JP3640562B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種光学式情報記録媒体の読み取り（または書き込み）を行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学式情報記録媒体には、ＬＤ（Laser Disc），ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と称される如き種々の光ディスクが知られている。このような光ディスクでは、その基板厚さなど、個々に異なる仕様で規格化されている。また、ＤＶＤ仕様に含まれる多層構造の光ディスクでは、各記録層毎に実効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、異なる光ディスクにおいては、それぞれ読取用対物レンズの最適な開口数（ＮＡ）も異なっている。
【０００３】
当然、ＣＤとＤＶＤのどちらからも記録情報を読み取ることのできるコンパチブルプレーヤが求められるが、ＣＤを読み取る場合の光学系と、ＤＶＤを読み取る場合の光学系とでは、次のような違いがある。
開口数ＮＡの違い：ＤＶＤの場合０．６に対してＣＤの場合は０．４５である。光ディスク表面から記録（反射）面までの基板の厚みの違い：ＤＶＤの場合０．６ｍｍに対してＣＤの場合は１．２ｍｍである。
【０００４】
最適読取光の波長の違い：ＤＶＤの場合６５０ｎｍに対してＣＤの場合は７８０ｎｍである。従って、ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを実現するためには、これらの相違を吸収する必要がある。
【０００５】
かかるコンパチブルプレーヤの実現に際しては、各ディスクに適合した波長の光源を複数個用いることにより光ピックアップを構成するのが無難である。かかる構成を有する光ピックアップは、例えば特開平１０−２６９６０８号公報により既に公知となっている。この一例を図８に示す。
【０００６】
図８は、従来のコンパチブルプレーヤに用いられる光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。図８において、光ピックアップＰ０には、ＤＶＤに適する例えば波長６５０ｎｍの光ビームを発射する第１のレーザダイオード１１と、ＣＤ及びＣＤ−Ｒに適する例えば波長７８０ｎｍの第２のレーザダイオード１２とが設置されている。
【０００７】
一方、書き込み及び読み取りの対象のディスク記録面の法線に沿って、該ディスク記録面から集光光学系たる対物レンズ２０、楔型の一体型プリズム２１が順に配置される。対物レンズ２０は、ディスク記録面に正対している一方、一体型プリズム２１の図８における集光光学系側表面（面Ａ及び面Ｂ’）は、かかる法線に対して傾斜している。
【０００８】
レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射しこの入射光が当該面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、レーザダイオード１２の発射光が面Ｂ’に所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ｂで反射し面Ａを透過した光が対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。
【０００９】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射して透過し面Ｂを透過する。面Ｂを透過したディスクからの反射光は受光素子３０へ到達する。
【００１０】
一体型プリズム２１は、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２から選択的に発射される光ビームをそれぞれ一体型プリズム２１により略無収差にて対物レンズ２０を経てディスク記録面の法線に沿って入射させる。そして、対物レンズ２０を経た戻り光は一体型プリズム２１に入射し当該一体型プリズムを透過する際に非点収差を付与されて光学素子３０へ導かれる。上記各レーザダイオードからの光ビームの各々につき光学素子３０での受光強度及び非点収差が十分得られるように一体型プリズム２１の形状及び光学特性が定められ、その詳細内容は、特開平１０−２６９６０８号公報に既に開示されている。
【００１１】
この一体型プリズム２１を用いると、第１レーザダイオード１１から発射された光ビームは一体型プリズム２１の面Ａで反射し略無収差で対物レンズ２０へ導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過し受光素子３０へ導かれる。一体型プリズムの面Ａから面Ｂを透過する際に所望の非点収差が付与されることになる。第２レーザダイオード１２から発射された光ビームは一体型プリズム２１の面Ｂ’を透過し、面Ｂで反射される。面Ｂを反射した光ビームは面Ａを透過し略無収差で対物レンズ２０へ導かれる。ディスク記録面からの反射光は、第１レーザダイオード１１から発射された光ビームと同様に、一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過し受光素子３０へ導かれる。一体型プリズムの面Ａ及び面Ｂを透過する際に所望の非点収差が付与されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ディスク記録面からの反射光が一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過する際に非点収差以外の収差（主にコマ収差）を発生する。コマ収差は受光素子３０上での戻り光の光軸を中心とする光量分布を非対称に歪ませる。
【００１３】
例えば受光素子３０を４分割の受光部で構成した場合は非点収差法を用いたフォーカスエラーがコマ収差の影響で正確に検出することが出来ない場合があり、プレーヤがディスクのフォーカスサーボを良好に行えず、ディスクの記録情報を正確に読み取ることができないといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、独立した異なる複数の光ビームの照射を行い、非点収差を含み良好な光量分布（光量が光軸を中心に軸対称となる分布）を有する戻り光の受光を行うことのできる、光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、受光素子と一体型プリズムとの間に戻り光のコマ収差を除去するための収差除去手段として光学プリズムと、を設けるように構成した。
【００１６】
収差除去手段は、一体型プリズムなどによって上記記録媒体からの戻り光に付与されたコマ収差を除去するので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、受光素子と一体型プリズムとの間に戻り光に非点収差を付与する非点収差付与手段として光学プリズムと、を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【００２０】
非点収差付与手段は、一体型プリズムから受光素子に向けて発射される戻り光に非点収差を付与して受光素子に導くので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施形態
次に、本発明における好適な各実施形態について図面をもとに以下に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ１で示している。なお、図１において、先に示した図８における従来の光ピックアップの各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００３１】
図１において、光ピックアップＰ１は、ビーム発射手段としてのＤＶＤなどの高記録密度の光ディスクを記録再生するための波長６５０ｎｍの第１のレーザダイオード１１及びＣＤ、ＣＤ−Ｒなどの低記録密度の光ディスクを記録再生するための第２のレーザダイオード１２と、これらレーザダイオードからの光ビームをＣＤやＬＤ、ＤＶＤなどの記録媒体に向けて集光させる共通の集光光学系としての対物レンズ２０と、一体型プリズム２１と、収差除去手段としてのホログラム１と、受光素子３０と、を備えて構成される。
【００３２】
一体型プリズム２１は、ビーム発射手段の各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面面Ａ、面Ｂと、これら光ビームの各々が対物レンズ２０によってディスク記録面に集光することにより生成される戻り光に対し非点収差を付与して出射する出力表面Ｂ’とを有する。入力表面の一方の面Ａは、集光光学系側に形成され、入力表面の他方の面Ｂは、集光光学系側とは反対側に形成され、出力表面Ｂ’は、集光光学系側に形成され、入力表面の一方の面Ａと入力表面の他方の面Ｂとは、互いに非平行である。また、入力表面の一方の面Ａと出力表面Ｂ’とは、山形形状を呈する角度をなすように構成されている。
