JP3216691B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光ピックアップに
関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザからの光を記録媒体におけ
る記録面に透明基板を介して光スポットとして集光さ
せ、上記記録面により反射された戻り光束を再生信号発
生用の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生
する光ピックアップは、従来から広く知られている。

【０００３】「記録媒体」として代表的なＣＤ（コンパ
クトディスク）には、記録面に照射される光が透過すべ
き透明基板の厚さが１．２ｍｍの「標準記録密度ディス
ク」と、上記透過すべき透明基板の厚さが０．６ｍｍの
「高記録密度ディスク」の２種類がある。光ピックアッ
プの汎用性の面から「透明基板の厚さの異なる２種の記
録媒体の何れに対しても情報の再生を行ないたい」とい
う要望が強い。

【０００４】記録媒体の記録面に照射される光は「対物
レンズ」により集光光束とされ、透明基板を透過して記
録面上に光スポットとして集光する。光スポット径は標
準記録密度ディスクの情報を再生する場合で１．５μｍ
程度、高記録密度ディスクの情報を再生する場合で０．
９５μｍ程度であり、光スポット径が極めて小さいた
め、対物レンズは、その球面収差が透明基板の厚さを考
慮して良好に補正されていなければならない。

【０００５】透明基板の厚さが異なる２種の記録媒体に
適合した光ピックアップを実現する場合には、一般に透
明基板の厚さが小さい高記録密度ディスク用に合わせて
対物レンズの球面収差を補正し、高記録密度ディスクの
記録面上に良好な光スポットが形成されるようにする。

【０００６】このように球面収差を補正された対物レン
ズによる収束光束を、標準記録密度ディスクの「厚い透
明基板」を介して記録面に集光させると、透明基板の厚
さの違いにより「対物レンズと透明基板とによる結像光
学系」の球面収差が悪化し、光束を記録面上に十分に絞
り込むことができない。

【０００７】このような問題を回避する方法として、標
準記録密度ディスクに対して情報の再生を行なうとき
は、記録面へ向かう照明光束の光路中に「アパーチュ
ア」を挿入し照明光束の周辺光束部を遮光する方法が提
案されている（応用物理学会予講集 平成７年秋 29a-
ZA-6 厚さの異なる２種類のディスクにおける互換性の
検討）。しかしながら実際的見地からすると、アパーチ
ュアを照明光束の光路中に出し入れする場合、アパーチ
ュア挿入位置に極めて高い精度が要求されるので、アパ
ーチュア出し入れ機構の部品や組立てに高精度が必要と
なり、光ピックアップの生産面・コスト面からして好ま
しくない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、光ピックアップにおいて、透明基板の厚さが
異なる２種の記録媒体に対する簡易な情報再生を可能と
することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１〜７記載の発明
の光ピックアップは「半導体レーザからの光を記録媒体
における記録面に透明基板を介して光スポットとして集
光させ、記録面により反射された戻り光束を再生信号発
生用の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生
する情報再生を、透明基板の厚さが異なる第１および第
２の記録媒体に対して行ない得る光ピックアップ」であ
って、半導体レーザからの光を記録面に光スポットとし
て集光させる対物レンズは「第１の透明基板」に応じて
光学特性を設定されている。勿論、この発明の光ピック
アップは、情報の再生のみならず「情報の書込みや書き
込まれた情報の消去を行なう機能」を有し得る。

【００１０】請求項１記載の光ピックアップは以下の如
き特徴を有する。即ち、第１に、半導体レーザと再生信
号発生用の受光素子とは「発光・受光ユニット」として
同一のパッケージ内に配備される。第２に、半導体レー
ザから記録媒体に到る光路上に「１／４波長板」を有す
ると共に、半導体レーザと１／４波長板との間に「偏光
ホログラム」を有する。「偏光ホログラム」は、偏光状
態によりホログラム作用の異なるホログラムであり、半
導体レーザからの直線偏光を透過させ、記録媒体からの
戻り光束を偏向させ、戻り光束の中心光束部と周辺光束
部とを分離し、中心光束部を受光素子に向けて偏向させ
る機能を持つ。

【００１１】上記の如く、半導体レーザと受光素子とは
「同一パッケージ」内に配備されるから、記録媒体から
の戻り光束は、対物レンズと１／４波長板と偏光ホログ
ラムを介して発光・受光ユニットに向かう。このときレ
ーザ光束は１／４波長板を往復で２回透過することにな
る。半導体レーザから放射されるレーザ光束は実質的な
直線偏光であるから、戻り光束は、１／４波長板を２回
透過することにより偏光方向が半導体レーザから放射さ
れたときの状態から９０度旋回している。

