JP3867396B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの情報の記録や再生を行う光ピックアップに係り、特に、ＣＤやＣＤ−ＲＯＭ等の従来型光ディスクやデジタルビデオディスク（ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ）等の高密度光ディスクのようにディスク基板の厚みや記録密度等の規格の異なる光ディスクの記録や再生が可能な光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来型光ディスクとして、音楽ソフトやコンピュータ用ソフトの媒体としてコンパクトディスク（ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ）が幅広く普及しているが、近年、映像ソフトや大容量コンピュータソフトの媒体として、高密度光ディスク（ＤＶＤ、ＤＶＤ−ＲＯＭ）が提案され実用化されようとしている。高密度光ディスクでは、光ピックアップの集光手段の開口数を従来型光ディスクの０．４５から０．６０に高めるとともに、半導体レーザの波長を従来型光ディスクの７８０ｎｍから６５０ｎｍあるいは６３５ｎｍに短波長化することにより、光ディスクの記録面に結像されるスポット径をさらに微小化し、記録密度を従来型光ディスクの４．２倍程度にまで高めている。一方、ディスクの傾きにより生じる波面収差は開口数の３乗とディスク基板の厚みに比例するため、高密度光ディスクではディスクの傾きによる波面収差が増大することを抑制するために、ディスク基板の厚みを従来型光ディスクの１．２ｍｍに対して半分の０．６ｍｍに設定している。
【０００３】
このような背景にあって、高密度光ディスク用の光ピックアップは、現在までに出版されたソフトの資産を有効に活用できるようにするために、高密度光ディスクだけでなく従来型光ディスクの再生が可能であることが要求されている。しかしながら、高密度光ディスク用に設計された光学系をそのまま従来型光ディスクに用いると、ディスク基板の厚みの違いにより大きな球面収差が発生して、結像スポットがボケて情報の再生ができないという問題が生じる。
【０００４】
さらに加えて第３の記録媒体としてＣＤ−Ｒと呼ばれている一回だけ書き換え可能な追記型光ディスクが存在している。このＣＤ−Ｒの反射膜は波長依存性が非常に高いので、規格で定められている７８０ｎｍ近傍の発振波長を有する光源しか用いることができない。
【０００５】
この問題を解決するための従来の技術について以下詳細に説明する。図１３は従来の光ピックアップの光学系を示す図である。図１３において、２００および３００は光源で、光源２００は高密度光ディスクを再生するために用いられる波長が６３５〜６５０ｎｍの半導体レーザであり、光源３００は低密度光ディスクおよび追記型低密度光ディスク（以下まとめて低密度光ディスクと称す）を再生するために用いられる波長が７８０ｎｍの半導体レーザである。２０１はプリズムで、プリズム２０１にはハーフミラーが設けられている。２０２はコリメータレンズで、コリメータレンズ２０２は拡散光を平行光に変換する働きを有している。２０３は対物レンズ保持部で、対物レンズ保持部２０３には低密度光ディスク用レンズ２０４と高密度光ディスク用レンズ２０５が保持されている。対物レンズ保持部２０３は光ディスクの種類に応じてレンズを切り替えられるような構成を有している。２０６は高密度光ディスク、２０７は低密度光ディスクである。
【０００６】
以下図１３に示す光ピックアップの動作について説明する。
まず最初に低密度光ディスクに対する動作について説明する。図１３において、光源２００から照射された光は所定の拡散角を有した状態でプリズム２０１に入射し、ハーフミラー２０１ａで反射された光束２０８のみがコリメータレンズ２０２に入射する。そしてコリメータレンズ２０２で拡散光から平行光に変換された光束２０９は対物レンズに入射する。ここで対物レンズは予め対物レンズ保持部２０３を切り替えて、低密度光ディスク用の対物レンズ２０４が配置されているようにしておく。低密度光ディスク用レンズ２０４に入射した光束２０９は集光されて低密度光ディスク２０７に収束される。そして低密度光ディスク２０７で反射された光は、所定の経路を介して受光素子（図示せず）に導かれる。
【０００７】
次に高密度光ディスクに対する動作について説明する。図８において、光源２００から照射された光は所定の拡散角を有した状態でプリズム２０１に入射し、ハーフミラー２０１ａを透過した光束２１０のみがコリメータレンズ２０２に入射する。そしてコリメータレンズ２０２で拡散光から平行光に変換された光束２１１は対物レンズに入射する。ここで対物レンズは予め対物レンズ保持部２０３を切り替えて、高密度光ディスク用レンズ２０５が配置されているようにしておく。低密度光ディスク用の対物レンズ２０５に入射した光束２１１は集光されて高密度光ディスク２０６に収束される。そして高密度光ディスク２０６で反射された光は、所定の経路を介して受光素子（図示せず）に導かれる。
【０００８】
そしてこのときどちらの光源を用いるか、及び、どちらの対物レンズを用いるかは、ユーザによってセットされたディスクが高密度であるか低密度であるかを判断して切り替える。
【０００９】
しかしながらこのような光ピックアップにおいては、複数の光学系が光源から記録媒体まで存在し、対物レンズも複数存在することから光ピックアップの小型化が困難であった。
【００１０】
そこで複数の光源を１つの光学ヘッド内に収納し、光学ヘッドに設けられている光学部材に複数の光源からの光を入射させて、光路を１つに統一して、対物レンズを１つにした構成を用いる光ピックアップが開発されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこのような光ピックアップでは、非常に高い精度を要求される複数の光源と光学部材との位置あわせが困難なものとなっており、組み立てた光ピックアップが所定の光学特性を得ることが非常に難しく、光ピックアップの良品率が低いという問題点があった。
【００１２】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、光源と光学部材との位置あわせを非常に高い精度で行うことができ、従って優れた光学特性を有し、かつ、高い良品率で生産することができる光ピックアップを実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の光源と、第１の光源と異なる波長を有する第２の光源と、第１の光源と第２の光源に対向し、第１の光源および第２の光源から出射された光を光ディスクに透過または反射させつつ光ディスクから反射された戻り光を第１の光源および第２の光源に向かわないように反射または透過させる分離手段を有する光学部材とを備え、第１の光源と第２の光源とが、光学部材と対向する同一の面に配置されるとともに、第１の光源が対向する光学部材の面と第２の光源が対向する光学部材の面とが同一であって、第１の光源から光学部材の同一面までの距離と第２の光源から光学部材の同一面までの距離とがほぼ同一であり、第１の光源および第２の光源から出射された各々の直線光は、第１の光源および第２の光源が対向する光学部材の同一面にその光路を変えることなく入光し、且つ、光学部材は、分離手段を設ける斜面を有することを特徴とする光ピックアップである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、第１の光源と、第１の光源と異なる波長を有する第２の光源と、第１の光源と第２の光源に対向し、第１の光源および第２の光源から出射された光を光ディスクに透過または反射させつつ光ディスクから反射された戻り光を第１の光源および第２の光源に向かわないように反射または透過させる分離手段を有する光学部材とを備え、第１の光源と第２の光源とが、光学部材と対向する同一の面に配置されるとともに、第１の光源が対向する光学部材の面と第２の光源が対向する光学部材の面とが同一であって、第１の光源から光学部材の同一面までの距離と第２の光源から光学部材の同一面までの距離とがほぼ同一であり、第１の光源および第２の光源から出射された各々の直線光は、第１の光源および第２の光源が対向する光学部材の同一面にその光路を変えることなく入光し、且つ、光学部材は、分離手段を設ける斜面を有するものである。第１の光源および第２の光源から出射された各々の直線光を、第１の光源および第２の光源が対向する光学部材の同一面にその光路を変えることなく入光させることにより、第１の光源および第２の光源と光学部材との間で、第１の光源および第２の光源から出射した各々の直線光を、その向きを変えずにそのまま光学部材に到達させるので、製造容易な構成で第１の光源および第２の光源と光学部材との間の光路を正確に保つことができる。また、第１の光源および第２の光源から光学部材の同一面までの距離をほぼ同一とすることにより、第１の光源から光学部材までの光路長を決定する光学部材の入光面と、第２の光源から光学部材までの光路長を決定する光学部材の入光面とを光学部材の同一面で形成できるので、第１の光源から光学部材までの光路長と第２の光源から光学部材までの光路長の調整が容易となり、簡易な組立工程で精度の高い光ピックアップを実現できる。また、光学部材が、第１の光源および第２の光源から出射された各々の直線光を透過または反射させつつ光ディスクから反射された戻り光を第１の光源および第２の光源に向かわないように反射または透過させる分離手段を設けた斜面を有することにより、ホログラムを使用せずに直線光と戻り光を分離できるので、直線光がホログラムを通過する際に、直線光の光量をほとんど減少させることなく光ディスクへ導くことが可能となる。その結果、第１の光源と第２の光源とを小さい出力で動作させることができるので、第１の光源と第２の光源の長寿命化を実現できる。また、分離手段が斜面に設けられることにより、分離手段を製造容易な構成で形成できるので、生産性の向上と製造コストの低減を実現できる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、第１の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長と、第２の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長とが異なっていることにより、それぞれの光源からの光が、異なる位置にビームスポットを形成するための光学系の配置を光学ヘッド内で最適化することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、第１の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長と、第２の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長とが異なっていることにより、それぞれの光源からの光が、異なる位置にビームスポットを形成するための光学系の配置を光学ヘッド内で最適化することができる。
【００１８】
（実施の形態１）
まず最初に本発明の実施の形態１について図を参照しながら説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１による光ピックアップの構成と光路を示す図。図１において、１は第１のパッケージであり、第１のパッケージ１は、高密度光ディスク用の光を出射する光源２や高密度光ディスクで反射された光を受光する受光素子３等が載置される基板部１ａ及びそれらの部材を包含するように設けられている側壁部１ｂ等により形成されている。これらの基板部１ａと側壁部１ｂ等は一体で形成しても別体で形成しても良い。なお一体で形成した場合には、組立工程の簡素化を図ることができ、生産性の向上が可能になる。第１のパッケージ１を形成する材料としては金属、セラミック等の材料を用いることが、光源２で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。
【００２０】
そして金属材料の中でも、熱伝導性が高いＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ等の金属材料やＦｅＮｉ合金やＦｅＮｉＣｏ合金等の合金材料を用いることが好ましい。なぜならばこれらの材料は安価で放熱性が高く、かつ、高周波重畳回路等からの電磁波等のノイズを遮断する電磁シールドとしての効果も有するからである。これらの中でも特にＦｅ，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＮｉＣｏ合金は熱抵抗が小さく、放熱性が良好なので、光源２で発生する熱を効率的に外部に放出することができる。またこれらの材料は、低コストであるので、光ピックアップを低価格で提供することが可能になる。
【００２１】
また第１のパッケージ１はその基板部１ａ及び必要に応じて側壁部１ｂを大きな熱容量を有するキャリッジ（図示せず）に当接させることにより、光源２で発生する熱を外部に逃がしている。従ってキャリッジに接触している基板部１ａの面積が大きければ大きいほど放熱性が良好になる。
【００２２】
なお本実施の形態においてはパッケージ１を基板部１ａと側壁部１ｂとで構成したが、基板部１ａと蓋等のキャップで覆って構成しても良い。
【００２３】
さらに基板部１ａには光源２に電力を供給したり、受光素子３からの電気信号を演算回路（図示せず）に伝達する端子１ｃが設けてある。この端子１ｃはピンタイプのものであっても良いし、プリントタイプのものであっても良いここで特にピンタイプで端子１ｃを形成した場合について説明する。端子１ｃは、金属材料から構成されている基板部１ａに電気的に接触しないようにしながら、基板部１ａに設けられている複数の孔（図示せず）に挿入されている。この端子１ｃの材質としてはＦｅＮｉＣｏ合金，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＣｒ合金等を用いることが好ましい。基板部１ａと端子１ｃの間の電気的な接触を断つ手段としては、孔において端子１ｃと基板部１ａと接する部分については絶縁性の皮膜等が設けることが好ましく、更にこの部分から外気が混入してこないように密閉しておくことが好ましい。このような要求を満たすものとしてハーメチックシール等の絶縁及び密閉の双方を同時に行えるものを用いることが好ましい。ここでは特に整合封止型若しくは圧縮封止型のハーメチックシールを用いることが好ましい。なぜならばこれらの部材は極めて容易に絶縁と密閉の双方を行うことができ、さらに極めて安価であるので、端子１ｃの基板部１ａへの取付工程を簡略化でき、さらには光ピックアップの製造コストを削減できるからである。また同時に広い温度範囲にわたって高い気密性及び絶縁性を保つことができるので、光ピックアップの信頼性を高くすることができ、かつ端子形状も比較的自由に変形することができるので、設計の自由度も大きくすることができる。
