JP2005056480A - 光ピックアップ及びその組立調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光源及び受光素子の位置決めが容易、且つ、高精度に行え、これらレーザ光源及び受光素子の相対位置を高精度に維持することができるようになされた光ピックアップを提供し、また、このような光ピックアップの組立調整方法を提供する。
【解決手段】第１レーザ光を出射する第１レーザ光源１と、第１レーザ光を分岐させる光分岐素子である偏光ビームスプリッタ５と、組立調整用の第２光源及び第１レーザ光の復路光を受光する受光素子を備えた集積デバイス１２とを備える。集積デバイスにおいては、第２光源の発光点が第１レーザ光の復路光の光軸上に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク等の光情報記録媒体側の記録または再生に用いられる光ピックアップ及びその組立調整方法に関する。

ＣＤ（Compact Disc）の約７倍の容量を持つＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が近年急速に普及している。また大量複製可能なＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏは、映画等のコンテンツ配布及びレンタル媒体としてＶＨＳ等のテープ媒体に取って代わろうとしている。

さらに、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の記録用規格も、ＰＣ用ドライブや単体ビデオレコーダとして普及が予定されている。

前記ＣＤに関しても記録可能のＣＤ−Ｒが広く普及している。

上記事情から、光ディスク記録装置は、上記ＤＶＤを中心とした６５０ｎｍ帯域及び、ＣＤを中心とした７８０ｎｍ帯域のいずれについても記録機能が要求される。

またＤＶＤ系での多岐にわたる規格のすべてに対して再生・記録の互換性が求められており、これらに用いられる光ピックアップの機能及び構造は複雑さを増している。

一方、前記民生用途での普及に伴い、装置の低価格化及び小型化、軽量化の要求も高まっており、複雑かつ多機能でありながら、簡易かつ小型で低価格の光ピックアップの開発が求められている。

以下、上記機能を有する光ピックアップを２波長記録ピックアップと称する。

図８は、従来の２波長記録ピックアップの一例を示す。

同図に示すようにこの２波長記録ピックアップは、ＤＶＤレーザ光源１０１と、コリメータレンズ１０２と、グレーティング１０３と、フロントモニタ１０４と、偏光ビームスプリッタ１０５と、１／４波長板１０６と、ダイクロイックミラー１０７と、立ち上げミラー１０８と、第２コリメータレンズ１０９と、検出レンズ１１０と、受光素子１１１と、ＣＤレーザ光源付き集積デバイス１１２と、コリメータレンズ１１３と、ミラー１１４と、第２フロントモニタ１１５と、を有する。なお、偏光ビームスプリッタ１０５は、強度分布整形機能を有する。

この２波長記録ピックアップにおいてＣＤレーザ光は、集積デバイス１１２のレーザ光源から出射後、コリメータレンズ１１３で平行化され、（ビーム整形を経ずに）ミラー１１４を経由し、図示しない光ディスクへ照射され、光ディスクからの戻り光も同一経路で集積デバイス１１２内の受光素子へ戻る。

一方、ＤＶＤレーザ光は、レーザ光源１０１からＰ偏光波として出射され、コリメータレンズ１０２で平行光束とされた後、グレーティング１０３を介して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０５の一端１０５ａから入射し、反射面１０５ｂで反射し、ＰＢＳ膜面１０５ｄを介して他端１０５ｃから出射し、当該他端１０５ｃに接触して取り付けてある１／４波長板１０６で円偏光とされ、図示しない光ディスクに照射される。前記光ディスクからの戻り光は、再度１／４波長板１０６でＳ偏光とされ、偏光ビームスプリッタ１０５の他端１０５ｃへ再入射し、当該偏光ビームスプリッタ１０５のＰＢＳ膜面１０５ｄで反射され（以て、復路光学系が分離され）、第２コリメータレンズ１０９で平行化された後、検出レンズ１１０を介して受光素子１１１へ至る。

しかし、このピックアップは、例えばＤＶＤ側において往路復路それぞれ別々にコリメート系を有し、かつＣＤ側及びＤＶＤ側での共用部もほとんどないことから、集積デバイスを使用しているにも関わらず、部品点数が多く複雑な構成となっている。
特開平６−３２５４０５号公報 特開平１０−３３４５００号公報

ところで、上述のような従来の光ピックアップにおいては、組立及び調整、すなわち、製造が困難であるという問題がある。

すなわち、この光ピックアップにおいては、ＣＤ側の光学系には集積デバイス１１２を使用しており、この集積デバイスからの出射光を図示しない光ディスク上で焦点を結ばせた場合、この光ディスクからの反射光は集積デバイス１１２内のレーザ発光点に戻ってくる。そのため、集積デバイス１１２内の受光素子がレーザ発光点に対して所定の位置に調整済みであれば、この集積デバイス１１２の位置調整の精度については、高い精度を要求されない。

しかし、ＤＶＤ側の光学系は、集積デバイスを用いない、いわゆるバルク系の光学系を用いているため、レーザ光源１０１からコリメータレンズ１０２を経た光束を光ディスク上に集光させる往路光学系と、光ディスクにより反射され偏光ビームスプリッタ１０５で反射された光束をコリメータレンズ１０９を経て受光素子１１１に受光させる復路光学系とは、偏光ビームスプリッタ１０５を介して２系統に分割されており、機械的に独立した構成となっている。

