JP2009230833A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サブビームに生じる軸外特性の劣化を円滑に解消できる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光ピックアップ装置は、半導体レーザ１０と、レーザ光をディスク５０上に収束させる対物レンズ４０と、レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する回折格子２０とを備える。回折格子２０は、対物レンズ４０におけるメインビームの有効径領域４１ａよりも小さい中央の領域に、２つのサブビームの両方を重ねて入射させるための回折パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配されている。こうすると、対物レンズ４０上におけるサブビームの入射領域が小さくなり、サブビームに生じる収差が抑制される。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関するものであり、特に、複数種類のディスクに対応可能な互換型の光ピックアップ装置に用いて好適なものである。

近年、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の他、ブルーレイディスク等の次世代ＤＶＤが商品化されている。これに伴い、各ディスクに同時に対応可能な３波長互換型の光ピックアップ装置の開発が進められている。この場合、一つの対物レンズを用いてＣＤ、ＤＶＤおよび次世代ＤＶＤに同時に対応可能とすると、光ピックアップ装置の小型化および部品点数の削減を円滑に進めることができる。しかし、こうすると、対物レンズの設計上、高効率の波長帯のレーザ光、すなわち、ＣＤ用レーザ光における軸外特性が劣化するとの問題が生じる。

具体的には、対物レンズの光軸に対して斜め方向からＣＤ用レーザ光が入射すると、ＣＤ用レーザ光に大きな収差が発生する。他方、トラッキングエラー信号の生成のために３つのビーム（３ビーム法、等）を用いると、２つのサブビームは、対物レンズに対して斜め方向から入射する。よって、このように、ＣＤ、ＤＶＤおよび次世代ＤＶＤ用に一つの対物レンズを用いると、ＣＤ用レーザ光のサブビームに大きな収差が発生し、トラッキングサーボに悪影響が生じるとの問題が起こる。
特開平１０−３２０８２６号公報

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、サブビームに生じる軸外特性の劣化を円滑に解消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。

本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記レーザ光源と前記対物レンズの間に配されるとともに前記レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する回折格子とを備え、前記回折格子は、前記対物レンズにおける前記メインビームの有効径領域よりも小さい中央の領域に、前記２つのサブビームの両方を重ねて入射させる回折作用を前記レーザ光に付与することを特徴とする。

この態様に係る光ピックアップ装置によれば、２つのサブビームがメインビームの有効径よりも小さい領域に入射されるため、有効径全体に入射される場合に比べて、サブビームの開口数が小さくなる。他方、レーザ光に生じる収差の大きさは開口数に比例する。たとえば、コマ収差は開口数の３乗に比例し、また、非点収差は開口数の２乗に比例する。よって、このように２つのサブビームの開口数が小さくされると、これら２つのサブビームに生じる収差が抑制される。よって、この態様に係る光ピックアップ装置によれば、２つのサブビームが対物レンズの光軸に対して斜め方向から入射しても、これにより生じる収差を抑制することができ、３ビーム法によるトラッキングサーボを円滑に実現することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係る光ピックアップ装置において、前記回折格子は、前記有効径領域を前記対物レンズのトラッキング方向に横断する帯状の領域に、前記２つのサブビームの両方を重ねて入射させることを特徴とする。

この態様によれば、対物レンズがトラッキング方向に変位しても、対物レンズに対するサブビームの入射状態が変化せず、常に対物レンズの中央部分にサブビームを入射させることができる。よって、トラッキングサーボ時に対物レンズが変位されても、サブビームを記録媒体上に常に適正に位置づけることができ、円滑なトラッキングサーボ動作を実現することができる。

本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に係る光ピックアップ装置において、前記回折格子には、前記２つのサブビームを生成するための回折領域以外の領域であって、前記有効径領域に対応する前記メインビームの入射領域に、前記回折領域を通過する際に前記メインビームに生じる光強度の減衰と同程度の減衰を前記メインビームに生じさせる光学手段が配されていることを特徴とする。