【００３３】
対物レンズ２０及び一体型プリズム２１は、ディスク記録面に対し図８と同様の位置に配置される。
【００３４】
従って、図１では、レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射し、この入射光が面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれる。レーザダイオード１２の発射光が面Ｂに所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ａを透過して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。各レーザダイオードからの発射光は、従来技術と同様に、略無収差でディスク記録面へ導かれる。上記各レーザダイオードからの光ビームの各々につき光学素子３０での受光強度及び非点収差が十分得られるように一体型プリズム２１の形状及び光学特性が定められ、その詳細内容は、特開平１０−２６９６０８号公報に既に開示されている。
【００３５】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射し面Ｂで反射して面Ｂ’から出射する。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１を透過する際に所定の非点収差を付与される。面Ｂ’を出射した反射光はホログラム１へと導かれる。
【００３６】
ホログラム１は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられている。このホログラム１は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し、一体型プリズム２１を透過することにより発生してしまう非点収差以外の収差（例えばコマ収差など）を除去する処理を行う。ホログラム１を透過した戻り光は受光素子３０へ到達する。
【００３７】
このホログラム１のホログラムの波面は、コマ収差を含んだ一体型プリズム２１方向からの光と、受光素子３０方向からの良好にフォーカスエラーが検出できる非点収差のみを含んだ光とを干渉させることにより設計される。
【００３８】
第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００３９】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００４０】
この場合に、ディスク記録面からの戻り光は、一体型プリズム２１を通過する際に、非点収差が付与され、且つ、非点収差以外の収差（コマ収差など）を発生してホログラム１へと導かれるが、ホログラム１がかかる戻り光の非点収差以外の収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光には非点収差以外の収差による歪みが含まれない。従って、受光素子３０は、非点収差を含み、且つ、非点収差以外の収差を含まない良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００４１】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第２の実施形態により説明する。
【００４２】
（２）第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が共に一体型プリズム２１の集光光学系側に配置されている光ピックアップＰ２で示している。なお、図２において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００４３】
図２において、光ピックアップＰ２において、一体型プリズム２１は、ビーム発射手段の各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面Ａ、Ｂ’と、これら光ビームの各々が対物レンズ２０によって記録媒体の記録面に集光することにより生成される戻り光に対し非点収差を付与して出射する出力表面Ｂとを有する。入力表面の一方の面Ａ及び他方の面Ｂ’は、集光光学系側に形成され、出力表面Ｂは、集光光学系側とは反対側に形成され、入力表面の一方の面Ａと出力表面Ｂとは、互いに非平行である。また、入力表面の一方の面Ａと他方の面Ｂ’とは、山形形状を呈する角度をなすように構成されている。
【００４４】
対物レンズ２０と一体型プリズム２１との配置関係は、ディスク記録面に対し図８と同様の位置である。
【００４５】
図２では、レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射しこの入射光が当該面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、レーザダイオード１２の発射光が面Ｂ’に所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ｂで反射し面Ａを透過して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。各レーザダイオードから発射光は、従来技術と同様に、略無収差でディスク記録面へ導かれる。
【００４６】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射し面Ｂから出射する。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１を透過する際に所定の非点収差を付与される。面Ｂを出射した反射光はホログラム１へと導かれる。
【００４７】
ホログラム１は、一体型プリズム２１の集光光学系側とは反対側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられていてる。このホログラム１にて、一体型プリズム２１を透過することにより発生してしまう非点収差以外の収差（例えばコマ収差など）を除去する処理を行う。ホログラム１を透過した戻り光は受光素子３０へ到達する。このホログラム１は前述した第１の実施形態で説明したものと同様の波面及び作用を有している。
【００４８】
第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００４９】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００５０】
この場合に、上記各レーザダイオードによるディスク記録面からの戻り光は一体型プリズム２１を通過する際に非点収差以外の収差（コマ収差など）を発生してホログラム１へと導かれるが、ホログラム１がかかる戻り光の非点収差以外の収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光には非点収差以外の収差による歪みが含まれない。
【００５１】
従って、受光素子３０は、非点収差を含み、且つ、非点収差以外の収差を含まない良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００５２】
又、上述した第１、第２の実施形態では、収差除去手段としてホログラム１を用いたが、本発明における収差除去手段はこれに限らず、光学プリズムを用いて構成しても良い。このような例を以下の第３、第４の実施形態により説明する。
【００５３】
（３）第３の実施形態
図３は、本発明の第３の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ３で示している。図３（ａ）は光ピックアップＰ３の主要光学部品の配置関係を光路と共に示した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｃの方向から光ピックアップＰ３を見た図である。
【００５４】
光ピックアップＰ３は、先述した図１における光ピックアップＰ１の構成中のホログラム１を収差除去手段としての直角プリズム２に代えて構成したものである。なお、図３において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００５５】
直角プリズム２は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられ、その入射面が一体型プリズム２１からの光の進行方向に対して斜め（つまり垂直でない。）となるように配置される。
【００５６】
直角プリズム２は、直角を挟む２つの平面からなる光の入射面及び出射面を有し、該入射面と出射面との間の斜面（入射面及び出射面に対し４５度傾いた斜面）には、光路変更手段としてのミラーが形成されている。
【００５７】