ここで、受光素子１１１は、光ディスクからの再生信号を得るのみならず、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を得るためにも用いられるものであるため、入射する復路の収束光束に対して、例えば、２μｍ乃至３μｍ程度の高い精度で位置決めされることが要求される。ところが、これら受光素子１１１と収束光束との相対関係は、この光学系を構成する全ての光学部品の単品誤差及び取付け精度の累積によって、大幅な誤差を有する可能性がある。したがって、これら受光素子１１１と収束光束との相対関係については、光ディスクからの反射光が受光素子１１１に全く入射しない状態から調整を行う必要があるため、受光素子１１１を移動させるべき方向や距離の検出が困難であるという問題がある。

このような調整において光学的な手法を適用しようとしても、受光素子１１１は発光の機能を有していないため、光学的に受光素子１１１の位置を特定することは困難である。また、受光素子１１１は、半導体基板上に形成されており、不透明な物体であるため、背面側からの入射光による観察も不可能である。

また、電気的な方法によるとしても、受光素子１１１の受光領域に全く光ディスクからの反射光が入射していない状態では、この受光素子１１１の位置を特定するための手掛かりがなにもないため、少なくも、受光領域に僅かでも光ディスクからの反射光が入射する状態にまでは、他の手法によって受光素子１１１を移動させなければならない。

さらに、受光素子１１１の受光領域に光ディスクからの反射光が入射している状態において、この受光素子１１１からの光検出出力に基づいて受光素子１１１の位置を特定しようとする場合、例えば、ＳＳＤ（スポットサイズ法）のような受光素子の位置誤差許容度が大きいエラー検出方法を採用している場合においては、最適位置からのずれに対して一定範囲ではほぼ不感な出力信号しか得られないので、受光素子１１１の位置を高精度に位置決めすることは困難である。

そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、レーザ光源及び受光素子の位置決めが容易、且つ、高精度に行え、これらレーザ光源及び受光素子の相対位置を高精度に維持することができるようになされた光ピックアップを提供し、また、このような光ピックアップの組立調整方法を提供しようとするものである。

前述の課題を解決するために、本発明に係る光ピックアップは、情報記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、前記レーザ光を出射する第１の光源と、前記光ピックアップを組立調整する際に参照する参照光を出射する第２の光源及び受光手段を集積素子として基板上に一体的に備えた集積デバイスと、前記第１の光源から出射される前記レーザ光の往路光を入射させた後、前記情報記録媒体に向けて出射させ、更に前記情報記録媒体で反射された前記レーザ光の復路光を前記集積デバイスの前記受光手段に出射し、かつ、前記集積デバイスの第２光源から前記レーザ光の復路光と同一光路に沿って出射される前記参照光を入射させた後、前記同一光路に沿って前記情報記録媒体に向けて出射する光路分岐素子と、を備え、前記第２の光源は、その発光点が前記復路光の光軸上にあるように配置されたものである。

また、本発明に係るピックアップは、情報記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、前記レーザ光を出射する第１の光源と、前記光ピックアップを組立調整する際に参照する参照光を出射する第２の光源及び受光手段を集積素子として基板上に一体的に備えた集積デバイスと、前記第１の光源から出射される前記レーザ光の往路光を入射させた後、前記情報記録媒体に向けて出射させ、更に前記情報記録媒体で反射された前記レーザ光の復路光を前記集積デバイスの前記受光手段に出射し、かつ、前記集積デバイスの第２光源から前記レーザ光の復路光と同一光路に沿って出射される前記参照光を入射させた後、前記同一光路に沿って前記情報記録媒体に向けて出射する光路分岐素子と、を備え、前記第２の光源は、その発光点が前記第１の光源の発光点と共役な位置にあるように配置されたことが望ましい。

前記光路分岐素子は、前記光路分岐素子と前記第１の光源を結ぶ第１の光路、前記光路分岐素子から前記情報記録媒体に向かう第２の光路及び前記光路分岐素子と前記集積デバイスを結ぶ第３の光路について、前記第１の光路に沿って前記第１の光源から入射された前記レーザ光の往路光を前記第２の光路に出射し、前記情報記録媒体で反射されて前記第２の光路に沿って入射された前記レーザ光の復路光を前記第３の光路に沿って前記集積デバイスの受光手段に出射し、前記第３の光路に沿って前記集積デバイスの第２の光源から入射された前記参照光を前記第２の光路に出射することが望ましい。

前記光路分岐素子は、偏光ビームスプリッタ又はハーフミラーであることが望ましい。

本発明に係る光ピックアップの組立調整方法は、前記光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側に、順にコリメータレンズ及び対物レンズを備え、各部の位置調整を行うものであって、前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子、前記コリメータレンズ及び前記対物レンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記対物レンズから出射した収束光を光学素子を用いて平行光束とし、この平行光束のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察することにより、前記対物レンズによる集光スポットの集光状態及び集光位置を観察する工程と、前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射された前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子、前記コリメータレンズ及び前記対物レンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記対物レンズから出射した収束光を前記光学素子を用いて平行光束とし、この平行光束の集光状態及び集光位置を観察する工程と、前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方、または、両方の位置を調整し、前記第１の光源による集光スポットと前記第２の光源による集光スポットとを同一光軸上に一致させるとともに、光軸方向にも一致、あるいは、所定間隔離間させる工程と、前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、を有するものである。