この態様によれば、光学手段によってレーザ光の強度が上記のように調整されるため、記録媒体上におけるメインビームの強度分布を安定化させることができ、円滑な記録／再生動作を実現することができる。なお、光学手段は、前記メインビームの一部を前記メインビームと前記サブビームの光路外へと導く回折パターンとして構成することができる。

上記各態様に係る光ピックアップ装置は、ＣＤ、ＤＶＤおよび次世代ＤＶＤに対応可能な互換型の光ピックアップ装置として構成することができる。この場合、前記対物レンズは、次世代ＤＶＤ用の青色波長帯のレーザ光と、ＤＶＤ用の赤色波長帯のレーザ光と、ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を対応するディスクに収束可能に構成される。また、前記レーザ光源は、ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を出射し、さらに、前記回折格子は、前記ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を前記メインビームと前記２つのサブビームに分割するよう構成される。こうすると、対物レンズの設計上、高効率のＣＤ用レーザ光に軸外特性の劣化が生じても、ＣＤ用レーザ光のサブビームに生じる収差を抑制することができる。よって、ＣＤ用レーザ光に対するトラッキングサーボを円滑に行うことができる。

以上のとおり、本発明によれば、サブビームに生じる軸外特性の劣化を円滑に解消できる光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。

＜基本構成＞
まず、図１ないし図７を参照して、実施の形態の基本構成について説明する。

図１は、回折格子の回折パターン２１ａがレーザ光の有効入射領域よりも小さい領域に形成されたときのサブビームの状態を示す図である。同図（ｃ）は、半導体レーザ１０からディスク５０までの光学系の基本構成を示す図、同図（ａ）は、回折格子２０の構成を示す図、同図（ｂ）は、対物レンズ４０上におけるサブビーム（±１次回折光）の入射状態を示す図である。

なお、この光学系では、対物レンズ４０の入射領域がアパーチャ４１によって制限されている。ここで、アパーチャ４１は、円形の開口４１ａを有し、その中心が対物レンズ４０の光軸に一致するように対物レンズ４０の入射面に配されている。対物レンズ４０が中立位置にあるときにアパーチャ４１の開口４１ａ内を通るメインビームの光束範囲は、回折格子２０上では、同図（ａ）の破線で示す範囲となる。半導体レーザ１０からのレーザ光は、この破線で示す範囲よりも広い範囲で回折格子に入射し、対物レンズ４０の入射面には、アパーチャ４１の開口４１ａよりも広い範囲でレーザ光が照射される。

以下では、同図（ａ）に破線で示す円形の領域を、“有効入射領域”と称する。なお、開口４１ａによって規定される対物レンズ４０上の光入射領域が、特許請求の範囲における“有効径領域”に対応する。

同図（ａ）に示す如く、この光学系では、回折格子２０上の有効入射領域と同心円となる領域に回折パターン２１ａが配されている。この回折パターン２１ａは、たとえば、ステップ型のホログラムによって構成され、＋１次回折光（以下、「＋１次光」という）と−１次回折光（以下、「−１次光」という）を、それぞれ、同図（ａ）のＹ軸方向に回折させる。なお、回折パターン２１ａよりも外側は、透明な領域（透明領域２１ｂ）である。

回折パターン２１ａを通ったレーザ光は、回折を受けない０次回折光（以下、「０次光」という）と、＋１次光、−１次光に分割される。ここで、０次光はメインビームの一部となり、＋１次光と−１次光は、それぞれ、サブビームとなる。ここで、回折パターン２１ａは、たとえば、０次光の光量が全光量の８７．５％、±１次光の光量が全光量の６．２５％となるよう調整される。この場合、回折された後の０次光、＋１次光、および、−１次光の光量比は、０次光：＋１次光：−１次光＝１４：１：１となる。

