JP2007250123A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる３つの光源を用いた光ピックアップ装置において、それぞれの波長に対する光利用効率を最適化しつつ、同時に光ピックアップ装置の小型化を図る。
【解決手段】異なる３つの波長（λ１＜λ２＜λ３）を出射する複数の光源１１，２１ａ，２１ｂ、１個のコリメータレンズ５１、第２の波長λ２の光、第３の波長λ３の光に対する結像倍率がそれぞれ異なる対物レンズ３５を用いた光ピックアップ装置において、負のパワーを有するレンズ１を第１の光源１１とコリメータレンズ５１との間に配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、光ディスク等の情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生する光ディスク装置に用いられる光ピックアップ装置に関する。

従来から、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＣＤ（Compact Disk）といった２つの異なる光ディスクへの記録および再生を目的とした光ピックアップ装置がある。このような光ピックアップ装置においては、２つの異なる波長の光源に対し、コリメータレンズおよび対物レンズをＤＶＤとＣＤで共通化し、光学部品点数を削減している。

ここで、光源である半導体レーザからの出射光量に対する対物レンズからの出射光量の割合を光利用効率と定義する。特許文献１（特開２００１−１８４７０７号公報）に開示された光ピックアップ装置においては、凹レンズ機能または凸レンズ機能を有するレンズ手段を光源とコリメータレンズの間に配置している。これにより、ＤＶＤ記録再生時の光利用効率と、ＣＤ記録再生時の光利用効率とを共に最適値になるようにしている。

近年、ＤＶＤよりも更に記録容量を高めたＢＤ（Blu-Ray Disk）といった光ディスクが提案されている。そこで、上記のＤＶＤおよびＣＤに、更にＢＤを加えて、これら異なる３つの光ディスクへの記録再生を目的とした光ピックアップ装置が検討されている。また、その要となる３波長互換を目的とした対物レンズに関する提案が多くなされている。

たとえば、特許文献２（特開２００４−７９１４６号公報）に開示されている対物レンズは３波長互換を目的とした対物レンズであり、ＢＤへの記録再生を目的とした波長４０５ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率を０とするのに対し、ＤＶＤへの記録再生を目的とした波長６５０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率、およびＣＤへの記録再生を目的とした波長７８０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率は負の値としている。これにより、対物レンズへの入射光を発散光とすることで、光透過層厚みが異なることによる球面収差をキャンセルしている。

その際、波長６５０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率と、ＣＤへの記録再生を目的とした波長７８０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率の値とが同一の場合や、それぞれ異なる場合がある。

特許文献３（特開平１１−２５９８９３号公報）では、光透過層厚み誤差による球面収差を補正する為に、コリメータレンズを光軸方向に駆動させることで、対物レンズへの入射光の発散度合いを変化させている。これにより、光透過層厚み誤差で生じる球面収差を補正している。ＢＤを記録再生するための光ピックアップでは、光透過層厚み誤差で生じる球面収差を補正するこのような素子が必須となる。

このような、コリメータレンズを駆動させて光透過層厚み誤差で生じる球面収差を補正する方法は、ＤＶＤとＣＤといった異なる光ディスクでの光透過層厚みの差で生じる球面収差を補正するのにも用いることもできる。
特開２００１−１８４７０７号公報 特開２００４−７９１４６号公報 特開平１１−２５９８９３号公報

上述のように、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤといった３つの異なる光ディスクへの記録再生を目的とした光ピックアップ装置として、３つの異なる光ディスクへの記録再生を１種類の対物レンズで行なうものが提案されている。ここで、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤへの記録再生に用いられる波長４０５ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長７８０ｎｍの光に対する対物レンズの結像倍率がすべて０、すなわち対物レンズへの入射角光が平行光である場合には、コリメータレンズを必ずしも共通化する必要はない。

図７に示すように、コリメータレンズを、波長４０５ｎｍの光に対する駆動部５２を伴うコリメータレンズ５１と、波長６５０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光に対する固定したコリメータレンズ４０４で構成することも可能である。

その結果、光源である半導体レーザからの出射光量に対する対物レンズからの出射光量の割合で表わされる光利用効率は、２種類のコリメータレンズ５１，４０４を使用することができる為、ＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤでほぼ最適化できることになる。