図３（ａ）において、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるレーザダイオード１１の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経て直角プリズム２の入射面に導かれる。
【００５８】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるレーザダイオード１２の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経て直角プリズム２の入射面に導かれる。
【００５９】
直角プリズム２は、上述したように、一体型プリズム２１からのかかる戻り光を入射面から斜めに入射させた後、ミラーによりその光路を変更させ、しかる後に出射面から出射させて受光素子３０へと導く。
【００６０】
この場合に、直角プリズム２の入射面から入射する一体型プリズム２１からのかかる戻り光には、一体型プリズム２１によって付与された非点収差と、非点収差以外の収差（コマ収差など）を含んでいるが、直角プリズム２がかかる戻り光のコマ収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光にはコマ収差による歪みが含まれない。
【００６１】
コマ収差には方向性があるため、一体型プリズム２１で発生するコマ収差と同じ大きさで方向が逆極性のコマ収差を直角プリズム２で付与すれば、一体型プリズム２１で発生したコマ収差と直角プリズム２で発生するコマ収差とが互いに打ち消しあい、受光素子３０が受講する光にはコマ収差がほとんど含まれなくなるのである。一体型プリズムで発生するコマ収差は設計の段階で判明するため、直角プリズム２についても一体型プリズム２１で発生するコマ収差と同じ大きさで方向が逆極性のコマ収差を生成するように光学特性を定めることが可能である。
【００６２】
また、直角プリズム２は、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中において、その入射面が一体型プリズム２１からの光の進行方向に対して斜め（つまり垂直でない。）となるように配置されることにより非点収差を付与する非点収差付与手段としての役割を有する。これを図４により以下に説明する。
【００６３】
図４は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光が直角プリズム２の入射面から斜めに入射して直角プリズム２を通過する際の光路を示した図である。図４において、一体型プリズム２１からのかかる戻り光が直角プリズム２の入射面より斜めに（入射角θで）入射する場合を考えると、かかる戻り光は、入射面で屈折して入射した後、ミラーで一旦反射してその光路を変更し、しかる後に出射面で再度屈折した後、出射面より斜めに（出射角θで）出射する（図４中、実線の矢印で示す）。その結果、一体型プリズム２１からのかかる戻り光は、直角プリズム２を通過することによって（（π／２）−２θ）だけ光路を変更する。
【００６４】
また、図４において、直角プリズム２に対し、ミラーを対称面とする仮想プリズム（図４中、点線の矢印で示す）を貼り合わせて、且つ、ミラーを取り除いた状態を考えると、直角プリズム２と仮想プリズムは、直角プリズム２の入射面と仮想プリズムの面Ｄが互いに平行な平行平板を構成することとなる。ここで、一体型プリズム２１からのかかる戻り光は、該平行平板を構成するプリズムの入射面から斜めに（入射角θで）入射する場合は、平行平板により非点収差を付与されて面Ｄより出射角θで出射する。
【００６５】
この出射光の光路は、図４から明らかなように、先に述べた直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する場合の光路とミラー面に対し対称な光路である。言い換えれば、直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する光は、上述した仮想プリズムの面Ｄから出射する光がミラーで光路変更した光とみなせる。従って、直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する光は直角プリズム２によって非点収差が付与されることがわかる。
【００６６】
以上により、一体型プリズム２１からの戻り光が直角プリズム２の入射面から斜めに入射した光は、直角プリズム２によってその光路が変更されると共に、直角プリズム２によりコマ収差が除去出射面から受光素子３０に導かれることになる。
【００６７】
従って、受光素子３０は、フォーカスエラーを正確に検出するのに十分な量の非点収差を含み、且つ、コマ収差を含まない良好な光量分布の戻り光を受光することができる。その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、直角プリズム２は、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中において、光路変更手段としても作用する。つまり、一体型プリズム２１からの戻り光の光路を変更して受光素子３０の受光面へと導くようにしたので、光ピックアップＰ３は、受光素子３０を必ずしも図３（ａ）の表示面と同一平面上に配置する必要がなく、光学系を設計する際に受光素子３０の配置の自由度が増す。その結果、受光素子３０を光ピックアップの薄型化に適した位置に配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００６９】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第４の実施形態により説明する。
【００７０】
（４）第４の実施形態
図５は、本発明の第４の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が一体型プリズム２１の集光光学系側に共に配置されている光ピックアップＰ４で示している。図５中（ａ）は光ピックアップＰ４の主要光学部品の配置関係を光路と共に示した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す矢印Ｅの方向から光ピックアップＰ４を見た図である。なお、図５において、先に示した図３における光ピックアップＰ３の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００７１】
図５において、光ピックアップＰ４は、光ピックアップＰ３と同等の光学部品を用いて、且つ、互いの光学的配置を異にして構成される。
【００７２】
すなわち、光ピックアップＰ４は、第２のレーザダイオード１２が第１のレーザダイオード１１と同様に、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されている。また、光ピックアップＰ４の第１のレーザダイオード１１以外の光学部品は光ピックアップＰ３と同様に配される。
【００７３】
つまり、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→直角プリズム２の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００７４】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→直角プリズム２の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００７５】
これにより、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ３と同様に、コマ収差が含まれず、且つ、一体型プリズム２１によって付与されている。
【００７６】
従って、受光素子３０は、フォーカスエラーを正確に検出するのに十分な量の非点収差を含み、且つ、コマ収差を含まない良好な光量分布の戻り光を受光することができる。その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００７７】
尚、上述した第３及び第４の実施形態では、収差除去手段を、直角を挟む２つの平面からなる光の入射面及び出射面を有し、該入射面及び出射面に対し４５度傾いた斜面には光路変更手段としてのミラーが形成されて形成される直角プリズム２を用いて説明したが、少なくとも非点収差以外の収差が除去される形状であれば、プリズムの入射面及び出射面が交差する角度は必ずしも直角である必要はなく、また、ミラー面も必ずしも入射面及び出射面に対し４５度傾いている必要はない。
【００７８】
尚、上述した第１〜４の実施形態では、光ピックアップの一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にホログラム１又は直角プリズム２からなる収差除去手段を設けた光ピックアップの構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、収差除去手段の代りに、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に収差付与手段を設けた構成としても良い。このような例を、第５、第６の実施形態によって以下に説明する。