＋１次光と−１次光は、それぞれ、同図（ｃ）の破線と実線の光路を進んで対物レンズ４０に入射する。なお、図中、３０はコリメートレンズである。この場合、＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）は、同図（ｂ）に示す如く、対物レンズ４０の中心からＹ軸方向にそれぞれ一定距離だけシフトした位置に入射する。ここで、対物レンズ４０に対する＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射方向は、同図（ｃ）からも分かるとおり、対物レンズ４０の光軸に対して一定角度だけＹ軸方向に傾いている。したがって、＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）には、軸外特性に基づく収差が発生する。

しかし、この光学系では、同図（ｂ）の如く、対物レンズ４０上の＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射領域がアパーチャ４１ａの開口領域よりもかなり小さくなる。このため、上記の如く、これらサブビームが対物レンズ４０の光軸に対して傾いた方向から対物レンズ４０に入射しても、これらサブビームに生じる収差は、開口領域全体にサブビームが入射する場合に比べて顕著に小さくなる。

しかし、この光学系では、同図（ｂ）に示す如く、対物レンズ４０上における＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射領域が円形であるため、トラッキングサーボの際に対物レンズ４０がトラッキング方向（図中Ｘ軸方向）に変位されると、対物レンズ４０に対する＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射位置が変化し、これに起因してトラッキング特性が不安定になる惧れがある。

かかる不具合は、回折格子２０上における回折パターンの配置領域を図２（ａ）のように変更することにより解消され得る。ここでは、回折格子２０を左右に横切る帯状の領域に回折パターン２２ａが配されている。回折パターン２２ａにおける回折作用は、図１（ａ）の場合と同様である。回折パターン２２ａの上下は、透明な領域（透明領域２２ｂ、２２ｃ）となっている。

このように回折パターン２２ａの配置領域を変更すると、回折パターン２２ａの回折作用によって生成された＋１次光と−１次光は、対物レンズ４０の入射面に対して同図（ｂ）の状態で入射する。すなわち、この場合、＋１次光と−１次光は、対物レンズ４０の中心からＹ軸方向にそれぞれ一定距離だけシフトした帯状の領域に入射する。具体的には、＋１次光は、同図（ｂ）の上下の破線の間の領域に入射し、−１次光は、同図（ｂ）の上下の実線の間の領域に入射する。

なお、対物レンズ４０に対する＋１次光と−１次光の照射範囲は、アパーチャ４１の開口４１ａよりも、Ｘ軸方向に幅広となっている。この照射範囲にて照射された＋１次光と−１次光のうち、アパーチャ４１の開口４１ａを通る光が、同図（ｂ）に示す如く、対物レンズ４０に入射する。

したがって、この光学系では、トラッキングサーボの際に対物レンズ４０がトラッキング方向（図中Ｘ軸方向）に変位されても、対物レンズ４０に対する＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射領域（帯状の領域）が変化することはない。このため、図１の場合のようにトラッキング特性が不安定になる惧れはなく、安定したトラッキング動作を実現できる。

なお、この場合も、対物レンズ４０に対する＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射方向は、同図（ｃ）からも分かるとおり、対物レンズ４０の光軸に対して一定角度だけＹ軸方向に傾いている。したがって、この場合も、＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）には、軸外特性に基づく収差が生じるが、対物レンズ４０上の＋１次光（サブビーム）と−１次光（サブビーム）の入射領域がアパーチャ４１ａの開口領域よりも小さいため、上記と同様、これらサブビームに生じる収差は、開口領域全体にサブビームが入射する場合に比べて抑制される。

ところで、図１、図２の光学系では、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、対物レンズ４０の中心からＹ軸方向にそれぞれ一定距離だけシフトした位置に＋１次光と−１次光が入射される。しかし、通常、対物レンズ４０に対するレーザ光の入射位置が対物レンズ４０の光軸からずれる程、レーザ光に生じる収差が大きくなり、レーザ光の光学特性が劣化する。したがって、２つのサブビームの光学特性をより良好にするには、これら２つのサブビームを、ともに対物レンズ４０の光軸付近に入射させるのが望ましい。