一方、波長６５０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率と、波長７８０ｎｍの光を使用する時の対物レンズの結像倍率とが、異なる場合がある。この場合には波長６５０ｎｍの光および波長７８０ｎｍの光の光路中に光軸方向への駆動部を伴うコリメータレンズ、いわゆる駆動部を伴う面収差補正素子を配置する必要がある。

また、ＢＤを記録再生するための光ピックアップでは、光透過層厚み誤差で生じる球面収差を補正する為に駆動部を伴うコリメータレンズを配置することが必須となることから、波長４０５ｎｍの光の光路中にも光軸方向への駆動部を伴うコリメータレンズを配置する必要がある。

このような駆動部を伴うコリメータレンズを２個配置することは、コストアップにつながる為、図８に示すように波長４０５ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光の共通の光路中に、駆動部を伴う１個のコリメータレンズを配置する必要がある。この場合、コリメータレンズの焦点距離は一意的に決まることから、ＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤについて記録再生時に光利用効率に大きく差が生じることになる。

図９は、波長４０５ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長７８０ｎｍに対する対物レンズ部の焦点距離を２．０５９ｍｍ、入射光束径を直径３．５ｍｍ、直径２．６８ｍｍ、直径２．０６ｍｍとした場合の、共通のコリメータレンズ５１の焦点距離とＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤへの記録再生時における光利用効率との関係を表わしたものである。この際、第１の半導体レーザ１１、第２の半導体レーザ２１ａ、第３の半導体レーザ２１ｂにおける放射角度特性は、光ディスク４０のトラックと垂直方向（Ｒ方向）に対しては半値全角１０度、光ディスク４０のトラック方向（Ｔ方向）に対しては半値全角１６度として計算した。

光利用効率と同時に考慮する必要があるのが、リム(Rim)強度と呼ばれる指標であり、（対物レンズの入射光束径端部での光強度）／（対物レンズの中心での光強度）で表わされる。リム強度が低い場合には光ディスク上での集光ビームを十分に小さく絞ることができないといった問題がある。

図１０および図１１は、共通のコリメータレンズ５１の焦点距離と、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤへの記録再生時におけるトラックと垂直方向およびトラック方向におけるリム強度との関係を表わす図である。

一般に、トラック方向のトラック半値全角は、トラックと垂直方向に対して大きくなることから、ここで特に考慮すべき方向はトラックと垂直方向のリム強度となる。その為、光利用効率およびトラックと垂直方向のリム強度から共通のコリメータレンズ５１の焦点距離が決定される。

以降、特に明言しない場合には、リム強度は、トラックと垂直方向(Ｒ方向)のリム強度を示すものとする。

しかしながら、３波長で共通のコリメータレンズ５１の焦点距離を決めると、光利用効率およびリム強度のばらつき幅が大きくなることから、１波長や２波長の場合に比べ、特に困難になる。

たとえば、図９および図１０において、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤのすべての記録再生時において、光利用効率が２０％以上となり、リム強度が０．５以上となる共通コリメータレンズ５１の焦点距離は存在しない。

そこで、共通のコリメータレンズの焦点距離は一定であるが、光利用効率を変更することができるレンズ手段用いることが考えられる。コリメータレンズとレンズ手段との組み合わせによって、ＢＤの記録再生時におけるコリメータレンズの焦点距離を２４ｍｍとし、ＤＶＤ／ＣＤの記録再生時におけるコリメータレンズの焦点距離を１６ｍｍとすれば、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの記録再生時の光利用効率はそれぞれ０．２６、０．３２６、０．２１０であり、トラックと垂直方向（Ｒ方向）のリム強度は０．６２、０．５３、０．６９とすることができる。光利用効率とリム強度のばらつき幅を小さくすることができる為、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤのすべての記録再生時において、最適な光利用効率とリム強度を得ることができる。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、発する光の波長が異なる３つの光源を用いた光ピックアップ装置において、それぞれの波長に対する光利用効率を最適化しつつ、同時に光ピックアップ装置の小型化を図ることができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