【００１２】偏光ホログラムは、半導体レーザから放射
された直線偏光をそのまま透過させるが、記録媒体から
の戻り光束は半導体レーザから放射された状態と偏光方
向が直交しているので、この戻り光束に対しては偏向作
用を及ぼす。

【００１３】請求項１記載の光ピックアップにおいて
は、偏光ホログラムが「記録媒体からの戻り光束の中心
光束部と周辺光束部とを分離」して偏向させ、受光素子
が、偏光ホログラムにより偏向された中心光束部を受光
する「中心光束受光部分」と偏光ホログラムにより偏向
された周辺光束部を受光する「周辺光束受光部分」とを
有する。そして、中心光束受光部分の信号により第２の
記録媒体の情報を再生し、中心光束受光部分と周辺光束
受光部分との和信号により第１の記録媒体の情報を再生
する。

【００１４】即ち、請求項１記載の発明では、対物レン
ズの特性を設定する前提とされている第１の記録媒体か
らの戻り光束は「光束全体を用いて情報再生」を行な
い、第２の記録媒体からの戻り光束は、ノイズ成分を多
く含んでいる周辺光束部を除いた「中心光束部を用いて
情報再生」を行なうのである。

【００１５】上記請求項１記載の光ピックアップにおい
ては、半導体レーザと対物レンズとの間に「半導体レー
ザからの光束を実質的に平行光束とするコリメートレン
ズ」を配し、偏光ホログラムを「コリメートレンズと対
物レンズとの間」に配備することができる（請求項
２）。

【００１６】請求項１記載の光ピックアップにおいては
また、発光・受光ユニットの窓部に偏光ホログラムを設
け「半導体レーザ、受光素子及び偏光ホログラムを一体
モジュールとする」ことができる（請求項３）。この場
合、一体モジュールに、さらに１／４波長板を一体的に
設けることができる（請求項４）。

【００１７】請求項１〜４の任意の１に記載の光ピック
アップにおいて、偏光ホログラムにより分離される中心
光束部が「戻り光束における中心部を含み、記録媒体ト
ラック直交方向を幅方向とする帯状光束部」であり、周
辺光束部が「上記帯状光束部の幅方向の両側の光束部
分」であるようにすることができる（請求項５）。

【００１８】光ピックアップでは、対物レンズにより形
成される光スポットが記録媒体の記録面上で記録情報
（ピット）のトラック上に正しく結像しなければなら
ず、このため戻り光束を利用してフォーカシング信号と
トラッキング信号を発生させる。上記請求項１〜５の任
意の１に記載の光ピックアップにおいて、これらフォー
カシング及びトラッキング信号を発生させるには、基本
的には「対物レンズと受光素子との間で戻り光束を分岐
させ、分岐した光束を用いてフォーカシング及びトラッ
キング信号を発生させる」ようにすればよいが、「偏光
ホログラムに、中心光束部をフォーカシング信号および
トラッキング信号を発生させるための光束部分に分離す
る機能を持たせ、中心光束部を受光する受光素子部分を
上記両信号を発生させるように構成する」ことができる
（請求項６）。請求項１〜６の任意の１に記載の光ピッ
クアップにおいて、第１の記録媒体は第２の記録媒体に
比して薄い透明基板を有することができる（請求項
７）。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら実施の
形態を説明する。説明の具体性のため、以下の各形態に
おいて、第１の記録媒体は、透明基板の厚さが０．６ｍ
ｍの「高記録密度ディスク」であり、第２の記録媒体
は、透明基板の厚さが１．２ｍｍの「標準記録密度ディ
スク」であるとする（請求項７）。

【００２０】まず、概要を説明する。図１（ａ）に示す
ように、半導体レーザのＬＤチップ１Ａと受光素子１Ｂ
とは同一のパッケージ内に配備されて発光・受光ユニッ
ト１を構成している。符号１Ｃは発光・受光ユニット１
の窓部に設けられたカバーガラスを示している。

【００２１】半導体レーザのＬＤチップ１Ａからの光束
は窓部１Ｃから射出する。図１（ｂ）に示すように、発
光・受光ユニット１からの光束（実質的な直線偏光であ
る）は偏光ホログラム２に入射する。偏光ホログラム２
は、この入射光束をそのまま透過させる。偏光ホログラ
ム２を透過した光束は１／４波長板３を透過すると円偏
光に変換され、偏向プリズム４により記録媒体６側へ偏
向され、対物レンズ５により集光され、記録媒体６の透
明基板６Ａを介して記録面６Ｂに光スポットとして結像
する。