図３（ａ）は、２つのサブビームをともに対物レンズ４０の光軸付近を通過させる場合の回折格子２０の構成を示す図である。同図（ａ）において、回折パターン２４ａと回折パターン２４ｂは、同図（ｃ）に示す第２サブビーム（実線）を生成するための回折パターンであり、回折パターン２４ａと回折パターン２４ｃは、同図（ｃ）に示す第１サブビーム（破線）を生成するための回折パターンである。ここで、回折パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、以下の設計思想に基づいて構成される。

図４（ａ）は図３（ｃ）の部分拡大図、図４（ｂ）は回折格子２０の側断面図、図４（ｃ）は回折格子２０の平面図である。

図４（ａ）を参照して、ディスク５０上における第１サブビームと第２サブビームの集光位置から対物レンズ４０中央の同じ領域Ｄａ（図３（ｂ）参照）を通る光線を回折格子２０に向かう方向に追跡すると、回折格子２０上における第１サブビームと第２サブビームの発生領域Ｗ１、Ｗ２は、Ｙ軸方向に、一部重なり合った状態で、所定距離だけずれた位置にある。この場合、発生領域Ｗ１は、第１サブビームをＹ軸方向に一定角度だけ回折させ、発生領域Ｗ２は、第２サブビームを第１サブビームの回折方向とは逆の方向に第１サブビームと同じ角度だけ回折させれば良い。

この場合、発生領域Ｗ１、Ｗ２の重なり部分は、この部分を通るレーザ光に対してＹ軸方向にプラス／マイナスの回折作用を与えて第１サブビームと第２サブビームを生成できれば良い。したがって、この重なり部分には、図２の回折パターン２２ａと同様、±１次の回折光を生成する回折パターンが配されれば良いこととなる。この重なり部分に配される回折パターンが、図３（ａ）および図４（ｂ）、（ｃ）における回折パターン２４ａである。この回折パターン２４ａは、上記図２の場合と同じく、たとえば、ステップ型のホログラムによって形成される。

次に、発生領域Ｗ１のうち、この重なり部分よりもＹ軸方向外側にある部分については、上記の如く、第１サブビームをＹ軸方向に一定角度だけ一方向に回折させる回折作用を付与できれば良い。よって、この部分には、この方向のみに回折作用を付与する回折パターンが配されれば良いこととなる。この部分に配される回折パターンが、図３（ａ）および図４（ｂ）、（ｃ）における回折パターン２４ｃである。この回折パターン２４ｃは、たとえば、ブレーズ型のホログラムによって形成される。

さらに、発生領域Ｗ２のうち、前記重なり部分よりもＹ軸方向外側にある部分については、上記の如く、第２サブビームを第１サブビームの回折方向とは逆の方向に第１サブビームと同じ角度だけ回折させる回折作用を付与できれば良い。よって、この部分には、この方向のみに回折作用を付与する回折パターンが配されれば良いこととなる。この部分に配される回折パターンが、図３（ａ）および図４（ｂ）、（ｃ）における回折パターン２４ｂである。この回折パターン２４ｂは、たとえば、ブレーズ型のホログラムによって形成される。

なお、図４（ｂ）に示す構成例では、回折格子２０が、２つの透明基板２４ｇ、２４ｈと、これら透明基板２４ｇ、２４ｈによって挟まれたホログラム層２４ｆからなっている。このホログラム層２４ｆ中、発生領域Ｗ１、Ｗ２の重なり部分に、ステップ型ホログラムによる回折パターン２４ａが形成され、また、発生領域Ｗ１、Ｗ２の前記重なり部分以外の領域に、ブレーズ型ホログラムによる回折パターン２４ｂ、２４ｃが形成されている。なお、発生領域Ｗ１、Ｗ２よりもさらに外側は、同図（ｃ）に示す如く、透明な領域（透明領域２４ｄ、２４ｅ）となっている。

