングレンズ３１は第１及び／または第２光１１ａ，１３ａを収束または発散光形態、さらに望ましくは平行光に近い収束または発散光に変えて対物レンズ３５に入射させうるように設計及び配される。

　上記の通りに、前記コリメーティングレンズ３１を光源モジュール１０側から発散光形態で入射される第１及び／または第２光１１ａ，１３ａを平行光に近い収束または発散光に変えるように設計及び配置を行えば、本発明の一実施例による光ピックアップは有限光学系構造を有し、前記対物レンズ３５には平行光に近い収束または発散光形態の第１及び／または第２光１１ａ，１３ａが入射される。

　この時、前記対物レンズ３５は入射される収束または発散光形態の第１及び／または第２光１１ａ，１３ａを光ディスク１上の記録面上に集束して光スポットを形成できるように、−１／５〜−１／２０間、さらに望ましくは−１／１０の横倍率を有し、ＤＶＤ １ａ及びＣＤ １ｂに対する物体面と上面間の距離を同一に構成できる。

　ここで、対物レンズの横倍率が−１／１０というのは、物体面（第１及び第２光源１１，１３の位置に該当する）に位置した所定高さの物体が上面（光ディスク１の記録面に該当する）に結像される時、その像を本来の物体サイズの１／５まで縮少させうるということを意味する。

　一方、短い焦点距離を有するコリメーティングレンズを使用する場合には、長い焦点距離を有するコリメーティングレンズを使用する場合より光源から出射される光量のうち対物レンズに入射する光量の比率が高まるので光効率を向上できる。

　従って、本発明による光ピックアップの光効率を向上させるために、前記コリメーティングレンズ３１は一般的な再生専用光ピックアップに使われるコリメーティングレンズより短い焦点距離を有することが望ましい。

　すなわち、一般的なＣＤ記録再生、ＤＶＤ再生用光ピックアップに採用されるコリメーティングレンズの焦点距離が２０〜２５ｍｍである点を考慮する時、前記コリメーティングレンズ３１はこれより短い焦点距離、例えば１５ｍｍ以下の焦点距離を有することが望ましい。

　上記の通りに、短い焦点距離を有するコリメーティングレンズ３１を備えれば、光効率が向上するために、本発明による光ピックアップをＣＤ １ｂの記録だけでなく、ＤＶＤ １ａの記録も可能なように構成するのがさらに容易になる。

　前記コリメーティングレンズ３１は図１に示されたように光源モジュール１０と光路変換器間に配され、図１１に示されたように光路変換器と対物レンズ３５間に配されることもある。

　一方、図１は前記光源モジュール１０及び光検出器３９が光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ，１３ａが光路変換器を透過して光ディスク１方向に進み、光ディスク１から反射された第１及び第２光１１ａ，１３ａが光路変換器から反射されて光検出器３９に向かうように配された例を示す。

　前記光路変換器としては、入射される第１及び第２光１１ａ，１３ａを所定割合で透過及び反射させるプレート型ビームスプリッタ３３を備えられる。前記プレート型ビームスプリッタ３３は第１及び第２光１１ａ，１３ａの反射角度が４５°以下、例えば３０°になるように配されうる。本発明による光ピックアップを構成する残りの光学部品もこのようなプレート型ビームスプリッタ３３の配置に対応して配されることはもちろんである。

　ここで、前記プレート型ビームスプリッタ３３の入射／反射角度はプレート型ビームスプリッタの光学特性、すなわち透過／反射率、光学部品配置の制限いかん（主にスリム型の場合）を考慮して決定される。

　記録機器である場合、プレート型ビームスプリッタの透過／反射率は９０：１０または１０：９０ほどであり、複屈折まで考慮すれば２つの直交するは線形偏光、すなわちＰ偏光とＳ偏光の透過率ができるだけ類似しているのが望ましいが、プレート型ビームスプリッタの反射面のコーティング特性は入射角度が小さいほど所望する分光特性を満足しやすい。