【００２４】
光源２としては単色で、干渉性、指向性および集光性が良好なものを用いることが、適当な形状のビームスポットを比較的容易に形成でき、ノイズ等の発生を抑制できるので好ましい。このような条件を満たすものとして、固体、ガス及び半導体等の各種レーザ光を用いることが好ましい。特に半導体レーザはその大きさが非常に小さく、光ピックアップの小型化を容易に実現することができるので、光源２としては最適である。
【００２５】
そしてこのときの光源２の発振波長は８００ｎｍ以下であることが、光源から出射された光が記録媒体上に収束する際のビームスポットを容易に記録媒体に形成されているトラックのピッチ程度の大きさにすることができるので好ましい。更に光源２の発振波長が６５０ｎｍ以下であれば、非常に高密度で情報が記録されている記録媒体をも再生することができる程度に小さなビームスポットを形成できるので、大容量の記憶手段を容易に実現することができ、特に高密度光ディスクの対する記録再生に供される光源２としては好ましい。
【００２６】
光源２を半導体レーザで構成した場合、８００ｎｍ程度以下の発振波長を実現できる材料としては、ＡｌＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ等があり、これらの中でも特にＡｌＧａＡｓは、化合物材料の中でも結晶成長が容易であり、従って半導体レーザの製造が容易であるので、歩留まりが高く、高い生産性を実現することができるので好ましい材料である。また６５０ｎｍ以下の発振波長を実現できる材料としては、ＡｌＧａＩｎＰ，ＺｎＳｅ，ＧａＮ等がある。これらの材料を用いた半導体レーザを光源２として用いることにより、記録媒体上に形成されるビームスポット径をより小さくすることができるので、さらなる記録密度の向上が可能になり、従って高密度光ディスクの再生が可能になる。
【００２７】
これらの中でも特にＡｌＧａＡｓＰは長期間にわたり安定した性能を有しているので、光源２の信頼性を向上させることができるので好ましい材料である。
【００２８】
また光源２の出力は、再生専用である場合には３〜１０（ｍＷ）程度であることが、再生に必要な光量を十分に確保しつつエネルギーの消費を最小限に抑制でき、更には光源２から放出される熱量も抑制できるので好ましい。記録再生兼用である場合には、記録の際に記録層の状態を変化させるために大きなエネルギーを必要とするので、少なくとも２５（ｍＷ）以上の出力が必要となる。但し出力が６０ｍＷを超えると光源２から放出される熱を外部に逃がすことが難しくなり、光源２及びその周辺部が高温になってしまい、光源の寿命が著しく低下し、最悪の場合には光源が破壊される危険性がある。このため電気回路が誤動作を起こしたり、光源２自体が波長変動を起こして発振波長がシフトしたり、信号にノイズが混入したりして、光ピックアップの信頼性が大きく低下してしまうので好ましくない。
【００２９】
第１のパッケージ１の出射部１ｄには第１光学部材５が接合されている。この第１光学部材５は、光源２から出射され記録媒体で反射されてきた光を受光素子３の所定の位置に導く働きを有している。ここでは第１光学部材５が複数の斜面を有しており、それぞれの斜面に形成された光学素子を用いて戻り光を誘導する場合の構成について説明する。
【００３０】
第１光学部材５は、その内部に第１の斜面５ａと第２の斜面５ｂとが形成されている。さらに第１の斜面５ａにはハーフミラーや偏光分離膜等で構成されている光路分割手段６が形成してあり、第２の斜面５ｂには入射してきた光を受光素子３に導く反射手段７が形成されている。また特に高密度光ディスクの書き換え可能な場合には、非常に高いエネルギーを光ディスクに照射する必要があるので、光源２から出射された光をできるだけ効率よく光ディスク上に導く必要がある。このことを考慮して光路分割手段６を偏光分離膜で形成して１／４波長板４と組み合わせて用いることが、光の利用効率を向上させ、複数種類の光ディスクを用いて記録もしくは再生を行えるので好ましい。また光源２からの出射光量を抑制することができるので、光源２の長寿命化を図ることができ、引いては光ディスク装置の信頼性を向上させることができるので好ましい。
【００３１】
ここで１／４波長板４は、直線偏光で入射してきた光を楕円偏光に変換する働きを有しており、記録媒体で反射されて回転方向が反対になった楕円偏光は前述した入射の偏光方向と直交する直線偏光に変換する。
【００３２】
なお反射手段７の位置には、目的（例えば非点収差を用いたフォーカスエラー信号の形成等）に応じた光学素子を配置することが好ましい。例を挙げるとナイフエッジ法によりフォーカスエラー信号形成する際には、反射手段７の位置にはナイフエッジを形成できる光学素子を形成し、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を得る場合には、反射手段７の位置には非点収差を形成できる光学素子を形成する。そしてこれらの光学素子は第１光学部材５中に形成されることを考慮すると、ホログラム等で形成することが、例えばレンズ等で構成している場合に比べて薄く形成することができるので、空間をより有効に利用することが可能になり、第１光学部材５の小型化、薄型化を容易に行うことができるので好ましい構成である。
【００３３】
また第１光学部材５は全体として平行平面板状に形成されていることが収差の発生等を防止でき、従って良好な再生信号形成若しくはフォーカス・トラッキング信号形成を行うことができるので好ましい。さらに第１光学部材５はその上面及び下面が透過する光の光軸に対して正確にほぼ垂直となるように取り付けられていることが、非点収差の発生を防止でき、スポットのぼけによる再生信号の劣化を防止することができる。
【００３４】
また第１光学部材５を形成する材料としては、ガラスや樹脂などの高い光透過性を有する材料を用いることが、光量の減少を防止できるとともに第１光学部材５を透過した光の光学特性を劣化させないので好ましい。特にガラスは複屈折が起こらず、従って透過した光の特性を良好に保持できるので、第１光学部材５の材料として好ましい。更にガラスの中でもＢＫ−７等の波長分散の小さなすなわちアッベ数の大きな光学ガラスを用いることが、特に波長変動による球面収差の発生を抑制できるので好ましい。またこれらの光学ガラスの中でもＢＫ−７は低コストであるので、第１光学部材５の材料としては最適である。
【００３５】
そして、第１光学部材５の形成方法としては、予め中に光学素子が形成されている複数のサイコロ状のプリズムを直線状に接合して形成するか、もしくは、板状の構成材料の所定の位置に光学素子を形成した後にそれぞれの板状材料を張り合わせて所定の形状に切り出す等の方法を用いることが、良好な生産性を得られるので好ましい。特に後者の方法では高い生産性と歩留まりを両立させることができるので好ましい方法である。
【００３６】
なお本実施の形態においては第１のパッケージ１の側壁部１ｂに設けられた出射部１ｄに直接第１光学部材５を接合していたが、第１のパッケージ１と第１光学部材５とは離間して設けても良い。離間して設けることにより、パッケージ１の高さのばらつきが存在する場合に問題となる光源２と第１光学部材５との距離をより正確に調整することが可能になるので、第１光学部材５によって受光素子３に導かれた光の光学特性をより良好に保つことができ、正確な信号の検出が可能になる。
【００３７】
次に図１において、８は第２のパッケージであり、第２のパッケージ８は、低密度光ディスク用の光を出射する光源９や低密度光ディスクで反射された光を受光する受光素子１０等が載置される基板部８ａ及びそれらの部材を包含するように設けられている側壁部８ｂ等により形成されている。なお以下第２のパッケージ８については特に第１のパッケージ１と異なる部分について説明する。
【００３８】
まず第２のパッケージ８を形成する材料としては金属、セラミック等の材料を用いることが、光源９で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。
【００３９】
そして金属材料の中でも、熱伝導性が高いＣｕ，Ａｌ，Ｆｅ等の金属材料やＦｅＮｉ合金やＦｅＮｉＣｏ合金等の合金材料を用いることが好ましい。なぜならばこれらの材料は安価で放熱性が高く、かつ、高周波重畳回路等からの電磁波等のノイズを遮断する電磁シールドとしての効果も有するからである。これらの中でも特にＦｅ，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＮｉＣｏ合金は熱抵抗が小さく、放熱性が良好なので、光源８で発生する熱を効率的に外部に放出することができる。またこれらの材料は、低コストであるので、光ピックアップを低価格で提供することが可能になる。
【００４０】
光源９の発振波長は８００ｎｍ以下であることが、光源から出射された光が記録媒体上に収束する際のビームスポットを容易に記録媒体に形成されているトラックのピッチ程度の大きさにすることができるので好ましい。特に光源９としては光源２よりも発振波長が長いものを用いることができ、例えばＣＤを再生する場合には７８０ｎｍ程度で十分な大きさのビームスポットを低密度光ディスク上に形成することができる。
【００４１】
第２光学部材１１は、その構成はほぼ第１光学部材５と同様であるが、斜面に形成された光学素子に違いがある場合があるので、それについて説明する。第１の斜面１１ａにはハーフミラーや偏光分離膜等で構成されている光路分割手段１２が形成してあり、第２の斜面１１ｂには入射してきた光を受光素子１０に導く反射手段１３が形成されている。
【００４２】
ここで高密度光ディスクと低密度光ディスクとでは信号検出方法が異なる場合が多い。従って受光素子１０における受光部の配置は、受光素子３の受光部の配置とは異なっている場合が多い。従って受光素子１０に光ディスクからの光を導く際に反射手段１３でフォーカスエラー信号等を形成している場合には、反射手段１３の形状は反射手段７の構成とは異ならせて、それぞれの光ディスクに最適な信号形成を行うことが、より正確な信号形成及び動作制御を行うことができ、より信頼性の高い、誤動作の少ない光ピックアップを実現することができるので好ましい構成である。
【００４３】
次に第１のパッケージ１と第１光学部材５とにより囲まれた空間の内部、即ち光源２及び受光素子３等が配置されている空間は密閉されることが好ましい。このような構成にすることにより、ゴミや水分等の不純物のパッケージ内部への進入を防止することができるので、光源２や受光素子３の性能を維持することができるとともに出射される光の光学特性の劣化も防止することができる。さらに第１のパッケージ１と第１光学部材５とで密閉された空間にはＮ２ガス、乾燥空気若しくはＡｒガス等の不活性ガスを封入しておくことが、第１のパッケージ１の内部に接している第１光学部材５等の表面に結露が生じて光学特性が悪化してしまったり、光源２や受光素子３の酸化などによる特性の劣化を防止することができるのでさらに好ましい。さらに同様に第２のパッケージ８と第２光学部材１１とにより囲まれた空間の内部も密閉されていることが好ましい。
【００４４】
次に１５は光路分割手段で光路分割手段１５は、光源２及び光源９からの光の双方を光ディスク方向に導く働きを有するものである。光路分割手段１５としてはハーフミラーや偏光分離膜等を用いることが一般的であるが、さらに好ましくは光源２からの光を高い割合で透過するとともに光源９からの光を高い割合で反射する様な性質を有していることが望ましい。このような場合には光路分割手段１５での光の損失を最小限に抑制することができ、従って光の利用効率を向上させることができる。光の利用効率の向上により、光源２または光源９からの出射光量を抑制してもなお記録媒体上での盤面光量を確保できるので、光源２及び光源９の長寿命化を図ることができ、ひいてはこの光ピックアップを搭載した光ディスク装置の信頼性を向上させることができるので好ましい。
【００４５】
上記したような性質を有する光路分割手段１５として、波長選択機能を有する反射手段を用いることが好ましい。この波長選択機能を持つ反射手段は、ある波長を有する光を透過するとともに別の波長の光は反射する働きを有しており、特に本実施の形態においては光源２からの光をほぼ透過し、光源９からの光をほぼ反射するように光路分割手段１５を構成することが、光源２及び光源９の光の利用効率を最も効率的に設定できる。従って光源２若しくは光源９のどちらかに大きな負荷がかかることがほとんどなくなるので、光源２及び光源９の寿命を平均化でき、ひいては光ピックアップの長寿命化を実現できるので好ましい構成である。
【００４６】
なお本実施の形態においては１／４波長板４及び１／４波長板１４をそれぞれの第１光学部材５及び第２光学部材１１に設けていたが、このようにする代わりに光路分割手段１５のコリメータレンズ１６側の端面と光ディスクの間であれば何れの位置に設けてもよい。このような構成とすることにより２つ必要であった１／４波長板を１つ減らすことができるので、生産性を向上させることができると共により安価な光ピックアップとすることができる。特に光路分割手段１５のコリメータレンズ１６側の端面に予め形成しておくことが、工数を削減でき、より生産性を向上させることができるので好ましい構成である。
【００４７】
１６はコリメータレンズで、コリメータレンズ１６は光源２，９から出射された光の拡散角を変換して、入射前は拡散光だった光をほぼ平行光に変換する働きを有している。１７は集光レンズで、集光レンズ１７は入射してきた光を集光して光ディスク上にビームスポットを形成するもので、レンズ駆動手段（図示せず）によって、フォーカス方向およびトラッキング方向に移動できるように支持されている。コリメータレンズ１６により集光レンズ１７に入射する光の光量を増加させることができるので、光の利用効率が向上する。従って光源２，９を最大出力よりも大幅に低い出力で使用することができ、光源２，９の寿命を長くすることができ、引いては光ピックアップの信頼性を向上させることができる。
【００４８】
なおコリメートレンズ１６を用いる代わりに例えば第１光学部材５及び第２光学部材１１等に光の拡散角を変換するような機能を設けても良い。この場合にはコリメートレンズ１６を設けなくても良くなるので、正確な位置あわせが不要になるとともに部品点数の削減により、生産性の向上を図ることができる。またコリメータレンズ１６や集光レンズ１７等の集光光学素子は、レンズで構成せずにホログラム等の光学素子で形成しても良い。この場合光学系の小型化・薄型化が可能になる。更に本実施の形態では、光源２，９の２つを設けていたが、光源を３つ以上設けても良い。更にその場合の光源の波長はそれぞれ異なっていても良いし、１つだけ異なっていても良い。また光源の波長は８００ｎｍ以下であれば良く、例えば７８０ｎｍのものと６５０ｎｍのものでもよいし、４００ｎｍのものと６３５ｎｍのものでも良い。