こうして、回折格子２０を生成すると、図３（ｂ）に示す如く、第１サブビームと第２サブビームを、ともに、対物レンズ４０中央の帯状の領域に入射させることができる。よって、２つのサブビームの光学特性をより良好にすることができ、安定したトラッキングサーボ動作を実現することができる。

なお、図３および図４には、対物レンズ４０中央の帯状の領域に２つのサブビームを導く場合を例示したが、図５（ｂ）のように対物レンズ４０中央の円形の領域に２つのサブビームを導く場合には、回折格子２０上の回折パターンを図５（ａ）のように変更すれば良い。この場合、図４の発生領域Ｗ１、Ｗ２は円形となり、その重なり部分に、±１次の回折光を生成する回折パターン２３ａが配され、この重なり部分よりも外側の部分に、一方向のみに回折作用を付与する回折パターン２３ｂ、２３ｃが配される。この場合も、回折パターン２３ａは、たとえばステップ型のホログラムによって形成され、回折パターン２３ｂ、２３ｃは、たとえばブレーズ型のホログラムによって形成される。回折パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃよりも外側は、透明な領域（透明領域２３ｄ）とされる。

ところで、上記図３（ａ）および図５（ａ）の回折格子２０では、回折パターンが配されていない領域が透明な領域となっている。しかし、メインビームのうち回折パターンを通過する部分の光強度は、回折作用によってサブビームが発生することに応じて光量が低下する。

たとえば、図３（ａ）の回折パターン２４ａにおける０次光、＋１次光、−１次光の回折効率を、０次光：＋１次光：−１次光＝８７．５％：６．２５％：６．２５％とすると、メインビームのうち回折パターン２４ａを通過する光の光量は、回折作用によって１２．５％低下する。また、図３（ａ）の回折パターン２４ｂにおける０次光、＋１次光の回折効率を、０次光：＋１次光＝９３．７５％：６．２５％とすると、メインビームのうち回折パターン２４ｂを通過する光の光量は、回折作用によって６．２５％低下する。同様に、図３（ａ）の回折パターン２４ｃにおける０次光、−１次光の回折効率を、０次光：−１次光＝９３．７５％：６．２５％とすると、メインビームのうち回折パターン２４ｃを通過する光の光量は、回折作用によって６．２５％低下する。

このように、メインビームの光量は、透明領域２４ｄ、２４ｅを通るか、回折領域２４ａ、２４ｂ、２４ｃを通るかで減衰の程度が相違することとなる。その結果、ディスク上におけるビームスポットの光量分布が、周辺部分にサイドローブを持った分布となり、これによって記録／再生特性に何らかの影響が生じる惧れがある。

この点は、たとえば、図６に示すように、回折パターン２４ａ、２４ｂ、２４ｃより外側の領域にも回折パターン２４ｉ、２４ｊを配し、回折パターン２４ｉ、２４ｊを通るメインビームの一部を、メインビームとサブビームの光路外に拡散または散乱させることにより解消できる。ここで、回折パターン２４ｉ、２４ｊにおける拡散または散乱のための回折効率は、回折パターン２４ａにおける±１次光の回折効率と同程度とされる。こうすると、メインビームのうち、回折パターン２４ｉ、２４ｊを通る光が、回折パターン２４ａを通る光と同程度に減衰され、これにより、ディスク上におけるビームスポットの光量分布が、周辺部分にサイドローブを持った分布となるのを抑制できる。

なお、図５の構成例においても、図６の場合と同様、ディスク上におけるビームスポットの光量分布に歪が生じる。この場合も、図７に示すように、回折パターン２３ａ、２３ｂ、２３ｃより外側の領域にも回折パターン２３ｅを配し、回折パターン２４ｉ、２４ｊを通るメインビームの一部を、メインビームとサブビームの光路外に拡散または散乱させることにより、光量分布の歪を抑制することができる。