　従って、本発明のプレート型ビームスプリッタ３３のように、反射角度が４５°以下になるように配すれば、プレート型ビームスプリッタのコーティング設計がたやすく、一部のスリム型のように光学部品の配置が制限される場合にも対応できる。

　ここで、前記プレート型ビームスプリッタ３３は必ず反射角度が４５°以下になるように配される必要はない。すなわち、前記プレート型ビームスプリッタ３３は反射角度が４５°になるように配されることもある。

　一方、前記光路変換器としては、プレート型ビームスプリッタ３３の代わりにキュービック型ビームスプリッタを備えることもある。

　前記第１光学素子５０としては、前記第１及び第２光１１ａ，１３ａの進路上に配されて第１及び第２光１１ａ，１３ａのうちのいずれか一方の光はそのまま透過させ、他の光に対してはレンズとして役割を果たすべく適切に光学的なパワーが付与されたホログラム素子を備えられる。

　前記第１光学素子５０は、例えば本発明の第１実施例による互換型光ピックアップをなす全体光学系が前記第１光源１１から出射された第１光１１ａに対して最適フォーカスが合わされるならば、第２光源１３の光の進行軸に沿った位置公差（光の進行軸に対して第１光源１１から第２光源１３がずれた公差）を補正するように設けられたことが望ましい。

　ここで、第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるということは、例えば本発明による光ピックアップが非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出できる場合、第１光１１ａに対して対物レンズ３５と光ディスク１の記録面間の距離がオンフォーカスの状態である時、光検出器３９に受光される第１光１１ａのビーム形状がほぼ円形になるように光ピックアップ光学系全体を配するということを意味する。

　前記とは反対に、本発明による光ピックアップが第２光源１３から出射された第２光１３ａに対してデフォーカスが合わせられるならば、前記第１光学素子５０は第１光源１１の進行軸に沿った位置公差を補正するように設けられたことが望ましい。

　このように設けられた第１光学素子５０を進行光軸方向、すなわちｚ軸方向に微細調整すれば、第１及び第２光源１１，１３間の進行光軸に沿った位置公差を補正できる。

　この時、本発明による光ピックアップが有限光学系構造であるので、前記第１光学素子５０の焦点距離を短くできる。

　このように、本発明による光ピックアップを有限光学系構造に形成し、第１光学素子５０の焦点距離を短くするならば、第１光学素子５０の位置をｚ軸方向に沿ってわずかに移動させても、第１及び第２光源１１，１３間の進行光軸に沿った位置公差を補正できるので、ｚ軸方向に沿った位置公差を補正するための調整範囲が小さいために、第１光学素子５０を調整するための空間の確保が容易である。

　このように、本発明による光ピックアップを有限光学系に構成すれば、無限光学系に構成する時に比べて第１光学素子５０の焦点距離を短くでき、従って第１及び第２光源１１，１３間の進行光軸に沿った位置公差の補正を所望する調整範囲を確保しつつ可能にする。

　また、前記のような本発明による光ピックアップを有限光学系に構成し、第１光学素子５０の焦点距離を短くするならば、第１光学素子５０を単独でｚ軸方向に沿って狭い範囲内でだけ動かしてもｚ軸位置公差を全て補正できるので、残りの光学素子を前記第１光学素子５０と相互補完的な作用をせずに互いに独立的に構成できるメリットがある。これは第１光学素子５０だけでｚ軸位置公差を全て補正できるので、他の光学素子にｚ軸位置公差補正のための機能を付与する必要がないためである。

　図１では前記第１光学素子５０がコリメーティングレンズ３１と光路変換器間に配されるものと図示されているので、前記第１光学素子５０は光路変換器と光検出器３９間、さらに望ましくは光路変換器と集束レンズ３６間に配されることも可能である。

　前記第２光学素子７０は前記第１及び第２光１１ａ，１３ａの進路上に配され、第１及び第２光源１１，１３のうち本発明による光ピックアップの光学系の中心光軸ｃ_ｍからずれて配される光源から出射された光と前記中心光軸ｃ_ｍ上に配された光源から出射された光の進行光軸を互いに一致させる。図１は前記第２光学素子７０が光路変換器と光検出器３９間に配される例を示す。前記第２光学素子７０は光源モジュール１０と光路変換器間に配されることも可能である。