【００４９】
次にこのような構成を有する光ピックアップの動作について図を参照しながら説明する。
【００５０】
１８はスピンドルモータ（図示せず）に取り付けられた高密度光ディスクであり、高密度光ディスク１８はディスク基板の厚みが０．６ｍｍ程度のものを２枚張り合わせて成形されていることが多い。光源２の発光点２ａから出射された光束２ｂは、第１光学部材５の第１の斜面５ａに形成してある光路分割手段６を透過して、１／４波長板４で直線偏光から円偏光に偏光方向を変えて、光路分割手段１５に入射する。そして光路分割手段１５をほぼ透過した後、コリメータレンズ１６で光束２ｃに変換され、集光レンズ１７により光束２ｄのように集光される。集光レンズ１７は高密度光ディスク１８のデータが再生できる程度にまで微小スポットに絞れるように開口数が０．６程度もしくはそれ以上に設計されている。
【００５１】
次に、図１を用いて、低密度光ディスク１９を再生する往路光の光路について説明する。なおここでは低密度光ディスク１９の厚みは１．２ｍｍ程度である。光源９の発光点９ａから出射された出射光９ｂは第２光学部材１１の第１の斜面１１ａに設けられている光路分割手段１２を透過して、１／４波長板１４で直線偏光から円偏光に偏光方向を変えて、光路分割手段１５に入射する。そして光路分割手段１５でほぼ反射された後、コリメータレンズ１６で光束９ｃに変換され、集光レンズ１７で低密度光ディスク１９に光束９ｄのように集光される。
【００５２】
このとき低密度光ディスク１９を再生する時の集光レンズ１７の焦点距離Ｌ１は、高密度光ディスク１８を再生する時の集光レンズ１７の焦点距離Ｌ２よりも長くなるように設定されている。この焦点距離の差は１．０ｍｍ以下、好ましくは０．６ｍｍ以下とすることが、種類の異なる複数のディスクをそれぞれ再生する際に、集光レンズ１７を保持するアクチュエータを大きく駆動する必要がほとんどなくなる。従って焦点位置の調整を容易に行うことができ、従って基板の厚さの違いに非常に良好に対応することができるので好ましい。
【００５３】
このように複数の光源からの光が記録媒体上の異なる位置に焦点を結ぶようにしたことにより、異なる基板厚さを有する記録媒体を同一の光ピックアップによって再生することが可能になる。即ち厚さが１．２ｍｍのＣＤ−ＲＯＭ等の低密度光ディスク１９と厚さが０．６ｍｍの単板もしくはこの単板の両面張り合わせで形成されたＤＶＤ等の高密度光ディスク１８とを同じ光ピックアップで記録再生することが可能になるのである。
【００５４】
なおこの焦点距離Ｌ１及び焦点距離Ｌ２は、集光レンズ等の光学部材の可動範囲を大きく取ることにより、ある程度変更することが可能であるので、例えば高密度光ディスクの張り合わせディスクや多数（例えば４層等）の記録層を有する光ディスクの再生も可能になる。
【００５５】
次に、高密度光ディスク１８および低密度光ディスク１９からの反射光を検出するまでの光路すなわち復路について説明する。
【００５６】
まず、高密度光ディスク１８を再生する場合について説明する。光ディスク１８からの反射光は、往路とほぼ同じ光路をたどって光路分割手段１５を透過し、１／４波長板４で円偏光から最初の偏光方向に直交する直線偏光に変換され、光学部材５の第１の斜面５ａに形成された光路分割手段６に入射する。光路分割手段６はここでは偏光分離膜で形成されているので、入射した光はほぼ反射されて、反射手段７に導かれる。反射手段７は目的に応じた光学素子で形成されているが、ここではフォーカスエラー信号を形成する素子が設けられている。従って反射手段７で反射された光はフォーカスエラー信号を形成しつつ受光素子３に集光されて高密度光ディスク１８に記録されたデータに応じた信号及びトラックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出する。
【００５７】
次に、低密度光ディスク１９を再生する場合について説明する。低密度光ディスク１９からの反射光は、往路とほぼ同じ光路をたどって、光路分割手段１５で反射され、１／４波長板１４で円偏光から最初の偏光方向に直交する直線偏光に変換され、光学部材１１の第１の斜面１１ａに形成された光路分割手段１２に入射する。光路分割手段１２はここでは偏光分離膜で形成されているので、入射した光はほぼ反射されて、反射手段１３に導かれる。反射手段１３は目的に応じた光学素子で形成されているが、ここではフォーカスエラー信号を形成する素子が設けられている。従って反射手段１３で反射された光はフォーカスエラー信号を形成しつつ受光素子１０に集光されて低密度光ディスク１９に記録されたデータに応じた信号及びトラックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出する。
【００５８】
このように複数の光源を別々の位置に配置した場合には、それぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大きく異なる場合が多く、この波面収差を補正することのできる収差補正機能を備えたレンズを集光レンズとして用いる必要があり、結果としてそれぞれの光束に応じた複数の集光レンズを用いる必要が生じることが一般的に多い。本実施の形態ではそれぞれ光源２，９の発光点２ａ，９ａとコリメートレンズの間の距離を最適化することによりこの問題を回避しているので以下この点について説明する。
【００５９】
図２は本発明の実施の形態１における無限光学系での発光点とコリメートレンズとの関係を示す図である。図２において、Ｌ３はコリメータレンズ１６から発光点２ａまでの距離を示しており、Ｌ４はコリメータレンズ１６から発光点９ａまでの距離を示している。更に図３は本発明の実施の形態１における波面収差量とＬ３，Ｌ４との関係を示した図。すなわちＬ３とＬ４の比を変化させたときに集光レンズ入射時に発生している波面収差量を集光レンズ１７がトラッキング方向に５００μｍシフトしている場合（太線）とトラッキング方向のシフトが無い場合（細線）とで比較しているものである。一般に光ディスクを再生中の集光レンズはトラッキング方向に最大５００μｍ程度シフトする可能性があり、また集光レンズに入射する光を有効に光ディスク上に収束させるために許容される波面収差量はＲＭＳ値で０．０７λ（たたしλは光の波長を示す）以下程度とされていることを考慮すると、比較的収差の発生量が多く、集光レンズ１７への光の入射条件がきつくなる発光点９ａからの光に対して集光レンズ１７のシフト量が最大（５００μｍ）のときの波面収差量が０．０７λ以下であれば、どちらの発光点からの光も集光レンズ１７に入射した光は集光レンズ１７のシフト量に拘わらず光ディスク上に収束されることになると考えられる。この条件を満たす範囲としては、図３から明らかなように、Ｌ３とＬ４との比（Ｌ４÷Ｌ３＝Ｈ、以下Ｈで表記する）が０．５０≦Ｈ≦０．７５であることが好ましいことがわかる。
【００６０】
またこの範囲を満足していれば、記録媒体で反射されて戻っていく光に発生する波面収差量も抑制することができるので、反射光を受光する受光素子に対して良好に入射し、優れた信号特性を得ることができる。
【００６１】
更に同じ条件において波面収差量がＲＭＳ値で０．０４λ以下であれば、どちらの発光点からの光も集光レンズ１７に入射した光は集光レンズ１７のシフト量に拘わらず光ディスク上に非常に正確に収束されることになると考えられる。この条件を満たす範囲としては、図３から明らかなように、Ｌ３とＬ４との比（Ｈ）が０．５５≦Ｈ≦０．７０であることが、さらに信号特性を向上させることができるので、好ましいことがわかる。
【００６２】
Ｈの値が上記した範囲に存在するように光学系の配置を行うことにより、同一光学系中に複数の光束を有する光ピックアップにおいて、すべての光束における波面収差を理論限界値以下とすることができるので、一つの集光レンズ１７を用いることにより、いずれの光束もそれぞれの光ディスク上に集光させることができる。
【００６３】
従って対物レンズ１７の数が一つで良いので、集光レンズを削減することができるとともに集光レンズの切替手段も設けなくて良くなり、光ピックアップの小型化や部品点数の削減による生産性の向上、複雑な機構を廃することによる光ピックアップの信頼性の向上、動作スピードの向上等を実現することができる。
【００６４】
なお本実施の形態はコリメータレンズ１６を用いた無限系の光学系を用いていたが、図４に示すような有限系の光学系を用いることも考えられる。図４は本発明の実施の形態１における有限光学系での発光点と集光レンズの関係を示す図である。図４において、Ｌ３は集光レンズ１７から発光点２ａまでの距離を示しており、Ｌ４は集光レンズ１７から発光点９ａまでの距離を示している他は無限光学系と同様である。更に一方が無限光学系で、一方が有限光学系で構成されている光ピックアップにおいても同様に定義することができる。
【００６５】
（実施の形態２）
以下本発明の実施の形態２について図面を参照しながら説明する。
【００６６】
図５は本発明の実施の形態２における集積化された光学ヘッドの断面図である。なお図５においては、実施の形態１と同様の構成を有する部材については同一の番号を付加している。
【００６７】
図５において、２０はパッケージで、パッケージ２０は、高密度光ディスク１８用の光を出射する光源２，低密度光ディスク１９用の光を出射する光源９、光源２および光源９を載置する光源載置部３４や高密度光ディスク１８及び低密度光ディスク１９で反射された光を受光する受光素子２１等が載置される基板部２０ａ及びそれらの部材を包含するように設けられている側壁部２０ｂ等により形成されている。パッケージ２０を構成する基板部２０ａ，側壁部２０ｂおよび端子２０ｃについては大きさを除いてほぼ第１のパッケージ１の基板部１ａ，側壁部１ｂおよび端子１ｃと同様の構成を有している。
【００６８】
２２は光学部材で、光学部材２２は光源２および光源９から出射された光を所定の光路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた光を受光素子２１に導く働きを有している。光学部材２２は、第１の斜面２２ａ，第２の斜面２２ｂおよび第３の斜面２２ｃを有する第１基板２２ｄと、第１基板２２ｄの光源側の端面に接合された第２基板２２ｅから構成されている。
【００６９】
以下光学部材２２中に存在する各種光学素子について説明する。
２３は拡散角変換手段で、拡散角変換手段２３は第２基板２２ｅの光源側の端面に光源２から出射される光の光軸に合わせて設けられており、光源２から入射してきた光の拡散角を小さくする働き、すなわち光源２の発光点２ａから出射された光を見た目上より遠くから出射されたように光路を変換するもので、実質的に記録媒体と反対方向に発光点をずらし、光源から記録媒体までの光路長を長くする働きを有している。拡散角変換手段２３としては回折格子特にホログラムで形成されていることが、光を高効率で透過させることができるので好ましい。特にホログラムとしては、４段以上の階段状断面や鋸歯状断面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
【００７０】
２４は波長選択性のあるフィルタで、フィルタ２４は光源２から導かれてきた光をほぼ透過し、光源９から導かれてきた光をほぼ反射する働きを有している。
【００７１】
このフィルタ２４を第１の斜面２２ａに形成したことにより、光源２から出射された光をほとんど妨げること無しに光源９から導かれてきた光を反射することができるので、光源２および光源９から出射された光を高い割合で記録媒体まで導くことができる。従って光源２および光源９から出射される光の量を増加させなくとも記録媒体への記録もしくは再生が可能になるので、光源２および光源９を高出力状態で動作させることによる光源２および光源９の短寿命化を防止できる。更には光源２および光源９を低出力状態で用いることができるので、光源２および光源９の温度上昇がほとんど起こらず、従って温度変化に伴う光源２および光源９の発振波長のシフトがほとんど起こらない。従ってより正確に焦点形成が行える高性能な光ピックアップを提供することができる。
【００７２】
２５は偏光分離膜で、偏光分離膜２５は特定の偏光方向を有する光を透過し、それ以外の偏光方向を有する光を反射する働きを有している。ここでは、偏光分離膜２５は、光源２および光源９から出射されるＳ偏光成分を透過し、Ｐ偏光成分を反射するように形成されている。この偏光分離膜２５により、通過する光の量をほとんど減少させることなく記録媒体へ導くことができるので、光の利用効率を向上させることができ、引いては光源２および光源９の長寿命化を実現できるので好ましい。
【００７３】
２６は１／４波長板で、１／４波長板２６はその構成・働きともに実施の形態１に示した１／４波長板４および１／４波長板１４とほぼ同様であるので説明を省略する。
【００７４】
２７は拡散角変換手段で、拡散角変換手段２７は第２基板２２ｅの光源側の端面に光源９から出射される光の光軸に合わせて設けられており、光源９から入射してきた光の拡散角を負にする働き、すなわち光源９の発光点９ａから出射された光を見た目上より近くから出射されたように光路を変換するもので、実質的に記録媒体に近づく方向に発光点をずらす。これにより光源９の発光点は発光点９ａから発光点９ｅに見かけ上移動し、従って光源９から記録媒体までの光路長を短くする働きを有している。拡散角変換手段２７としては回折格子特にホログラムで形成されていることが、光を高効率で透過させることができるので好ましい。特にホログラムとしては、４段以上の階段状断面や鋸歯状断面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
【００７５】
２８は複数ビーム形成手段で、複数ビーム形成手段２８は入射してきた光を複数の光束に分離して反射する働きを有しており、ここでは拡散角変換手段２７を通過してきた光を３つの光束に分離してフィルタ２４に向けて反射している。複数ビーム形成手段２８は、回折格子で形成することが、効率よく複数の光束を形成することができるので好ましい。ここでは回折格子で発生する０次光および±１次光の３つの光束を主に形成するような構成を有している。ここで形成された複数の光束は低密度光ディスク１９のトラックの所定の位置に照射され、戻ってきた光の光量を比較することにより、低密度光ディスク１９のトラッキングを行う通称３ビーム法と呼ばれるトラッキング方法に供される。
【００７６】
２９及び３０は反射手段で、反射手段２９は偏光分離膜２５で反射されてきた光を、反射手段３０は反射手段２９で反射されてきた光を所定の方向に反射する働きを有しており、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等の高反射を有する金属材料若しくは屈折率の異なる複数の誘電体材料で形成されていることが好ましい。
【００７７】
