JP2009199672A

JP2009199672A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置

Info

Publication number: JP2009199672A
Application number: JP2008040870A
Authority: JP
Inventors: Taiichi Mori; 泰一森
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2009-09-03

Abstract

【課題】ブルーレーザ用光源、及びＤＶＤ／ＣＤ用光源から、それぞれに対応する対物レンズに到達する光量を、２つの立上げミラーの背後の共通の前光センサで、モニターする際に、ブルーレーザ光に発生する有害な非点収差とＤＶＤ／ＣＤ光に生じる光量変動を抑制する光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＤＶＤ／ＣＤ立上げミラー９のウェッジ角度δを、ブルーレーザ光に有害な非点収差が発生せず、かつ集光レンズの開口２０ａでＤＶＤ／ＣＤ光の干渉縞の明暗が２組以上検出できる範囲とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）等の光ディスクと、ブルーレーザ用光ディスクの双方の記録再生に使用される光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。

光ディスクに対する記録再生を行う光ピックアップにおいて、従来は赤外レーザや赤色レーザ等の長波長レーザを出射するレーザダイオードが用いられていたが、近年では、ブルーレーザを用いて高密度記録を行う光ディスク装置が実用化されてきている。

しかし、ブルーレーザ用の光ディスクと既存のＣＤ，ＤＶＤとが併存している段階では、同じ光ディスク装置で、波長の異なる複数の種類の光ディスクを記録再生可能であることが要請されている。

長波長レーザとブルーレーザとでは、光ディスクの記録面に集光するスポットの径が異なるのと、波長により対物レンズ等の光学部材の屈折率が異なるため、同一の光学系をそのまま共用することはできない。そこで、波長に応じた別々の光学系を設置すれば、複数の種類の光ディスクに対する記録再生には何ら問題はない。

しかしながら、薄型化、小型化が求められているノートブック型パソコン等の電子機器に組み込まれる光ディスク装置の場合、従来の長波長レーザ用の光ディスク装置と同程度のスペースの中に、ブルーレーザ対応ディスクの記録再生機構を追加して収めなければならないという厳しい要求がある。従って、ブルーレーザ対応ディスクの記録再生のための光学系を従来の機構とは別個に狭いスペース内に設けることは困難である。

そこで、光学系の一部を共用して、省スペースを図ることが提案されている。

例えば、（特許文献１）には、複数の異なる波長の光をそれぞれ出射する複数の光源を有し、複数の光源から出射された光のそれぞれは、少なくとも一部、ほぼ同じ光路を通過するように構成し、異なる光ディスクへの集光手段は、波長に応じてそれぞれ独立して設置した光ピックアップ装置が開示されている。

図１２は、従来の光ピックアップ装置の光学系の基本的構成を示す概略図である。図１２において、１０１はＣＤ／ＤＶＤの記録・再生のための２波長（赤外〜赤色）のレーザ光を出射する第１の光源（レーザダイオード）、１０２は往路光が通過し復路光が反射面で反射する光学部材、１０３はブルーレーザ対応ディスクの記録・再生のための短波長（４００ｎｍ〜４１５ｎｍ）のレーザ光を出射する第２の光源（ブルーレーザダイオード）、１０４は往路光は通過し、復路光は反射面で反射する光学部材、１０５は長波長レーザ光は通過し、短波長レーザ光は反射する反射面を有する光学部品であるビームスプリッタ、１０６は長波長レーザ光は反射し、短波長レーザ光は透過する光学部材（立上げミラー）、１０７はＤＶＤ（ほぼ６６０ｎｍの波長の光）及びＣＤ（ほぼ７８０ｎｍの波長の光）の光ディスクに対応可能なように必要な開口数を実現するための開口フィルタと、ほぼ６６０ｎｍの波長の光に対して反応する偏光ホログラムと、１／４波長板を具備した光学部材、１０８は対物レンズ、１０９は光ディスク、１１０は短波長レーザ光を反射させる光学部材（立上げミラー）、１１１は色収差を補正する機能を有する色消し回折レンズ、１１２は対物レンズ、１１３は光学部材１０２により反射された長波長の復路光を受光する光検出器、１１４は光学部材１０４により反射された短波長の復路光を受光する光検出器である。

基本的には、この構成により、長波長のレーザに対応したＣＤやＤＶＤと、短波長（ブルーレーザ）に対応した光ディスクへの記録、再生が可能になる。

なお、ＣＤとＤＶＤ用の２波長のレーザユニットを用いた光ピックアップは、例えば（特許文献２）に開示されている。
特開２００５−８５２９３号公報特開２００１−３０７３６７号公報

ところで、光の進行方向に２つの対物レンズを直列に配置する上記図１２の構成においては、第１の光源１０１及び第２の光源１０３から出射される光の光量を常にモニターし一定に保つための、いわゆる前光センサとも呼ばれる光検出器が記載されていない。前光センサは、例えば図１３に示すように２つの立上げミラーの背後にブルーレーザ用とＤＶＤ／ＣＤ用とを共用で一つ配置することができる。また、光源から対物レンズに到達する光量を正確にモニターするには、この配置がもっとも望ましい。図１３において、２０３はＣＤ／ＤＶＤの記録・再生のための２波長（赤外〜赤色）のレーザ光を出射する第１の光源（レーザダイオード）、２０２は光ディスク、２０１はブルーレーザ対応ディスクの記録・再生のための短波長（４００ｎｍ〜４１５ｎｍ）のレーザ光を出射する第２の光源（ブルーレーザダイオード）、２０７は長波長レーザは透過し、短波長レーザ光は反射する反射面を有する光学部品であるビームスプリッタ、２０８はビームスプリッタ２０７からの出射光をほぼ平行光に変換し光ディスク２０２で反射されたほぼ平行光を集束光に変換する光学部材、２０９は長波長レーザ光のほとんどを反射させ一部のみ透過させ、短波長レーザ光を透過させる光学部材（立上げミラー）、２１０は対物レンズ、２１２は長波長レーザ光を透過させ短波長レーザ光のほとんどを反射させ一部のみ透過させる光学部材（立上げミラー）、２１３は対物レンズ、２１９は光学部材２０９及び２１２を透過してきた長波長または短波長の光を受光する前光センサ、２２０は光学部材２０９及び２１２を透過してきた長波長または短波長の光を光検出器２１９に集光させるための光学部材である。なお、図１２の構成における光ディスクからの復路光を受光する長波長の光検出器１１２及び短波長の光検出器１１４に相当する部材が図１３においては特に記載されていないが、図１２と同様それぞれ第１の光源及び第２の光源の近傍に配置されている。

ここで、図１４に示すように２つの立上げミラーが入射面と出射面とが互いに平行ないわゆる平行平板のままである場合は、ブルーレーザを出射する第２の光源２０１から前光センサ２１９に至る光路が段階的に下がっていくので、ドライブの厚みは図１２の構成に比べて増えてしまう。

さらに、ＤＶＤ／ＣＤ側の立上げミラー２０９が平行平板であると、図１４に示すように例えばＤＶＤ／ＣＤ側の立上げミラー２０９を透過する第１の光源２０３からの直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとが平行のまま立上げミラー２０９を出射し、互いに干渉し合うことになる。