【００２２】記録面６Ｂにより反射された「戻り光束」
は、対物レンズ５、偏向プリズム４と逆進して１／４波
長板３に入射する。戻り光束は１／４波長板３に入射す
るまでは円偏光であるが、１／４波長板３を透過すると
当初の状態（半導体レーザから放射された状態）から偏
光面が９０度旋回した直線偏光状態となり、偏光ホログ
ラム２を透過する。偏光状態が当初と９０度異なるた
め、偏光ホログラム２は戻り光束の中央光束部分を受光
素子に向けて偏向させる。

【００２３】偏光ホログラム２は、図２に示すように戻
り光束ＦＲの中心光束部が入射する位置に、偏光状態に
よりホログラム作用の異なるホログラム２Ａが形成され
ており、ホログラム２Ａは戻り光束ＦＲの中心光束部を
受光素子１Ｂ（図１（ａ）参照）へ向けて偏向する。戻
り光束ＦＲの周辺光束部は、そのまま偏光ホログラム２
を透過する。かくして、偏光ホログラム２は「戻り光束
ＦＲの中心光束部と周辺光束部とを分離」する。

【００２４】偏向された中心光束部は収束しつつ発光・
受光ユニット１に入射し、受光素子１Ｂの受光面に集光
して受光される。受光素子１Ｂは再生信号を発生する。
周辺光束部は偏向されないので受光素子１Ｂとは異なっ
た部分に入射する。

【００２５】なお、上に説明した実施の形態で、戻り光
束は偏向プリズム４と１／４波長板３との間で図示され
ない半透鏡により分岐され、図示されない受光手段に受
光されてフォーカシング信号とトラッキング信号とを発
生させている。

【００２６】さて、半導体レーザからの光を記録面６Ｂ
に光スポットとして集光させる対物レンズ５は、透明基
板の厚さが０．６ｍｍの第１の透明基板に応じて光学特
性を設定されており、従って記録媒体６が第１の透明基
板であるときには照明光束は適正に光スポットとして記
録面に結像する。

【００２７】記録媒体６が第２の記録媒体（標準記録密
度ディスク）であるときは、厚さ：１．２ｍｍを有する
透明基板による収差のため、記録面上に於ける光の集光
状態は図８に示すように光スポット（光強度分布が急峻
な山状を成す部分）の回りに複雑な光強度の分布が生ず
る。この複雑な光強度の分布は、光スポットの回りに
「ぼやけた部分」を形成し、再生信号におけるノイズの
原因となる。

【００２８】上記複雑な光強度分布により「ぼやけて照
射」された記録面からの反射光は、戻り光束においては
周辺光束部に含まれる。即ち、光スポットの回りの「ぼ
やけた部分」をなす光線は、光スポットをなす部分の光
線に比して入射角が大きいので反射角も大きく、戻り光
束の周辺光束部に偏在するのである。

【００２９】従って、偏光ホログラム２により「ノイズ
成分を含まない中心光束部のみ」を受光素子に向けて偏
向させて受光素子に受光させ、再生信号を生成すること
により第２の記録媒体に対する情報再生を良好に行なう
ことができる。図９（ａ），（ｂ）は、透明基板の厚さ
が１．２ｍｍの標準記録密度ディスクに対して再生を行
なうときの「戻り光束」の光束断面上における光強度の
分布を説明図的に示している。斜線を施した部分は「情
報再生に支配的な影響を及ぼす光強度の強い部分」を表
している。

【００３０】図９（ｂ）は、前述の「ぼやけた部分」を
周辺に伴った光スポットが記録面におけるマーク（ピッ
ト）とマークの間の「スペース部」に照射されていると
きの戻り光束の光強度分布を示し、同図（ａ）は上記光
スポットがマーク（ピット）を照射しているときの光強
度分布を示している。（ａ）に示すように、光スポット
がマーク部を照射しているときには、戻り光束の周辺部
に光強度の高い部分９ａが「島状」に存在していること
が分かる。

【００３１】光スポットがトラック上のマークを検出す
るときを考えてみると、光スポットはトラックの方向に
おいてマークに相対的に移動し、先ずスペース部からマ
ークの端部に掛かり、マーク中央部を照射し、マークの
他端部を経て再びスペース部に移る。このとき、図１
（ａ）に示す受光素子１Ｂからの受光信号の信号強度を
見ると、図１０の曲線２−１（横軸の光スポット位置：
０が光スポットとマークに中央が一致した状態である）
の如きものになり、マークの部分（横軸の０点位置の近
傍）では戻り光束の光量が小さく、光スポットの中央が
マークの中央に位置するとき信号強度は最小になる。曲
線２−１の振幅：ＡＭＰ１が大きいほど、マークの読み
取りは確実に行なわれることになる。