この発明に基づいた光ピックアップ装置に従えば、第１の波長λ１、第２の波長λ２、第３の波長λ３（λ１＜λ２＜λ３）の光を発する複数の光源と、上記第１の波長λ１の光に対し、上記第２の波長λ２および上記第３の波長λ３の光を分離する光分岐素子と、上記第１の波長λ１、上記第２の波長λ２、上記第３の波長λ３の光が通過する共通の光路中に配置され、上記複数の光源から出射した上記第１の波長λ１、上記第２の波長λ２、上記第３の波長λ３の光の内、少なくともその１つを略平行光とするコリメータレンズと、該コリメータレンズを光軸方向へ駆動する駆動部とからなる球面収差補正素子と、上記第１の波長λ１、上記第２の波長λ２、上記第３の波長λ３の光を、それぞれ異なる光ディスク上に形成されたトラックに集光させるための対物レンズと、上記第１の波長λ１の光が第１の光ディスク情報記録面で反射して戻った光を受光する第１の光検出器と、上記第２の波長λ２および第３の波長λ３の光が、それぞれ第２の光ディスク情報記録面および第３の光ディスク情報記録面で反射して戻ってきた光を受光する第２の光検出器と、を備えている。上記対物レンズは、上記複数の光源から発せられた、上記第１の波長λ１の光、上記第２の波長λ２の光、上記第３の波長λ３の光に対してそれぞれ異なる開口数を有し、上記第２の波長λ２の光、上記第３の波長λ３に光に対する結像倍率がそれぞれ異なると共に、当該光ピックアップ装置における光利用効率を変化させるレンズ手段が、上記第１の波長λ１の光を発する第１の光源と上記光分岐素子との間に配置され、上記光利用効率を変化させるレンズ手段は、負のパワーを持つレンズ群からなる。

この構成によると、３種類の光ディスクに対する３波長光ピックアップにおいて、光利用効率を変化させることができる。また、コリメータレンズに必要とされる可動範囲を少なくできる為、小型化を図ることが可能となる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記対物レンズは、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光に対しては、結像倍率が略０である。この構成によると、対物レンズが光ディスクのトラック方向にシフトした際に生じる収差の発生を抑制することができる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記対物レンズは、第３の波長λ３の光に対しては、結像倍率が−０．０１２以上、０未満である。この構成によると、コリメータレンズの移動量を小さくすることができ、同時に対物レンズが光ディスクのトラック方向にシフトした際に生じる収差の発生を抑制することができる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記対物レンズは、第３の波長λ３の光に対しては、結像倍率が−０．０３以上、０未満であり、上記コリメータレンズの焦点距離は、１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下であり、上記レンズ手段は、第１の波長の光を発する光源からの光軸方向の距離が６〜１０ｍｍの位置に配置されている。

この構成によると、コリメータレンズが駆動される場合にも、十分なスペースを確保することができる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記コリメータレンズは凹レンズと凸レンズからの組み合わせによるダブレットレンズまたはトリプレットレンズであり、凹レンズと凸レンズを組み合わせることで正のパワーを有するレンズ群である。この構成によると、少なくとも１つの波長に対して色収差の発生を抑制することでできる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記第１の波長λ１、上記第２の波長λ２、上記第３の波長λ３の光により情報の記録再生を行なう光ディスクの基板厚さはそれぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍである。この構成によると、ＢＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭといった再生専用ディスク、および、ＢＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＣＤ−ＲＷといった繰り返し記録再生を行なう光ディスクへの適用が可能となる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記第１の波長λ１は４０５ｎｍ帯、上記第２の波長λ２は６５０ｎｍ帯、上記第３の波長λ３は７８０ｎｍ帯である。この構成によると、１回のみ記録を行なうＢＤ−Ｒ、ＤＶＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒといった光源の波長依存性を有する光ディスクに対して、記録再生を行なうことができる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記対物レンズは、上記第１の波長λ１の光に対する開口数が０．８０以上、０．８５以下であり、上記第２の波長λ２の光に対する開口数が０．６０以上、０．６５以下であり、上記第３に波長λ３の光に対する開口数が０．４５以上、０．５３以下である。この構成によると、光透過層の厚みが異なる光ディスクに対してビームを十分に小さく集光することができる。

上記光ピックアップ装置において好ましくは、上記第２の波長λ２の光を発する第２の光源と、第３の波長λ３の光を発する第３の光源とは近接して配置されており、それらの光軸と垂直な方向における発光点間隔は１１０μｍ以下である。この構成によると、第２の光源および第３の光源を集積化できることから、光ピックアップ装置の小型化および集積化が可能となる。