もし直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとが図１５（ａ）に示すように同位相（２ｎπ、ｎ：整数）であれば、直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂの合成波は図１５（ｂ）に示すように互いに強めあい、その結果その合成波が図１７（ａ）に示すように前光センサ２１９の集光レンズ２２０上に投影され、それがそのまま前光センサ２１９に集光され、前光センサ２１９において観測される光量は大きくなる。逆に直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとが図１６（ａ）に示すように逆位相（（２ｎ＋１）π、ｎ：整数）だと、直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂの合成波は図１６（ｂ）に示すように互いに弱めあい、その結果その合成波が図１７（ｃ）に示すように前光センサ２１９の集光レンズ２２０上に投影され、それがそのまま前光センサ２１９に集光され、前光センサ２１９において観測される光量は小さくなる。ちなみに図１７（ｂ）は直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとが同位相でも逆位相でもない中間的な場合に、それらの合成波が前光センサ２１９の集光レンズ２２０上に投影された状態を示す図である。

第１の光源２０３から出射される長波長レーザ光の波長は、周囲環境の温度や湿度等の影響によりそのピーク波長が多少なりとも変動する。それに従い直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとの位相差も変動し、前光センサ２１９の集光レンズ２２０上への投影が図１７（ａ）〜（ｃ）の間で連続的に変化するので、それがそのまま前光センサ２１９に集光され、前光センサ２１９において観測される光量も変動することになる。この光量変動はいわゆるノイズであり、前光センサ２１９において観測される光量が実際に長波長レーザ２０３から出射される光の光量を正確に反映していないことを意味する。

一方、第２の光源２０１から出射されるブルーレーザ光はＤＶＤ／ＣＤ側の立上げミラー２０９をほとんど透過するので、内部反射光２９２ｂは非常に小さく、第１の光で問題になる干渉は生じない。

図１３に示す構成のうち２つの立上げミラー２０９及び２１２をクサビ形状の立上げミラー３０９及び３１２とし、他の構成部材をそのまま２００番台から３００番台に読み替えたものが、図１８である。図１８に示すように２つの立上げミラー３０９及び３１２がクサビ形状なので、ブルーレーザを出射する第２の光源３０１から前光センサ３１９に至る光路がディスク側に引き上げられる。この結果、ドライブの厚みを小さくすることは可能となる。

しかしながら、ブルーレーザ対応ディスクには、単層ディスク及び多層ディスクがあり、ディスク表面からデータ面までの基材厚が、各層ごとに異なっている。各基材厚みに対応して発生する球面収差を補正するために、光学部材３０８を前後に動かして、出射するほぼ平行光を緩やかな収束光や発散光に変化させる必要がある。ＤＶＤ／ＣＤ側の立上げミラー３０９のウェッジ角度δが大きいと、この球面収差補正の動作の際に、ブルーレーザの往路光に有害な非点収差が発生してしまう。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、ブルーレーザの往路光における有害な非点収差の発生を抑制しつつ、長波長レーザから出射された光路の異なる光同士の干渉の影響を低減することで、長波長レーザから出射される光の光量を前光センサに正確に反映させ、かつ小型化及び薄型化を実現できる光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、所定の波長の光である第１の光を照射する第１の光源と、前記第１の光より短い波長の光である第２の光を照射する第２の光源と、前記第１の光を集光する第１の対物レンズと、前記第２の光を集光する第２の対物レンズと、前記第１の光の一部を前記第１の対物レンズに向けて反射し、前記第１の光の残りの光と前記第２の光とを透過する第１の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーを透過した前記第２の光の一部を前記第２の対物レンズに向けて反射し、前記第２の光の残りの光と前記第１の立上げミラーを透過した前記第１の光の残りの光とを透過する第２の立上げミラーと、前記第１及び第２の立上げミラーを透過した前記第１または第２の光を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより集光された光を検知するモニターと、を備え、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで集光される際に生ずる非点収差が所定範囲内に収まり、かつ、前記集光レンズの開口径内に、前記第１の光の干渉縞の明暗が２組以上生じるように、前記第１の立上げミラーの出射面を入射面に対して所定の角度δだけ傾けたものである。

本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置によれば、ブルーレーザの往路光における有害な非点収差の発生を抑制しつつ、長波長レーザから出射された光路の異なる光同士の干渉の影響を低減することで、長波長レーザから出射される光の光量を前光センサに正確に反映させ、かつ小型化及び薄型化を実現できる光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供できる。

本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、所定の波長の光である第１の光を照射する第１の光源と、前記第１の光より短い波長の光である第２の光を照射する第２の光源と、前記第１の光を集光する第１の対物レンズと、前記第２の光を集光する第２の対物レンズと、前記第１の光の一部を前記第１の対物レンズに向けて反射し、前記第１の光の残りの光と前記第２の光とを透過する第１の立上げミラーと、前記第１の立上げミラーを透過した前記第２の光の一部を前記第２の対物レンズに向けて反射し、前記第２の光の残りの光と前記第１の立上げミラーを透過した前記第１の光の残りの光とを透過する第２の立上げミラーと、前記第１及び第２の立上げミラーを透過した前記第１または第２の光を集光する集光レンズと、前記集光レンズにより集光された光を検知するモニターと、を備え、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで集光される際に生ずる非点収差が所定範囲内に収まり、かつ、前記集光レンズの開口径内に、前記第１の光の干渉縞の明暗が２組以上生じるように、前記第１の立上げミラーの出射面を入射面に対して所定の角度δだけ傾けた構成としている。

これにより、第２の光が第１の立上げミラーを透過して第２の対物レンズで集光される際に生ずる非点収差が所定範囲内に収まる範囲内で、出射面を入射面に対して所定の角度δ（ウェッジ角度）だけ傾けることにより、第１の光において第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光とが交差するので、第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光とが平行の場合と比較して干渉縞の間隔を狭くすることができ、その結果、所定の範囲でより多くの干渉縞を検出できる。

さらに、第１の光の干渉縞の明暗が２組以上検出できる大きさであることにより、光源から光を照射し始める際に光の波長が変化し、モニターが読み取る干渉縞の位置が変化することによって発生するノイズを、２組以上の干渉縞を検知することによって平均化しノイズを軽減するので、第１の光を検知する際に生じるノイズを軽減でき、モニターによって第１の光の光量を正確に検知することができる。

その結果、出射面を入射面に対して所定の角度傾け、かつ、集光レンズの開口径を、第１の光の干渉縞の明暗が２組以上検出できる大きさにすることにより、第２の対物レンズの開口径より小さい集光レンズを用いて第１の光の干渉縞を２組以上検知し、平均化することでモニターが読み取るノイズを軽減するので、第２光源から照射された光を第２対物レンズで集光する際に有害な非点収差を生じることなく集光しつつ、モニターによって第１の光の光量を正確に検知することができる。

さらにその結果、２組以上の干渉縞を検知することによって平均化することにより、環境温度やパワー変動に伴う光源の波長変動によって干渉縞が変化した際に発生するノイズを軽減するので、環境温度や光源のパワーの変動によらずモニターによって第１の光の光量を正確に検知することができる。

また、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の値が、所定範囲内であるように、前記の所定の角度δに上限を設けた構成にしてもよい、
これにより、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際には、ディスクの基材厚みの差による球面収差を補正するために、第１の立上げミラーに入射する光が、収束光や発散光になり、各層ごとに異なる非点収差が発生する。この非点収差量を、所定範囲内に収めることによって、単層ディスク及び多層ディスクに対して、安定した記録再生動作が可能になる。