【００３２】光スポットが図８のように「ぼやけた部
分」を周囲に伴っていると図９（ａ）に示すように、戻
り光束の周辺部の島状の部分９ａがマークの部分で著し
く発生するようになり、マーク近傍における戻り光束の
光量を大きくするように作用する。マークのトラック方
向の長さが小さくなるほど、図１０の振幅：ＡＭＰ１は
小さくなり、マークを良好に検出することができなくな
る。

【００３３】従って、図１に即して説明したような光ピ
ックアップにおいて、偏光ホログラム２が戻り光束の中
心光束部と周辺光束部とを分離する機能をもたないと、
受光素子１Ｂには周辺光束部の光も入射して、標準記録
密度ディスクに対する情報再生はできない。

【００３４】請求項１記載の発明においては、上に説明
したように偏光ホログラム２により戻り光束の中心光束
部を周辺光束部と分離し、中心光束部のみを受光素子に
向けて偏向させ、図９（ａ）における島状の部分９ａが
生じる周辺光束部が再生信号発生用の受光素子１Ｂに入
射しないようにすることにより、光スポットの「ぼやけ
た部分」による受光信号の強度の振幅の減少を補正する
のである。

【００３５】このようにして第２の記録媒体からの戻り
光束の、中心光束部のみで情報再生を行なう場合、受光
素子１Ｂからの受光信号の強度は、光スポットの中央と
マークとの位置関係に応じ、図１０の曲線２−２の如き
ものとなり、その振幅：ＡＭＰ２は前記振幅：ＡＭＰ１
に比して有効に増大し、マークの確実な検出が可能とな
る。因に図１０の曲線２−３は、前述した、標準記録密
度ディスクに対して情報の再生を行なうとき、記録面へ
向かう照明光束の光路中に「アパーチュア」を挿入し照
明光束の周辺光束部を遮光する方法を実施した場合であ
り、請求項１記載の発明では、このアパーチュアを用い
る場合と実質的に同程度の効果が得られることがわか
る。

【００３６】前述のように、上に説明した図１の実施の
形態では、フォーカシング信号やトラッキング信号の検
出は、情報再生とは別系統の図示されない検出手段によ
り検出したが、偏光ホログラムと受光素子の形態を工夫
することにより「別系統の検出手段」を用いること無
く、フォーカシングおよびトラッキング信号を発生させ
ることができる。

【００３７】即ち、偏光ホログラムに、中心光束部をフ
ォーカシング信号およびトラッキング信号を発生させる
ために分離する機能を持たせ、中心光束部を受光する受
光素子部分を上記両信号を発生させるように構成するの
である。

【００３８】この場合の実施の形態を特徴部分のみ図３
に示す。図３（ａ）に示すように、偏光ホログラム２０
における、戻り光束ＦＲの中心光束部を偏向させるホロ
グラム２００は３種のホログラム２０Ａ，２０Ｂ，２０
Ｃにより構成されている。受光素子１０Ｂの方は、受光
面が図３（ｂ）に示すように４つの受光面部分ａ，ｂ，
ｃ，ｄに分割されている。

【００３９】ホログラム２０Ａは、戻り光束の中心光束
部のおよそ半分を偏向させると共に、受光面部分ａ，ｂ
の境界部分に集光させる。フォーカシング信号は、所謂
ナイフエッジ法により受光面部分ａ，ｂの出力：Ｓａ，
Ｓｂの差：Ｓａ−Ｓｂとして得ることができ、トラッキ
ング信号は、所謂プッシュ−プル法により受光面部分
ｃ，ｄの出力：Ｓｃ，Ｓｄの差：Ｓｃ−Ｓｄにより得る
ことができる。情報再生信号は第１および第２の記録媒
体のいずれに対しても「Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ」で与
えられる。

【００４０】上記のようにして、偏光ホログラム２また
は２０と受光素子１Ｂまたは１０Ｂを用いることによ
り、透明基板の厚さが１．２ｍｍと大きい標準記録密度
ディスク６Ｂに対して「良好な情報再生」が可能とな
る。

【００４１】しかしながら反面、透明基板厚が０．６ｍ
ｍと薄い高記録密度ディスクに対して情報の再生を行な
う場合には、光スポット自体は良好に記録面上に集光し
ているにも拘らず、受光素子１Ｂもしくは１０Ｂから得
られる受光信号は偏光ホログラムが存在しない場合より
も振幅の小さいものになる。

【００４２】換言すると、偏光ホログラム２，２０の存
在は標準記録密度ディスクからの情報再生に対しては有
効に作用するが、高記録密度ディスクからの情報再生に
対しては分解能を低下させるように作用する。