【００７９】
（５）第５の実施形態
第５の実施形態は、収差除去手段の代りに、非点収差を付与するための非点収差付与手段を設けたものである。
【００８０】
図６は、本発明の第５の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ５で示している。光ピックアップＰ５は、先述した図１における光ピックアップＰ１の構成中の収差除去手段としてのホログラム１を非点収差付与手段としてのトーリックレンズ３に代えて構成したものである。なお、図６において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００８１】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられている。
【００８２】
図６において、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるＬＤ１の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経てトーリックレンズ３に導かれる。
【００８３】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるＬＤ２の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経てトーリックレンズ３に導かれる。
【００８４】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し新たな非点収差を発生させた後、この新たな非点収差を付与した戻り光を受光素子３０へと導く。
【００８５】
したがって、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ１で述べたように、一体型プリズム２１によって付与された非点収差に加えて、トーリックレンズ３により付与された新たな非点収差が含まれるので、十分な量の非点収差が付与されて光量分布が良好となる。その結果、受光素子３０は、十分な量の非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にトーリックレンズ３を設けることによって非点収差付与手段を構成したので、トーリックレンズ３のレンズ作用により一体型プリズム２１から受光素子３０までの距離を任意に設定した位置に受光素子３０を配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００８７】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第６の実施形態により説明する。
【００８８】
（６）第６の実施形態
図７は、本発明の第６の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が共に一体型プリズム２１の集光光学系側に配置されている光ピックアップＰ６で示している。なお、図７において、先に示した図６における光ピックアップＰ５の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００８９】
図７において、光ピックアップＰ６は、光ピックアップＰ５と同等の光学部品を用いて、且つ、互いの光学的配置を異にして構成される。
【００９０】
すなわち、光ピックアップＰ６は、第２のレーザダイオード１２が第１のレーザダイオード１１と同様に、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されている。また、光ピックアップＰ６の第１のレーザダイオード１１以外の光学部品は光ピックアップＰ１と同様に配される。
【００９１】
つまり、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→トーリックレンズ３の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００９２】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→トーリックレンズ３の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００９３】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し新たな非点収差を発生させた後、この新たな非点収差を付与した戻り光を受光素子３０へと導く。
【００９４】
したがって、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ５で述べたように、一体型プリズム２１によって付与された非点収差に加えて、トーリックレンズ３により付与された新たな非点収差が含まれるので、十分な量の非点収差が付与されて光量分布が良好となる。その結果、受光素子３０は、十分な量の非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーやを正確に検出することができる。
【００９５】
また、本実施形態も第５の実施形態と同様に、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にトーリックレンズ３を設けることによって非点収差付与手段を構成したので、トーリックレンズ３のレンズ作用により一体型プリズム２１から受光素子３０までの距離を任意に設定した位置に受光素子３０を配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、受光素子と一体型プリズムとの間に収差除去手段を設けることにより、収差除去手段は、一体型プリズムなどによって記録媒体からの戻り光に付与された非点収差以外の収差を除去するので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００９７】
また、受光素子と一体型プリズムとの間に非点収差付与手段を設けることにより、非点収差付与手段は、一体型プリズムから受光素子に向けて発射される戻り光に非点収差を付与して受光素子に導くので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図４】一体型プリズムからのかかる戻り光が直角プリズムの入射面から斜めに入射して直角プリズムを通過する際の光路を示した図である。
【図５】本発明の第４の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図７】本発明の第６の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図８】従来のコンパチブルプレーヤに用いられる光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・・ホログラム
２・・・・直角プリズム
３・・・・トーリックレンズ
１１・・・・レーザダイオード
１２・・・・レーザダイオード
２１・・・・一体型プリズム
３０・・・・受光素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種光学式情報記録媒体の読み取り（または書き込み）を行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光学式情報記録媒体には、ＬＤ（Laser Disc），ＣＤ（Compact Disc），ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と称される如き種々の光ディスクが知られている。このような光ディスクでは、その基板厚さなど、個々に異なる仕様で規格化されている。また、ＤＶＤ仕様に含まれる多層構造の光ディスクでは、各記録層毎に実効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、異なる光ディスクにおいては、それぞれ読取用対物レンズの最適な開口数（ＮＡ）も異なっている。
【０００３】
当然、ＣＤとＤＶＤのどちらからも記録情報を読み取ることのできるコンパチブルプレーヤが求められるが、ＣＤを読み取る場合の光学系と、ＤＶＤを読み取る場合の光学系とでは、次のような違いがある。
開口数ＮＡの違い：ＤＶＤの場合０．６に対してＣＤの場合は０．４５である。光ディスク表面から記録（反射）面までの基板の厚みの違い：ＤＶＤの場合０．６ｍｍに対してＣＤの場合は１．２ｍｍである。
【０００４】
最適読取光の波長の違い：ＤＶＤの場合６５０ｎｍに対してＣＤの場合は７８０ｎｍである。従って、ＣＤ／ＤＶＤコンパチブルプレーヤの光ピックアップを実現するためには、これらの相違を吸収する必要がある。