また、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の最大値と最小値の差が、２０ｍλＲＭＳ以下であるように、前記所定の角度δの上限値を決定した構成にしてもよい。

これにより、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の最大値と最小値の差が、２０ｍλＲＭＳ以下とすることにより、単層ディスク及び多層ディスクに対して、安定した記録再生動作が可能になる。

また、第１の立上げミラーの屈折率をｎ、第１の光の波長をλ、前記集光レンズの開口直径をＤとしたときに、前記所定の角度δの下限値δ_minが、Ｄ＞２λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ_min）を満たす構成にしてもよい。

これにより、前記所定の角度δの下限値をδ_min、第１の立上げミラーの屈折率をｎ、第１の光の波長をλ、集光レンズの開口直径をＤとしたときに、集光レンズの開口位置での干渉縞間隔の最大値は、λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ_min）で与えられるので、角度δの最小値δ_minが、Ｄ＞２λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ_min）を満たすことにより、第１の光の干渉縞の明暗が２組以上検出できる。

また、前記所定の角度δが０．０２度〜０．１０度である構成としてもよい。

これにより、第１の立上げミラーの前記の角度を０．１０度以下にすることにより、前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の最大値と最小値の差を、２０ｍλＲＭＳ以下にすることができる。また、集光レンズの開口径が、薄型のピックアップで実用可能な１．５ｍｍφ程度の場合、第１の光において第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光との干渉縞が、集光レンズの開口径内に２組以上入るためには、第１の立上げミラーの前記の角度δを０．０２度以上にする必要がある。この設定により、薄型ピックアップにおいて、第１の光において第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光との干渉縞が、集光レンズの開口径内に２組以上入り、２組以上の干渉縞を検知することによって平均化することにより、環境温度やパワー変動に伴う光源の波長変動によって干渉縞が変化した際に発生するノイズを軽減することができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例における光ディスク装置の外観斜視図であり、光ディスクを載置するトレイを筐体から引き出した状態を示したものである。

図１において、３１は光ディスク装置、３２は筐体、３２ａは上部筐体部、３２ｂは下部筐体部、３３はトレイ、３４は光ピックアップモジュール、３５はレール、３６はレール案内部、２５はスピンドルモータ、２５ａは光ディスク装着部、３８はカバー、３８ａは開口、３９はキャリッジ、４０はベゼル、４１はイジェクトボタン、５０は光ピックアップである。

光ディスク装置３１は、筐体３２と、筐体３２に移動自在に保持されたトレイ３３を有している。筐体３２は、金属製の上部筐体部３２ａ、下部筐体部３２ｂを組み合わせて袋状であり、筐体３２の開口からトレイ３３を引き出す又は筐体３２の開口に収納する構成となっている。トレイ３３には、裏面から光ピックアップモジュール３４が取り付けられている。

トレイ３３は側面部にレール案内部３６が設けられており、このレール案内部３６の外面に沿ってレール３５が移動する。このようにすることで、トレイ３３を筐体３２から引き出すもしくはトレイ３３を筐体３２に収納することができる。

光ピックアップモジュール３４は、光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータ２５と、スピンドルモータ２５から外周にかけて開口３８ａを設けたカバー３８と、開口３８ａから一部が露出したキャリッジ３９を少なくとも有している。キャリッジ３９は、光ピックアップモジュール３４に設けられた複数の案内シャフトに移動自在に保持されており、しかも図示していないフィードモータによって、スピンドルモータ２５に近づいたり、離れたりするように移動できる。

ベゼル４０はトレイ３３の前面に設けられ、筐体３２の開口を塞ぐ程度の大きさで構成されている。キャリッジ３９には、高出力のレーザダイオード等の光源，各種光学部材及び光ディスク上に光スポットを構成する対物レンズなどが搭載されている。筐体３２の奥部には固定して設けられた回路基板があり、回路基板には信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。トレイ３３に設けられた図示していない回路基板同士を電気的に接続するフレキシブルなプリント基板は、ほぼＵ字型に形成され、外部コネクタはコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、この外部コネクタを介して光ディスク装置３１内に電力を供給したり、あるいは外部からの信号を光ディスク装置３１内に導いたり、あるいは光ディスク装置３１で生成された電気信号を電子機器などに送出する。トレイ３３の前端面に設けられたベゼル４０にはイジェクトボタン４１が設けられており、このイジェクトボタン４１を押すことで、筐体３２に設けられた係合部とトレイ３３に設けられた係合部との係合を解除し、トレイ３３は筐体３２から光ディスクが着脱できるよう引き出すことができる。

トレイ３３が筐体３２に収納された状態からトレイ３３を引き出すためには、まずイジェクトボタン４１を押して筐体３２に設けられた係合部とトレイ３３に設けられた係合部との係合を解除し、その後トレイ３３を引き出す。トレイ３３を一定距離引き出すとレール案内部３６に設けられた突起とレール３５に設けられた突起が接触し、またレール３５に設けられた突起と筐体３２に設けられた突起が接触することでトレイ３３が引き出された状態でトレイ３３の移動が停止する。

図２は、本発明の実施例における光ピックアップ装置の構成を示す概略図、図３は本発明の実施例における光ピックアップ装置の構成を示す平面図、図４は図２及び図３の簡略化した構成を示す図である。なお、図２及び図４における二重波線のＡ側、つまり、短波長光学ユニット１，長波長光学ユニット３からコリメータレンズ８までは、光ピックアップ装置を図３におけるＺ方向（紙面上方）から見た模式図であり、また、図２及び図４における二重波線のＢ側、つまり、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９から光ディスク２までは、光ピックアップ装置を図３におけるＲ方向から見た模式図となっている。

図２及び図４において、１は短波長レーザを出射する短波長光学ユニットで、短波長光学ユニット１から出射される光は、４００ｎｍ〜４１５ｎｍの波長であり、本実施例ではほぼ４０５ｎｍの光を出射するように構成した。なお、一般に上述のレーザ波長の光は青色〜紫色をしている。本実施例においては、短波長のレーザを出射する光源部１ａと、光ディスク２から反射してきた光を受光する信号検出用の受光部１ｂと、光学部材１ｄと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材（図示せず）とを含んでいる。光源部１ａには、ＧａＮもしくはＧａＮを主成分とする半導体レーザ素子（図示せず）が設けられており、この半導体レーザ素子から出射された光は光学部材１ｄに入射され、そのほとんどがビーム整形レンズ４、光学部材５、ビームスプリッタ７、コリメータレンズ８を透過する。以上の部材を透過した光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９、ブルーレーザ用立上げミラー１２及び入射規制部２０ａを透過し、集光レンズ２０において集光された後、受光部１９に入る。図示していないが、この受光部１９で光を電気信号に変換し、その電気信号を元に光源部１ａから出射される光の強さを所望の強度に調整する回路などが設けられている。また、以上の部材を透過した残りの光は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を透過し、ブルーレーザ用立上げミラー１２で反射して、光ディスク２の方へ導かれる。また光ディスク２で反射してきた光はブルーレーザ用立上げミラー１２、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９、コリメータレンズ８、ビームスプリッタ７、光学部材５、ビーム整形レンズ４、光学部材１ｄを介して受光部１ｂに入射される。受光部１ｂは、光を電気信号に変換し、その電気信号よりＲＦ信号，トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号などを生成する。光学部材１ｄ中にはフォーカスエラー信号を得ることができるように光ディスク２からの反射光を分離するホログラム１ｅが設けられている。