【００４３】このような「高記録密度ディスクからの情
報再生に対しての分解能の低下」は「偏光ホログラムに
より戻り光束の周辺光束部を受光素子に入射させない」
ようにしていることに起因するから、第１の記録媒体に
対して情報再生を行なうときには周辺光束部も有効に情
報再生に寄与させることにより、上記分解能低下の問題
を回避できる。請求項１はこのような発明である。以
下、請求項１記載の発明の実施の形態を説明する。

【００４４】図４に実施の１形態を特徴部分のみ示す。
図示されていない部分は図１（ｂ）の構成と同様であ
る。請求項１記載の発明では、図４に示すように偏光ホ
ログラム２１における、戻り光束ＦＲの中心光束部を偏
向させるホログラム２００は図３の形態と同じく３種の
ホログラム２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにより構成され、こ
のホログラム２００の外側に「戻り光束の周辺光束部」
を偏向させるホログラム２１０が形成されている。受光
素子１１Ｂは、受光面が５つの受光面部分ａ’，ｂ’，
ｃ’，ｄ’，ｅ’に分割されている。

【００４５】ホログラム２０Ａは、戻り光束の中心光束
部のおよそ半分を偏向させて受光面部分ａ’，ｂ’の境
界部分に集光させる。ホログラム２１０は、戻り光束の
周辺光束部を偏向させて、受光面部分ｅ’に集光させ
る。

【００４６】このようにすると、第１および第２の記録
媒体のいずれに対してもフォーカシング信号は受光面部
分ａ’，ｂ’の出力：Ｓａ'，Ｓｂ'の差：Ｓａ'−Ｓｂ'
として得られ、トラッキング信号は、受光面部分ｃ’，
ｄ’の出力：Ｓｃ'，Ｓｄ'の差：Ｓｃ'−Ｓｄ'により得
られる。情報再生信号は第２の記録媒体に対して「Ｓ
ａ'＋Ｓｂ'＋Ｓｃ'＋Ｓｄ'」で与えられ、第１の記録媒
体に対しては「Ｓａ'＋Ｓｂ'＋Ｓｃ'＋Ｓｄ'」に受光面
部分ｅ’の出力：Ｓｅ'を加えた「Ｓａ'＋Ｓｂ'＋Ｓｃ'
＋Ｓｄ'＋Ｓｅ'」で与えられる。

【００４７】即ち、請求項１記載の発明では、偏光ホロ
グラム２１が、記録媒体からの戻り光束の中心光束部と
周辺光束部とを分離して共に偏向させ、受光素子１１Ｂ
は、偏光ホログラム２１により偏向された中心光束部を
受光する中心光束受光部分である受光面部分ａ’，
ｂ’，ｃ’，ｄ’，と偏光ホログラムにより偏向された
周辺光束部を受光する周辺光束受光部分である受光面部
分ｅ’とを有し、中心光束受光部分の信号「Ｓａ'＋Ｓ
ｂ'＋Ｓｃ'＋Ｓｄ'」により第２の記録媒体の情報を再
生し、中心光束受光部分と周辺光束受光部分との和信号
「Ｓａ'＋Ｓｂ'＋Ｓｃ'＋Ｓｄ'＋Ｓｅ'」により第１の
記録媒体の情報を再生する。

【００４８】このようにすれば、第２の記録媒体に対し
て良好な情報再生を行なうことができるとともに、第１
の記録媒体に対しては、戻り光束の全体を使用すること
により良好な情報再生を行なうことができる。

【００４９】なお、上記実施の形態において、記録媒体
６の記録面と受光素子の受光面とが略共役な位置関係に
あるので、透明基板の厚さが異なっても上記各信号にオ
フセットが生じることはない。

【００５０】図５は請求項２記載の発明の実施の１形態
を特徴部分のみ示している。半導体レーザ（発光・受光
ユニット１の内部にＬＤチップとして設けられている）
と対物レンズ５との間に、半導体レーザからの光束を実
質的に平行光束とするコリメートレンズ７が配備され、
偏光ホログラム２はコリメートレンズ７と対物レンズ５
との間に配備されている。符号３は１／４波長板を示
す。

【００５１】ＬＤチップから放射されて発光・受光ユニ
ット１から射出した光束はコリメートレンズ７により実
質的な平行光束とされて偏光ホログラム２を透過し、１
／４波長板３を透過して円偏光になり、偏向プリズム４
を介して対物レンズ５に入射し、対物レンズ５の収束作
用により記録媒体６の記録面上に光スポットを形成す
る。記録面により反射された戻り光束は、対物レンズ
５、偏向プリズム４、１／４波長板３と逆進し、１／４
波長板３を透過すると直線偏光になり、偏光ホログラム
２に入射する。偏光ホログラム２は「戻り光束の中心光
束部」を偏向させる。「偏向角」をθとする。偏向され
た中心光束部はコリメートレンズ７により収束傾向を与
えられ、受光素子の受光面に結像して情報再生信号を発
生させる。