本発明によると、発する光の波長が異なる３つの光源を用いた光ピックアップ装置において、それぞれの波長に対する光利用効率を最適化しつつ、同時に光ピックアップ装置の小型化を図ることができる。

以下、この発明に基づいた各実施の形態における光ピックアップ装置の構造について、説明する。なお、各実施の形態において、同一または相当箇所については同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さないこととする。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１について図面を参照しながら説明する。図１は実施の形態１の光ピックアップ装置の概略構成図である。図１に示すように、集積ユニット１０は第１の半導体レーザ１１、受光部１２、およびガラス基板１６を備えている。ガラス基板１６の上面には偏光ホログラム１４、下面にはサブビーム発生用回折格子１８が形成されている。

偏光ホログラム１４は偏光方向により光を透過させたり回折させたりする作用を選択的に行なう素子であり、第１の半導体レーザ１１からの出射光を透過させ、光ディスク４０からの戻り光を反射させる。

集積ユニット２０は、第２の半導体レーザ２１ａ、第３の半導体レーザ２１ｂ、受光部２２、ガラス基板２６、および、ガラス基板２７を備えている。ガラス基板２６の上面には、波長選択性偏光ホログラム２４、下面にはサブビーム発生用回折格子２８が形成されている。ガラス基板２７の上面には波長選択性偏光ホログラム２５が形成されている。

ここで、波長選択性偏光ホログラムは、溝深さを選択することで、ある波長に対しては±１次回折光が０次回折光に対して大きく、別の波長に対しては０次回折光が±１次回折光に対して大きくしたホログラムである。

本実施の形態では、波長選択性偏光ホログラム２４は、光ディスクから戻ってきた第３の波長の光に対して回折作用を有し、波長選択性偏光ホログラム２５は、光ディスクから戻ってきた第２の波長の光に対して回折作用を有するものである。

発光部２１は、第２の波長の光を発する第２の半導体レーザ２１ａと、第３の波長の光を発する第３の半導体レーザ２１ｂとを有している。この第２の半導体レーザ２１ａと第３の半導体レーザ２１ｂとは、一体化または近接配置されている。

第２の半導体レーザ２１ａと第３の半導体レーザ２１ｂと貼り合わされているものをハイブリッド型と呼び、第２の半導体レーザ２１ａと第３の半導体レーザ２１ｂが一体化されたものをモノリシック型と呼ぶ。本実施の形態では、第２の波長と第３の波長の発光点間隔が１１０μｍとしたモノリシック型として説明する。

この際、第１の半導体レーザ１１、第２の半導体レーザ２１ａ、第３の半導体レーザ２１ｂにおける放射角度特性は、光ディスク４０のトラックと垂直方向（紙面Ｘ軸方向）に対しては半値全角１０度、光ディスク４０のトラック方向（紙面Ｙ軸方向）に対しては半値全角１６度とした。

光ピックアップ装置におけるＢＤ用対物レンズ３１、回折素子による球面収差補正素子３２、広帯域波長板３はホルダー３４に固定されて、対物レンズ部３０を構成している。対物レンズ部３０は、光ディスク４０の情報記録層４１，４２，４３の目標トラックに対する、対物レンズ３５のフォーカス、トラッキング動作の際に、駆動装置３３により一体駆動される。

また、広帯域波長板３は、第１の波長、第２の波長、第３の波長に対して共に１／４波長板あるいは、１／４＋Ｔ（Ｔは整数）波長板としての位相差を発するように設計されている。

第１の光ディスク、第２の光ディスク、第３の光ディスクは、それぞれＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤとして説明する。光ディスク４０は、第１の光ディスクの場合には情報記録面を４１とし、第２の光ディスクの場合には、情報記録面を４２とし、第３の光ディスクの場合には情報記録面を４３とした光ディスクである。３種類の光ディスクのうちいずれか１種類が選択されるが、それぞれにおける光透過層厚みは０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍである。

第１の光ディスク、第２の光ディスク、第３の光ディスクそれぞれに対して記録再生を行なう際に使用する光の、第１の波長、第２の波長、第３の波長は、それぞれ４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍとする。