なお、本実施例においては、光ピックアップ装置を小型化するために、光源部１ａ，受光部１ｂ及び光学部材１ｄを含んだひとつの短波長光学ユニットとして構成したが、受光部１ｂ，光源部１ａの少なくとも一方を短波長光学ユニット１から外に出して別体として構成したり、あるいは光学部材１ｄを短波長光学ユニット１から外に出して別体として構成してもよい。

３は長波長のレーザを出射する長波長光学ユニットで、長波長光学ユニット３から出射される光は、６４０ｎｍ〜８００ｎｍの波長であり、一種の波長の光を単数出射したり、あるいは複数種の波長の光を複数出射する構成となっている。本実施例では、ほぼ６６０ｎｍの波長の光束（赤：例えばＤＶＤ対応）とほぼ７８０ｎｍの光束（赤外：例えばＣＤ対応）を出射する構成とした。本実施例においては、長波長光学ユニット３の詳細は後述するが、長波長のレーザを出射する光源部３ａと、光ディスク２から反射してきた光を受光する信号検出用の受光部３ｂと、光学部材３ｄと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材（図示せず）とを含んでいる。光源部３ａには、半導体レーザ素子（図示せず）が設けられており、この半導体レーザ素子はモノブロックで構成され（モノリシック構造）、このモノブロックの素子からほぼ６６０ｎｍの波長の光束（赤）とほぼ７８０ｎｍの光束（赤外）を出射する。なお、本実施例では、モノブロックの素子で２つの光束を出射する構成としたが、一つのブロック素子で一つの光束を出射する素子を２つ内蔵した構成としてもよい。この半導体レーザ素子から出射された複数の光束は光学部材３ｄに入射され、リレーレンズ６、ビームスプリッタ７、コリメータレンズ８を透過する。以上の部材を透過した光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９、ブルーレーザ用立上げミラー１２及び入射規制部２０ａを透過し、集光レンズ２０において集光された後、受光部１９に入る。図示していないが、この受光部１９で光を電気信号に変換し、その電気信号を元に光源部３ａから出射される光の強さを所望の強度に調整する回路などが設けられている。また、以上の部材を透過した残りの光は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９で反射して、光ディスク２の方へ導かれる。また光ディスク２で反射してきた光はＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９、コリメータレンズ８、ビームスプリッタ７、リレーレンズ６、光学部材３ｄを介して受光部３ｂに入射される。受光部３ｂは、光を電気信号に変換し、その電気信号よりＲＦ信号，トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号などを生成する。なお、光学部材３ｄには、ＣＤ用のフォーカスエラー信号を生成するために光ディスク２からの反射光を複数本に分離して、それぞれ受光部３ｂの所定の場所に導くホログラム３ｅが設けられている。

なお、本実施例においては、光ピックアップ装置を小型化するために、光源部３ａ，受光部３ｂ及び光学部材３ｄを含んだひとつの長波長光学ユニット３として構成したが、受光部３ｂ，光源部３ａの少なくとも一方を長波長光学ユニット３から外に出して別体として構成したり、あるいは光学部材３ｄを長波長光学ユニット３から外に出して別体として構成してもよい。

４は短波長光学ユニット１から出射された光と、光ディスク２からの反射光が通過するビーム整形レンズである。ビーム整形レンズ４は、短波長レーザの通過による劣化が少ないガラスで構成されることが好ましい。本実施例においては、ビーム整形レンズ４をガラスで構成したが、短波長レーザの通過による劣化が少ない材料であれば、他の材料によってビーム整形レンズ４を構成することも同様に実施可能である。ビーム整形レンズ４は、短波長のレーザの非点収差を及び短波長光学ユニット１から光ディスク２に至る光路中で発生する非点収差を打ち消す目的で設けられている。このビーム整形レンズ４の目的上、光ディスク２から反射してきた光はこのビーム整形レンズ４を介さずに短波長光学ユニット１に入射させてもよいが、光学的な配置上光ディスク２からの反射光を本実施例では、ビーム整形レンズ４を介して短波長光学ユニット１に入射させている。なお、本実施例では短波長の光の非点収差を低減させるようにビーム整形レンズ４を用いたが、ビーム整形プリズムやビーム整形ホログラムを変わりに用いてもよい。

また、ビーム整形レンズ４の両端にはそれぞれ凸部４ａ及び凹部４ｂが設けられており、短波長光学ユニット１から出射された光はまず凸部４ａに入射して凹部４ｂから出射するようにビーム整形レンズ４は配置される。

５は光学部材で、光学部材５は光路上ビーム整形レンズ４の先に配置され、ビーム整形レンズ４の凹部４ｂ側に配置される。すなわち、短波長光学ユニット１から出射された光はビーム整形レンズ４を介して光学部材５に入射され、光ディスク２へと導かれ、光ディスク２から反射してきた光は、光学部材５，ビーム整形レンズ４を順に経由して短波長光学ユニット１に入射される。光学部材５には偏光ホログラムなどが設けられており、少なくとも以下の機能を有する。すなわち、光ディスク２から反射してきた光を主にトラッキングエラー信号を生成するように所定の光束に分離させる機能である。前述の通り、光学部材１ｄ中に設けられたホログラム１ｅにてフォーカスエラー信号を作成するために複数本の光束に分離し、光学部材５にてトラッキングエラー信号を生成するために複数本の光束に分離する。

さらに詳細には、光学部材５には、短波長の光のほぼ中央部分の光量を減衰させるＲＩＭ強度補正フィルタの役目をする機能を持たせてもよい。さらには、光学部材５を２つに分離して、一方の光学部材５に光ディスク２から反射してきた光を主にトラッキングエラー信号を生成するように所定の光束に分離させる機能を持たせ、他方の光学部材５にＲＩＭ強度補正フィルタの機能を持たせることもできる。

６は長波長光学ユニット３から出射された長波長の光が通過するリレーレンズで、リレーレンズ６は樹脂やガラスなどの透明部材にて構成される。リレーレンズ６は長波長光学ユニット３から出射された光を効率よく後方の部材に導くように設けられる。また、リレーレンズ６を設けることによって、長波長光学ユニット３をよりビームスプリッタ７側に配置できるようになるので、装置の小型化を実現できる。

７は光学部材であるビームスプリッタであり、ビームスプリッタ７中には少なくとも２つの透明部材７ｂ、７ｃが接合して設けられており、透明部材７ｂ，７ｃの間には一つの傾斜面７ａが設けられており、その傾斜面７ａには波長選択膜が設けられている。短波長光学ユニット１から出射された光が入り込む透明部材７ｃの傾斜面７ａには波長選択膜が直接形成されており、この波長選択膜が形成された透明部材７ｃの傾斜面７ａに樹脂やガラス等の接合材を介して透明部材７ｂが接合されている構成となっている。

また、ビームスプリッタ７は短波長光学ユニット１から出射された短波長の光を反射し、長波長光学ユニット３から出射された光を透過させる機能を有する。すなわち短波長光学ユニット１から出射された光と長波長光学ユニット３から出射された光をほぼ同一方向に導く構成としている。