また、本発明に係る光ピックアップの組立調整方法は、前記光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側にコリメータレンズを備え、各部の位置調整を行うものであって、前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察する工程と、前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射される前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態を観察する工程と、前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方、または、両方の位置を調整し、前記第１の光源による出射光と前記第２の光源による出射光との傾斜状態を一致させるとともに、コリメート状態も一致、あるいは、所定量収束あるいは拡散パワーを与える工程と、前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、を有することが望ましい。

さらに、本発明に係る光ピックアップの組立調整方法は、前記光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側にコリメータレンズを備え、各部の位置調整を行うものであって、前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察する工程と、前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射される前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズの出射光のコリメート状態及び傾斜状態を観察する工程と、前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方及び前記コリメータレンズの位置を調整し、前記第１の光源による出射光と前記第２の光源による出射光との傾斜状態を一致させるとともに、コリメート状態も一致、あるいは、所定量収束あるいは拡散パワーを与える工程と、前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、を有することが望ましい。

そして、本発明に係る光ピックアップの組立調整方法においては、前記第２の光源は、前記第１の光源から出射するレーザ光の波長とは異なる波長のレーザ光を出射するものであって、前記光路分岐素子は、前記情報記録媒体で反射されて入射される前記第２の光源から出射したレーザ光を、前記第１の光源から出射されたレーザ光の復路光と同一光路に沿って前記集積デバイスの受光手段に出射し、前記受光手段は、前記第１及び第２の光源から出射したレーザ光の前記情報記録媒体で反射された復路光を、ともに受光することが望ましい。

本発明に係る光ピックアップにおいては、組立調整工程中において、第１レーザ光及び第２光源からの光の往路光に基づいて、第１レーザ光源及び集積デバイスの受光素子の相対位置関係を高精度に調整することができる。

本発明に係る光ピックアップの組立調整方法においては、第１レーザ光及び第２光源からの光の往路光に基づいて、第１レーザ光源及び集積デバイスの受光素子の相対位置関係を高精度に調整することができる。

本発明は、レーザ光源及び受光素子の位置決めが容易、且つ、高精度に行え、これらレーザ光源及び受光素子の相対位置を高精度に維持することができるようになされた光ピックアップを提供し、また、このような光ピックアップの組立調整方法を提供することができる。

以下、図１乃至図７を参照してこの発明に係る光ピックアップの実施形態及びこの発明に係る光ピックアップの組立調整方法の実施形態について説明する。各図において、同一又は類似の番号を付す部材は同一または類似の構成を有する。

図１は、この発明による光ピックアップの第１実施形態の概略構成を示す。

図１に示すように、この第１実施形態は、第１波長を有し、かつ情報記録媒体となる光ディスクに対して記録可能なパワーを有する第１レーザ光を出射する第１レーザ光源１と、前記第１波長に同一、または、異なる第２波長を有する光を出射する第２光源及び前記第１レーザ光源の光の光ディスクからの反射光を受光する受光手段を備えた集積デバイス１２とを備えている。

また、この光ピックアップは、第１レーザ光に対して偏光選択性を有する偏光ビームスプリッタ５を備えている。この偏光ビームスプリッタ５は、第１レーザ光源１から出射された第１レーザ光を入射させる第１面１７と、前記第１レーザ光を図示しない情報記録媒体側へ出射させるとともに該情報記録媒体側からの第１レーザ光の復路光を入射させる第２面１５と、復路光を集積デバイス１２側に出射させる第３面１３とを備えている。

第１レーザ光源１は、記録可能出力を有する第１レーザ光（例えばＤＶＤに用いる波長６５０ｎｍ帯域の波長を有するレーザ光、あるいは、ＣＤに用いる波長７８０ｎｍ帯域の波長を有するレーザ光などのレーザ光）を出射する。第１レーザ光源１は、第１レーザ光の偏光方向が、偏光ビームスプリッタ５に対してＳ偏光となるよう、光軸回りの回転角度が設定されている。この第１レーザ光源１は、いわゆるCANパッケージの如き単一レーザ源から成り得る。

この第１レーザ光源１から発せられた第１レーザ光の往路光１６は、３ビーム生成手段３を透過して、偏光ビームスプリッタ５の第１面１７に入射する。３ビーム生成手段３は、光ディスク上でのトラッキングエラーを検出するための３つのビームを生成する。この３ビーム生成手段３は、例えばグレーティングから構成される。

この第１レーザ光の往路光１６は、図１中の破線で示すように、偏光ビームスプリッタ５のＰＢＳ膜面（偏光分離膜）１８において反射され、この偏光ビームスプリッタ５の第２面１５から出射される。このＰＢＳ膜面１８は、Ｓ偏光である第１レーザ光に対して反射特性を有する。

偏光ビームスプリッタ５の第２面１５から出射された第１レーザ光の往路光１６は、コリメータレンズ２に入射され、コリメート（平行化）される。このコリメータレンズ２によりコリメートされた第１レーザ光の往路光１６は、立ち上げミラー８により反射され、波長板６に入射される。この波長板６は、１／４波長板であり、入射された第１レーザ光の往路光１６を円偏光とする。この波長板６を経た往路光１６は、対物レンズ２１に入射し、この対物レンズ２１によって図示しない光ディスク上に集光される。