　前記第２光学素子７０としては、第１及び第２光１１ａ，１３ａのうち一方の光はそのまま透過させて他方の光は＋１次または−１次に回折させ、第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を互いに一致させるホログラム素子を備えられる。この時、第２光学素子７０をなすホログラム素子には光学的なパワーなくして位置係数だけ付与される。

　図１は前記第１光源１１が前記中心光軸ｃ_ｍ上に配され、第２光源１３が第１光源１１に対してｘ−ｙ平面内で位置公差を有する場合を例示したものである。この場合、第２光学素子７０は図４及び図５に示されたように、波長がλ１である第１光１１ａに対しては作用なしにそのまま透過させ、波長がλ２である第２光１３ａに対してはホログラム素子として作用を果たして第２光１３ａを＋１次または−１次に回折させることにより、第２光１３ａが屈折されて第１光１１ａと同じ光軸に進むように設けられる。

　図４は前記第２光学素子７０が受光部側、すなわち光路変換器と光検出器３９間に配される時の第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行を示す。

　図５は前記第２光学素子７０が送光部、方向すなわち光源モジュール１０と光路変換器間に配される時の第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行を示す。前記第２光学素子７０を送光部方向に配する場合には、後述する実施例で説明するように、第２光学素子７０をグレーティング２０と一体に形成したり、光源モジュール１０のカバーガラスに代替することも可能である。もちろん、第２光学素子７０を光源モジュール１０のカバーガラスとして使用する場合には、光源モジュール１０の製作段階で事前に第２光学素子７０を回転方向及びｚ軸方向に調整して光源モジュール１０の第１及び第２光源１１，１３から出射された第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を一致させる。

　一方、本発明による光ピックアップは３ビーム法によるトラックキングエラー信号検出が可能なように前記光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ，１３ａのうち少なくともいずれか一方の光を少なくとも３つのビームに分岐させるグレーティング２０をさらに備えられる。

　例えば、本発明による光ピックアップが第１光１１ａに対してだけ３ビーム法によるトラックキングエラー信号を検出できる場合、前記グレーティング２０は図６に示されたように、入射される第１光１１ａは少なくとも３つのビームに分岐させ、第２光１３ａはそのまま直進透過させるように設けられる。

　反対に、本発明による光ピックアップが第２光１３ａに対してだけ３ビーム法によるトラックキングエラー信号を検出できる場合、前記グレーティング２０は入射される第１光１１ａはそのまま直進透過させ、第２光１３ａは少なくとも３つのビームに分岐させるように設けられることもある。

　ここで、前記第２光学素子７０が光源モジュール１０と光路変換器間に配される場合、前記第２光学素子７０は前記グレーティング２０と一体型に形成されることもある。第２光学素子７０がグレーティング２０が一体型に形成される実施例については図面を参照して説明する本発明の実施例による光ピックアップの光学的構成から十分に応用できるものであるので、図示及びより詳細な説明を省略する。

　本発明による光ピックアップが第１及び第２光１１ａ，１３ａどちらにもついて３ビーム法によるトラックキングエラー信号を検出できる場合、前記グレーティング２０は図７に示されたように、第１光１１ａは３つのビームに分岐させて第２光１３ａはそのまま直進透過させる第１グレーティング２１と、入射される第１光１１ａはそのまま直進透過させて第２光１３ａは３つのビームに分岐させる第２グレーティング２３とよりなる。図７では前記第１及び第２グレーティング２１，２３が透明部材の両面に形成されて一体化した構造であると図示されているので、前記第１及び第２グレーティング２１，２３は互いに分離されることもある。

　ここで、前記第２光学素子７０が光源モジュール１０と光路変換器間に配される場合、前記第２光学素子７０は前記第１及び第２グレーティング２１，２３のうち少なくともいずれか１つと一体型に形成されることもある。第２光学素子７０と第１及び第２グレーティング２１，２３とのうち少なくともいずれか１つが一体型に形成される実施例については図面を参照に説明する本発明の実施例による光ピックアップの光学的構成から十分に応用できるものであるので図示を省略する。