ＢＤ用対物レンズ３１は、回折素子による球面収差補正素子３２との組み合わせにより、異なる３つの波長において光ディスクの情報記録面上での収差が小さくなるように設計されている。第１の波長、第２の波長に対しては結像倍率を０とし、第３の波長に対しては結像倍率が負の値を有するものとする。

また、回折素子による球面収差補正素子３２は、ＤＶＤ，ＣＤを記録再生する際には開口数より外側に光をフレア光とすることで、第２の波長に対する開口数を０．６５とし、第３の波長に対する開口数を０．５となるように開口数を制限する機能を兼ねている。

ＢＤ用対物レンズ３１と回折素子による球面収差補正素子３２とは一体化されており、第１の波長、第２の波長、第３の波長の異なる３つの波長に対する対物レンズとして機能することから、これを対物レンズ３５と呼ぶものとする。

第１の波長の光に対する対物レンズ部での光束径は３．５ｍｍ前後とすることが主流である。光束径が３ｍｍ前半になると、ＣＤを記録再生する際の対物レンズのワーキングディスタンスが取れないこと、光束径が３ｍｍ後半になるとレンズ重量が重くなりすぎるといった問題があり、光束径は、３．３ｍｍから３．８ｍｍ程度が限度となる。

そこで、本実施の形態では第１の波長の光に対する対物レンズ３５の焦点距離は２．０５９ｍｍ、対物レンズ３５への入射光束径は３．５ｍｍ、開口数は０．８５として説明する。また、第２の波長、第３の波長に対する対物レンズ３５の開口数は、それぞれ０．６５、０．５とした。

図１における、ダイクロイックプリズム２は、第１の波長の光を透過し、第２、第３の波長の光を反射する。

まず、第１の波長について説明する。集積ユニット１０の第１の波長の光を発する第１の半導体レーザ１１から出射された、図１中Ｘ方向の直線偏光は、Ｘ軸方向に回折格子の格子方向を持つ回折格子１４にて±１次回折光（サブビーム）および０次回折光（メインビーム）となった後、それぞれが広帯域波長板３によりその偏光方向が円偏光に変換された後、光ディスク４０の情報記録層４１に集光される。

光ディスク４０の第１の光ディスクの情報記録層４１上では、メインビームに対し、サブビームが±１／２×ｎ（ｎは整数）トラックピッチずれた状態となっている。第１の光ディスクの情報記録層４１からの反射光は、第１の半導体レーザ１１から出射された図中Ｘ方向の直線偏光ではなく、Ｙ方向の直線偏光となっている為、その偏光方向の違いから偏光ホログラム１４で回折される。

図２は、偏光ホログラム１４上での光ディスク４０からの反射光の状態を示す概略図である。偏光ホログラム１４においては、光ディスク４０のトラック方向に対し垂直なホログラム分割線Ｌにより２つの半円領域に分割され、更に一方の半円は、トラック方向に対し垂直なホログラム分割線Ｍにより２分割される。

光ディスクからの反射光は、それぞれ、光検出器上の受光部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈで受光される。

受光部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｈでの受光量に基づいた出力信号を、それぞれＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８とすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは、（Ｓ１−Ｓ２）の演算を行なうことで得られる。

トラックエラー信号ＤＰＰは、（Ｓ３−Ｓ４）−Ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ６）―（Ｓ７＋Ｓ８）｝（Ｋは定数）の演算を行なうことで得られる。

ＲＦ信号（再生信号）は、ビーム全体において（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）の演算を行なうことで得られる。

第２の波長、第３の波長に対しては、波長選択性偏光ホログラム２４の位置調整が行なわれた後、波長選択性偏光ホログラム２５の位置調整が行なわれる。その他、演算方法および光検出器形状に関しては、第１の波長の場合と同様である。

また、コリメータレンズ５１の焦点距離は１６ｍｍである。図１に示すように、負のパワーを有するレンズ１を第１の半導体レーザとダイクロイックプリズム２の間に配置している。

負のパワーを有するレンズ１は、その焦点距離を−１６．１ｍｍとし、第１の半導体レーザ１１からの光軸上の距離が８ｍｍ、コリメータレンズ５１と負のパワーを有するレンズ１の距離を１０．６５ｍｍとすると、第１の波長の光に対する２枚のレンズを合わせた場合の焦点距離は２４ｍｍ相当となる。