３１は拡散角変換手段で、拡散角変換手段３１は第１基板の２２ｄの第３の斜面２２ｃに形成されており、反射手段３０から反射されてきた光束のうち、拡散方向にある光の拡散角を収束方向に変化させると共に、収束方向にある光束はそのまま反射する働きを有している。
【００７８】
拡散角変換手段３１としては回折格子特に反射型ホログラムで形成されていることが、光を高効率で透過させることができるので好ましい。特に反射型ホログラムとしては、４段以上の階段状断面や鋸歯状断面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
【００７９】
本実施の形態においては、拡散角変換手段３１は、光源２から出射された光が形成する光束の大部分を０次光として反射すると共に、光源９から出射された光が形成する光束の大部分を＋１次光に回折するように形成されている。これにより光源９から出射された光の発光点位置が前方（記録媒体より）に移動したことにより、受光素子２１上で光源９からの光束が発散してしまい、ＲＦ信号の検出やフォーカシング及びトラッキング信号の形成が困難になることを防止できるので、正確な信号形成を確実に行える高性能な光ピックアップを実現することができる。
【００８０】
３２は信号形成手段で、信号形成手段３２は第２基板２２ｅの光源側の端面に設けられており、拡散角変換手段３１から導かれてきた光を受光素子２１の所定の位置に導くと共に入射してきた光束に所定の特性を付与し、フォーカシング及びトラッキング用の信号を形成することができる様な構成を有している。
【００８１】
３３は受光手段で、受光手段３３は、光源２から出射された光のうちフィルタ２４を透過せずに反射してきた光及び光源９から出射された光のうちフィルタ２４で反射されずに透過した光を受光し、その信号を光源２及び光源９の電源制御回路フィードバックすることにより、光源２及び光源９の出力を制御している。
【００８２】
次に光学部材２２を第１基板２２ｄ及び第２基板２２ｅに分けて形成した理由について説明する。第１基板２２ｄは複数の斜面を有しており、それらの斜面に平行な位置に各種光学素子が配置されている。従って第１基板に設けられている各種光学素子は入射してくる光の光軸に対して傾斜して配置されていることになる。従って角度依存性の高い例えばホログラムの様な光学素子を第１基板２２ｄ中に形成すると、相当高い精度で位置合わせを行わない限り、角度による公差が大きくなり、記録媒体に向かう光の特性が劣化してしまう可能性が非常に大きい。このことは信号特性の劣化につながり、結果として光ピックアップの性能を低下させる要因となるので好ましくない。そこで本実施の形態においては、特に角度依存性が高いと思われる拡散角変換手段２３，２７を第１基板２２ｄとは別体に設けられている第２基板２２ｅに形成して、光源２及び光源９から出射される光の光軸に対して拡散角変換手段２３，２７が略垂直になるように配置している。
【００８３】
このような配置としたことにより、記録媒体へ導かれる光の特性が劣化してしまうことをほとんど防止することができ、信号特性の劣化が少ない、高性能な光ピックアップを提供することができるので好ましい。
【００８４】
また第２基板２２ｅに設けられている各種光学素子は、第２基板２２ｅの片面にのみ形成されていることが好ましい。
【００８５】
なぜならばこれらの光学素子は所定の形状のマスクを介してエッチング等の物理的若しくは化学的方法により形成されるものであり、片面のみに形成した方がマスクの枚数を減らすことができ、さらにエッチングの回数も減らせるので、工程数の削減も可能である。加えて第２基板２２ｅの原盤をひっくり返す必要もないので、複数回の位置合わせを省略することができる。従って生産性を大幅に向上させることができると共に、製造コストも低減することができるからである。
【００８６】
本実施の形態においては拡散角変換手段２３，２７及び信号形成手段３２が第２基板２２ｅの光源側の端面に形成されている。
【００８７】
さらにパッケージ２０と光学部材２２とで囲まれている空間は実施の形態１と同様に密閉してあることが好ましい。
【００８８】
以上示してきたように、複数の発振波長の異なる光源からの光を複数の光学素子が形成された光学部材に入射させて所定の光路に導くような構成としたことにより、従来それぞれの光源に対して複数設けられていた光学素子等を１つに集約できるので、分散配置された光ピックアップに比べて、光ピックアップ全体の大きさを大幅に小型化することができるとともにそれぞれの光源に対する各光学素子間の位置あわせ等も不要になるので生産性が大幅に向上し、さらには各光学素子の取り付け誤差も最小限度に抑制することができるので良好な光学特性を実現でき、加えて各光学素子の取り付け誤差に起因する光の損失を最小限に抑止できるので光の利用効率の良好な光ピックアップを実現することができる。
【００８９】
さらに光源２から出射された光と光源９から出射された光の少なくとも一方を光学部材２２で複数回反射して所定の光路に導くことにより、光学部材２２の大きさを小さくすることができるとともに反射なしで導く場合に比べて光学部材２２を出てからの光路長を短くできるので、光ピックアップの小型化・薄型化を図ることができる。
【００９０】
また光源２および光源９からの光を複数の光学素子が形成された光学部材２２に入射させて所定の光路に導くことにより、高密度光ディスク１８に対する光も低密度光ディスク１９に対する光も、ともに正確にそれぞれの記録媒体に導くことができるとともに、複数の光源それぞれに対応した複数の光学系を異なる光学部材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数の削減による生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位置あわせの簡略化を行うことができる。
【００９１】
更に本実施の形態では、光源２および光源９を第２基板２２ｅに対向するように設けられている。即ち光源２および光源９から出射された光は、第２基板２２ｅの同一面に入射し、光学部材２２に形成されている各種光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記録媒体に導かれる構成を有している。
【００９２】
このような構成としたことにより、光源２および光源９は、第２基板２２ｅの光源側の面２２ｆを基準面として、位置あわせを行うことができる。即ち複数形成されている光源を１つの面２２ｆを基準として位置あわせを行うことができるので、光学部材２２に形成されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわせを行うことが可能になり、光学部材２２に設けられている各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学特性の劣化を防止することができる。また光源２と光源９との相互の位置調整も基準となる面が１つであるのでより容易に行うことができる。
【００９３】
従って光源間の位置ずれおよび光源と光学素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。また本実施の形態では、第２基板２２ｅの光源に対向する面２２ｆから光源２および光源９までの距離を等しくしている。このような関係に光源２および光源９を配置することによって、光源２および光源９を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定することができるので、光源２および光源９の高さ精度を容易に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑制することができるので、良好な記録若しくは再生特性を有した光ピックアップを実現することができる。
【００９４】
更に本実施の形態においては、光源２および光源９とを光源載置部３４に配置している。このように複数の光源を同一の光源載置部に設ける構成をしたことにより、予め光源載置部３４に対して決められた位置関係に光源２および光源９を固定しておくことができるので、光学ヘッドの組立を行う際に、光学部材２２と光源２および光源９との間の位置決めを簡単にしかも精度良く行うことができるようになり、光学ヘッドの生産性を向上させることができる。また光源２および光源９と光学部材２２との間の位置ずれも発生しにくくなるので、優れた光学特性を有する光ピックアップとすることができる。
【００９５】
更に光源載置部３４の同一の面３４ａに光源２および光源９を設けることにより、光源２および光源９の光源載置部３４への取付をより容易に行え、更に異なる面に設けた場合に比べて、光源２および光源９と光源に電力を供給する電極やアースとの接続に用いられるワイヤの光源２および光源９との接続を容易に行えるようになる。また光源２および光源９との相対的な位置決めもより簡単かつ正確に行えるようになる。
【００９６】
また光源を載置する光源載置部の面は非常に高い精度で面出しを行う必要があるが、複数の光源を同一面に設けることにより、面出しを行う面が１面で良くなるので、製造工程の削減でき、これにより生産性を向上させることができるとともに生産コストも低減できる。
【００９７】
以上のような構成を有する光ピックアップの動作について説明する。
記録媒体が高密度光ディスク１８である場合には、光源２から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源２から出射された光は、拡散角変換手段２３でその拡散角を小さくされる、即ち光の広がりを小さくされる。
【００９８】
この拡散角変換手段２３により、光源２から出射された光のほとんどを高密度光ディスク１８に向けて輸送することができるので、特に記録の際に多く必要とされる高密度光ディスク１８上での板面光量を十分に得ることができるようになる。従って記録再生共に良好に行うことができる光ピックアップを提供することができるようになる。
【００９９】
また、光学部材２２の所定の光路以外の部分に混入してしまう光を減少させることができるので、光学部材２２中の迷光成分が減少し、従って迷光が受光素子２１等に入射して信号成分が劣化してしまうことを防止することもできる。
【０１００】
拡散角変換手段２３で光の広がりを小さくされた光は、フィルタ２４をほとんど透過して、その後に設けられいる偏光分離膜２５もほとんど透過して１／４波長板２６に入射する。
【０１０１】
１／４波長板２６を通過する際に、それまで直線偏光だった光は円偏光に変換されて、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、高密度光ディスク１８へ収束される。
【０１０２】
そして高密度光ディスク１８で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板２６に入射し、それを通過する際に円偏光から光源２を出射された時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて偏光分離膜２５に入射する。ここで行きとは違い、今度は偏光方向が異なっているので、偏光分離膜２５で反射され、反射手段２９，３０を介して拡散角変換手段３１に入射する。この拡散角変換手段３１で入射してきた光はほとんど回折されることなく反射され、信号形成手段３２で受光素子２１上の所定の位置に所定の形状の光束を形成され、この受光素子２１上に入射する光に基づいてＲＦ信号及びフォーカス・トラッキングの両信号が形成され、情報の再生を行うと共に光ピックアップの最適な制御を行っている。
【０１０３】
記録媒体が低密度光ディスク１９である場合には、光源９から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源９から出射された光は、拡散角変換手段２７で光の広がりが拡散方向から収束方向に、即ち拡散光から収束光に変換される。
【０１０４】
拡散角変換手段２７で収束光に変換された光は、フィルタ２４でほとんど反射され、その後に設けられいる偏光分離膜２５をほとんど透過して１／４波長板２６に入射する。
【０１０５】
１／４波長板２６を通過する際に、それまで直線偏光だった光は円偏光に変換されて、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、低密度光ディスク１９へ収束される。
【０１０６】
そして低密度光ディスク１９で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板２６に入射し、それを通過する際に円偏光から光源９を出射された時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて偏光分離膜２５に入射する。ここで行きとは違い、今度は偏光方向が異なっているので、偏光分離膜２５で反射され、反射手段２９，３０を介して拡散角変換手段３１に入射する。この拡散角変換手段３１で入射してきた光はほとんど＋一次光に回折されて反射され、入射前に拡散光であった光は収束光に変換された状態で、信号形成手段３２に入射する。
【０１０７】
信号形成手段３２で受光素子２１上の所定の位置に所定の形状の光束を形成され、この受光素子２１上に入射する光に基づいてＲＦ信号及びフォーカス・トラッキングの両信号が形成され、情報の再生を行うと共に光ピックアップの最適な制御を行っている。
【０１０８】
このように複数の光源を同一のパッケージ内に配置した場合においても実施の形態１と同様に、それぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源２，９の発光点２ａ，９ａとコリメートレンズの間の距離を最適化しているので以下この点について説明する。なお実施の形態１とほぼ同様の構成を有する部分については同一の番号を付加している。
【０１０９】
図６は本発明の実施の形態２における無限光学系での発光点とコリメートレンズとの関係を示す図である。図６において、Ｌ５はコリメータレンズ１６から仮想発光点２ｅまでの距離を示しており、Ｌ６はコリメータレンズ１６から仮想発光点９ｅまでの距離を示している。更に図７は本発明の実施の形態２における対物レンズのシフトの有無による仮想発光点からの光に発生する波面収差量とＬ５，Ｌ６との関係を示している。すなわちＬ５とＬ６の比を変化させたときに集光レンズ入射時に発生している波面収差量を集光レンズ１７がトラッキング方向に５００μｍシフトしている場合（太線）とトラッキング方向のシフトが無い場合（細線）とで比較しているものである。一般に光ディスクを再生中の集光レンズはトラッキング方向に最大５００μｍ程度シフトする可能性があり、また集光レンズに入射する光を有効に光ディスク上に収束させるために許容される波面収差量はＲＭＳ値で０．０７λ（たたしλは光の波長を示す）以下程度とされていることを考慮すると、比較的収差の発生量が多く、集光レンズ１７への光の入射条件がきつくなる発光点９ａからの光に対して集光レンズ１７のシフト量が最大（５００μｍ）のときの波面収差量が０．０７λ以下であれば、どちらの発光点からの光も集光レンズ１７に入射した光は集光レンズ１７のシフト量に拘わらず光ディスク上に収束されることになると考えられる。この条件を満たす範囲としては、図７から明らかなように、Ｌ５とＬ６との比（Ｌ６÷Ｌ５＝Ｈ、以下Ｈで表記する）が０．５０≦Ｈ≦０．７５であることが好ましいことがわかる。