＜実施例＞
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例は、ＣＤ、ＤＶＤおよびブルーレイディスク（以下、「ＢＤ」という）に対応可能な互換型の光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。

図８（ａ）は、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系の構成を示す図、図８（ｂ）は、対物レンズ１１２の構成を示す図である。なお、同図（ａ）には、便宜上、回路側の構成（再生回路３０１、サーボ回路３０２、駆動回路３０３）が重ねて図示されている。

図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、ＢＤ用レーザ１０１と、回折格子１０２と、ダイクロプリズム１０３、ＤＶＤ用レーザ１０４と、回折格子１０５と、偏光ビームスプリッタ１１６と、ミラー１０７と、ダイクロイックプリズム１０８と、コリメートレンズ１０９と、１／４波長板１１１と、立ち上げミラー１１２と、対物レンズ１１３と、レンズホルダ１１４と、対物レンズアクチュエータ１１５と、アナモレンズ１１６と、光検出器１１７と、ＣＤ用レーザ１２１と、回折格子１２２と、偏光ビームスプリッタ１２３と、アナモレンズ１２４と、光検出器１２５を備えている。

ＢＤ用レーザ１０１は、青色波長（４０５ｎｍ程度）のレーザ光（以下、「ＢＤ用レーザ光」と称する）を出射する。回折格子１０２は、ＢＤ用レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する。なお、この回折格子１０２は、上述の回折格子ではなく、通常の回折格子である。ダイクロプリズム１０３は、ＢＤ用レーザ１０１から出射されたＢＤ用レーザ光を透過し、ＤＶＤ用レーザ１０４から出射されたレーザ光を反射する。

ＤＶＤ用レーザ１０４は、赤色波長（６５０ｎｍ程度）のレーザ光（以下、「ＤＶＤ用レーザ光」と称する）を出射する。回折格子１０５は、ＤＶＤ用レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する。なお、この回折格子１０５も、上述の回折格子ではなく、通常の回折格子である。

偏光ビームスプリッタ１０６は、ダイクロイックプリズム１０３側から入射されたＢＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を略全透過する。偏光ビームスプリッタ１０６を透過したＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、ミラー１０７によって反射された後、ダイクロイックプリズム１０８を透過し、コリメートレンズ１０９に入射する。ダイクロックプリズム１０８は、ＢＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を透過し、ＣＤ用レーザ１２１から出射された赤外波長（７８０ｎｍ程度）のレーザ光（以下、「ＣＤ用レーザ光」という）を反射する。

コリメートレンズ１０９は、ダイクロイックプリズム１０８側から入射されたＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光を平行光に変換する。なお、ＢＤ用レーザ光が用いられる場合、コリメートレンズ１０９は、レンズアクチュエータ１１０によって光軸方向に変位される。これにより、ＢＤ用レーザ光の収差が抑制される。

１／４波長板１１１は、コリメートレンズ１０９側から入射されたＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光を円偏光に変換し、また、立ち上げミラー１１２側から入射されたＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光を、コリメートレンズ１０９側から入射されたときの偏光方向に直交する直線偏光に変換する。立ち上げミラー１１２は、１／４波長板１１１側から入射されたＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光を対物レンズ１１３に向かう方向に反射する。

対物レンズ１１３は、ＢＤ用レーザ光を、カバー厚０．１ｍｍのＢＤ上に適正に収束でき、且つ、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光を、基板厚０．６ｍｍのＤＶＤおよび基板厚１．２ｍｍのＣＤ上に適正に収束できるよう設計されている。