【０００５】
かかるコンパチブルプレーヤの実現に際しては、各ディスクに適合した波長の光源を複数個用いることにより光ピックアップを構成するのが無難である。かかる構成を有する光ピックアップは、例えば特開平１０−２６９６０８号公報により既に公知となっている。この一例を図８に示す。
【０００６】
図８は、従来のコンパチブルプレーヤに用いられる光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。図８において、光ピックアップＰ０には、ＤＶＤに適する例えば波長６５０ｎｍの光ビームを発射する第１のレーザダイオード１１と、ＣＤ及びＣＤ−Ｒに適する例えば波長７８０ｎｍの第２のレーザダイオード１２とが設置されている。
【０００７】
一方、書き込み及び読み取りの対象のディスク記録面の法線に沿って、該ディスク記録面から集光光学系たる対物レンズ２０、楔型の一体型プリズム２１が順に配置される。対物レンズ２０は、ディスク記録面に正対している一方、一体型プリズム２１の図８における集光光学系側表面（面Ａ及び面Ｂ’）は、かかる法線に対して傾斜している。
【０００８】
レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射しこの入射光が当該面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、レーザダイオード１２の発射光が面Ｂ’に所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ｂで反射し面Ａを透過した光が対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。
【０００９】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射して透過し面Ｂを透過する。面Ｂを透過したディスクからの反射光は受光素子３０へ到達する。
【００１０】
一体型プリズム２１は、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２から選択的に発射される光ビームをそれぞれ一体型プリズム２１により略無収差にて対物レンズ２０を経てディスク記録面の法線に沿って入射させる。そして、対物レンズ２０を経た戻り光は一体型プリズム２１に入射し当該一体型プリズムを透過する際に非点収差を付与されて光学素子３０へ導かれる。上記各レーザダイオードからの光ビームの各々につき光学素子３０での受光強度及び非点収差が十分得られるように一体型プリズム２１の形状及び光学特性が定められ、その詳細内容は、特開平１０−２６９６０８号公報に既に開示されている。
【００１１】
この一体型プリズム２１を用いると、第１レーザダイオード１１から発射された光ビームは一体型プリズム２１の面Ａで反射し略無収差で対物レンズ２０へ導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過し受光素子３０へ導かれる。一体型プリズムの面Ａから面Ｂを透過する際に所望の非点収差が付与されることになる。第２レーザダイオード１２から発射された光ビームは一体型プリズム２１の面Ｂ’を透過し、面Ｂで反射される。面Ｂを反射した光ビームは面Ａを透過し略無収差で対物レンズ２０へ導かれる。ディスク記録面からの反射光は、第１レーザダイオード１１から発射された光ビームと同様に、一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過し受光素子３０へ導かれる。一体型プリズムの面Ａ及び面Ｂを透過する際に所望の非点収差が付与されることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ディスク記録面からの反射光が一体型プリズム２１の面Ａ及び面Ｂを透過する際に非点収差以外の収差（主にコマ収差）を発生する。コマ収差は受光素子３０上での戻り光の光軸を中心とする光量分布を非対称に歪ませる。
【００１３】
例えば受光素子３０を４分割の受光部で構成した場合は非点収差法を用いたフォーカスエラーがコマ収差の影響で正確に検出することが出来ない場合があり、プレーヤがディスクのフォーカスサーボを良好に行えず、ディスクの記録情報を正確に読み取ることができないといった問題が生じる。
【００１４】
本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、独立した異なる複数の光ビームの照射を行い、非点収差を含み良好な光量分布（光量が光軸を中心に軸対称となる分布）を有する戻り光の受光を行うことのできる、光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、受光素子と一体型プリズムとの間に戻り光のコマ収差を除去するための収差除去手段として光学プリズムと、を設けるように構成した。
【００１６】
収差除去手段は、一体型プリズムなどによって上記記録媒体からの戻り光に付与されたコマ収差を除去するので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明は、独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した光ビームを供給するビーム発射手段と、ビーム発射手段からの光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、ビーム発射手段からの光ビームの各々が入射し略無収差のまま当該光ビームの各々を集光光学系へ導くとともに、記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、受光素子と一体型プリズムとの間に戻り光に非点収差を付与する非点収差付与手段として光学プリズムと、を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【００２０】
非点収差付与手段は、一体型プリズムから受光素子に向けて発射される戻り光に非点収差を付与して受光素子に導くので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
（１）第１の実施形態
次に、本発明における好適な各実施形態について図面をもとに以下に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ１で示している。なお、図１において、先に示した図８における従来の光ピックアップの各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００３１】
図１において、光ピックアップＰ１は、ビーム発射手段としてのＤＶＤなどの高記録密度の光ディスクを記録再生するための波長６５０ｎｍの第１のレーザダイオード１１及びＣＤ、ＣＤ−Ｒなどの低記録密度の光ディスクを記録再生するための第２のレーザダイオード１２と、これらレーザダイオードからの光ビームをＣＤやＬＤ、ＤＶＤなどの記録媒体に向けて集光させる共通の集光光学系としての対物レンズ２０と、一体型プリズム２１と、収差除去手段としてのホログラム１と、受光素子３０と、を備えて構成される。
【００３２】
一体型プリズム２１は、ビーム発射手段の各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面面Ａ、面Ｂと、これら光ビームの各々が対物レンズ２０によってディスク記録面に集光することにより生成される戻り光に対し非点収差を付与して出射する出力表面Ｂ’とを有する。入力表面の一方の面Ａは、集光光学系側に形成され、入力表面の他方の面Ｂは、集光光学系側とは反対側に形成され、出力表面Ｂ’は、集光光学系側に形成され、入力表面の一方の面Ａと入力表面の他方の面Ｂとは、互いに非平行である。また、入力表面の一方の面Ａと出力表面Ｂ’とは、山形形状を呈する角度をなすように構成されている。
【００３３】
対物レンズ２０及び一体型プリズム２１は、ディスク記録面に対し図８と同様の位置に配置される。
【００３４】
従って、図１では、レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射し、この入射光が面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれる。レーザダイオード１２の発射光が面Ｂに所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ａを透過して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。各レーザダイオードからの発射光は、従来技術と同様に、略無収差でディスク記録面へ導かれる。上記各レーザダイオードからの光ビームの各々につき光学素子３０での受光強度及び非点収差が十分得られるように一体型プリズム２１の形状及び光学特性が定められ、その詳細内容は、特開平１０−２６９６０８号公報に既に開示されている。