【０１１０】
またこの範囲を満足していれば、記録媒体で反射されて戻っていく光に発生する波面収差量も抑制することができるので、反射光を受光する受光素子に対して良好に入射し、優れた信号特性を得ることができる。
【０１１１】
更に同じ条件において波面収差量がＲＭＳ値で０．０４λ以下であれば、どちらの発光点からの光も集光レンズ１７に入射した光は集光レンズ１７のシフト量に拘わらず光ディスク上に非常に正確に収束されることになると考えられる。この条件を満たす範囲としては、図３から明らかなように、Ｌ５とＬ６との比（Ｈ）が０．５５≦Ｈ≦０．７０であることが、さらに信号特性を向上させることができるので、好ましいことがわかる。
【０１１２】
Ｈの値が上記した範囲に存在するように光学系の配置を行うことにより、同一光学系中に複数の光束を有する光ピックアップにおいて、すべての光束における波面収差を理論限界値以下とすることができるので、一つの集光レンズ１７を用いることにより、いずれの光束も光ディスク上に集光させることができる。
【０１１３】
従って集光レンズ１７の数が一つで良いので、集光レンズを削減することができるとともに集光レンズの切替手段も設けなくて良くなり、光ピックアップの小型化や部品点数の削減による生産性の向上、複雑な機構を廃することによる光ピックアップの信頼性の向上、動作スピードの向上等を実現することができる。
【０１１４】
なお本実施の形態はコリメータレンズ１６を用いた無限系の光学系を用いていたが、有限系の光学系を用いることも考えられる。この場合、無限系に比べてコリメータレンズを配置するスペースが不要になるので、光ピックアップ全体の大きさを小さくすることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
以下本発明の実施の形態３について図面を参照しながら説明する。図８は本発明の実施の形態３における集積化された光学ヘッドの断面図であり、図９は本発明の実施の形態３における光学部分の詳細な断面図である。ここで図９における正断面図は光路を直線状に描いている。また図８及び図９においては、実施の形態１及び実施の形態２と同様の構成を有する部材については同一の番号を付加している。
【０１１６】
図８及び図９において、４０はパッケージで、パッケージ４０は、高密度光ディスク１８用の光を出射する光源２，低密度光ディスク１９用の光を出射する光源９や高密度光ディスク１８及び低密度光ディスク１９で反射された光を受光する受光手段５８，５９等が載置される基板部４０ａ及びそれらの部材を包含するように設けられている側壁部４０ｂ等により形成されている。パッケージ４０を構成する基板部４０ａ，側壁部４０ｂおよび端子４０ｃについては大きさを除いてほぼ第１のパッケージ１の基板部１ａ，側壁部１ｂおよび端子１ｃと同様の構成を有している。
【０１１７】
次に光源２及び光源９（以下合わせて各光源と称す）を載置する光源載置部４２について説明する。光源載置部４２はその形状が直方体状若しくは板形状で、その上面若しくは側面には各光源が取り付けられている。この光源載置部４２は、基板部４０ａ若しくは側壁部４０ｂに別部材若しくは基板部４０ａ，側壁部４０ｂの一部として設けられており、各光源を載置するとともに、各光源で発生した熱を逃がす働きを有している。
【０１１８】
更に光源載置部４２を構成する材料は、線膨張係数が各光源のそれ（約６．５×１０^-6／℃）に近い材質が好ましい。具体的には線膨張係数が３〜１０×１０^-6／℃で、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上である物質、例えばＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｔ−ｃＢＮ，Ｃｕ／Ｗ，Ｃｕ／Ｍｏ，Ｓｉ等を、特に高出力の光源を用いる場合で熱伝導率を非常に大きくしなければならないときにはダイアモンド等を用いることが好ましい。
【０１１９】
光源２及び光源９と光源載置部４２の線膨張係数が同じか近い数値となるようにした場合、各光源と光源載置部４２の間の歪みの発生を抑制することができるので、各光源と光源載置部４２との取付部分が外れたり、各光源にクラックが入る等の不都合を防止することができる。
【０１２０】
また光源載置部４２の熱伝導率をできるだけ大きく取ることにより、各光源で発生する熱を効率よく外部に逃がすことができるので、各光源の温度が上昇し、各光源から出射される光の波長がシフトしてしまい、記録媒体での光の収束位置が微妙に異なってしまい、再生信号に多くのノイズ成分が混入してしまったり、各光源の出力が低下してしまい、記録媒体に対する記録再生動作が正常に行えなくなったり、更には各光源の寿命が短くなったり、最悪の場合には各光源が破壊されてしまう等の不都合の発生を防止することができる。
【０１２１】
本実施の形態においては、この様な光源載置部４２の側面部４２ａに光源２と光源９とを光源載置部４２の底面から略同一の高さに配置している。
【０１２２】
４１は第１光学部材で、第１光学部材４１は光源２および光源９から出射された光を所定の光路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた光を所定の光路に導く働きを有している。第１光学部材４１は、第１の斜面４１ａ，第２の斜面４１ｂを有しており、特に光が入射する面と出射される面とは略平行となる構成を有しているが好ましい。この様に形成することにより、入射する光に対する非点収差等の発生を抑制することができるので、透過する光の光学特性の劣化を防止することができる。さらに第１の斜面４１ａ及び第２の斜面４１ｂには各種の光学素子が形成されている。
【０１２３】
以下第１光学部材４１中に存在する各種光学素子について説明する。
まず第１の斜面４１ａには、反射膜４３及び反射膜４４が形成されている。反射膜４３は、光源２から出射されてきた光を所定の方向に反射する働きを有しており、反射膜４４は光源９から出射されてきた光を所定の方向に反射する働きを有している。そして反射膜４３及び反射膜４４を構成する材料としては、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等の高反射を有する金属材料若しくは屈折率の異なる複数の誘電体材料を用いて、それぞれの材料を交互に複数層設けることにより形成されていることが好ましい。
【０１２４】
なお本実施の形態においては反射膜４３及び反射膜４４とは別々に設けられていたが、１つの大きな反射膜として第１の斜面４１ａのほぼ全体に形成しても良い。この場合マスク用を用いて反射膜を形成するプロセスを省略することができるとともに反射膜を形成するためのマスクもなくすことができるので、生産性を向上させることができるとともに製造コストも低減することができる。
【０１２５】
そして第２の斜面４１ｂには、偏光分離膜４５，４６が形成されている。偏光分離膜４６には、光源９から出射され、反射膜４４で反射されてきた光が入射し、偏光分離膜４５には光源２から出射され、反射膜４３で反射されてきた光が入射する。これらの偏光分離膜４５，４６は、特定の偏光方向を有する光を透過し、それ以外の偏光方向を有する光を反射する働きを有している。この様な偏光分離膜４５，４６は屈折率の異なる複数の誘電体材料を用い、それぞれの材料を交互に複数層設けることにより形成されていることがより正確なＰＳ分離が行えるので好ましい。特にここでは、光源２および光源９から出射されるＳ偏光成分を透過し、Ｐ偏光成分を反射するように形成されている。
【０１２６】
これらの偏光分離膜４５，４６により、通過する光の量をほとんど減少させることなく記録媒体へ導くことができるので、光の利用効率を向上させることができ、ひいては光源２および光源９を小さい出力で所定の盤面光量を得ることができるので、各光源の長寿命化を実現できるので好ましい。
【０１２７】
なお本実施の形態においては偏光分離膜４５，４６をそれぞれ別々に設けられていたが、１つの大きな反射膜として第２の斜面４１ｂのほぼ全体に形成しても良い。この場合マスク用を用いて偏光分離膜を形成するプロセスを省略することができるとともに偏光分離膜を形成するためのマスクもなくすことができるので、生産性を向上させることができるとともに製造コストも低減することができる。
【０１２８】
また本実施の形態においては、出射光と戻り光の分離手段として偏光分離膜を用いていたが、これらは必要とされる盤面光量に応じて、ハーフミラー等の分離手段を用いても良い。
【０１２９】
次に第２光学部材４７について説明する。第２光学部材４７は第１光学部材４１の上面に設けられているもので、第１光学部材４１とは、紫外線硬化樹脂やエポキシ樹脂等で接合されている。第２光学部材は、それぞれの対向する面が略平行な透光性のある略平行平板で形成されており、その光源９からの光が透過する１端面には拡散角変換手段４８が形成されている。
【０１３０】
拡散角変換手段４８は第２光学部材４７の光源９と反対側の側の端面に、光源９から出射される光の光軸に合わせて設けられており、光源９から入射してきた光の拡散角を負にする働き、すなわち光源９の発光点９ａから出射された光を見た目上より近くから出射されたように光路を変換する働きを有しているもので、実質的に記録媒体に近づく方向に発光点をずらしている。これにより光源９の発光点は真の発光点９ａから見かけ上の発光点９ｅに移動し、従って光源９から記録媒体までの光路長を見かけ上短くする働きを有している。拡散角変換手段４８としては回折格子特にホログラムで形成されていることが、光を高効率で透過させることができるので好ましい。特にホログラムとしては、４段以上の階段状断面や鋸歯状断面を有するものを用いることが、特に高効率に光を利用でき、光量の減少を防止できるので好ましい。
【０１３１】
次に第３光学部材４９について説明する。
第３光学部材４９は、第２光学部材４７の上面に設けられており、第２光学部材４７と第３光学部材４９とは紫外線硬化樹脂やエポキシ樹脂等の接合材により接合されている。
【０１３２】
そして第３光学部材４９は、光源２および光源９から出射され、第１光学部材４１及び第２光学部材４７を介して導かれてきた光を所定の光路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた光を所定の光路に導く働きを有している。
【０１３３】
さらに第３光学部材４９は、第１の斜面４９ａ，第２の斜面４９ｂを有しており、特に光が入射する面と出射される面とは、光の光軸に対して略垂直で、かつ、それぞれの面が略平行となるように構成されているが好ましい。この様に形成することにより、入射する光に対する非点収差等の発生を抑制することができるので、透過する光の光学特性の劣化を防止することができる。
【０１３４】
また第１の斜面４９ａと第２の斜面４９ｂは互いに略平行で、かつ、第１光学部材４１及び第２光学部材４７を通過する光の光軸に対して略垂直な方向に傾斜を有するように形成されている。
【０１３５】
さらに第１の斜面４９ａ及び第２の斜面４９ｂには各種の光学素子が形成されている。
【０１３６】
第１の斜面４９ａには、複数ビーム形成手段５０が設けられている。複数ビーム形成手段５０は偏光方向に合わせて光を反射するかもしくは透過する偏光分離膜５０ａと入射してきた光を複数の光束に分離して反射するビーム分離部５０ｂを有しており、光源９から出射され、拡散角変換手段４８を通過してきた光は偏光分離膜５０ａをほとんど透過して、ビーム分離部５０ｂに入射する。そして入射してきた光をビーム分離部５０ｂで複数の光束に分離・反射している。
【０１３７】
ここでビーム分離部５０ｂは、回折格子で形成することが、効率よく複数の光束を形成することができるので好ましい。ここでは回折格子で発生する０次光および±１次光の３つの光束を主に形成するような構成を有している。
【０１３８】
ここで形成された複数の光束は低密度光ディスク１９のトラックの所定の位置に照射され、戻ってきた光の光量を比較することにより、低密度光ディスク１９のトラッキングを行う通称３ビーム法と呼ばれるトラッキング方法に供される。
【０１３９】
なおトラッキング方法として３ビーム法を用いない場合には、複数ビーム形成手段は設けなくて良い。
【０１４０】
そして第２の斜面４９ｂには波長選択性のあるフィルタ５１が形成されている。フィルタ５１は光源２から導かれてきた光をほぼ８０％以上透過し、光源９から導かれてきた光をほぼ８０％以上反射する働きを有している。
【０１４１】
このフィルタ５１を第１の斜面４９ａに形成したことにより、光源２から出射された光をほとんど妨げることなく光源９から導かれてきた光を反射することができるので、光源２および光源９から出射された光を高い割合で記録媒体まで導くことができる。従って光源２および光源９から出射される光の量を増加させなくとも記録媒体への記録もしくは再生が可能になるので、光源２および光源９を高出力状態で動作させることによる光源２および光源９の短寿命化を防止できる。更には光源２および光源９を低出力状態で用いることができるので、光源２および光源９の温度上昇がほとんど起こらず、従って温度変化に伴う光源２および光源９の発振波長のシフトがほとんど起こらない。従ってより正確に焦点形成が行える高性能な光ピックアップを提供することができる。
【０１４２】
この第３光学部材４９により、光源２からの光と光源９からの光が略同一の光軸に導かれることになる。
【０１４３】
光源９からの光が第３光学部材に入射してきて複数ビーム形成手段５０で反射された後にフィルタ５１に入射するまでの光路は第１光学部材４１中を進む光を含む平面に対して略垂直方向に進むように形成されている。
【０１４４】
５２は１／４波長板で、１／４波長板５２は、フィルタ５１を透過してきた光源２からの光と、フィルタ５１で反射されてきた光源９からの光の双方の偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換する働きを有している。
【０１４５】
なお１／４波長板５２としては、本実施の形態に示すような所定の厚さを有する板状のものを用いても良いし、薄膜で形成しても良い。
【０１４６】
次に第４光学部材５３について説明する。
第４光学部材５３は、第１光学部材４１の底面に光硬化性樹脂やエポキシ系樹脂等により接合されており、記録媒体で反射されてきた戻り光を所定の位置に導く働きを有している。第４光学部材５３は、第１の斜面５３ａと第２の斜面５３ｂを有しており、それぞれの斜面には目的に応じた光学素子が形成されている。