一方、第２の波長の光と第３の波長の光に対する焦点距離は１６ｍｍとなる。その結果、第１の光ディスク、第２の光ディスク、第３の光ディスクの記録再生時の光利用効率はそれぞれ０．２６、０．３２６、０．２１０となり、トラックと垂直方向（紙面Ｘ軸方向）のリム強度は０．６２、０．５３、０．６９とすることができる。

なお、この場合のコリメータレンズ５１と対物レンズ部との距離は１０ｍｍとした。
図３は、比較例の光ピックアップ装置の概略図である。図３に示す光ピックアップ装置においては、コリメータレンズ５５の焦点距離を２４ｍｍとし、図１におけるレンズ１に代えて、正のパワーを有するレンズ１０１を、第２の半導体レーザ２１ａおよび第３の半導体レーザ２１ｂと、ダイクロイックプリズム２との間に配置している。

正のパワーを有するレンズ１０１の焦点距離を２３．８４ｍｍとし、レンズ１０１の第１の半導体レーザからの光軸上の距離を８ｍｍ、コリメータレンズ５５と正のパワーを有するレンズ１０１の距離を１１．９６ｍｍとすると、第１の波長の光に対する焦点距離は２４ｍｍであるが、第２の波長の光と第３の波長の光に対する焦点距離は２枚のレンズを合わせて１６ｍｍ相当となる。

その結果、図３に示した光ピックアップ装置においては、第１の光ディスク、第２の光ディスク、第３の光ディスクの記録再生時の光利用効率は、それぞれ０．２６、０．３２６、０．２１０となり、トラックと垂直方向（紙面Ｘ軸方向）のリム強度は、それぞれ０．６２、０．５３、０．６９とすることができる。これにより、光利用効率とリム強度のばらつきを、第１の光ディスク、第２の光ディスクおよび第３の光ディスクの記録再生時に少なくすることができる。

なお、この際のコリメータレンズ５５と対物レンズ部との距離は１０ｍｍとした。
（光ピックアップ装置のサイズについて）
図１に示した光ピックアップ装置における、第１の半導体レーザ１１からコリメータレンズ５２までの距離は１８．６ｍｍ、第２の半導体レーザ２１ａ、第３の半導体レーザ２１ｂからコリメータレンズ５２までの距離は１６ｍｍである。これに対し、図３に示した光ピックアップ装置における、第１の半導体レーザ１１からコリメータレンズ５５までの距離は２４ｍｍ、第２の半導体レーザ２１ａ、第３の半導体レーザ２１ｂからコリメータレンズ５２までの距離は２０ｍｍとなる。したがって、図１に示した光ピックアップ装置の方がピックアップ全体を小型集積化することができる。

（コリメータレンズ移動量について）
図４は、図１および図３に示した光ピックアップ装置において、ＤＶＤとＣＤの記録再生時において必要となるコリメータレンズの移動量を示す図である。横軸はＣＤの記録再生時における対物レンズ３５の結像倍率であり、縦軸はその際に必要となるコリメータレンズの移動量である。図１に示した構成とすることで、図３の構成に対し、コリメータレンズの移動量を約半分にすることができる。

表１は、図１に示した光ピックアップ装置において、ＢＤ多層ディスク記録再生時に必要となるコリメータレンズの移動量を示している。

４層の記録層を有するＢＤ光ディスクが既に公開されている。記録層の層間距離を１５μｍとすると、４層ＢＤ光ディスクの記録再生に必要なコリメータレンズの移動量は次のとおりとなる。コリメータレンズ５１の焦点距離が１４ｍｍ、１６ｍｍ、１８ｍｍの場合には、それぞれ１．１７ｍｍ、１．５４ｍｍ、１．９５ｍｍとなる。

表２は、図１に示した光ピックアップ装置において、ＣＤ記録再生時とＤＶＤ記録再生時との間のコリメータレンズ５１の移動量を示している。

ＣＤ記録再生時における対物レンズ部３０の結像倍率が小さくなるにつれ、より多くの移動量が必要となる。表２から明らかなように、対物レンズ部３０の結像倍率を−０．０１２以上、０未満にした場合には、４層ＢＤディスクで必要とされる移動量よりも小さくすることが可能である。これにより、光ピックアップ装置をより小型化することができる。