８は移動自在に保持されたコリメータレンズで、コリメータレンズ８はスライダ８ｂに取り付けられ、スライダ８ｂはほぼ平行に設けられた一対の支持部材８ａに移動可能に取り付けられている。ヘリカル状の溝が設けられたリードスクリュー８ｃが支持部材８ａに対してほぼ平行となるように設けられており、このリードスクリュー８ｃの溝に入り込む突起がスライダ８ｂの端部に設けられている。リードスクリュー８ｃにはギア群８ｄが結合されており、ギア群８ｄには駆動部材８ｅが設けられている。駆動部材８ｅの駆動力はギア群８ｄを介してリードスクリュー８ｃに伝えられ、しかもその駆動力によってリードスクリュー８ｃは回転し、その結果スライダ８ｂは支持部材８ａに沿って移動する。すなわち、駆動部材８ｅの駆動方向の違いや駆動速度の違いによってコリメータレンズ８はビームスプリッタ７に対して近づく方向に移動させたりあるいは離れる方向に移動させたりすることができ、しかもその移動の速さなどを調整できる。

なお、駆動部材８ｅとしては、各種モーターなどが好適に用いられるが、特に駆動部材８ｅとしては、ステッピングモータを用いることが好ましい。すなわち、ステッピングモータに送るパルスの数を調整することによって、リードスクリュー８ｃの回転量が決定し、その結果コリメータレンズ８の移動量を容易に設定可能となる。

このように、コリメータレンズ８をビームスプリッタ７に近づけたり離したりする構成を採用することで、球面収差の調整を容易に行うことができる。すなわち、コリメータレンズ８の位置によって、短波長の光の球面収差を調整することができるので、短波長対応の光ディスク２に設けられた第１の記録層と、その第１の記録層と異なる深さに設けられた第２の記録層に対してそれぞれに記録または再生の少なくとも一方を効果的に行わせるように構成できる。

コリメータレンズ８には、ビームスプリッタ７から入射される長波長及び短波長の光が透過するので、ガラスもしくは好ましくは耐短波長光樹脂（短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂）で構成される。このコリメータレンズ８は光ディスク２で反射してきた短波長あるいは長波長の光も透過する。

また、本実施例では、短波長の光の球面収差の補正を行う構成として、駆動部材８ｅにてコリメータレンズ８を移動させる構成としたが、その他の構成によって、コリメータレンズ８を移動させてもよいし、他の手段を用いて、短波長の光の球面収差を調整する構成としてもよい。

９はＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーであり、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９において各ユニット１，３から出射された光が入射する面には波長選択膜９ｂが設けられており、長波長光学ユニット３から出射された長波長の光の８０〜９０％を反射し、残りを透過して、短波長光学ユニット１から出射された短波長の光をほとんど透過させる機能を有する。

１０は長波長レーザ用のＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズで、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０はＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９から反射し、ある開口径を有する入射規制部１０ａを通過してきた光を光ディスク２に集光させる。本実施例ではＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０を用いたが、偏光ホログラム等その他の集光部材で構成してもよい。また、当然のごとく、光ディスク２から反射してきた光はこのＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０を通過する。ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０はガラスや樹脂などの材料で構成される。

１０ａはＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０とＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の間に設けられた光学部材で、光学部材１０ａはＤＶＤ（ほぼ６６０ｎｍの波長の光）及びＣＤ（ほぼ７８０ｎｍの波長の光）の光ディスク２に対応可能なように必要な開口数を実現するための開口フィルタと、ほぼ６６０ｎｍの波長の光に対して反応する偏光ホログラムと、１／４波長部材（好適には１／４波長板）を具備している。光学部材１０ａは、誘電体多層膜や回折格子開口手段などで構成される。偏光ホログラムはほぼ６６０ｎｍの光の一部に対して偏向を加える（ほぼ６６０ｎｍの波長の光の一部をトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号用の光に分離する）。また、１／４波長部材は、ほぼ６６０ｎｍ及びほぼ７８０ｎｍの波長の光の往路に対する復路の偏光方向をほぼ９０度回転させる。

１２は短波長の光をほとんど反射するブルーレーザ用立上げミラー１２で、ブルーレーザ用立上げミラー１２には、長波長光学ユニット３から出射された長波長の光をほとんど透過して、短波長光学ユニット１から出射された短波長の光の９０％前後を反射して、残りを透過する光学膜が設けられている。

１３はブルーレーザ用対物レンズで、ブルーレーザ用対物レンズ１３はブルーレーザ用立上げミラー１２から反射し、ある開口径を有する入射規制部１３ａを通過してきた光を光ディスク２に集光させる。本実施例ではブルーレーザ用対物レンズ１３を用いたが、偏光ホログラム等その他の集光部材で構成してもよい。また、当然のごとく、光ディスク２から反射してきた光はこのブルーレーザ用対物レンズ１３を通過する。ブルーレーザ用対物レンズ１３はガラスで構成されたり、あるいは樹脂で構成されるが、ブルーレーザ用対物レンズ１３を樹脂で構成する場合には好ましくは、耐短波長光樹脂（短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂）で構成される。

１３ｂはブルーレーザ用対物レンズ１３とブルーレーザ用立上げミラー１２の間に設けられた短波長の光に作用する１／４波長板である。往路光と復路光の偏光を９０度回転させる作用を持っている。

以上のように構成された光学系の具体的な配置について、以下、図３を基に説明する。

図３は実際に、図２で示した光学構成について、具現化した例を示しており、図２に示す各部材とは多少形状などが異なるが、機能などはほぼ同じである。

１５は基台で、基台１５は上述の各部材が固定あるいは移動可能に取り付けられている。基台１５は、亜鉛，亜鉛合金，アルミ，アルミ合金，チタン，チタン合金などの金属あるいは金属合金材料で構成され、量産的な面から好ましくはダイカスト製法などを用いて構成されている。

基台１５は、ほぼ平行に配置されたシャフト２１，２２に移動可能に取り付けられており、図示しないスクリューシャフトが回転することによって、往復駆動される。また、光ディスク２を回転させるスピンドルモータ２５が設けられている。

また、基台１５には、短波長光学ユニット１，長波長光学ユニット３，ビーム整形レンズ４，光学部材５，リレーレンズ６，ビームスプリッタ７，支持部材８ａ，リードスクリュー８ｃ，ギア群８ｄ，駆動部材８ｅ，ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９，ブルーレーザ用立上げミラー１２等が光硬化型接着剤やエポキシ系接着剤等の有機系の接着剤を用いて接着されたり、半田や鉛フリー半田等の金属系の接着剤を用いて接着されたり、もしくはネジ止め，嵌合，圧入等の手法を用いて取り付けられている。

なお、リードスクリュー８ｃ及びギア群８ｄについては、回転自在に基台１５に取り付けられている。

１７はサスペンションホルダで、このサスペンションホルダ１７は図示しないヨーク部材を介して各種接合手法によって基台１５に取り付けられており、レンズホルダ１６とサスペンションホルダ１７は複数本のサスペンション１８を介して結合されており、レンズホルダ１６は基台１５に対して所定の範囲移動可能なように支持される。レンズホルダ１６にはＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０，ブルーレーザ用対物レンズ１３及び光学部材１１，色消し回折レンズ１４等が取り付けられており、レンズホルダ１６の移動によって、レンズホルダ１６とともに、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０，ブルーレーザ用対物レンズ１３及び光学部材１０ａも移動する。

ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９は、短波長光学ユニット１から出射されビームスプリッタ７やコリメータレンズ８を通過してきた光束に対して傾斜して設けられているので、短波長光学ユニット１から到来する光束は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を通過すると屈折され、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０，ブルーレーザ用対物レンズ１３から遠ざかる向きに所定の距離だけ移動する。

ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０と、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０よりもレンズの軸上厚が厚く構成されているブルーレーザ用対物レンズ１３は、短波長光学ユニット１や長波長光学ユニット３から出射されビームスプリッタ７やコリメータレンズ８を通過した光が進んでくる方向に沿って、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０，ブルーレーザ用対物レンズ１３の順で配置されている。

ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ１０，ブルーレーザ用対物レンズ１３をこのような配置とすることにより、レンズホルダ１６が上下に駆動されても、光束がブルーレーザ用対物レンズ１３や色消し回折レンズ１４により遮られることがなくなるので、光ピックアップ装置を薄型化することが可能となる。

図５は本発明の実施例による微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９での光路を示す概略図である。図５において、光路９１や光路のような直接透過光９２ａと内部反射光９２ｂのような同ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９内で内部反射した後に出射する内部反射光とは平行ではない。そのため、図４における入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０上では図６に示すような干渉の状態となる。このような直接透過光と内部反射光の位相差により、図４における入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０では図７（ａ）〜（ｃ）のような干渉縞が投影される。従って図４における受光部１９が観測する光量は、図７（ａ）〜（ｃ）に示される干渉縞上にばらついた光量分布を平均化した値となる。

なお、本実施例では、直接透過光９１は短波長の光（例えばＢＤ光）であり、直接透過光９２ａ及び内部反射光９２ｂは長波長の光（例えばＤＶＤ光）である。

図４における長波長レーザ光源３ａは、温度変化により約０．２ｎｍ／℃の波長変動が生じる。また、記録再生の切り替え時の急激な出力変動によっても１〜２ｎｍの波長変動を生じる。この波長変動により、従来の図１４に示す平行立上げミラーの構成においては直接透過光２９２ａと内部反射光２９２ｂとの位相差が変化し、図１７の（ａ）〜（ｃ）に示すように、受光部１９に入射する光量が変動する。

図５に示す本発明の実施例による微小なクサビ形状を有する立上げミラーにおいても、上記のような長波長レーザ３ａの波長変動により、直接透過光９１や直接透過光９２ａのようなＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を直接透過する直接透過光と、内部反射光９２ｂのような同ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９内で内部反射した後に出射する内部反射光との間の位相差は変化する。このような位相差の変化が生じた場合、図４における集光レンズ２０に投影される干渉縞においては、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように位置的な移動は発生するが、干渉縞の数や太さ自体はほとんど変化することがない。従って、図４における受光部１９が観測する光量は図７（ａ）〜（ｃ）に示される縞模様上にばらついた光量分布を平均化した値であり、それらの値はほぼ同じとなる。以上のように、本発明の実施例による微小なクサビ形状を有する立上げミラーにおいて、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を直接透過する直接透過光と内部反射光との間に位相差の変化が起きたとしても、受光部１９が観測する光量は、長波長レーザ光源３ａからの光量が一定であれば常にほぼ同じ光量となり、長波長レーザ３ａの波長変動による影響を低減することができる。

これまでは微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９による長波長レーザ３ａの波長変動の影響を低減するための基本的な考え方を述べてきたが、ここからはＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度についてより詳細に述べる。

図８は、本発明の実施例による微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光と内部反射光との関係を示す図である。これ以後の説明においては、直接透過光の代表として９２ａを用いることとし、内部反射光の代表として内部反射光９２ｂを用いることにする。図８に示すように、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の出射面が入射面に対して微小な角度δだけ傾いている場合（すなわちＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度がδの場合）、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光と、同ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９内の出射面で１回反射しさらに入射面で１回反射した後に出射面より出射する内部反射光とがなす角度は２δとなる。これら２つの光線がＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の出射面を出射する時になす角度、すなわちＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光と同ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の内部反射光とがなす角度θは、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の絶対屈折率をｎとすると、スネルの法則より次のように求められる（空気の絶対屈折率は１である）。

ｓｉｎθ＝ｎ×ｓｉｎ（２δ）・・・（数式１）
図９は、図８における入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０付近でのＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光と内部反射光との関係を示す図である。本発明の実施例において、図８におけるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光９２ａと内部反射光９２ｂは、図８及び図４に示す微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の出射面を出射し、同じく図４に示すＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９よりも大きなクサビ形状を有するブルーレーザ用立上げミラー１２を透過した後、入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０に入射する。

ちなみに、図４におけるブルーレーザ用立上げミラー１２については、長波長レーザー光は、ほとんど透過し、内部反射光がほとんど発生しないので、ブルーレーザ用立上げミラー１２の直接透過光とブルーレーザ用立上げミラー１２内で発生する内部反射光との間の干渉の影響はほとんど発生しない。またブルーレーザ用対物レンズ１３に向かう光線は、ブルーレーザ用立上げミラー１２を通過しないので、ウェッジ角度を十分に大きくすることができ、そうするとブルーレーザ用立上げミラー１２内で発生する内部反射光は図４における入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０へ入射しない角度で出射し、直接透過光のみが入射規制部２０ａ及び集光レンズ２０へ入射するので、集光レンズ２０上においてはブルーレーザ用立上げミラー１２の直接透過光とブルーレーザ用立上げミラー１２内で発生する内部反射光との間の干渉は、まったく発生しない。

参考までに、本発明の実施例においてはブルーレーザ用立上げミラー１２のウェッジ角度を９度に設定している。

本題に戻って、図８におけるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９は、実際には微小なクサビ形状であるので、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の出射面が入射面に対してなす角度δも微小である。従って図４及び図９に示す入射規制部２０ａから見た場合、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の直接透過光９２ａと内部反射光９２ｂは、いずれもＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の出射面上のほぼ同一点より出射してくると考えてよい。図８におけるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を直接透過する光線と同ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９内で反射した後に出射する光線とがなす角度はθなので、図９における直接透過光９２ａの波面９３ａと内部反射光９２ｂの波面９３ｂ同士がなす角度もθとなる。入射規制部２０ａの開口部の直径をＤとすると、入射規制部２０ａの開口部の一端においてこれら２つ光線の波面が一致している場合、その反対側にある他端においてこ０．れら２つの波面のズレｄは次のように求められる。

ｄ＝Ｄ×ｓｉｎθ＝Ｄ×ｎ×ｓｉｎ２δ ・・・（数式２）
この波面のズレｄが波長の何倍に相当するかによって、入射規制部２０ａの開口部内の集光レンズ２０上に投影される干渉縞の数ｍが決まる。光線の波長をλとすると、ｍは以下の数式で求められる。なお、干渉縞の数ｍは明暗の縞模様が１組あるときをｍ＝１としｍは明暗の縞模様の組数である。

ｍ＝ｄ／λ＝Ｄ×ｓｉｎθ／λ＝Ｄ×ｎ×ｓｉｎ２δ／λ ・・・（数式３）
この干渉縞の数ｍはある程度多いほうが良い。図５において述べたように、受光部１９の集光レンズ２０上に投影される干渉縞においては長波長レーザ３ａの波長変動により光路９１の直接透過光９２ａと内部反射光９２ｂの内部反射光の位相差が変化するため、その位置的な移動は発生するが、干渉縞の数や太さ自体はほとんど変化することがない。図５での受光部１９が観測する光量は図７（ａ）〜（ｃ）に示される縞模様上にばらついた光量分布を平均化した値であり、干渉縞の数が多ければそれらの値はほぼ同じとなる。