そして、光ディスクによって反射された第１レーザ光の復路光１９は、図１中の破線で示すように、対物レンズ２１を経て波長板６に戻る。この波長板６に戻って波長板６を透過した第１レーザ光の復路光１９は、光ディスクに向かう第１レーザ光の往路光に対して、直交する偏光方向を有する直線偏光となっている。この第１レーザ光の復路光１９は、コリメータレンズ２を経て、偏光ビームスプリッタ５に戻る。この偏光ビームスプリッタ５において、第１レーザ光の復路光１９は、Ｐ偏光となっており、ＰＢＳ膜面１８を透過して、第３面１３から出射され、集積デバイス１２へ向かう。

なお、第１レーザ光は、ＤＶＤ、または、ＣＤに対して、情報の読取のみが可能な出力を有するものであってもよい。また、この第１レーザ光がＣＤ（ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ）に対して記録可能な出力を有するものである場合には、偏光ビームスプリッタ５に代えて、無偏光のビームスプリッタを用いることができる。

一方、集積デバイス１２に設けられた第２光源から発せられた光束２０は、図１中の点線で示すように、偏光ビームスプリッタ５を透過し、コリメータレンズ２、立ち上げミラー８、波長板６及び対物レンズ２１を経て、光ディスク側に出射される。

この実施形態においては、この第２光源から発せられた光束２０は、後述するこの光ピックアップの調整工程においてのみ用いられ、光ディスクに対する記録や再生には用いられない。

図２は集積デバイス１２の詳細を示す。

図２に示すように、集積デバイス１２は、第２光源２８ａと、光ディスクからの反射光を受光する受光手段としての受光素子３６とを有する。

第２光源２８ａは、光ディスクに対する記録や再生を行うための光源ではないので、例えば、７８０ｎｍの波長帯域の波長を有するレーザ光源の他、任意の波長の光を発するＬＥＤ（発光ダイオード）を用いることができる。

図２に示すように、第２光源２８ａは、受光素子基板３５を介してパッケージ（筐体）３８に支持されている。この第２光源２８ａの発光点は、受光素子基板３５上に位置決めされている。この位置決めは、例えば画像認識を用いて１μｍオーダーの精度で行うことができる。

すなわち、第２光源２８ａは、第１レーザ光源１及びこの第２光源２８ａからの光の復路光の、受光素子３６上に対する光軸が相互に一致するように設定されている。換言すれば、第２光源２８ａは、発光点の位置が、第１レーザ光の発光点の共役点と一致、若しくは、同一光軸上に位置するように設定されている。なお、ここにいう共役点とは、偏光ビームスプリッタ５のＰＢＳ膜面１８等を含む光学系による第１レーザ光源１の発光点の像点を意味する。

同様に、受光素子３６は、受光素子基板３５を介してパッケージ３８に支持されている。

この集積デバイス１２には、第１レーザ光の光ディスク上でのトラッキングエラー及びフォーカスエラーを検出するために、光ディスクから反射された第１レーザ光の復路光１９を±１次回折光へ回折させるためのホログラム素子３３が設けられている。

ホログラム素子３３は、回折軸が相互に有限な所定角度を有するように配置された第１領域３３Ｌ及び第２領域３３Ｒを有する。なお各領域３３Ｌ、３３Ｒは、それぞれが円を２つに分割した半円形の形状を有し、円形のホログラム素子３３を構成している。

第１レーザ光の復路光１９は、ホログラム素子３３の各領域３３Ｌ、３３Ｒで回折される。各領域３３Ｌ、３３Ｒにおける復路光１９の±１次回折光は、相互に異なる方向（０次回折光の作るスポットを中心とする円において当該円の中心から当該円の異なる円周位置へ向かう方向）にそれぞれスポット対を形成する。

受光素子３６は、第１レーザ光の復路光１９が形成する複数のスポットを受光する複数の受光領域を有している。すなわち、この受光素子３６は、第１レーザ光の復路光１９の第１領域３３Ｌによる±１次回折光を受光する一対の受光領域と、復路光１９の第２領域３３Ｒによる±１次回折光を受光する一対の受光領域とを有する。また、この受光素子３６は、第１レーザ光が３ビーム生成手段３により３ビームに分割され、これら３ビームがそれぞれ光ディスクで反射されることにより形成されるスポットを受光するための受光領域を有している。

より詳細には、受光素子３６上には、以下のスポットが形成される。

Ａ１±：３ビーム生成手段３による３ビーム中の第１サイドビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ａ０±：３ビーム生成手段３による３ビーム中のメインビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ａ２±：３ビーム生成手段３による３ビーム中の第２サイドビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ｂ１±：３ビーム生成手段３による３ビーム中の第１サイドビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
Ｂ０±：３ビーム生成手段３による３ビーム中のメインビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
Ｂ２±：３ビーム生成手段３による３ビーム中の第２サイドビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
なお、この実施形態においては、スポットＡ２＋とスポットＢ１＋は、受光領域の間で重なるように設計され、スポットＡ１−とスポットＢ２−は、受光領域の間で相互に重なるように設計されている。

また、第１領域３３Ｒは、＋１次回折光に対して凹レンズのレンズパワーを有し、−１次回折光に対しては凸レンズのレンズパワーを有する。一方、第２領域３３Ｌは、＋１次回折光に対しては凸レンズのレンズパワーを有し、−１次回折光に対しては凹レンズのレンズパワーを有する。