図１に示した光ピックアップ装置において、コリメータレンズ５１と負のパワーを有するレンズ１の距離Ｔを考える。まず、コリメータレンズ５１の焦点距離は、ＤＶＤ、ＣＤの光利用効率とＲｉｍ強度の観点から１４ｍｍ〜１８ｍｍ程度が適当となる。また、第１の波長の光を発する光源からレンズ１までの光軸方向の距離は６〜１０ｍｍ程度となる。

また、コリメータレンズ５１と負のパワーを有するレンズ１との間には、第１の波長の光を透過し、第２の波長、第３の波長の光を反射するダイクロイックプリズム２が必要となる。ダイクロイックプリズム２は、第１の波長の光に対する対物レンズ部での光束径が３．５ｍｍ前後であることから、対物レンズシフトを考慮すると少なくとも５ｍｍ角程度の大きさとなり、屈折率１．５１とした場合の空気換算長は約３．３ｍｍとなる。またコリメータレンズ５１とダイクロイックプリズム２の最低間隔を１ｍｍ、負のパワーを有するレンズ１とダイクロイックプリズム２の最低間隔を１ｍｍとすると、コリメータレンズの最大可動範囲は（Ｔ−５．３）ｍｍとなる。

よって、コリメータレンズ５１移動範囲を（Ｔ―５．３）ｍｍ以下しなければ、コリメータレンズ５１とダイクロイックプリズム２とが干渉することから、ＣＤを記録再生する際の、対物レンズ部３０の結像倍率の範囲を求めると−０．０３以上、０未満となる。

（実施の形態２）
図５は、本実施の形態の光ピックアップ装置を示す概略構成図であり、図６は、光ピックアップ装置の光検出器上でのビーム形状を示す図である。実施の形態１においては、第２の波長の光を発する第２の半導体レーザ２１ａと、第３の波長の光を発する第３の半導体レーザ２１ｂとが、一体化もしくは近接配置されている場合について説明した。図５に示すように、第２の波長の光を発する第２の半導体レーザ２２１と、第３の波長の光を発する第３の半導体レーザ２２３とを別々にしてもよい。

図５に示すように、偏向ビームスプリッタ２１５と光検出器２１２との間には、シリンドリカルレンズ２１４がＹ軸周りに４５度傾けて配置されている。光ディスク４０からの反射光は、それぞれ光検出器上２１２の受光部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ，２１３ｅ，２１３ｆ，２１３ｇ，２１３ｈで受光される。

受光部２１３ａ，２１３ｂ，２１３ｃ，２１３ｄ，２１３ｅ，２１３ｆ，２１３ｇ，２１３ｈでの受光量に基づいた出力信号をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８とすると、フォーカスエラー信号ＦＥＳは（Ｓ１＋Ｓ３−Ｓ２−Ｓ４）の演算により得られる。

トラックエラー信号ＤＰＰは、（Ｓ１＋Ｓ４）―（Ｓ２＋Ｓ３）−Ｋ｛（Ｓ５＋Ｓ７）―（Ｓ６＋Ｓ８）｝（Ｋは定数）の演算を行なうことで得られる。

ＲＦ信号（再生信号）はビーム全体において、（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）の演算を行なうことで得られる。

上記二つの実施の形態において、コリメータレンズ５１は、凹レンズと凸レンズを組み合わせることで正のパワーを有するレンズ群で構成してもよい。より具体的には、凹レンズと凸レンズの組み合わせによるダブレットレンズまたはトリプレットレンズで構成してもよい。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態１における光ピックアップ装置の概略構成図である。 この発明に基づいた実施の形態１における光ピックアップ装置の光検出器上でのビーム形状を示す図である。 比較例の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 この発明に基づいた実施の形態１における、結像倍率と対物レンズの駆動距離との関係を示す図である。 この発明に基づいた実施の形態２における光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 この発明に基づいた実施の形態２における光ピックアップ装置の光検出器上でのビーム形状を示す図である。 従来の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 従来の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 コリメータレンズの焦点距離と光利用効率との関係を示す図である。 コリメータレンズの焦点距離とリム強度（トラック方向と垂直方向）との関係を示す図である。 コリメータレンズの焦点距離とリム強度（トラック方向）との関係を示す図である。