【０１４７】
本実施の形態においては、第１の斜面５３ａには光路分割手段５４，５５が形成されている。この光路分割手段５４は、光源２から出射されて高密度光ディスク１８で反射されて戻ってきた光を透過するか、若しくは、反射する働きを有しており、光路分割手段５５は、光源９から出射されて低密度光ディスク１９で反射されて戻ってきた光を透過するか、若しくは、反射する働きを有している。ここでは光路分割手段５４及び光路分割手段５５の双方とも透過する光量と反射する光量とが略同量となるようにハーフミラーを用いることが好ましい。
【０１４８】
第２の斜面５３ｂには反射膜５６，５７が形成されている。反射膜５６は、光路分割手段５４で反射されて入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを有しており、反射膜５７は光路分割手段５５で反射されて入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを有している。反射膜５６，５７はともにＡｇ，Ａｕ，Ｃｕ等の高反射を有する金属材料若しくは屈折率の異なる複数の誘電体材料で形成されていることが好ましい。
【０１４９】
５８，５９はともに受光手段で、受光手段５８は、光路分割手段５４を透過してきた光及び光路分割手段５４で反射された後反射膜５６で反射されてきた光を受光し、受光手段５９は、光路分割手段５５を透過してきた光及び光路分割手段５５で反射された後反射膜５７で反射されてきた光を受光するもので、ともにＲＦ信号、トラッキング信号及びフォーカシング信号を形成するのに必要な位置に必要な形状で必要な個数の各種受光部が形成されている。
【０１５０】
さらに光源２，９や受光手段５８，５９及び光学部材４１，４７，４９，５３等は実施の形態１と同様に密閉された空間に存在していることが好ましい。ここでは透光性を有するガラスや樹脂等で形成された封止部材６０により出射部４０ｄを密閉封止している。
【０１５１】
以上示してきたように、複数の発振波長の異なる光源からの光を複数の光学素子が形成された光学部材に入射させて所定の光路に導くような構成としたことにより、従来それぞれの光源に対して複数設けられていた光学素子等を１つに集約できるので、分散配置された光ピックアップに比べて、光ピックアップ全体の大きさを大幅に小型化することができる。
【０１５２】
またそれぞれの光源に対する各光学素子間の位置あわせ等も不要になるので生産性が大幅に向上し、さらには各光学素子の取り付け誤差も最小限度に抑制することができるので良好な光学特性を実現できる。
【０１５３】
更に各光学素子の取り付け誤差に起因する光の損失を最小限に抑止できるので光の利用効率の良好な光ピックアップを実現することができる。
【０１５４】
また光源２から出射された光と光源９から出射された光の少なくとも一方を光学部材４１，４９で複数回反射して所定の光路に導くことにより、１つ１つの光学部材の大きさを小さくすることができるとともに反射なしで導く場合に比べて光学部材４１，４９を出てからの光路長を短くできるので、光ピックアップの小型化・薄型化を図ることができる。
【０１５５】
更に光源２および光源９からの光を複数の光学素子が形成された光学部材４１，４７，４９に入射させて所定の光路に導くことにより、高密度光ディスク１８に対する光も低密度光ディスク１９に対する光も、ともに正確にそれぞれの記録媒体に導くことができるとともに、複数の光源それぞれに対応した複数の光学系を異なる光学部材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数の削減による生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位置あわせの簡略化を行うことができる。更に各光学部材において光学素子を光源に応じて別々に形成することにより、光源２と光源９の波長が異なる場合にもそれぞれの波長に応じた最適条件で光学素子を形成することができるので、波長の異なる光源からの光をそれぞれ特性劣化させることなく所定の位置に導くことができるので好ましい。
【０１５６】
なお本実施の形態においては光源２及び光源９から出射された光は同一の光学部材に入射するような構成を有していたが、同一パッケージ中に別々に設けられている光学部材に入射するような構成としてもよい。この様な構成とすることにより、光源２から出射された光に対する光学部材と光源９から出射された光に対する光学部材とに分離することができるので、それぞれの光に所定の光学特性を与える光学素子のみをそれぞれの光学部材に形成すればよいので、同一斜面上に種類の異なる光学素子を別々に形成する必要がなくなり、形成された光学素子の性能を劣化させる要因を除去することができる。更に、例えば光源２から出射された光が光源９から出射された光用の光学素子に入射した後、再び光源２から出射された光の光路に混入して迷光成分となる可能性を減少させることができるので、光学特性の劣化の少ない優れた光ピックアップを提供することができる。
【０１５７】
更に本実施の形態では、光源２および光源９を第１光学部材４１の面４１ｃに対向するように設けられている。即ち光源２および光源９から出射された光は、第１光学部材４１の面４１ｃに入射し、第１光学部材４１，第２光学部材４７，第３光学部材４９等に形成されている各種光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記録媒体に導かれる構成を有している。
【０１５８】
このような構成としたことにより、光源２および光源９は、第１光学部材４１の光源側の面４１ｃを基準面として、位置あわせを行うことができる。即ち複数形成されている光源を１つの面４１ｃを基準として位置あわせを行うことができるので、各光学部材に形成されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわせを行うことが可能になり、各光学部材に設けられている各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学特性の劣化を防止することができる。また光源２と光源９との相互の位置調整も基準となる面が１つであるのでより容易に行うことができる。
【０１５９】
また第１光学部材４１のように、それぞれの光源からの光が入射してくる部位に光学素子が形成されていない場合には、入射面となる面４１ｃには、入射してくる光が散乱されたりしないように面粗度をできる限り小さくする等の非常に精密な加工を施す必要がある。
【０１６０】
本実施の形態のように複数の光源からの光を光学部材の同一面に入射させるようにしたことにより、このような精密加工を施さなければならない面の数を減らすことができるので、精密加工に伴う製造工程を簡略化でき、光学ヘッドの生産性が向上する。また精密加工に係る生産コストも低減することができるので、安価な光学ヘッドとすることができる。
【０１６１】
従って光源間の位置ずれおよび光源と光学素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。また本実施の形態では、第１光学部材４１の光源に対向する面４１ｃから光源２および光源９までの距離を等しくしている。このような関係に光源２および光源９を配置することによって、光源２および光源９を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定することができるので、光源２および光源９の高さ精度を容易に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑制することができるので、良好な記録若しくは再生特性を有した光ピックアップを実現することができる。
【０１６２】
更に本実施の形態においては、光源２および光源９とを光源載置部４２に配置している。このように複数の光源を同一の光源載置部に設ける構成をしたことにより、予め光源載置部４２に対して決められた位置関係に光源２および光源９を固定しておくことができるので、光学ヘッドの組立を行う際に、第１光学部材４１と光源２および光源９との間の位置決めを簡単にしかも精度良く行うことができるようになり、光学ヘッドの生産性を向上させることができる。また光源２および光源９と第１光学部材４１との間の位置ずれも発生しにくくなるので、優れた光学特性を有する光ピックアップとすることができる。
【０１６３】
更に光源載置部４２の同一面４２ａに光源２および光源９を設けることにより、光源２および光源９の光源載置部４２への取付をより容易に行え、更に異なる面に設けた場合に比べて、光源２および光源９と光源に電力を供給する電極やアースとの接続に用いられるワイヤの光源２および光源９との接続を容易に行えるようになる。また光源２および光源９との相対的な位置決めもより簡単かつ正確に行えるようになる。
【０１６４】
また光源を載置する光源載置部の面は非常に高い精度で面出しを行う必要があるが、複数の光源を同一面に設けることにより、面出しを行う面が１面で良くなるので、製造工程の削減でき、これにより生産性を向上させることができるとともに生産コストも低減できる。
【０１６５】
以上のような構成を有する光ピックアップの動作について説明する。
記録媒体が高密度光ディスク１８である場合には、光源２から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源２から出射された光は、まず第１光学部材４１の第１の斜面４１ａに形成された反射膜４３で反射されて、第２の斜面４１ｂに形成されている偏光分離膜４５に入射する。この偏光分離膜４５は光源２から出射された直線偏光を反射し、それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源２から入射してきた光は反射される。
【０１６６】
その後第１光学部材４１から出射された光は、第２光学部材４７を透過して第３光学部材４９に入射する。そして第３光学部材４９の第２の斜面４９ｂに形成されたフィルタ５１を透過して第３光学部材４９から出射され、１／４波長板５２に入射する。この１／４波長板５２に入射した光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換されて１／４波長板５２から出射される。
【０１６７】
その後光源２から出射された光は、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、高密度光ディスク１８へ収束する。
【０１６８】
そして高密度光ディスク１８で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板５２に入射する。この光は、高密度光ディスク１８で反射される際に楕円偏光の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているので、１／４波長板５２を通過する際には楕円偏光から光源２を出射された時の偏光方向と略直交する直線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源２から出射される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部材に入射することとなる。
【０１６９】
１／４波長板５２を通過した光は、第３光学部材４９に入射し、その第２の斜面４９ｂに形成してあるフィルタ５１をほとんど透過して、第３光学部材４９から出射され、第２光学部材４７を透過して、第１光学部材４１に入射する。
【０１７０】
そして第１光学部材４１の第２の斜面４１ｂに形成されている偏光分離膜４５に入射する。この時入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると直交する向きになっているので、光は偏光分離膜４５をほとんど透過して、第１光学部材４１から出射されて、第４光学部材５３に入射する。
【０１７１】
第４光学部材５３に入射してきた光は、第４光学部材５３の第１の斜面５３ａに形成されている光路分割手段５４に入射する。この光路分割手段５４により、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半分が反射されることになる。
【０１７２】
そして光路分割手段５４を透過した光は、そのまま第４光学部材５３の下面に設けられている受光手段５８の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することになる。
【０１７３】
また光路分割手段５４で反射された光は、第４光学部材５３の第２の斜面５３ｂに設けられている反射膜５６で反射されて受光手段５８にも受けられている所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することとなる。
【０１７４】
記録媒体が低密度光ディスク１９である場合には、光源９から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源９から出射された光は、まず第１光学部材４１の第１の斜面４１ａに形成された反射膜４４で反射されて、第２の斜面４１ｂに形成されている偏光分離膜４６に入射する。この偏光分離膜４６は光源９から出射された直線偏光を反射し、それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源９から入射してきた光は反射される。
【０１７５】
その後第１光学部材４１から出射された光は、第２光学部材４７の端面に形成された拡散角変換手段４８に入射する。この拡散角変換手段４８により、光源９から出射された光は拡散角を変換されて、拡散光だった光は収束光となって第２光学部材４７から出射され、第３光学部材４９に入射する。
【０１７６】
第３光学部材４９に入射した光は、第１の斜面４９ａに形成された複数ビーム形成手段５０に入射し、偏光分離膜５０ａを透過して、ビーム分離部５０ｂで反射される際に１本のメインビームと２本のサイドビームとに分離されたのち、第２の斜面４９ｂに形成されているフィルタ５１に入射する。このフィルタ５１は光源９から出射された光を反射し、光源２から出射された光を透過するように形成されているので、複数ビーム形成手段５０からフィルタ５１に入射した光はほとんど反射されて第３光学部材４９から出射される。
【０１７７】
その後光源９から出射された光は、１／４波長板５２に入射する。この１／４波長板５２に入射した光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換されて１／４波長板５２から出射される。
【０１７８】
その後光源９から出射された光は、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、低密度光ディスク１９へ収束する。
【０１７９】