【００５２】コリメータレンズ７の焦点距離をｆとする
と、偏光ホログラム２により偏向された中心光束部が結
像するのは、コリメータレンズ７の前側主面から距離ｆ
の位置で、光軸からｆ・ｔａｎθ離れた位置であり、Ｌ
Ｄチップの発光面と同一平面内にある。この位置に受光
素子の受光面を位置させる。

【００５３】フォーカシングおよびトラッキング信号は
前述の「別系統の検出手段」で検出することもできる
が、図３の偏光ホログラム２０と受光素子１０Ｂの組み
合わせで構成することもでき、請求項６記載の発明のよ
うに、図４の偏光ホログラム２１と受光素子１１Ｂの組
み合わせを用いて、受光素子１０Ｂや１１Ｂの出力によ
り構成するようにすることもできる。

【００５４】コリメータレンズ７を使用することの１つ
の効果は、偏光ホログラムにおける偏向角を小さくでき
ることである。例えば、図１（ｂ）の光学配置におい
て、ＬＤチップ１Ａと受光素子１Ｂとを光軸直交方向に
１ｍｍ離して配備するばあい、偏光ホログラム２がＬＤ
チップ１Ａから５ｍｍ離れているとすると、偏光ホログ
ラム２に要求される偏向角：θは略１１．５度と大き
い。

【００５５】これに対し図５の実施の形態の場合、コリ
メートレンズ７の焦点距離を１６ｍｍとすると、ｆ・ｔ
ａｎθ＝１ｍｍにおいてｆ＝１６ｍｍを代入すると、偏
光ホログラム２の偏向角：θは３．６度なり、図１の実
施の形態に場合に比して小さくてすむ。

【００５６】図６は、請求項３記載の発明の実施の１形
態を示している。即ち、発光・受光ユニット１の窓部に
偏光ホログラム２ａを設け、半導体レーザ、受光素子及
び偏光ホログラムを「一体モジュール」としている。こ
の実施の形態では偏光ホログラム２ａと１／４波長板３
との間にコリメートレンズ７を設け、１／４波長板３に
入射する光束を実質的に平行光束化しているが、コリメ
ートレンズ７を省略して図１（ｂ）に類似の光学配置と
してもよい。このように半導体レーザ、受光素子及び偏
光ホログラムを「一体モジュール」として使用すること
により光ピックアップを有効に小型化できる。

【００５７】図７は、上記一体モジュールにさらに１／
４波長板を一体的に設ける（請求項４）ことにより、さ
らにコンパクト化を図った実施の形態を特徴部分のみ示
している。即ち、発光・受光ユニット１の窓部に偏光ホ
ログラム２ａを接着により固定し、その上に更に１／４
波長板３ａを接着固定している。

【００５８】半導体レーザと受光素子と偏光ホログラム
及び１／４波長板を一体化することにより光ピックアッ
プを小型化できるのみならず、偏光ホログラム２ａや１
／４波長板３ａ自体の小型化によりコストの大幅な低減
化が可能である。

【００５９】以上説明してきた実施の各形態において、
偏光ホログラムは、戻り光束の中心光束部として「戻り
光束の光軸を中心とする断面形状円形の部分」を偏向さ
せている。偏光ホログラムにより偏向させるべき戻り光
束の中心光束部の断面形状は「戻り光束の光軸を中心と
する楕円形状」としてもよい。

【００６０】さらに図９（ｅ）に示す偏光ホログラム２
ｂのように、戻り光束ＦＲの中心光束部を偏向させるホ
ログラム２ｂ１の形状を「トラック直交方向を幅方向と
する帯状」としてもよい（請求項６）。この請求項６記
載の発明のように、トラック直交方向に帯状のホログラ
ム部分２ｂ１により戻り光束の帯状の中心光束部を受光
素子に向けて偏向させることには以下の如き技術的意義
がある。

【００６１】図９（ｃ）は、光ディスクが高記録密度デ
ィスクであるときのマークからの戻り光束を示してい
る。このとき、受光素子による検出信号に支配的な影響
を与える光強度の強い部分は図中の「斜線を施した部
分」であって戻り光束の比較的中央部に集中している。
図９（ｄ）は高記録密度ディスクのマーク間の「スペー
ス部」からの戻り光束を示している。受光素子による検
出信号に支配的な影響を与える光強度の強い部分は図中
の「斜線を施した部分」でトラック方向に広がり、トラ
ック方向両端部に集中している。これは記録密度が高く
なるとマーク間のスペースが狭くなり、戻り光束を構成
する０次光と１次光の間の回折角が大きくなることの結
果である。