【００３５】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射し面Ｂで反射して面Ｂ’から出射する。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１を透過する際に所定の非点収差を付与される。面Ｂ’を出射した反射光はホログラム１へと導かれる。
【００３６】
ホログラム１は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられている。このホログラム１は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し、一体型プリズム２１を透過することにより発生してしまう非点収差以外の収差（例えばコマ収差など）を除去する処理を行う。ホログラム１を透過した戻り光は受光素子３０へ到達する。
【００３７】
このホログラム１のホログラムの波面は、コマ収差を含んだ一体型プリズム２１方向からの光と、受光素子３０方向からの良好にフォーカスエラーが検出できる非点収差のみを含んだ光とを干渉させることにより設計される。
【００３８】
第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００３９】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００４０】
この場合に、ディスク記録面からの戻り光は、一体型プリズム２１を通過する際に、非点収差が付与され、且つ、非点収差以外の収差（コマ収差など）を発生してホログラム１へと導かれるが、ホログラム１がかかる戻り光の非点収差以外の収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光には非点収差以外の収差による歪みが含まれない。従って、受光素子３０は、非点収差を含み、且つ、非点収差以外の収差を含まない良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００４１】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第２の実施形態により説明する。
【００４２】
（２）第２の実施形態
図２は、本発明の第２の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が共に一体型プリズム２１の集光光学系側に配置されている光ピックアップＰ２で示している。なお、図２において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００４３】
図２において、光ピックアップＰ２において、一体型プリズム２１は、ビーム発射手段の各々に対応してこれら光ビームが入射される少なくとも２つの入力表面Ａ、Ｂ’と、これら光ビームの各々が対物レンズ２０によって記録媒体の記録面に集光することにより生成される戻り光に対し非点収差を付与して出射する出力表面Ｂとを有する。入力表面の一方の面Ａ及び他方の面Ｂ’は、集光光学系側に形成され、出力表面Ｂは、集光光学系側とは反対側に形成され、入力表面の一方の面Ａと出力表面Ｂとは、互いに非平行である。また、入力表面の一方の面Ａと他方の面Ｂ’とは、山形形状を呈する角度をなすように構成されている。
【００４４】
対物レンズ２０と一体型プリズム２１との配置関係は、ディスク記録面に対し図８と同様の位置である。
【００４５】
図２では、レーザダイオード１１、１２並びに一体型プリズム２１は、レーザダイオード１１の発射光が一体型プリズム２１の面Ａに所定の角度で入射しこの入射光が当該面Ａで反射して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるとともに、レーザダイオード１２の発射光が面Ｂ’に所定の角度で入射しこの入射光が一体型プリズム２１の面Ｂで反射し面Ａを透過して対物レンズ２０を介しディスク記録面へと導かれるように配置されている。各レーザダイオードから発射光は、従来技術と同様に、略無収差でディスク記録面へ導かれる。
【００４６】
対物レンズ２０によって集光された光ビームは、ディスク記録面において光学変調を受けつつ反射し、戻り光として再び対物レンズ２０に達する。対物レンズ２０を経た戻り光は、再びディスクへの入射光と同様の光路にて一体型プリズム２１に導かれる。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズムの面Ａから入射し面Ｂから出射する。ディスク記録面からの反射光は一体型プリズム２１を透過する際に所定の非点収差を付与される。面Ｂを出射した反射光はホログラム１へと導かれる。
【００４７】
ホログラム１は、一体型プリズム２１の集光光学系側とは反対側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられていてる。このホログラム１にて、一体型プリズム２１を透過することにより発生してしまう非点収差以外の収差（例えばコマ収差など）を除去する処理を行う。ホログラム１を透過した戻り光は受光素子３０へ到達する。このホログラム１は前述した第１の実施形態で説明したものと同様の波面及び作用を有している。
【００４８】
第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００４９】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→ホログラム１の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００５０】
この場合に、上記各レーザダイオードによるディスク記録面からの戻り光は一体型プリズム２１を通過する際に非点収差以外の収差（コマ収差など）を発生してホログラム１へと導かれるが、ホログラム１がかかる戻り光の非点収差以外の収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光には非点収差以外の収差による歪みが含まれない。
【００５１】
従って、受光素子３０は、非点収差を含み、且つ、非点収差以外の収差を含まない良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００５２】
又、上述した第１、第２の実施形態では、収差除去手段としてホログラム１を用いたが、本発明における収差除去手段はこれに限らず、光学プリズムを用いて構成しても良い。このような例を以下の第３、第４の実施形態により説明する。
【００５３】
（３）第３の実施形態
図３は、本発明の第３の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ３で示している。図３（ａ）は光ピックアップＰ３の主要光学部品の配置関係を光路と共に示した図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す矢印Ｃの方向から光ピックアップＰ３を見た図である。
【００５４】
光ピックアップＰ３は、先述した図１における光ピックアップＰ１の構成中のホログラム１を収差除去手段としての直角プリズム２に代えて構成したものである。なお、図３において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００５５】
直角プリズム２は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられ、その入射面が一体型プリズム２１からの光の進行方向に対して斜め（つまり垂直でない。）となるように配置される。
【００５６】
直角プリズム２は、直角を挟む２つの平面からなる光の入射面及び出射面を有し、該入射面と出射面との間の斜面（入射面及び出射面に対し４５度傾いた斜面）には、光路変更手段としてのミラーが形成されている。
【００５７】
図３（ａ）において、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるレーザダイオード１１の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経て直角プリズム２の入射面に導かれる。
【００５８】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるレーザダイオード１２の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経て直角プリズム２の入射面に導かれる。
【００５９】
直角プリズム２は、上述したように、一体型プリズム２１からのかかる戻り光を入射面から斜めに入射させた後、ミラーによりその光路を変更させ、しかる後に出射面から出射させて受光素子３０へと導く。
【００６０】