　本発明の第１実施例による光ピックアップは第１及び第２光１１ａ，１３ａのうち一方の光についてデフォーカスを合わせるための調整レンズ３７をさらに備えることが望ましい。

　前記調整レンズ３７は、前記光検出器３９に受光される光スポットを適正サイズとする検出レンズとして使われうる。

　また、前記調整レンズ３７は、本発明の第１実施例による光ピックアップが非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出するようにする非点収差レンズとして機能を果たすべく設けられることもある。

　すなわち、前記調整レンズ３７は検出レンズ及び非点収差レンズの機能を兼ねることもある。

　例えば、第１光学素子５０による進行方向軸に沿った位置公差の調整対象が第２光源１３ならば、前記調整レンズ３７は第１光１１ａに対してデフォーカスを合わせるのに使われる。すなわち、本発明による光ピックアップがＤＶＤ及びＣＤ互換型ならば、前記調整レンズ３７はＤＶＤに対するデフォーカスを調整するのに使われ、第１光学素子５０はＣＤに対するデフォーカスを調整するのに使われる。

　一方、図１に示されたように、コリメーティングレンズ３１が光源モジュール１０と光路変換器間に配される場合、受光部側には平行光に近い収束または発散光形態で入射される第１及び第２光１１ａ，１３ａを集束するための集束レンズ３６をさらに備えることが望ましい。図１で参照符号３４は反射ミラーである。

　前記のような構成を有する本発明の第１実施例による光ピックアップで第１及び第２光源１１，１３の位置公差は、例えば次の通り補正できる。

　まず、第１光学素子５０が第２光１３ａに対してだけレンズ機能を果たすように設けられ、前記第１及び第２光源１１，１３の光の進行方向軸をｚ軸とする時、前記第１光源１１から出射される第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるように本発明の第１実施例による光ピックアップ光学系を配する。

　その後、前記第２光１３ａに対してだけレンズとして役割を果たす第１光学素子５０を前記ｚ軸に沿って調整して第２光１３ａに対するデフォーカスを合わせれば、前記第１及び第２光源１１，１３の前記ｚ軸に沿った位置公差が補正される。

　ここで、第１光学素子５０が第１光１１ａに対してだけレンズ機能を果たすように設けられた場合には、本発明の第１実施例による光ピックアップ光学系を第２光１３ａに対してデフォーカスが合わせられるように配した後、第１光学素子５０を利用して第１光１１ａに対するデフォーカスを合わせればよい。

　本発明の第１実施例による光ピックアップが中心光軸ｃ_ｍからずれて配される光源の位置公差を補正するための光学素子、例えば第２光学素子７０をさらに備える場合には、第１及び第２光源１１，１３のｘ−ｙ平面内での位置公差ｄｘ，ｄｙは次の通り補正できる。

　まず、前記第１及び第２光源１１，１３から出射されて光ディスク１から反射された第１及び第２光１１ａ，１３ａのうちいずれか一方の光、すなわち中心光軸ｃ_ｍ上に配された光源から出射された光のスポットが前記光検出器３９の中央に受光さるべく、前記光検出器３９の位置を調整する。

　その後、前記第２光学素子７０を回転方向及び／または前記ｚ軸方向に調整し、残りの光のスポットも光検出器３９の中央に受光させれば、第１及び第２光源１１，１３の位置公差が補正され、前記第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸が一致する。この時、前記第２光学素子７０は一方の光はそのまま透過させて残りの光は少なくとも２回屈折させる。

　以下では、本発明による光ピックアップの他の実施例について説明する。本発明の他の実施例の場合にも前述の位置公差補正方法が適用される。

　図８は本発明の第２実施例による光ピックアップの光学的配置構成を示したものであり、第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を一致させるための第２光学素子１７０が光源モジュール１０と光路変換器間に配され、光源モジュール１０のカバーガラス役割を果たすべく設けられた点に特徴がある。ここで、図１と実質的に同一機能を果たす部材は同一参照符号で表して反復する説明を省略する。