このような構成により、受光素子３６の各受光領域から出力される光検出出力に基づいて、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）法によりトラッキング誤差信号を生成することができる。また、所謂プッシュプル法によるトラッキング誤差信号も得ることができる。さらに、３ビーム生成手段３による３ビーム中のメインビームの復路光を受光する受光領域を３つ乃至４つの領域にさらに分割し、それぞれから独立的に光検出出力を得るようにすることにより、これら光検出出力に基づいて、所謂スポットサイズ法により、フォーカス誤差信号を生成することができる。

図３は、図１に示した光ピックアップの光学系の斜視図である。

本発明に係る光ピックアップの組立調整方法に関する第１実施形態では、まず、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ５、コリメータレンズ２及び立ち上げミラー８を、図示しない筐体に対して固定する。

次に、この発明に係る光ピックアップの組立調整方法の第１実施形態について説明する。

図４は、この光ピックアップの組立調整方法の第１実施形態における次の工程を示す斜視図である。

この工程では、図４に示すように、波長板６及び対物レンズ２１を搭載しない状態で、第１レーザ光源１を搭載する。そして、コリメータレンズ２を経て平行光となるべき第１レーザ光の往路光１６を、光学観察系５０で観察する。

この光学観察系５０としては、平行光束の傾斜方向を測定するオートコリメータ、または、平行光束のパワー、傾斜方向及び収差等の波面状態を測定する干渉計、あるいは、平行光束の強度分布を観察するビームプロファイラを使用することができる。これらの光学観察系は、一般に知られている測定器である。この光学観察系５０は、内部に光路分岐、あるいは、切換え機能をもった複数の機能を兼ねるものでもよい。なお、この光学観察系５０は、最低限、オートコリメータ及び干渉計のいずれか一方のみであっても構わない。

図４中の５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、それぞれ、オートコリメータによって得られる観察像、干渉計によって得られる観察像、ビームプロファイラによって得られる観察像を示している。

この調整工程においては、オートコリメータ、あるいは、干渉計等である光学観察系５０を用いて、往路光１６の状態を観察しながら、第１レーザ光源１の発光点位置を、図４中、ｘ、ｙ、ｚで示す直交する３軸方向に微動する。そして、往路光１６が完全な平行光束となり、且つ、光ピックアップとしての設計に従い、例えば垂直上方となる基準方向に対して往路光１６が傾斜を持たない状態において、所定の精度を確認したうえで、第１レーザ光源１を固定する。

なお、望ましくは、第１レーザ光源１の発光点の位置が定められた状態で、さらに、発光点を回転中心として第１レーザ光源１の図４中θｘで示す傾きを調整し、ビームプロファイラにおいて往路光１６の出射強度分布が基準位置に対して対称となるように調整したうえで、第１レーザ光源１を固定するとよい。第１レーザ光源１の固定は、例えば、接着によって行う。この工程で、まず、往路光１６についての調整が完了する。

図５は、この光ピックアップの組立調整方法の第１実施形態におけるさらに次の工程を示す斜視図である。

この工程では、図５に示すように、集積デバイス１２を搭載し、この集積デバイス１２に内蔵された第２光源２８ａを点灯させる。そして、コリメータレンズ２を経て平行光となるべき第２レーザ光の往路光２０を、光学観察系５０で観察する。

図５中の５０ａ，５０ｂ，５０ｃは、それぞれ、光学観察系であるオートコリメータによって得られる観察像、干渉計によって得られる観察像、ビームプロファイラによって得られる観察像を示している。

この調整工程においては、オートコリメータ、あるいは、干渉計等である光学観察系５０を用いて、往路光２０の状態を観察しながら、第２光源２８ａの発光点位置、すなわち、集積デバイス１２の位置を、図５中、ｘ、ｙ、ｚで示す直交する３軸方向に微動する。そして、往路光２０が完全な平行光束となり、且つ、光ピックアップとしての設計に従い、例えば垂直上方となる基準方向に対して往路光２０が傾斜を持たない状態において、所定の精度を確認したうえで、集積デバイス１２を固定する。

なお、望ましくは、第２光源２８ａまたは第２レーザ光源２８ｂ（図７）の発光点の位置が定められた状態で、さらに、発光点を回転中心として集積デバイス１２の図５中θｙで示す傾きを調整し、ビームプロファイラにおいて往路光２０の出射強度分布が基準位置に対して対称となるように調整したうえで、集積デバイス１２を固定するとよい。集積デバイス１２の固定は、例えば、接着によって行う。この工程で、往路光２０についての調整が完了し、受光素子３６の位置の調整も完了する。

すなわち、この光ピックアップの組立調整方法においては、従来の非集積型（いわゆるバルク型）の光ピックアップにおいて受光素子の位置調整を電気的出力を用いて行っていたのと異なり、受光素子の位置調整を光学的に調整することを可能としている。

これらの工程により、第１レーザ光の往路光１６と、第２光源２８ａからの往路光２０との光軸及び軸方向の前後位置を一義に決定することができる。ここで、図１に示したように、第２光源２８ａは、受光素子基板３５に対して、予め高精度に位置決めされて固定されているので、この状態で、第１レーザ光源１からの出射光は光ディスクの情報記録面に集光スポットを結んだのち反射され、その復路光１９は、第２光源２８ａからの往路光２０と全く同一の光軸上を逆方向に進み、集積デバイス１２内の受光素子上に、正確に照射される。