【００６２】従って、図９（ｄ）に示す戻り光束を、図
２に示すように円形状のホログラム２Ａにより中心光束
部のみを受光素子に向けて偏向させ、周辺光束部が受光
素子に入射しないようにすると、スペース部からの戻り
光束の光強度の大きい部分の相当部分が遮光されること
になり、受光信号における前記振幅を減少させるように
作用し、解像度が低下する。

【００６３】しかるに図９（ｅ）に示すように、帯状の
ホログラム部分２ｂ１により戻り光束のトラック直交方
向を幅方向とする帯状部分を中心光束部として偏向し、
受光素子に入射させれば、高記録密度ディスクに対する
検出信号に支配的な影響を与える光強度の強い部分はマ
ーク部においてもスペース部においても有効に受光素子
に入射する。

【００６４】従って、戻り光束の「トラック直交方向を
幅方向とする帯状」の光束部分を中心光束部として、受
光素子に向けて偏向させると、高記録密度ディスクに対
する情報再生への偏光ホログラムの影響を有効に減少さ
せつつ、標準記録密度ディスクに対する情報の再生も良
好に行なうことができる。この場合、第２の記録媒体
（標準記録密度ディスク）に対する情報再生では、図２
や図３，４の偏光ホログラムを用いる場合に比してやや
Ｓ／Ｎ比が低下するが実際上の問題はない。

【００６５】勿論、ホログラム２ｂ１の、トラッキング
直交方向に、戻り光束の周辺光束部を偏向させるホログ
ラムを形成してもよい。受光素子１０Ｂや１１Ｂを用い
る場合には、中心光束部をフォーカシング信号およびト
ラッキング信号を得るための３つの部分に分離する３部
分で構成する。また受光素子１１Ｂを用いる場合には、
周辺光束部は受光面部分ｅ’に集光させる。

【００６６】上記各実施の形態において、中心光束部と
して偏向させるべき中心光束部の大きさは、標準記録密
度ディスクに対する情報の再生が最も良くなるように実
験的に設定すれば良いが、中心光束部を偏向させるホロ
グラムの大きさとして「アパーチュア手段を記録媒体へ
向かう照明光束の光路に挿入したとした場合に、最適の
光スポットを形成できる大きさ」は好適であった。

【００６７】即ち、対物レンズにおける光学特性を「厚
さ：０．６ｍｍの透明基板を介して記録面上に直径：
０．９μｍの良好な光スポットが形成される」ように設
定し、照明光束の光路中にアパーチュアを挿入し、その
開口径を調整して厚さ：１．２ｍｍの透明基板を介して
記録面上に１．５μｍの光スポットが形成されるように
した。このときの開口径：ｄを偏光ホログラムに於ける
中心光束部を偏向させる大きさとしたところ、厚さ：
１．２ｍｍの透明基板を有する標準記録密度ディスクに
対する情報の再生において、上記最適径のアパーチュア
を照明光束の光路中に挿入した場合と実質的に同じ「受
光素子の出力状態」を実現できた。

【００６８】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば「新規な光ピックアップ」を提供できる。この発明の
光ピックアップは、上記のように透明基板の厚さの異な
る２種の記録媒体に対して情報再生を行なうことができ
るが、戻り光束の中心光束部を偏光ホログラムで受光素
子に向かって偏向させるので、照明光束の光路中にアパ
ーチュアの出し入れにより「情報再生を行なう記録媒
体」を選択する方式に比してアパーチュア出し入れのわ
ずらわしさがない。

【００６９】また、半導体レーザと受光素子が発光・受
光ユニットとして一体化されているので、光ピックアッ
プのコンパクト化が可能であり、発光・受光ユニットと
偏光ホログラムに殆どの機能が集積されているので、部
品点数の削減やそれに伴う信頼性の向上が可能である。

【００７０】請求項１記載の発明では、対物レンズの性
能を設定する基準としての第１の記録媒体に対する情報
再生に際して、戻り光束全体を利用できるので解像度の
高い情報再生が可能である。

【００７１】請求項２記載の発明では、平行光束中に偏
光ホログラムを配備することにより、安定したホログラ
ム性能を得ることができ、偏光ホログラムの回折角を小
さくできるので、偏光ホログラムの作製が容易で低コス
ト化が可能である。