　図８に示されたように、第２光学素子１７０が光源モジュール１０のカバーガラス役割を果たすべく設けられる場合には、光源モジュール１０の製作段階で事前に第２光学素子１７０をθ軸とｚ軸方向に調整して第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を一致させる。

　一方、図９は本発明の第３実施例による光ピックアップの光学的構成を示し、１つの光学素子１５０だけを備える場合を示す。ここで、図１と実質的に同一機能を果たす部材は同一参照符号で表して反復説明を省略する。

　前記光学素子１５０は第１及び第２光源１１，１３の進行光軸に沿った位置公差ｄｚを補正する機能を果たし、図９に示されたように、第１及び第２光１１ａ，１３ａの進行光軸を一致させる機能を兼ねることがさらに望ましい。前記光学素子１５０は図９に示されたようにコリメーティングレンズ３１と光路変換器間に配されることが望ましく、光路変換器と光検出器３９間、さらに望ましくは光路変換器と集束レンズ３６間に配されることもある。

　本発明の第３実施例で適用される光学素子１５０については先の実施例での第１及び／または第２光学素子５０，７０から十分に類推できるので、ここでは詳細な説明を省略する。

　図１０は本発明の第４実施例による光ピックアップの光学的構成を示す。本実施例は、第１光学素子２５０を光路変換器と対物レンズ３５間に配した点に特徴がある。ここで、前述の実施例と実質的に同一または類似の機能を果たす部材は同一参照符号で表して反復説明は省略する。

　図１０に示された本発明の第４実施例でのように、前記第１光学素子２５０が光路変換器と対物レンズ３５間の光路上に配される場合には、前記第１光学素子２５０は第１及び第２光１１ａ，１３ａのうち進行光軸に沿った位置公差補正対象の光に対してだけ作用し、他の光に対しては作用しない透過型偏光ホログラムタイプに構成されることが望ましい。

　進行光軸に沿った位置公差補正対象の光が第２光１３ａであり、前記第１光学素子２５０が第２光１３ａに対してだけ作用を行う場合を例に挙げてみれば次の通りである。

　前記第１光学素子２５０は第１光１１ａをそのまま透過させつつ第２光１３ａに対しては１つの偏光成分についてだけレンズとして役割を果たす偏光ホログラム２５１と、入射される光の偏光を変える波長板２５３、望ましくは第２光１３ａの波長に対する１／４波長板からなりうる。

　前記第１及び第２光源１１，１３として半導体レーザチップを備え、半導体レーザとしてはＰ偏光及びＳ偏光のうちいずれか１つの偏光が優勢なレーザ光ビームが出射される点を考慮する時、前記第１光学素子２５０は光源モジュール１０方向または光ディスク１から反射された後のいずれか一方向に進む第２光１３ａに対してだけレンズとして機能を果たす。

　例えば、光源モジュール１０側から主にＳ偏光の第２光１３ａが出射され、前記第１光学素子２５０のホログラムがＳ偏光の第２光１３ａに対してだけレンズとしての役割を果たすと仮定する。

　この場合、光源モジュール１０側から入射される第１光１１ａは第１光学素子２５０をそのまま透過する。この第１光１１ａは光ディスク１から反射された後でも第１光学素子２５０をそのまま透過する。一方、光源モジュール１０側から入射されるＳ偏光の第２光１３ａは第１光学素子２５０の偏光ホログラム２５１により集束または発散され、波長板２５３を経由しつつ１つの円板光に変わる。１つの円板光の第２光１３ａは光ディスク１から反射されつつ直交する他の円板光になる。他の円板光の第２光１３ａは波長板２５３を経由しつつＰ偏光になり、第１光学素子２５０の偏光ホログラム２５１をそのまま透過する。

　もちろん、波長板２５３の存在により第１光１１ａの偏光が変わるが、第１光学素子２５０の偏光ホログラム２５１がＳ偏光であって第２光１３ａの波長と同じ波長の光に対してだけレンズとしての役割を果たすために、波長板２５３による第１光１１ａの偏光変化は問題にならない。