干渉縞の位置的な移動を考慮した上で、図５に示す受光部１９が観測する光量の変動をできるだけ一定の範囲に抑えるためには、干渉縞の数ｍは最低２組必要である。すなわち、以下のような関係式となる。

ｍ＝ｄ／λ＝Ｄ×ｓｉｎθ／λ＝Ｄ×ｎ×ｓｉｎ２δ／λ＞２・・・（数式４）
この関係式を見ればわかるように、干渉縞の数ｍと、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δとは、δが０度以上９０度以下の範囲内において比例関係にある。立上げミラーにおいてウェッジ角度が９０度以上ということはあり得ないので、ウェッジ角度δがある一定以上の値であれば、受光部１９の集光レンズ２０上において干渉縞を２組以上検出できると言える。

（数式４）に示す関係式を変形すると以下のような関係式が得られる。

Ｄ＞２λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ）・・・（数式５）
別の点から検討した場合、干渉縞の数を増やすためには入射規制部２０ａの開口部の直径Ｄは（数式５）を満たす範囲でなるべく大きいほうが望ましい。集光レンズの開口位置での干渉縞の間隔をＹとすると、干渉縞は１波長周期で一つの干渉縞ができるものであるので、波長λとの関係は以下の関係式のようになる。

λ＝Ｙ×ｓｉｎθ＝Ｙ×ｎ×ｓｉｎ２δ ・・・（数式６）
従って干渉縞の間隔Ｙ＝λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ）で与えられるので、集光レンズの開口直径ＤをＤ＞２λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ）とすれば、波長λを有する光の干渉縞の明暗が２組以上検出することができる。

しかしながらスリムピックアップでは厚みの制約があり、あまり大きくは出来ない。本発明の実施例においてはＤ＝１．５ｍｍとしている。また、本発明の実施例におけるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９の絶対屈折率ｎは、ｎ＝１．５１である。よって本発明の実施例の場合、前述の（数式４）の関係式を満たすＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δの下限値は次のように求められる。

δ_min（ＤＶＤ）＝０．０１６７°（ＤＶＤの場合、λ＝０．０００６６ｍｍ）・・・（数式７）
δ_min（ＣＤ）＝０．０１９９°（ＣＤの場合、λ＝０．０００７８５ｍｍ）・・・（数式８）
当然のことながらブルーレーザ対応ディスクを記録再生する場合はそのレーザ光の波長がＤＶＤやＣＤよりも小さいので、前述の数４の関係式を満たすＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δの下限値は数７に示す値よりもさらに小さなものとなる（実際は、ブルーレーザ光では、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９による干渉はほとんど生じない）。従って本発明の実施例の場合、ＣＤの記録再生まで考えるのであれば、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度は数８で求めた以上の値とすることが必要となる。

さらに、図４における受光部１９が観測する光量の変動率は、ある程度低い値となるよう考慮することがより望ましい。図１０は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δと受光部１９が観測する光量の波長変動による変動率の関係を示す図である。もしδの下限値δ_min＝０．０２度とすれば、（数式４）の関係式を満たすことができ、（数式７）及び（数式８）で算出した値よりも大きく、かつ図１０における受光部１９が観測する光量の波長変動による変動率も１％以下に抑えることができる。

このように、本発明の実施例に示すような薄型ピックアップにおいて、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を透過した光とＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９内を反射した後透過した光との干渉縞が、集光レンズ２０の開口径内に２組以上入り、それらが集光レンズ２０によって集光され、受光部１９上において平均化されるので、環境温度やパワー変動に伴う光源の波長変動によって干渉縞が変化した際に発生するノイズを軽減することができる。

逆に、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δが大き過ぎると、今度はブルーレーザによる記録再生において別の悪影響が生じる。図４において、光源部１ａからのブルーレーザ光がＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を透過し、ブルーレーザ用立上げミラー１２により反射した後、ブルーレーザ用対物レンズ１３により単層ディスクあるいは多層ディスク２の各層に集光される際に、ディスク２の基材厚みの差による球面収差を補正するために、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９に入射する光が収束光や発散光になり、各層ごとに異なる非点収差が発生する。発生する非点収差量は、図１１に示すように、ウェッジ角度δが大きいほど大きくなり、また、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９に入射する光の収束・発散の程度が大きいほど、大きくなり、収束と発散により発生する非点収差の符合が逆になる。これらの非点収差量を所定の範囲内に収めることにより、単層及び多層のブルーレーザ対応ディスクに対して安定した記録再生動作が可能になる。

その一つの例として、ブルーレーザ対応ディスクが２層である場合について説明する。図１１は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δと短波長のレーザを出射する光源部１ａからのブルーレーザ光により、２層のブルーレーザ対応ディスクを記録再生するときの第１層と第２層で生じる非点収差量の関係を示す図である。このとき、ブルーレーザ用対物レンズ１３の開口数ＮＡは、０．８５である。ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９に入射する光は、第１層では、収束光に、第２層では、発散光になっており、第１層と第２層においては逆符号の非点収差が発生する。その非点収差の最大値と最小値の差を記録再生に影響を与えない２０ｍλＲＭＳ以下（±１０ｍλ以下）とするためには、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δを０．１０°以下にする必要があることを、図１１は示している。

このことは３層以上の多層ディスクについても同様である。このように、図４において光源部１ａからのブルーレーザ光がＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９を透過し、ブルーレーザ用立上げミラー１２により反射した後、ブルーレーザ用対物レンズ１３により単層ディスクあるいは多層ディスク２の各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の最大値と最小値の差を２０ｍλＲＭＳ以下とすることにより、単層及び多層のブルーレーザ対応ディスクに対して安定した記録再生動作が可能になる。

一般に、光ピックアップが安定した記録再生動作を行うためのピックアップ全体の非点収差量は、４０ｍλＲＭＳ程度が上限であることが知られており、これを達成するためには、各光学部品の非点収差発生量を２０ｍλＲＭＳ以下にすることが望ましい。なお、収差の単位：λＲＭＳは、光学分野で常用されるＲＭＳ波面収差であり、有効径内の理想波面からの標準偏差で定義される。また、ＲＭＳは二乗平均平方根（ｒｏｏｔｍｅａｎｓｑｕａｒｅ）のことである。

よって図８〜図１１を用いて述べたことをまとめると、本発明の実施例におけるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー９のウェッジ角度δは０．０２°〜０．１０°の範囲であることが望ましいということになる。

以上のように本実施例１によれば、上記の構成により第２の光が第１の立上げミラーを透過して第２の対物レンズで集光される際に生ずる非点収差が所定範囲内に収まり、かつ、前記集光レンズの開口径内に、前記第１の光の干渉縞の明暗が２組以上生じるように、前記第１の立上げミラーの出射面を入射面に対して所定の角度δ（ウェッジ角度）だけ傾けることにより、第１の光において第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光とが交差するので、第１の立上げミラーを透過した光と第１の立上げミラー内を反射した後透過した光とが平行の場合と比較して干渉縞の間隔を狭くすることができ、その結果、前記集光レンズの開口径内でより多くの干渉縞を検出できる。