符号の説明

１ レンズ、２ ダイクロイックプリズム、３ 広帯域波長板、１０，２０ 集積ユニット、１１ 第１の半導体レーザ、１２，２２ 受光部、１４ 偏光ホログラム、１６，２６，２７ ガラス基板、１８，２８ サブビーム発生用回折格子、２１ａ 第２の半導体レーザ、２１ｂ 第３の半導体レーザ、２４，２５ 波長選択性偏光ホログラム、３０ 対物レンズ部、３１ ＢＤ用対物レンズ、３２ 球面収差補正素子、３３ 駆動装置、３４ ホルダー、３５ 対物レンズ、４０ 光ディスク、４１，４２，４３ 情報記録層、５１ コリメータレンズ、５２ 駆動部。

Claims (9)

1. 第１の波長λ１、第２の波長λ２、第３の波長λ３（λ１＜λ２＜λ３）の光を発する複数の光源と、
   前記第１の波長λ１の光に対し、前記第２の波長λ２および前記第３の波長λ３の光を分離する光分岐素子と、
   前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２、前記第３の波長λ３の光が通過する共通の光路中に配置され、前記複数の光源から出射した前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２、前記第３の波長λ３の光の内、少なくともその１つを略平行光とするコリメータレンズと、該コリメータレンズを光軸方向へ駆動する駆動部とからなる球面収差補正素子と、
   前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２、前記第３の波長λ３の光を、それぞれ異なる光ディスク上に形成されたトラックに集光させるための対物レンズと、
   前記第１の波長λ１の光が第１の光ディスク情報記録面で反射して戻った光を受光する第１の光検出器と、
   前記第２の波長λ２および第３の波長λ３の光が、それぞれ第２の光ディスク情報記録面および第３の光ディスク情報記録面で反射して戻ってきた光を受光する第２の光検出器と、を備えた光ピックアップ装置において、
   前記対物レンズは、前記複数の光源から発せられた、前記第１の波長λ１の光、前記第２の波長λ２の光、前記第３の波長λ３の光に対してそれぞれ異なる開口数を有し、前記第２の波長λ２の光、前記第３の波長λ３に光に対する結像倍率がそれぞれ異なると共に、
   当該光ピックアップ装置における光利用効率を変化させるレンズ手段が、前記第１の波長λ１の光を発する第１の光源と前記光分岐素子との間に配置され、
   前記光利用効率を変化させるレンズ手段は、負のパワーを持つレンズ群からなる、光ピックアップ装置。
2. 前記対物レンズは、第１の波長λ１の光および第２の波長λ２の光に対しては、結像倍率が略０である、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記対物レンズは、第３の波長λ３の光に対しては、結像倍率が−０．０１２以上、０未満である、請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記対物レンズは、第３の波長λ３の光に対しては、結像倍率が−０．０３以上、０未満であり、
   前記コリメータレンズの焦点距離は、１４ｍｍ以上、１８ｍｍ以下であり、
   前記レンズ手段は、第１の波長の光を発する光源からの光軸方向の距離が６〜１０ｍｍの位置に配置されている、請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記コリメータレンズは凹レンズと凸レンズからの組み合わせによるダブレットレンズまたはトリプレットレンズであり、凹レンズと凸レンズを組み合わせることで正のパワーを有するレンズ群である、請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第１の波長λ１、前記第２の波長λ２、前記第３の波長λ３の光により情報の記録再生を行なう光ディスクの基板厚さはそれぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍである、請求項１から５のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記第１の波長λ１は４０５ｎｍ帯、前記第２の波長λ２は６５０ｎｍ帯、前記第３の波長λ３は７８０ｎｍ帯である、請求項１から６のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
8. 前記対物レンズは、前記第１の波長λ１の光に対する開口数が０．８０以上、０．８５以下であり、前記第２の波長λ２の光に対する開口数が０．６０以上、０．６５以下であり、前記第３に波長λ３の光に対する開口数が０．４５以上、０．５３以下である、請求項１から７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
9. 前記第２の波長λ２の光を発する第２の光源と、第３の波長λ３の光を発する第３の光源とは近接して配置されており、それらの光軸と垂直な方向における発光点間隔は１１０μｍ以下である、請求項１から８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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