　ここで、前記第１光学素子２５０は進行光軸に沿った位置公差補正の対象光が第１光１１ａである場合には第１光１１ａに対してだけ作用を果たすべく設けられる。

上記の通りに、第１光学素子２５０が透過型偏光ホログラムタイプである場合、光路変換器として、プレート型ビームスプリッタ２３３を備えるか、キュービック型偏光ビームスプリッタを備えることもある。プレート型ビームスプリッタ２３３は前記第１光学素子２５０により進行方向を軸に沿った位置公差補正対象の光に対しては偏光状態によって選択的に透過または反射させ、他の光については所定割合で透過及び反射させる鏡面を有する。

　一方、本発明による光ピックアップは、図１１に示されたように、光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ，１３ａが光路変換器で反射されて光ディスク１方向に進むように配されることもある。もちろん、このような光学的配置を有し、前記光路変換器がプレート型ビームスプリッタ３３構造である場合には、光ディスク１から反射されてプレート型ビームスプリッタ３３を透過した第１及び第２光１１ａ，１３ａに発生するコマ収差を補正するように調整レンズ３７’を前記プレート型ビームスプリッタ３３の傾く方向と反対側に傾くように配することが望ましい。

図１１では光源モジュール１０側から入射される発散光形態の第１及び第２光１１ａ，１３ａを平行光に近い収束または発散光に変えるためのコリメーティングレンズ３１’を光路変換器と対物レンズ３５間に配した例を示す。コリメーティングレンズ３１’を光路変換器と対物レンズ３５間に配する場合、先の実施例でのように集束レンズ３６は省略できる。

　ここで、光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ，１３ａが光路変換器から反射されて光ディスク１方向に進む光ピックアップの実施例は図１１の構成に限定されず、前述した多様な実施例を基に多様に変形できる。

　また、本発明による２波長光源モジュールを採用した光ピックアップの光学的構成は請求範囲の技術的思想の範囲内で多様に変形できる。

　本発明による光ピックアップを利用すれば、マルチ記録用、例えばＣＤ及びＤＶＤ互換型光記録及び／または再生機器を実現できて装置を小型化できる。

本発明の望ましい第１実施例による２波長光源モジュールを採用した光ピックアップの光学的構成を概略的に示した図面である。 図１の光源モジュールでの第１及び第２光源間の光の進行方向軸（ｚ軸）に沿った位置公差を示した図面である。 図１の光源モジュールの第１及び第２光源間のｘ−ｙ平面内での位置公差を示した図面である。 図１の第２光学素子が受光部側、すなわち光路変換器と光検出器間に配される時の第１及び第２光の進行を示した図面である。 図１の第２光学素子が送光部方向、すなわち光源モジュールと光路変換器間に配される時の第１及び第２光の進行を示した図面である。 図１のグレーティングの第１実施例を示した図面である。 図１のグレーティングの第２実施例を示した図面である。 本発明の第２実施例による光ピックアップの光学的配置構成を示した図面である。 本発明の第３実施例による光ピックアップの光学的構成を示した図面である。 本発明の第４実施例による光ピックアップの光学的構成を示した図面である。 本発明の第５実施例による光ピックアップの光学的構成を示した図面である。

符号の説明

１　　光ディスク
１ａ　　ＤＶＤ
１ｂ　　ＣＤ
１０　　光源モジュール
１１　　第１光源
１１ａ　　第１光
１３　　第２光源
１３ａ　　第２光
２０　　グレーティング
３３　　プレート型スプリッタ
３４　　反射ミラー
３５　　対物レンズ
３６　　収束レンズ
３７　　調整レンズ
３９　　光検出器
５０　　第１光学素子
ｃ_ｍ　　中心光軸

Claims (21)