この場合に、直角プリズム２の入射面から入射する一体型プリズム２１からのかかる戻り光には、一体型プリズム２１によって付与された非点収差と、非点収差以外の収差（コマ収差など）を含んでいるが、直角プリズム２がかかる戻り光のコマ収差を除去して受光素子３０へと導くので、受光素子３０が受光する光にはコマ収差による歪みが含まれない。
【００６１】
コマ収差には方向性があるため、一体型プリズム２１で発生するコマ収差と同じ大きさで方向が逆極性のコマ収差を直角プリズム２で付与すれば、一体型プリズム２１で発生したコマ収差と直角プリズム２で発生するコマ収差とが互いに打ち消しあい、受光素子３０が受講する光にはコマ収差がほとんど含まれなくなるのである。一体型プリズムで発生するコマ収差は設計の段階で判明するため、直角プリズム２についても一体型プリズム２１で発生するコマ収差と同じ大きさで方向が逆極性のコマ収差を生成するように光学特性を定めることが可能である。
【００６２】
また、直角プリズム２は、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中において、その入射面が一体型プリズム２１からの光の進行方向に対して斜め（つまり垂直でない。）となるように配置されることにより非点収差を付与する非点収差付与手段としての役割を有する。これを図４により以下に説明する。
【００６３】
図４は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光が直角プリズム２の入射面から斜めに入射して直角プリズム２を通過する際の光路を示した図である。図４において、一体型プリズム２１からのかかる戻り光が直角プリズム２の入射面より斜めに（入射角θで）入射する場合を考えると、かかる戻り光は、入射面で屈折して入射した後、ミラーで一旦反射してその光路を変更し、しかる後に出射面で再度屈折した後、出射面より斜めに（出射角θで）出射する（図４中、実線の矢印で示す）。その結果、一体型プリズム２１からのかかる戻り光は、直角プリズム２を通過することによって（（π／２）−２θ）だけ光路を変更する。
【００６４】
また、図４において、直角プリズム２に対し、ミラーを対称面とする仮想プリズム（図４中、点線の矢印で示す）を貼り合わせて、且つ、ミラーを取り除いた状態を考えると、直角プリズム２と仮想プリズムは、直角プリズム２の入射面と仮想プリズムの面Ｄが互いに平行な平行平板を構成することとなる。ここで、一体型プリズム２１からのかかる戻り光は、該平行平板を構成するプリズムの入射面から斜めに（入射角θで）入射する場合は、平行平板により非点収差を付与されて面Ｄより出射角θで出射する。
【００６５】
この出射光の光路は、図４から明らかなように、先に述べた直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する場合の光路とミラー面に対し対称な光路である。言い換えれば、直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する光は、上述した仮想プリズムの面Ｄから出射する光がミラーで光路変更した光とみなせる。従って、直角プリズム２の出射面から受光素子３０へ出射する光は直角プリズム２によって非点収差が付与されることがわかる。
【００６６】
以上により、一体型プリズム２１からの戻り光が直角プリズム２の入射面から斜めに入射した光は、直角プリズム２によってその光路が変更されると共に、直角プリズム２によりコマ収差が除去出射面から受光素子３０に導かれることになる。
【００６７】
従って、受光素子３０は、フォーカスエラーを正確に検出するのに十分な量の非点収差を含み、且つ、コマ収差を含まない良好な光量分布の戻り光を受光することができる。その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００６８】
また、本実施形態では、直角プリズム２は、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中において、光路変更手段としても作用する。つまり、一体型プリズム２１からの戻り光の光路を変更して受光素子３０の受光面へと導くようにしたので、光ピックアップＰ３は、受光素子３０を必ずしも図３（ａ）の表示面と同一平面上に配置する必要がなく、光学系を設計する際に受光素子３０の配置の自由度が増す。その結果、受光素子３０を光ピックアップの薄型化に適した位置に配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００６９】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第４の実施形態により説明する。
【００７０】
（４）第４の実施形態
図５は、本発明の第４の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が一体型プリズム２１の集光光学系側に共に配置されている光ピックアップＰ４で示している。図５中（ａ）は光ピックアップＰ４の主要光学部品の配置関係を光路と共に示した図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す矢印Ｅの方向から光ピックアップＰ４を見た図である。なお、図５において、先に示した図３における光ピックアップＰ３の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００７１】
図５において、光ピックアップＰ４は、光ピックアップＰ３と同等の光学部品を用いて、且つ、互いの光学的配置を異にして構成される。
【００７２】
すなわち、光ピックアップＰ４は、第２のレーザダイオード１２が第１のレーザダイオード１１と同様に、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されている。また、光ピックアップＰ４の第１のレーザダイオード１１以外の光学部品は光ピックアップＰ３と同様に配される。
【００７３】
つまり、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→直角プリズム２の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００７４】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→直角プリズム２の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００７５】
これにより、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ３と同様に、コマ収差が含まれず、且つ、一体型プリズム２１によって付与されている。
【００７６】
従って、受光素子３０は、フォーカスエラーを正確に検出するのに十分な量の非点収差を含み、且つ、コマ収差を含まない良好な光量分布の戻り光を受光することができる。その結果、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００７７】
尚、上述した第３及び第４の実施形態では、収差除去手段を、直角を挟む２つの平面からなる光の入射面及び出射面を有し、該入射面及び出射面に対し４５度傾いた斜面には光路変更手段としてのミラーが形成されて形成される直角プリズム２を用いて説明したが、少なくとも非点収差以外の収差が除去される形状であれば、プリズムの入射面及び出射面が交差する角度は必ずしも直角である必要はなく、また、ミラー面も必ずしも入射面及び出射面に対し４５度傾いている必要はない。
【００７８】
尚、上述した第１〜４の実施形態では、光ピックアップの一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にホログラム１又は直角プリズム２からなる収差除去手段を設けた光ピックアップの構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、収差除去手段の代りに、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に収差付与手段を設けた構成としても良い。このような例を、第５、第６の実施形態によって以下に説明する。
【００７９】
（５）第５の実施形態
第５の実施形態は、収差除去手段の代りに、非点収差を付与するための非点収差付与手段を設けたものである。
【００８０】
図６は、本発明の第５の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源を用いた光ピックアップＰ５で示している。光ピックアップＰ５は、先述した図１における光ピックアップＰ１の構成中の収差除去手段としてのホログラム１を非点収差付与手段としてのトーリックレンズ３に代えて構成したものである。なお、図６において、先に示した図１における光ピックアップＰ１の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００８１】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されて、且つ、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中に設けられている。