なお、前述の説明では、光軸上の前後方向（図５中のｚ軸方向）に関して、第２光源２８ａの素子厚さ（発光点高さ）、あるいは、コリメータレンズ２の色収差、あるいは、各種エラー検出方法の設計から決まる正規位置との誤差が生ずる場合がある。その場合には、いずれかの光源からの往路光が平行光束となる状態に調整した後、設計によって決まる規定量だけ光軸上を移動させた後に固定するようにすれば、全く問題なく前述の調整結果が成立することは言うまでもない。

この光ピックアップの組立調整方法の第２実施形態は、例えば、第１レーザ光源１をまず筐体に対して固定し、次に、偏光ビームスプリッタ、コリメータレンズ２及び立ち上げミラー８の全て、あるいは一部を調整可能として搭載し、これらを調整することによって、往路光１６の平行状態や傾斜を調整するものである。この後は、集積デバイス１２の位置調整については、前述の実施形態と全く同じ方法によって行うことができる。

あるいは、第１レーザ光源１よりも先に、集積デバイス１２の位置を調整して固定し、次に、第１レーザ光源１の位置を調整して固定するようにしてもよい。

この光ピックアップの組立調整方法の第３実施形態は、アクチュエータに組み込まれた対物レンズ２１及び波長板６を先に搭載してから、第１レーザ光源１及び集積デバイス１２の位置を調整して固定するものである。

この場合には、対物レンズ２１から出射された光束を、この対物レンズ２１に相当する光学素子（基準レンズ及びディスク厚往復分相当の平行基板）を用いて、平行光束に再変換する。そして、このように平行光束となされた光束を光学観察系に入射させることにより、前述した各実施形態におけると同様に、第１レーザ光源１及び集積デバイス１２の位置を調整して固定することができる。

このように対物レンズ２１から出射された光束を平行光束に再変換する基準レンズは、光学観察系に予め搭載しておいてもよい。

図６は、この発明による光ピックアップの第２実施形態の概略を示す。

この図６に示す光ピックアップは、前述の第１実施形態の光ピックアップと同様に、第１波長を有し、かつ情報記録媒体となる光ディスクに対して記録可能なパワーを有する第１レーザ光を出射する第１レーザ光源１を備えている。そして、この光ピックアップは、第１波長と異なる第２波長を有する第２レーザ光を出射する第２レーザ光源と、第１レーザ光及び第２レーザ光の光ディスクからの反射光（復路光）を受光する受光手段を備えた集積デバイス１２とを備えている。

この光ピックアップにおいては、第１レーザ光源１及び第１レーザ光については、前述した第１実施形態の光ピックアップと同様である。

そして、集積デバイス１２に設けられた第２レーザ光源から発せられた第２レーザ光の往路光２０は、図６中の点線で示すように、偏光ビームスプリッタ５を透過し、コリメータレンズ２、立ち上げミラー８、波長板６及び対物レンズ２１を経て、光ディスク上に集光される。

この実施形態においては、この第２レーザ光は、光ディスクに対する記録や再生に用いられる。すなわち、この第２レーザ光は、例えば、ＣＤに用いる波長７８０ｎｍ帯域の波長を有するレーザ光であって、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷに対する記録が可能な出力を有しているか、または、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷの再生が可能な出力を有している。

この第２レーザ光の光ディスクにより反射された復路光２２は、対物レンズ２１、波長板６、立ち上げミラー８、コリメータレンズ２を経て、偏光ビームスプリッタ５に戻る。この第２レーザ光の復路光２２は、偏光ビームスプリッタ５を透過して、集積デバイス１２に入射する。

図７は、図６に示す光ピックアップにおいて使用される集積デバイスの詳細を示す。

図７に示すように、集積デバイス１２は、第２レーザ光源２８ｂと、光ディスクからの反射光を受光する受光手段とからなる受光素子３６とを有する。この集積デバイス１２においては、受光素子３６は、第１レーザ光の復路光及び第２レーザ光の復路光をともに受光する。

図７に示すように、第２レーザ光源２８ｂは、サブマウント２９及び受光素子基板３５を介してパッケージ（筐体）３８に支持されている。この第２レーザ光源２８ｂの発光点は、第１レーザ光源１及びこの第２レーザ光源２８ｂから発せられた光の光ディスクからの復路光が集積デバイス１２の同じ位置へ集光するように、受光素子基板３５上に位置決めされている。

すなわち、第２レーザ光源２８ｂは、第１レーザ光源１及びこの第２レーザ光源２８ｂからの光の復路光の、受光素子３６上に対する光軸が相互に一致するように設定されている。換言すれば、第２レーザ光源２８ｂは、発光点の位置が、第１レーザ光の発光点の共役点と一致、若しくは、同一光軸上に位置するように設定されている。なお、ここにいう共役点とは、偏光ビームスプリッタ５のＰＢＳ膜面１８等を含む光学系による第１レーザ光源１の発光点の像点を意味する。

同様に、受光素子３６は、受光素子基板３５を介してパッケージ３８に支持されている。

また、この集積デバイス１２は、受光素子基板３５の平面に平行に第２レーザ光源２８ｂから出射された第２レーザ光を、受光素子基板３５の平面に垂直な方向へ反射するマイクロミラー３０を有する。