1. 　相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化された光源モジュールと、
   　前記第１及び第２光を集束させて記録媒体の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズと、
   　前記第１及び／または第２光が収束または発散光形態で前記対物レンズに入射されて有限光学系とするコリメーティングレンズと、
   　前記第１及び第２光の進路を変換する光路変換器と、
   　記録媒体から反射されて前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器と、
   　前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たし、前記第１及び第２光源の光の進行方向に沿った位置公差を補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ。
2. 　第１波長を有する第１光と第２波長を有する第２光とを発生させる２波長光源モジュールと、
   　前記第１及び第２光のうち一方を収束／発散光に変え、第１及び第２光のうちいずれか１つに対して単にレンズとして作用し、第１及び第２光を対物レンズに向け、記録媒体から反射されて対物レンズを通過した第１及び第２光を反射させる光路コンバータと、
   　記録媒体の記録面上に前記第１及び第２光を集束させ、それを通して戻って来る第１及び第２光が前記光路コンバータから反射させる対物レンズと、
   　前記記録媒体から反射され、前記対物レンズを経由して前記光路コンバータにより反射された第１及び第２光を受信して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器とを備えることを特徴とする光ピックアップ。
3. 　前記光路コンバータは、
   　前記第１及び／または第２光が収束または発散光形態で前記対物レンズに入射されて有限光学系とするコリメーティングレンズと、
   　前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光に対してだけレンズとして機能を果たし、前記第１及び第２光源の光の進行方向に沿った位置差を補正する第１光学素子とを備え、
   　前記第１光学素子は前記コリメーティングレンズと光路変換器間及び光路変換器と光検出器間のうちいずれか一ヵ所に配され、
   　前記光路変換器は第１及び第２光の光路を変換することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
4. 　前記コリメーティングレンズは前記光源モジュール側から入射される第１及び／または第２光を平行光に近い収束または発散光に変えることを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
5. 　前記コリメーティングレンズは１５ｍｍ以下の短い焦点距離を有することを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
6. 　前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるための第２光学素子をさらに含むことを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
7. 　前記第２光学素子は前記光源と光路変換器間や前記光路変換器と光検出器間に配されることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ。
8. 　前記第２光学素子は前記光源モジュールのカバーガラスの役割を兼ねることを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ。
9. 　前記第１光学素子は前記第１及び第２光の進行光軸を一致させる機能を兼ねることを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
10. 　前記第１光学素子は前記コリメーティングレンズと光路変換器間や前記光路変換器と光検出器間に配されることを特徴とする請求項１、３ないし９のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
11. 　前記第１光学素子は前記光路変換器と対物レンズ間に配され、透過型偏光ホログラムタイプであることを特徴とする請求項１、３ないし９のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ。
12. 　前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光は回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、残りの光は直進透過させる第１グレーティングをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ。
13. 　前記第１グレーティングを直進透過する波長の光は回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、前記第１グレーティングにより回折／分岐される波長の光は直進透過させる第２グレーティングをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ。
14. 　前記第１及び第２グレーティングは一体型よりなることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ。
15. 　前記対物レンズは−１／５〜−１／２０間の横倍率を有することを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ。
16. 　前記光検出器の方に進む第１及び第２光のうちいずれか一方の光のデフォーカスを合わせるための調整レンズをさらに備えることを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ。
17. 　前記調整レンズは非点収差レンズや検出レンズとして機能を果たすことを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ。
18. 　前記第１及び第２光のうちいずれか一方の光は赤色波長領域の光であり、他方の光は近赤外線波長領域の光であり、ＤＶＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部及びＣＤ系の光ディスクのうち少なくとも一部を互換して記録及び／または再生できることを特徴とする請求項１ないし９のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ。
19. 　前記コリメーティングレンズは前記光源モジュールと光路変換器間及び前記光路変換器と対物レンズ間のうちのいずれか一ヵ所に配されることを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
20. 　前記第１光学素子は前記第１及び第２光の進路上に配され、前記第１及び第２光のうちいずれか１つは透過させて他方に対してはレンズとして機能を果たすホログラム光学素子を含むことを特徴とする請求項１または３に記載の光ピックアップ。
21. 　前記光路変換器はプレート型ビームスプリッタであり、
    　前記調整レンズは前記記録媒体から反射されて前記プレート型ビームスプリッタにより反射された第１及び第２光に発生したコマ収差を補正するためにプレート型ビームスプリッタが傾いた方向と反対に傾いたことを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ。
    
    

Images