同図（ｂ）に示す如く、対物レンズ１１３の入射面には、ＣＤ用レーザ光のみを拡散または散乱させる波長選択性のホログラム１１３ａが形成されている。ホログラム１１３ａはリング状に形成されており、ＣＤ用レーザ光は、ホログラム１１３ａが形成されていない円形状の開口部分から対物レンズ１１３に入射する。なお、このホログラム１１３ａは、上記図１〜図７におけるアパーチャ４１に相当する。このホログラム１１３ａによってＣＤ用レーザ光の外周部分がカットされる。これにより、ＣＤ用レーザ光のメインビームが適正な開口数にて対物レンズ１１３に入射し、ＣＤ上に適正にフォーカスされる。

なお、ホログラム１１３ａによって規定される対物レンズ１１３上のＣＤ用レーザ光の入射領域が、特許請求の範囲における“有効径領域”に対応する。

対物レンズ１１３は、ホルダ１１４に装着されている。対物レンズアクチュエータ１１５は、サーボ回路３０２からのサーボ信号に応じて、ホルダ１１４をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。これにより、対物レンズ１１３は、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。なお、対物レンズアクチュエータ１１５には、たとえば、コイルと磁気回路からなる従来周知の電磁駆動方式のアクチュエータが用いられる。このうち、コイルがホルダ１１４に装着される。

ディスク（ＢＤまたはＤＶＤ）によって反射されたＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、上記光路を逆行し、偏光ビームスプリッタ１０６に入射する。このとき、ＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、１／４波長板１１１による作用により、偏光ビームスプリッタ１０６に対してＳ偏光となっている。よって、ディスク（ＢＤまたはＤＶＤ）にて反射されたＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０６によって反射され、アナモレンズ１１６に入射する。

アナモレンズ１１６は、入射されたＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光に非点収差を導入して光検出器１１７へと収束させる。光検出器１１７は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサーパターンを有している。各センサからの信号は、再生回路３０１、サーボ回路３０２および駆動回路３０３に出力される。

ＣＤ用レーザ１２１は、赤外波長（７８０ｎｍ程度）のＣＤ用レーザ光を出射する。回折格子１２２は、ＣＤ用レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する。なお、この回折格子１２２として、たとえば、上記図３（ａ）または図５（ａ）の構成の回折格子が用いられる。あるいは、図６（ａ）または図７（ａ）の構成の回折格子を用いても良い。

回折格子１２２によって３ビームに分割されたＣＤ用レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２３を透過した後、ダイクロイックプリズム１０８によって反射され、ＢＤ用レーザ光およびＤＶＤ用レーザ光と同様の光路を辿って対物レンズ１１３に入射する。この際、上記のとおり、対物レンズ１１３入射面のホログラム１１３ａによって開口数が適正化される。

ディスク（ＣＤ）によって反射されたＣＤ用レーザ光は、ディスクへ入射する際の光路を逆行し、偏光ビームスプリッタ１２３に入射する。このとき、ＣＤ用レーザ光は、１／４波長板１１１による作用により、偏光ビームスプリッタ１２３に対してＳ偏光となっている。よって、ディスク（ＣＤ）にて反射されたＣＤ用レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１２３によって反射され、アナモレンズ１２４に入射する。

アナモレンズ１２４は、入射されたＣＤ用レーザ光に非点収差を導入して光検出器１２５へと収束させる。光検出器１２５は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサーパターンを有している。各センサからの信号は、再生回路３０１、サーボ回路３０２および駆動回路３０３に出力される。

再生回路３０１は、光検出器１１７、１２５から受信したセンサ信号を演算処理して再生ＲＦ信号を導出し、これを復調して再生データを生成する。サーボ回路３０２は、光検出器１１７、１２５から受信したセンサ信号を演算処理してトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を導出し、これに基づいてトラッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を生成して対物レンズアクチュエータ１１５に出力する。駆動回路３０３は、再生ＲＦ信号を逐次モニタし、再生ＲＦ信号が最適となるよう、レンズアクチュエータ１１０にサーボを掛ける。