さらに、この集積デバイス１２には、第２レーザ光源２８ｂから出射されマイクロミラー３０で反射されない一定比率の第２レーザ光を検出するフロントモニタが設けられている。このフロントモニタにより、第２レーザ光源２８ｂから出射される第２レーザ光のパワー又は出力状態が検出される。

そして、集積デバイス１２は、マイクロミラー３０を経た第２レーザ光を３ビームへ分割し、トラッキングエラー検出用３ビームを生成する３ビーム生成手段としてのグレーティング３２が設けてある。このグレーティング３２は、３ビーム生成用グレーティングとも称される。

そして、この集積デバイス１２には、第１レーザ光及び第２レーザ光の光ディスク上でのトラッキングエラー及びフォーカスエラーを検出するために、光ディスクから反射された第１レーザ光及び第２レーザ光の復路光１９，２２を±１次回折光へ回折させるためのホログラム素子３３が設けられている。

ホログラム素子３３は、回折軸が相互に有限な所定角度を有するように配置された第１領域３３Ｌ及び第２領域３３Ｒを有する。なお各領域３３Ｌ、３３Ｒは、それぞれが円を２つに分割した半円形の形状を有し、円形のホログラム素子３３を構成している。

第１レーザ光及び第２レーザ光の復路光１９，２２は、ホログラム素子３３の各領域３３Ｌ、３３Ｒで回折される。各領域３３Ｌ、３３Ｒにおける復路光１９，２２の±１次回折光は、相互に異なる方向（０次回折光の作るスポットを中心とする円において当該円の中心から当該円の異なる円周位置へ向かう方向）にそれぞれスポット対を形成する。

受光素子３６は、複数の第１レーザ光及び第２レーザ光の復路光１９，２２が形成する複数のスポットを受光する複数の受光領域を有している。すなわち、この受光素子３６は、第１レーザ光及び第２レーザ光の復路光１９，２２の第１領域３３Ｌによる±１次回折光を受光する一対の受光領域と、復路光１９，２２の第２領域３３Ｒによる±１次回折光を受光する一対の受光領域とを有する。また、この受光素子３６は、第１レーザ光及び第２レーザ光が３ビーム生成手段３，３２により３ビームに分割され、これら３ビームがそれぞれ光ディスクで反射されることにより形成されるスポットを受光するための受光領域を有している。

より詳細には、受光素子３６上には、以下のスポットが形成される。

Ａ１±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中の第１サイドビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ａ０±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中のメインビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ａ２±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中の第２サイドビームの第１領域３３Ｒによる±１次回折光のスポット
Ｂ１±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中の第１サイドビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
Ｂ０±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中のメインビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
Ｂ２±：３ビーム生成手段３，３２による３ビーム中の第２サイドビームの第２領域３３Ｌによる±１次回折光のスポット
なお、この実施形態においては、スポットＡ２＋とスポットＢ１＋は、受光領域の間で重なるように設計され、スポットＡ１−とスポットＢ２−は、受光領域の間で相互に重なるように設計されている。

また、第１領域３３Ｒは、＋１次回折光に対して凹レンズのレンズパワーを有し、−１次回折光に対しては凸レンズのレンズパワーを有する。一方、第２領域３３Ｌは、＋１次回折光に対しては凸レンズのレンズパワーを有し、−１次回折光に対しては凹レンズのレンズパワーを有する。

このような構成により、受光素子３６の各受光領域から出力される光検出出力に基づいて、ＤＰＰ（Differential Push-Pull）法によりトラッキング誤差信号を生成することができる。また、所謂プッシュプル法によるトラッキング誤差信号も得ることができる。さらに、３ビーム生成手段３による３ビーム中のメインビームの復路光を受光する受光領域を３つ乃至４つの領域にさらに分割し、それぞれから独立的に光検出出力を得るようにすることにより、これら光検出出力に基づいて、所謂スポットサイズ法により、フォーカス誤差信号を生成することができる。

この光ピックアップを組立調整する際には、第２レーザからの往路光２０を図１の光ピックアップと同様に使用し、かつ前記組立調整方法についての第１乃至第３実施形態を適用することにより、第１レーザ光源及び集積デバイスの相対位置関係を高精度に調整することができる。

以上説明したように、これらの実施形態によれば、光ピックアップの組立調整工程中において、第１レーザ光及び第２光源からの光の往路光に基づいて、第１レーザ光源及び集積デバイスの受光素子の相対位置関係を高精度に調整することができる。

なお、本実施の形態においては、光路分岐素子として偏光ビームスプリッタを用いたが、本発明はこれに限定されない。光路分岐素子として、例えば、非偏光ビームスプリッタ、平板のハーフミラー、グレーティングビームスプリッタも用いることができる。

この発明による光ピックアップの第１実施形態の概略構成を示す側面図である。 前記光ピックアップにおける集積デバイスの第１実施形態の詳細を示す斜視図である。 この発明における光ピックアップの組立調整方法の対象となる光ピックアップの要部の構成を示す斜視図である。 この発明における光ピックアップの組立調整方法の第１実施形態を説明する斜視図である。 この発明における光ピックアップの組立調整方法の第２実施形態を説明する斜視図である。 この発明における光ピックアップの組立調整方法の対象となる光ピックアップであって前記第１実施形態とは異なる第２実施形態の概略構成を示す側面図である。 前記図６に示す光ピックアップにおける集積デバイスの詳細を示す斜視図である。 従来の光ピックアップの一例を示す概略図である。