本発明は、第２光源から照射された光を第２対物レンズで集光する際に有害な非点収差を生じることなく集光しつつ、モニターによって第１の光の光量を正確に検知することができ、光ピックアップ装置の小型化及び薄型化を図ることができるため、ＣＤ、ＤＶＤと、ブルーレーザ用光ディスクの双方の記録再生に使用される光ピックアップ装置及び光ディスク装置に利用することができる。特に、薄型化、小型化が要請されているノートブック型パソコンの光ディスク装置として好適に利用することができる。

本発明の実施例における光ディスク装置の外観斜視図本発明の実施例における光ピックアップ装置の構成を示す概略図本発明の実施例における光ピックアップ装置の構成を示す平面図本発明の実施例における光ピックアップ装置の光学系を示す図本発明の実施例によるクサビ状立上げミラーでの光路を示す概略図本発明の実施例による微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーから出射される直接透過光と内部透過光との間の干渉状態を示す図本発明の実施例による微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーから出射される直接透過光と内部透過光との間で前光センサの集光レンズ上に発生する干渉縞の例を示す図本発明の実施例による微小なクサビ形状を有するＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーの直接透過光と内部反射光との関係を示す図図８における入射規制部及び集光レンズ付近でのＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーの直接透過光と内部反射光との関係を示す図本発明の実施例によるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーのウェッジ角度と前光センサが観測する光量の波長変動による変動率の関係を示す図本発明の実施例によるＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラーのウェッジ角度とブルーレーザの光により、２層のブルーレーザ対応ディスクを記録再生するときの第１層と第２層で生じる非点収差量の関係を示す図従来の光ピックアップ装置の光学系の基本的構成を示す概略図従来の光ピックアップ装置の光学系の基本的構成を有し、２つの立上げミラーの背後に前光センサが配置された光ピックアップ装置の光学系の基本的構成を示す概略図図１３に示す光ピックアップ装置の光学系の基本的構成が有する従来の平行立上げミラーでの光路を示す概略図（ａ）図１４に示す平行立上げミラーにおいて直接透過光と内部反射光とが同位相である場合の互いの関係を示す図、（ｂ）直接透過光と内部反射光とが干渉して発生する合成波を示す図（ａ）図１４に示す平行立上げミラーにおいて直接透過光と内部反射光とが逆位相である場合の互いの関係を示す図、（ｂ）直接透過光と内部反射光とが干渉して発生する合成波を示す図（ａ）図１４に示す平行立上げミラーにおける直接透過光と内部反射光とが同位相である場合に、それらの合成波が前光センサ上に投影された状態を示す図、（ｂ）図１４の平行立上げミラーにおける直接透過光と内部反射光とが同位相でも逆位相でもない中間的な場合に、それらの合成波が前光センサ上に投影された状態を示す図、（ｃ）図１４の平行立上げミラーにおける直接透過光と内部反射光とが逆位相である場合に、それらの合成波が前光センサの集光レンズ上に投影された状態を示す図図１３に示す光学系の基本的構成のうち２つの立上げミラーをクサビ形状の立上げミラーとした場合の概略図

符号の説明

１短波長光学ユニット
１ａ光源部
１ｂ受光部
１ｄ光学部材
１ｅ偏光ホログラム
２光ディスク
３長波長光学ユニット
３ａ光源部
３ｂ受光部
３ｄ光学部材
３ｅ偏光ホログラム
４ビーム整形レンズ
４ａ凸部
４ｂ凹部
５光学部材
６リレーレンズ
７ビームスプリッタ
７ａ傾斜面
７ｂ，７ｃ透明部材
８コリメータレンズ
８ａ支持部材
８ｂスライダ
８ｃリードスクリュー
８ｄギア群
８ｅ駆動部材
９ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー
９ａ１／４波長部材
９ｂ波長選択膜
１０ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ
１０ａ入射規制部
１１光学部材
１２ブルーレーザ用立上げミラー
１３ブルーレーザ用対物レンズ
１３ａ入射規制部
１３ｂ１／４波長板
１４色消し回折レンズ
１５基台
１６レンズホルダ
１７サスペンションホルダ
１８サスペンション
１９受光部
２０集光レンズ
２０ａ入射規制部
２１，２２シャフト
２５スピンドルモータ
２５ａ光ディスク装着部
３１光ディスク装置
３２筐体
３２ａ上部筐体部
３２ｂ下部筐体部
３３トレイ
３４光ピックアップモジュール
３５レール
３６レール案内部
３８カバー
３８ａ開口
３９キャリッジ
４０ベゼル
４１イジェクトボタン
５０光ピックアップ
９１直接透過光
９２ａ直接透過光
９２ｂ内部反射光
９３ａ直接透過光の波面
９３ｂ内部反射光の波面
１０１第１の光源（レーザダイオード）
１０２光学部材
１０３第２の光源（ブルーレーザダイオード）
１０４光学部材
１０５ビームスプリッタ
１０６光学部材（立上げミラー）
１０７光学部材
１０８対物レンズ
１０９光ディスク
１１０立上げミラー
１１１色消し回折レンズ
１１２対物レンズ
１１３，１１４光検出器
２０１、３０１第２の光源（ブルーレーザダイオード）
２０２、３０２光ディスク
２０３、３０３第１の光源（レーザダイオード）
２０７、３０４ビームスプリッタ
２０８、３０５光学部材
２０９光学部材（立上げミラー）
２１０、３１０対物レンズ
２１２光学部材（立上げミラー）
２１３、３１３対物レンズ
２１９、３１９前光センサ
２２０光学部材
２９２ａ第１の光源からの直接透過光
２９２ｂ第１の光源からの内部反射光
３２０集光レンズ
３０９、３１２クサビ形状の立上げミラー

Claims

所定の波長の光である第１の光を照射する第１の光源と、
前記第１の光より短い波長の光である第２の光を照射する第２の光源と、
前記第１の光を集光する第１の対物レンズと、
前記第２の光を集光する第２の対物レンズと、
前記第１の光の一部を前記第１の対物レンズに向けて反射し、前記第１の光の残りの光と前記第２の光とを透過する第１の立上げミラーと、
前記第１の立上げミラーを透過した前記第２の光の一部を前記第２の対物レンズに向けて反射し、前記第２の光の残りの光と前記第１の立上げミラーを透過した前記第１の光の残りの光とを透過する第２の立上げミラーと、
前記第１及び第２の立上げミラーを透過した前記第１または第２の光を集光する集光レンズと、
前記集光レンズにより集光された光を検知するモニターと、を備え、
前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで集光される際に生ずる非点収差が所定範囲内に収まり、かつ、前記集光レンズの開口径内に、前記第１の光の干渉縞の明暗が２組以上生じるように、前記第１の立上げミラーの出射面を入射面に対して所定の角度δだけ傾けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の値が、所定範囲内であるように、前記の所定の角度δに上限を設けたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
前記第２の光が前記第１の立上げミラーを透過して前記第２の対物レンズで、単層ディスクあるいは多層ディスクの各層に集光される際に、各層で生じる非点収差の最大値と最小値の差が、２０ｍλＲＭＳ以下であるように、前記所定の角度δの上限値を決定したことを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
第１の立上げミラーの屈折率をｎ、第１の光の波長をλ、前記集光レンズの開口直径をＤとしたときに、前記所定の角度δの下限値δ_minが、Ｄ＞２λ／（ｎ×ｓｉｎ２δ_min）を満たすことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
前記所定の角度δが０．０２度〜０．１０度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。