そして低密度光ディスク１９で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板５２に入射する。この光は、低密度光ディスク１９で反射される際に楕円偏光の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているので、１／４波長板５２を通過する際には楕円偏光から光源９を出射された時の偏光方向と略直交する直線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源９から出射される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部材に入射することとなる。
【０１８０】
１／４波長板５２を通過した光は、第３光学部材４９に入射し、その第２の斜面４９ｂに形成してあるフィルタ５１でほとんど反射されて、第１の斜面４９ａにも受けられている複数ビーム形成手段５０に入射する。この場合は、入射する光の偏光方向が往きの光とは略直交する方向となっているので、入射してきた光はビーム分離部５０ｂにほとんど入射することなく偏光分離膜５０ａで反射されて、第３光学部材から出射され、第２光学部材４７に形成されている拡散角変換手段４８に入射する。
【０１８１】
この拡散角変換手段４８で拡散光として入射してきた光は、その拡散角を変換されて収束光となって第２光学部材４７を透過して、第１光学部材４１に入射する。
【０１８２】
そして第１光学部材４１の第２の斜面４１ｂに形成されている偏光分離膜４６に入射する。この時入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると略直交する向きになっているので、光は偏光分離膜４６をほとんど透過して、第１光学部材４１から出射されて、第４光学部材５３に入射する。
【０１８３】
第４光学部材５３に入射してきた光は、第４光学部材５３の第１の斜面５３ａに形成されている光路分割手段５５に入射する。この光路分割手段５４により、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半分が反射されることになる。
【０１８４】
そして光路分割手段５５を透過した光は、そのまま第４光学部材の下面に設けられている受光手段５９の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することになる。
【０１８５】
また光路分割手段５５で反射された光は、第４光学部材５３の第２の斜面５３ｂに設けられている反射膜５７で反射されて受光手段５９に設けられている所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することとなる。
【０１８６】
このように複数の光源を同一のパッケージ内に配置した場合においても実施の形態２と同様に、それぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源２，９の発光点２ａ，９ａとコリメートレンズの間の距離を最適化しているが、考え方は実施の形態２と同様なので、ここではその説明を省略する。
【０１８７】
先程も説明したように本実施の形態においては、この様な光源載置部４２の側面部４２ａに光源２と光源９とを光源載置部４２の底面から略同一の高さに配置している。即ち光源２の発光点２ａと光源９の発光点９ａとを結んだ直線は、記録媒体の表面に対して略垂直となっている。
【０１８８】
この様な配置にすることにより、光源２から出射された光が第１光学部材４１及び第４光学部材５３を通過する際に形成する光軸を含む第１の平面と、光源９から出射された光が第１光学部材４１及び第４光学部材５３を通過する際に形成する光軸を含む第２の平面及び光源９から出射された光が第３光学部材４９を通過する際に形成する光軸を含む第３の平面を光の伝搬面として利用することができる。即ち記録媒体の表面に対して垂直な面若しくは平行な面のいずれかの面のみを伝搬面とするのではなく、そのいずれの面も伝搬面として利用することができる。
【０１８９】
またこの時第１の平面と第２の平面とを略平行な関係とすることにより、本来第１の平面を構成する光軸に係る光の一部が、第２の平面を構成する光軸に係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となること、若しくは逆に本来第２の平面を構成する光軸に係る光の一部が、第１の平面を構成する光軸に係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となることを防止できるので、この様な構成を有する光ピックアップの光学特性を良好なものとすることができ、高性能な光ピックアップを提供することができる。
【０１９０】
このような立体的な伝搬面の形成を行うことにより、各光学部材の空間利用効率を向上させることができる。これにより各光学部材の小型化が可能となり、これらの光学部材を搭載した光ピックアップの小型化にも寄与することになる。
【０１９１】
更にこのような空間の立体的な利用を行う際に、記録媒体に平行な面内方向の利用頻度を記憶媒体に非平行な面内方向の利用頻度に比べて高くすることにより、各光学部材の薄型化が可能となるので、光ピックアップの薄型化を可能にすることができる。このことにより特に携帯型のパソコン等の情報端末に搭載される光ディスクドライブに最適な光ピックアップを提供することができる。
【０１９２】
なお本実施の形態においては光源２と光源９を記録媒体の表面に対して略垂直に配置していたが、これらの光源の配置は記録媒体の表面に対して非平行、即ち記録媒体の表面に垂直な高さ方向に分布を有するような配置とすることにより、上記した目的を達成することができる。
【０１９３】
（実施の形態４）
以下本発明の実施の形態４について図面を参照しながら説明する。
【０１９４】
図１０は本発明の実施の形態４における集積化された光学ヘッドの断面図であり、図１１は本発明の実施の形態４における光学部分の詳細な断面図である。ここで図１１における正断面図は光路を直線状に描いている。また図１０及び図１１においては、実施の形態３と同様の構成を有する部材については同一の番号を付加している。
【０１９５】
図１０及び図１１において、パッケージ７０については、その構成要素である基板部７０ａ，側壁部７０ｂ及び端子７０ｃのいずれについても、大きさや形状等に若干の差があるものの、パッケージ４０の基板部４０ａ，側壁部４０ｂおよび端子４０ｃとほぼ同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【０１９６】
また光源２及び光源９を載置する光源載置部７１についても、実施の形態３の光源載置部４２とほぼ同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【０１９７】
７２は第１光学部材で、第１光学部材７２は光源２および光源９から出射された光を所定の光路に導くとともに光ディスクで反射されて戻ってきた光を所定の光路に導く働きを有している。
【０１９８】
第１光学部材７２は、第１の斜面７２ａ，第２の斜面７２ｂ及び第３の斜面７２ｃを有しており、特に光が入射する面と出射される面とは略平行で、かつ、入射若しくは出射される光はこれらの面に略垂直に入射するような構成を有しているが好ましい。この様に形成することにより、入射する光に対する非点収差等の発生を抑制することができるので、透過する光の光学特性の劣化を防止することができる。
【０１９９】
さらに第１の斜面７２ａ，第２の斜面７２ｂ及び７２ｃには各種の光学素子が形成されている。
【０２００】
以下第１光学部材７２中に存在する各種光学素子について説明する。
まず第１の斜面７２ａには、反射膜７３及び反射膜７４が形成されている。反射膜７３は、光源２から出射されてきた光を所定の方向に反射する働きを有しており、反射膜７４は光源９から出射されてきた光を所定の方向に反射する働きを有している。そして反射膜７３及び反射膜７４を構成する材料としては、Ａｇ，Ａｕ，Ｃｕ等の高反射を有する金属材料若しくは屈折率の異なる複数の誘電体材料を交互に複数層設けることにより形成されていることが好ましい。
【０２０１】
なお本実施の形態においては反射膜７３及び反射膜７４とは別々に設けられていたが、１つの大きな反射膜として第１の斜面７２ａのほぼ全体に形成しても良い。この場合マスクを用いて反射膜を形成するプロセスを省略することができるとともに反射膜を形成するためのマスクも減らすことができるので、生産性を向上させることができるとともに製造コストも低減することができる。
【０２０２】
そして第２の斜面７２ｂには、偏光分離膜７５，７６が形成されている。偏光分離膜７５には、光源２から出射され、反射膜７３で反射されてきた光が入射し、偏光分離膜７６には光源９から出射され、反射膜７４で反射されてきた光が入射する。これらの偏光分離膜７５，７６は、特定の偏光方向を有する光を透過し、それ以外の偏光方向を有する光を反射する働きを有している。
【０２０３】
この様な偏光分離膜７５，７６は屈折率の異なる複数の誘電体材料を交互に複数層設けることにより形成されていることがより正確なＰＳ分離が行えるので好ましい。特にここでは、光源２および光源９から出射されるＳ偏光成分を透過し、Ｐ偏光成分を反射するように形成されている。
【０２０４】
これらの偏光分離膜７５，７６により、通過する光の量をほとんど減少させることなく記録媒体へ導くことができるので、光の利用効率を向上させることができ、ひいては光源２および光源９を小さい出力で所定の盤面光量を得ることができるので、各光源の長寿命化を実現できるので好ましい。
【０２０５】
なお本実施の形態においては偏光分離膜７５，７６をそれぞれ別々に設けられていたが、１つの大きな反射膜として第２の斜面７２ｂの上部ほぼ全体に形成しても良い。この場合マスク用を用いて偏光分離膜を形成するプロセスを省略することができるとともに偏光分離膜を形成するためのマスクも減らすことができるので、生産性を向上させることができるとともに製造コストも低減することができる。
【０２０６】
また本実施の形態においては、出射光と戻り光の分離手段として偏光分離膜を用いていたが、これらは必要とされる盤面光量に応じて、ハーフミラー等の分離手段を用いても良い。
【０２０７】
次に第２の斜面７２ｂに設けられている他の光学部材について説明する。
７７及び７８はモニター光用のホログラムで、ホログラム７７は光源２から出射され、反射膜７３で反射された光のうちの一部を所定の方向へ反射回折する働きを有している。このホログラム７７で反射回折された光は、第１光学部材７２の上面に設けられている反射部７９に導かれ、その後受光手段上９１に設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモニタ光受光部からの電気信号を元に光源２に加える電力を調整して、光源２から出射される光の光量が常に最適値となるように制御を行う。
【０２０８】
またホログラム７８は光源９から出射され、反射膜７４で反射された光のうちの一部を所定の方向へ反射回折する働きを有している。このホログラム７８で反射回折された光は、第１光学部材７２の上面に設けられている反射部８０に導かれ、その後受光手段９２上に設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモニタ光受光部からの電気信号を元に光源９に加える電力を調整して、光源９から出射される光の光量が常に最適値となるように制御を行う。
【０２０９】
さらに第２の斜面７２ｂの最も光源寄りの部分には反射膜８１，８２が設けられている。
【０２１０】
この反射膜８１，８２は、実施の形態３に示す第４光学部材５３の第２の斜面５３ｂに形成されている反射膜５６，５７とほぼ同様の構成を有しているので、ここでは説明を省略する。
【０２１１】
最後に第３の斜面７２ｃには光路分割手段８３，８４が形成されている。この光路分割手段については、実施の形態３に示した第４光学部材５３の第１の斜面５３ａに形成されている光路分割手段５４，５５とほぼ同様の構成及び働きを有しているので、ここでは説明を省略する。
【０２１２】
次にパッケージ７０により囲まれた空間の内部、即ち光源２，９及び受光手段等が配置されている空間は密閉されることが好ましい。このような構成にすることにより、ゴミや水分等の不純物のパッケージ内部への進入を防止することができるので、光源２，９や受光手段９１，９２の性能を維持することができるとともに出射される光の光学特性の劣化も防止することができる。
【０２１３】
このためシールド部材８５が設けられている。シールド部材８５は、パッケージ７０の側壁部７０ｂに設けられた開口部７０ｄを塞ぐように設けられているもので、パッケージ７０の内部を密閉する働きを有している。そして密閉された空間にはＮ₂ガス、乾燥空気若しくはＡｒガス等の不活性ガスを封入しておくことが、パッケージ７０の内部に存在する第１光学部材７２等の表面に結露が生じて光学特性が悪化してしまったり、光源２，９や受光手段の酸化などによる特性の劣化を防止することができるのでさらに好ましい。
【０２１４】
ここでシールド部材８５を構成する材料としては、樹脂やガラス等の透光性が良好で、光の利用効率を低下させない材料を用いることが好ましい。
【０２１５】
次に第２光学部材８６について説明する。
第２光学部材８６はパッケージ７０の側壁部７０ｂに設けられている開口部７０ｄを塞ぐように設けられており、パッケージ７０の側壁部７０ｂとは、紫外線硬化樹脂，エポキシ樹脂及び接着ガラス等で接合されている。第２光学部材８６は、第１基板８６ａ、第２基板８６ｂを有している。以下これらの基板について順次説明する。
【０２１６】
まず第１基板８６ａは平行平面形状を有するガラスや樹脂等の良好な透光性を有する材料から形成されており、そのシールド部材８５側の端面の光源９からの光が通る領域には拡散角変換手段８７が形成されている。この拡散角変換手段８７については、実施の形態３で示した拡散角変換手段４８とほぼ同様の構成を有しているので、ここでは説明を省略する。
【０２１７】
次に第２基板８６ｂは、第１の斜面８６ｄ及び第２の斜面８６ｅを有し、更に第１の斜面８６ｄには偏光分離膜８８ａとビーム分離部８８ｂを備えた複数ビーム形成手段８８が形成されており、第２の斜面８６ｅにはフィルタ８９が形成されている。
【０２１８】
第２基板８６ｂの構成は、基本的に実施の形態３に示す第３光学部材４９と同様のものであり、第２基板８６ｂの第１の斜面８６ｄ，第２の斜面８６ｅ，偏光分離膜８８ａ，ビーム分離部８８ｂ，複数ビーム形成手段８８，フィルタ８９はそれぞれ、実施の形態３の第３光学部材４９の第１の斜面４９ａ，第２の斜面４９ｂ，偏光分離膜５０ａ，ビーム分離部５０ｂ，複数ビーム形成手段５０，フィルタ５１に相当し、ほぼ同様の構成を有しているので、ここでは詳細な説明を省略する。