本実施例では、回折格子１２２として、上記図３（ａ）または図５（ａ）の構成の回折格子、あるいは、図６（ａ）または図７（ａ）の構成の回折格子が用いられるため、上記図３（ｂ）、図５（ｂ）、図６（ｂ）または図７（ｂ）に示すように、対物レンズ１１３上における２つのサブビームの入射領域を、ＣＤ用レーザ光（メインビーム）の有効径（ホログラム１１３内の開口部分）よりも小さくすることができ、このため、これらサブビームに生じる軸外特性に基づく収差を抑制することができる。

また、ＣＤ用レーザ光の２つのサブビームを、ともに、対物レンズ１１３の中央領域に入射させることができるため、これら２つのサブビームの光学特性を良好にすることができ、安定したトラッキングサーボ動作を実現することができる。

さらに、回折格子１２２として、図３（ａ）または図６（ａ）の構成の回折格子を用いれば、トラッキングサーボの際に対物レンズ１１３がトラッキング方向に変位されても、対物レンズ１１３に対する２つのサブビームの入射領域（帯状の領域）が変化することはない。このため、トラッキング特性が不安定になることはなく、安定したトラッキング動作を実現することができる。

特に、図６（ａ）の構成の回折格子を用いれば、上記のごとく、ディスク上におけるメインビームスポットの光量分布に歪が生じるのを抑制でき、安定した記録／再生動作を実現できる。

このように、本実施例によれば、対物レンズ１１３の設計上、高効率のＣＤ用レーザ光に軸外特性の劣化が生じるような場合にも、ＣＤ用レーザ光のサブビームに生じる収差を効果的に抑制することができる。よって、ＣＤ用レーザ光に対するトラッキングサーボを円滑に行うことができ、安定した記録／再生動作を実現することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の実施形態も、上記以外に種々の変更が可能である。たとえば、上記実施例は、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤ互換タイプの光ピックアップ装置に本発明を適用したものであったが、ＣＤ／ＤＶＤと青色波長光源を用いた他の互換タイプの光ピックアップ装置に本発明を適用することも可能である。また、光学系の構成も適宜変更可能である。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を説明する図 実施例に係る光ピックアップ装置の構成を示す図

符号の説明

１０ 半導体レーザ
２０ 回折格子
２１ａ 回折パターン
２２ａ 回折パターン
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 回折パターン
２３ｅ 回折パターン（光学手段）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 回折パターン
２４ｉ、２４ｊ 回折パターン（光学手段）
４０ 対物レンズ
１１３ 対物レンズ
１２１ ＣＤ用レーザ
１２２ 回折格子

Claims (5)

1. レーザ光を出射するレーザ光源と、
   前記レーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
   前記レーザ光源と前記対物レンズの間に配されるとともに前記レーザ光をメインビームと２つのサブビームに分割する回折格子とを備え、
   前記回折格子は、前記対物レンズにおける前記メインビームの有効径領域よりも小さい中央の領域に、前記２つのサブビームの両方を重ねて入射させる回折作用を前記レーザ光に付与する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１において、
   前記回折格子は、前記有効径領域を前記対物レンズのトラッキング方向に横断する帯状の領域に、前記２つのサブビームの両方を重ねて入射させる、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記回折格子には、前記２つのサブビームを生成するための回折領域以外の領域であって、前記有効径領域に対応する前記メインビームの入射領域に、前記回折領域を通過する際に前記メインビームに生じる光強度の減衰と同程度の減衰を前記メインビームに生じさせる光学手段が配されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項において
   前記光学手段は、前記メインビームの一部を前記メインビームと前記サブビームの光路外へと導く回折パターンである、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一項において
   前記対物レンズは、次世代ＤＶＤ用の青色波長帯のレーザ光と、ＤＶＤ用の赤色波長帯のレーザ光と、ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を対応するディスクに収束可能に構成されており、
   前記レーザ光源は、ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を出射し、
   前記回折格子は、前記ＣＤ用の赤外波長帯のレーザ光を前記メインビームと前記２つのサブビームに分割する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

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