符号の説明

１ 第１レーザ光源
５ 偏光ビームスプリッタ
１２ 集積デバイス
２８ａ 第２光源
２８ｂ 第２レーザ光源
５０ 光学観察系

Claims (6)

1. 情報記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、
   前記レーザ光を出射する第１の光源と、
   前記光ピックアップを組立調整する際に参照する参照光を出射する第２光源及び受光手段を集積素子として基板上に一体的に備えた集積デバイスと、
   前記第１の光源から出射される前記レーザ光の往路光を入射させた後、前記情報記録媒体に向けて出射させ、更に前記情報記録媒体で反射された前記レーザ光の復路光を前記集積デバイスの前記受光手段に出射し、かつ、前記集積デバイスの第２の光源から前記レーザ光の復路光と同一光路に沿って出射される前記参照光を入射させた後、前記同一光路に沿って前記情報記録媒体に向けて出射する光路分岐素子と、
   を備え、
   前記第２の光源は、その発光点が前記復路光の光軸上にあるように配置されたこと
   を特徴とする光ピックアップ。
2. 情報記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップにおいて、
   前記レーザ光を出射する第１の光源と、
   前記光ピックアップを組立調整する際に参照する参照光を出射する第２光源及び受光手段を集積素子として基板上に一体的に備えた集積デバイスと、
   前記第１の光源から出射される前記レーザ光の往路光を入射させた後、前記情報記録媒体に向けて出射させ、更に前記情報記録媒体で反射された前記レーザ光の復路光を前記集積デバイスの前記受光手段に出射し、かつ、前記集積デバイスの第２の光源から前記レーザ光の復路光と同一光路に沿って出射される前記参照光を入射させた後、前記同一光路に沿って前記情報記録媒体に向けて出射する光路分岐素子と、
   を備え、
   前記第２の光源は、その発光点が前記第１の光源の発光点と共役な位置にあるように配置されたこと
   を特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項１又は２記載の光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側に、順にコリメータレンズ及び対物レンズを備え、各部の位置調整を行う光ピックアップの組立調整方法であって、
   前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子、前記コリメータレンズ及び前記対物レンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記対物レンズから出射した収束光を光学素子を用いて平行光束とし、この平行光束のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察することにより、前記対物レンズによる集光スポットの集光状態及び集光位置を観察する工程と、
   前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射された前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子、前記コリメータレンズ及び前記対物レンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記対物レンズから出射した収束光を前記光学素子を用いて平行光束とし、この平行光束の集光状態及び集光位置を観察する工程と、
   前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方、または、両方の位置を調整し、前記第１の光源による集光スポットと前記第２の光源による集光スポットとを同一光軸上に一致させるとともに、光軸方向にも一致、あるいは、所定間隔離間させる工程と、
   前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、
   を有することを特徴とする組立調整方法。
4. 請求項１又は２記載の光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側にコリメータレンズを備え、各部の位置調整を行う光ピックアップの組立調整方法であって、
   前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察する工程と、
   前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射される前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態を観察する工程と、
   前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方、または、両方の位置を調整し、前記第１の光源による出射光と前記第２の光源による出射光との傾斜状態を一致させるとともに、コリメート状態も一致、あるいは、所定量収束あるいは拡散パワーを与える工程と、
   前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、
   を有することを特徴とする組立調整方法。
5. 請求項１又は２記載の光ピックアップの前記光路分岐素子の前記情報記録媒体側にコリメータレンズを備え、各部の位置調整を行う光ピックアップの組立調整方法であって、
   前記第１の光源を点灯し、前記第１の光源から出射された前記レーザ光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズからの出射光のコリメート状態及び傾斜状態をオートコリメータ、または、干渉計を用いて観察する工程と、
   前記第２の光源を点灯し、前記第２の光源から出射される前記所定の光の往路光を、前記光路分岐素子及び前記コリメータレンズを経て前記情報記録媒体側に出射し、前記コリメータレンズの出射光のコリメート状態及び傾斜状態を観察する工程と、
   前記第１の光源又は前記集積デバイスのいずれか一方及び前記コリメータレンズの位置を調整し、前記第１の光源による出射光と前記第２の光源による出射光との傾斜状態を一致させるとともに、コリメート状態も一致、あるいは、所定量収束あるいは拡散パワーを与える工程と、
   前記第１の光源及び前記集積デバイスを、ともに同一筐体に固定する工程と、
   を有することを特徴とする組立調整方法。
6. 請求項３乃至５に記載の光ピックアップの組立調整方法であって、
   前記第２の光源は、前記第１の光源から出射するレーザ光の波長とは異なる波長のレーザ光を出射するものであって、
   前記光路分岐素子は、前記情報記録媒体で反射されて入射される前記第２の光源から出射したレーザ光を、前記第１の光源から出射されたレーザ光の復路光と同一光路に沿って前記集積デバイスの受光手段に出射し、
   前記受光手段は、前記第１及び第２の光源から出射したレーザ光の前記情報記録媒体で反射された復路光を、ともに受光するものであることを特徴とする光ピックアップの組立調整方法。

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