【００８２】
図６において、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるＬＤ１の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経てトーリックレンズ３に導かれる。
【００８３】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって先の光ピックアップＰ１におけるＬＤ２の戻り光と同様の光路、つまり、対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→面Ｂ’の光路を経てトーリックレンズ３に導かれる。
【００８４】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し新たな非点収差を発生させた後、この新たな非点収差を付与した戻り光を受光素子３０へと導く。
【００８５】
したがって、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ１で述べたように、一体型プリズム２１によって付与された非点収差に加えて、トーリックレンズ３により付与された新たな非点収差が含まれるので、十分な量の非点収差が付与されて光量分布が良好となる。その結果、受光素子３０は、十分な量の非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にトーリックレンズ３を設けることによって非点収差付与手段を構成したので、トーリックレンズ３のレンズ作用により一体型プリズム２１から受光素子３０までの距離を任意に設定した位置に受光素子３０を配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００８７】
なお、第１のレーザダイオード１１及び第２のレーザダイオード１２からなるビーム発射手段は、かならずしも一体型プリズムの両側（つまり、集光光学系側及び集光光学系側とは反対の側）に配置する必要はなく、一方の側に配置しても良い。このような例を以下の第６の実施形態により説明する。
【００８８】
（６）第６の実施形態
図７は、本発明の第６の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図であり、ここでは異なる２波長の光源が共に一体型プリズム２１の集光光学系側に配置されている光ピックアップＰ６で示している。なお、図７において、先に示した図６における光ピックアップＰ５の各部の構成と同等の構成部分については、同一の符号を付している。
【００８９】
図７において、光ピックアップＰ６は、光ピックアップＰ５と同等の光学部品を用いて、且つ、互いの光学的配置を異にして構成される。
【００９０】
すなわち、光ピックアップＰ６は、第２のレーザダイオード１２が第１のレーザダイオード１１と同様に、一体型プリズム２１の集光光学系側に配されている。また、光ピックアップＰ６の第１のレーザダイオード１１以外の光学部品は光ピックアップＰ１と同様に配される。
【００９１】
つまり、第１のレーザダイオード１１から発射される光ビームは、レーザダイオード１１→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→トーリックレンズ３の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００９２】
また、第２のレーザダイオード１２から発射される光ビームは、レーザダイオード１２→面Ｂ’→面Ｂ→面Ａ→対物レンズ２０の光路を経てディスク記録面に集光し、その反射光が戻り光となって対物レンズ２０→面Ａ→面Ｂ→トーリックレンズ３の光路を経て受光素子３０に導かれる。
【００９３】
トーリックレンズ３は、一体型プリズム２１からのかかる戻り光に対し新たな非点収差を発生させた後、この新たな非点収差を付与した戻り光を受光素子３０へと導く。
【００９４】
したがって、受光素子３０が受光する上記戻り光には、先の光ピックアップＰ５で述べたように、一体型プリズム２１によって付与された非点収差に加えて、トーリックレンズ３により付与された新たな非点収差が含まれるので、十分な量の非点収差が付与されて光量分布が良好となる。その結果、受光素子３０は、十分な量の非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、その結果、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーやを正確に検出することができる。
【００９５】
また、本実施形態も第５の実施形態と同様に、一体型プリズム２１と受光素子３０との間の光路中にトーリックレンズ３を設けることによって非点収差付与手段を構成したので、トーリックレンズ３のレンズ作用により一体型プリズム２１から受光素子３０までの距離を任意に設定した位置に受光素子３０を配置することができ、光ピックアップを小型、薄型に形成することができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明によれば、受光素子と一体型プリズムとの間に収差除去手段を設けることにより、収差除去手段は、一体型プリズムなどによって記録媒体からの戻り光に付与された非点収差以外の収差を除去するので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【００９７】
また、受光素子と一体型プリズムとの間に非点収差付与手段を設けることにより、非点収差付与手段は、一体型プリズムから受光素子に向けて発射される戻り光に非点収差を付与して受光素子に導くので、その結果、受光素子は、非点収差を含む良好な光量分布を有する戻り光を受光することができ、良好なフォーカスサーボやを行うのに必要なフォーカスエラーを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図４】一体型プリズムからのかかる戻り光が直角プリズムの入射面から斜めに入射して直角プリズムを通過する際の光路を示した図である。
【図５】本発明の第４の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図７】本発明の第６の実施形態における光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【図８】従来のコンパチブルプレーヤに用いられる光ピックアップの光学系の概略構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１・・・・ホログラム
２・・・・直角プリズム
３・・・・トーリックレンズ
１１・・・・レーザダイオード
１２・・・・レーザダイオード
２１・・・・一体型プリズム
３０・・・・受光素子
Claims (2)
- 独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した前記光ビームを供給するビーム発射手段と、前記ビーム発射手段からの前記光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、前記ビーム発射手段からの前記光ビームの各々が入射し略無収差のまま前記光ビームの各々を前記集光光学系へ導くとともに、前記記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、前記受光素子と前記一体型プリズムとの間に前記戻り光のコマ収差を除去するための収差除去手段として光学プリズムと、を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
- 独立した異なる複数の光ビームの発射を行い、非点収差を含み良好な光量分布を有する戻り光の受光を行うことのできる光ピックアップ装置であって、少なくとも２つの独立した前記光ビームを供給するビーム発射手段と、前記ビーム発射手段からの前記光ビームを記録媒体へ向けて集光させる共通の光学系と、前記ビーム発射手段からの前記光ビームの各々が入射し略無収差のまま前記光ビームの各々を前記集光光学系へ導くとともに、前記記録媒体からの戻り光の各々が入射し受光素子へ導くための一体型プリズムと、前記受光素子と前記一体型プリズムとの間に前記戻り光に非点収差を付与する非点収差付与手段として光学プリズムと、を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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