【００７２】請求項３，４記載の発明では、偏光ホログ
ラムと半導体レーザと受光素子、さらにはこれらと１／
４波長板とを一体モジュールとすることにより、それぞ
れの位置関係を一定に保ことができ、信頼性を向上させ
ることができ、部品点数が少なく光ピックアップの組立
てが容易である。

【００７３】請求項５記載の発明では、第１および第２
の記録媒体の同一の領域からの戻り光束により著しくＳ
／Ｎ比を低下させることなく再生信号を得ることができ
る。

【００７４】請求項６記載の発明では、フォーカシング
信号およびトラッキング信号を得るのに専用の検出系を
必要としない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第２の記録媒体に対する情報再生の問題点を説
明するための図である。

【図２】図１における偏光ホログラムを説明するための
図である。

【図３】偏光ホログラムの別の形態を説明するための図
である。

【図４】請求項１，６記載の発明の実施の１形態を説明
するための図である。

【図５】請求項２記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図６】請求項３記載の発明の実施の１形態を説明する
ための図である。

【図７】請求項４記載の発明の実施の１形態を特徴部分
のみ示す図である。

【図８】第２の記録媒体の記録面に集光する光スポット
とその周囲の光強度分布を示す図である。

【図９】戻り光束における光強度分布と、請求項５記載
の発明の特徴部分を説明するための図である。

【図１０】発明の効果を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 発光・受光ユニット １Ａ ＬＤチップ １Ｂ 受光素子 ２ 偏光ホログラム ３ １／４波長板 ５ 対物レンズ ６ 記録媒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザからの光を記録媒体における
   記録面に透明基板を介して光スポットとして集光させ、
   上記記録面により反射された戻り光束を再生信号発生用
   の受光素子により検出して再生用の受光信号を発生する
   情報再生を、上記透明基板の厚さが異なる第１および第
   ２の記録媒体に対して行ない得る光ピックアップであっ
   て、 半導体レーザからの光を記録面に光スポットとして集光
   させる対物レンズは、第１の透明基板に応じて光学特性
   を設定されており、 上記半導体レーザと受光素子とが発光・受光ユニットと
   して同一のパッケージ内に配備され、 上記半導体レーザから記録媒体に到る光路上に１／４波
   長板を有すると共に、上記半導体レーザと１／４波長板
   との間に、上記半導体レーザからの直線偏光を透過さ
   せ、記録媒体からの戻り光束を偏向させる偏光ホログラ
   ムを有し、 この偏光ホログラムが、記録媒体からの戻り光束の中心
   光束部と周辺光束部とを分離して偏向させ、 受光素子が、上記偏光ホログラムにより偏向された中心
   光束部を受光する中心光束受光部分と上記偏光ホログラ
   ムにより偏向された周辺光束部を受光する周辺光束受光
   部分とを有し、 上記中心光束受光部分の信号により第２の記録媒体の情
   報を再生し、中心光束受光部分と周辺光束受光部分との
   和信号により第１の記録媒体の情報を再生することを特
   徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップにおいて、 半導体レーザと対物レンズとの間に、半導体レーザから
   の光束を実質的に平行光束とするコリメートレンズを配
   し、偏光ホログラムを上記コリメートレンズと上記対物
   レンズとの間に配備したことを特徴とする光ピックアッ
   プ。
3. 【請求項３】請求項１記載の光ピックアップにおいて、 発光・受光ユニットの窓部に偏光ホログラムを設け、半
   導体レーザ、受光素子及び偏光ホログラムを一体モジュ
   ールとしたことを特徴とする光ピックアップ。
4. 【請求項４】請求項３記載の光ピックアップにおいて、 一体モジュールに１／４波長板を一体的に設けたことを
   特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】請求項１または２または３または４記載の
   光ピックアップにおいて、 偏光ホログラムにより分離される中心光束部は、戻り光
   束における中心部を含み、記録媒体トラック直交方向を
   幅方向とする帯状光束部であり、周辺光束部は、上記帯
   状光束部の幅方向の両側に光束部分であることを特徴と
   する光ピックアップ。
6. 【請求項６】請求項１または２または３または４または
   ５記載の光ピックアップにおいて、 偏光ホログラムは、中心光束部をフォーカシング信号お
   よびトラッキング信号を発生させるための光束部分に分
   離する機能を持ち、上記中心光束部を受光する受光素子
   部分は、上記両信号を発生させるように構成されている
   ことを特徴とする光ピックアップ。
7. 【請求項７】請求項１〜６の任意の１に記載の光ピック
   アップにおいて、 第１の記録媒体は、第２の記録媒体に比して薄い透明基
   板を有することを特徴とする光ピックアップ。