【０２１９】
第１基板８６ａと第２基板８６ｂとの接合及び第２光学部材８６と側壁部７０ｂとの接合は光硬化樹脂，エポキシ樹脂，接合ガラス等の接合材により行われている。
【０２２０】
そしてこの第２光学部材８６により、光源２からの光と光源９からの光が略同一の光軸に導かれることになる。
【０２２１】
そして光源９からの光が第２光学部材８６に入射してきて複数ビーム形成手段８８で反射された後にフィルタ８９に入射するまでの光路は第１光学部材７２中を進む光を含む平面に対して略垂直方向に進むように形成されている。
【０２２２】
９０は１／４波長板で、１／４波長板９０は、フィルタ８９を透過してきた光源２からの光と、フィルタ８９で反射されてきた光源９からの光の双方の偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換する働きを有している。
【０２２３】
なお１／４波長板９０としては、本実施の形態に示すような所定の厚さを有する板状のものを用いても良いし、薄膜で形成しても良い。
【０２２４】
９１，９２はともに受光手段で、受光手段９１は、光路分割手段８３を透過してきた光及び光路分割手段８３で反射された後反射膜８１で反射されてきた光を受光し、受光手段９２は、光路分割手段８４を透過してきた光及び光路分割手段８４で反射された後反射膜８２で反射されてきた光を受光するもので、ともにＲＦ信号、モニタ信号、トラッキング信号及びフォーカシング信号を形成するのに必要な位置に必要な形状で必要な個数の各種受光部が形成されている。
【０２２５】
以上示してきたように、複数の発振波長の異なる光源からの光を複数の光学素子が形成された光学部材に入射させて所定の光路に導くような構成としたことにより、従来それぞれの光源に対して複数設けられていた光学素子等を１つに集約できるので、分散配置された光ピックアップに比べて、光ピックアップ全体の大きさを大幅に小型化することができるとともにそれぞれの光源に対する各光学素子間の位置あわせ等も不要になるので生産性が大幅に向上し、さらには各光学素子の取り付け誤差も最小限度に抑制することができるので良好な光学特性を実現でき、加えて各光学素子の取り付け誤差に起因する光の損失を最小限に抑止できるので光の利用効率の良好な光ピックアップを実現することができる。
【０２２６】
さらに光源２から出射された光と光源９から出射された光の少なくとも一方を光学部材７２，８６で複数回反射して所定の光路に導くことにより、パッケージ７０全体の大きさを小さくすることができるとともに反射なしで導く場合に比べて光学部材８６を出てからの光路長を短くできるので、光ピックアップの小型化・薄型化を図ることができる。
【０２２７】
また光源２および光源９からの光を複数の光学素子が形成された光学部材７２，８６に入射させて所定の光路に導くことにより、高密度光ディスク１８に対する光も低密度光ディスク１９に対する光も、ともに正確にそれぞれの記録媒体に導くことができるとともに、複数の光源それぞれに対応した複数の光学系を異なる光学部材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数の削減による生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位置あわせの簡略化を行うことができる。
【０２２８】
なお本実施の形態においては光源２及び光源９から出射された光は同一の光学部材に入射するような構成を有していたが、同一パッケージ中に別々に設けられている光学部材に入射するような構成としてもよい。この様な構成とすることにより、光源２から出射された光に対する光学部材と光源９から出射された光に対する光学部材とに分離することができるので、それぞれの光に所定の光学特性を与える光学素子のみをそれぞれの光学部材に形成すればよいので、同一斜面上に種類の異なる光学素子を別々に形成する必要がなくなり、形成された光学素子の性能を劣化させる要因を除去することができる。更に、例えば光源２から出射された光が光源９から出射された光用の光学素子に入射した後、再び光源２から出射された光の光路に混入して迷光成分となる可能性を減少させることができるので、光学特性の劣化の少ない優れた光ピックアップを提供することができる。
【０２２９】
更に本実施の形態では、光源２および光源９を第１光学部材７２の面７２ｄに対向するように設けられている。即ち光源２および光源９から出射された光は、第１光学部材７２の面７２ｄに入射し、第１光学部材７２および第２光学部材８６等に形成されている各種光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記録媒体に導かれる構成を有している。
【０２３０】
このような構成としたことにより、光源２および光源９は、第１光学部材７２の光源側の面７２ｄを基準面として、位置あわせを行うことができる。即ち複数形成されている光源を１つの面７２ｃを基準として位置あわせを行うことができるので、各光学部材に形成されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわせを行うことが可能になり、各光学部材に設けられている各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学特性の劣化を防止することができる。また光源２と光源９との相互の位置調整も基準となる面が１つであるのでより容易に行うことができる。
【０２３１】
また第１光学部材７２のように、それぞれの光源からの光が入射してくる部位に光学素子が形成されていない場合には、入射面となる面７２ｄには、入射してくる光が散乱されたりしないように面粗度をできる限り小さくする等の非常に精密な加工を施す必要がある。
【０２３２】
本実施の形態のように複数の光源からの光を光学部材の同一面に入射させるようにしたことにより、このような精密加工を施さなければならない面の数を減らすことができるので、精密加工に伴う製造工程を簡略化でき、光学ヘッドの生産性が向上する。また精密加工に係る生産コストも低減することができるので、安価な光学ヘッドとすることができる。
【０２３３】
従って光源間の位置ずれおよび光源と光学素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。また本実施の形態では、第１光学部材７２の光源に対向する面７２ｄから光源２および光源９までの距離を等しくしている。このような関係に光源２および光源９を配置することによって、光源２および光源９を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定することができるので、光源２および光源９の高さ精度を容易に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑制することができるので、良好な記録若しくは再生特性を有した光ピックアップを実現することができる。
【０２３４】
更に本実施の形態においては、光源２および光源９とを光源載置部７１に配置している。このように複数の光源を同一の光源載置部に設ける構成をしたことにより、予め光源載置部７１に対して決められた位置関係に光源２および光源９を固定しておくことができるので、光学ヘッドの組立を行う際に、第１光学部材７２と光源２および光源９との間の位置決めを簡単にしかも精度良く行うことができるようになり、光学ヘッドの生産性を向上させることができる。また光源２および光源９と第１光学部材７２との間の位置ずれも発生しにくくなるので、優れた光学特性を有する光ピックアップとすることができる。
【０２３５】
更に光源載置部７１の同一面７１ａに光源２および光源９を設けることにより、光源２および光源９の光源載置部７１への取付をより容易に行え、更に異なる面に設けた場合に比べて、光源２および光源９と光源に電力を供給する電極やアースとの接続に用いられるワイヤの光源２および光源９との接続を容易に行えるようになる。また光源２および光源９との相対的な位置決めもより簡単かつ正確に行えるようになる。
【０２３６】
また光源を載置する光源載置部の面は非常に高い精度で面出しを行う必要があるが、複数の光源を同一面に設けることにより、面出しを行う面が１面で良くなるので、製造工程の削減でき、これにより生産性を向上させることができるとともに生産コストも低減できる。
【０２３７】
以上のような構成を有する光ピックアップの動作について説明する。
記録媒体が高密度光ディスク１８である場合には、光源２から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源２から出射された光は、まず第１光学部材７２の第１の斜面７２ａに形成された反射膜７３で反射されて、第２の斜面７２ｂに形成されている偏光分離膜７５に入射する。この偏光分離膜７５は光源２から出射された直線偏光を反射し、それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源２から入射してきた光は反射される。
【０２３８】
その後第１光学部材７２から出射された光は、シールド部材８５を透過して、第２光学部材８６の第１基板８６ａを透過した後、第２光学部材８６の第２基板８６ｂの第２の斜面８６ｅに形成されたフィルタ８９を透過して第２光学部材８６から出射され、１／４波長板９０に入射する。この１／４波長板９０に入射した光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換されて１／４波長板９０から出射される。
【０２３９】
その後光源２から出射された光は、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、高密度光ディスク１８へ収束する。
【０２４０】
そして高密度光ディスク１８で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板９０に入射する。この光は、高密度光ディスク１８で反射される際に楕円偏光の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているので、１／４波長板９０を通過する際には楕円偏光から光源２から出射された往きの光の偏光方向と略直交する直線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源２から出射される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部材に入射することとなる。
【０２４１】
１／４波長板９０を通過した光は、第２光学部材８６に入射し、第２基板８６ｂの第２の斜面８６ｅに形成してあるフィルタ８９をほとんど透過して、第２光学部材８６から出射され、シールド部材８５を透過して、第１光学部材７２に入射する。
【０２４２】
そして第１光学部材７２の第２の斜面７２ｂに形成されている偏光分離膜７５に入射する。この時入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると直交する向きになっているので、光は偏光分離膜７５をほとんど透過して、第１光学部材７２の第３の斜面７２ｃに形成されている光路分割手段８３に入射する。この光路分割手段８３により、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半分が反射されることになる。
【０２４３】
そして光路分割手段８３を透過した光は、そのまま第１光学部材７２の下に設けられている受光手段９１の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することになる。
【０２４４】
また光路分割手段８３で反射された光は、第１光学部材７２の第２の斜面７２ｂに設けられている反射膜８１で反射されて受光手段９１に設けられている所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することとなる。
【０２４５】
記録媒体が低密度光ディスク１９である場合には、光源９から出射された光を用いて記録若しくは再生を行う。この場合、光源９から出射された光は、まず第１光学部材７２の第１の斜面７２ａに形成された反射膜７４で反射されて、第２の斜面７２ｂに形成されている偏光分離膜７６に入射する。この偏光分離膜７６は光源９から出射された直線偏光を反射し、それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源９から入射してきた光は反射される。
【０２４６】
その後第１光学部材７２から出射された光は、第２光学部材８６の第１基板８６ａの下端面に形成された拡散角変換手段８７に入射する。この拡散角変換手段８７により、光源９から出射された光は拡散角を変換されて、拡散光だった光は収束光となって第２基板８６ｂから出射され、第２光学部材８６の第２基板８６ｂの第１の斜面８６ｄに形成された複数ビーム形成手段８８に入射し、偏光分離膜８８ａを透過して、ビーム分離部８８ｂで反射される際に１本のメインビームと２本のサイドビームとに分離されたのち、第２の斜面８６ｅに形成されているフィルタ８９に入射する。このフィルタ８９は光源９から出射された光を反射し、光源２から出射された光を透過するように形成されているので、複数ビーム形成手段８８からフィルタ８９に入射した光はほとんど反射されて第２光学部材８６から出射される。
【０２４７】
その後光源９から出射された光は、１／４波長板９０に入射する。この１／４波長板９０に入射した光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換されて１／４波長板９０から出射される。
【０２４８】
その後光源９から出射された光は、コリメータレンズがある場合にはコリメータレンズ１６を通過して略平行光に変換されてから、無い場合には直接集光レンズ１７に入射し、高密度光ディスク１８へ収束する。
【０２４９】
そして低密度光ディスク１９で反射されて戻ってきた光は再び１／４波長板９０に入射する。この光は、低密度光ディスク１９で反射される際に楕円偏光の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているので、１／４波長板９０を通過する際には楕円偏光から光源９を出射された往きの光の偏光方向と略直交する直線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源９から出射される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部材に入射することとなる。
【０２５０】
１／４波長板９０を通過した光は、第２光学部材８６に入射し、その第２基板８６ｂの第２の斜面８６ｅに形成してあるフィルタ８９でほとんど反射されて、第１の斜面８６ｄに設けられている複数ビーム形成手段８８に入射する。この場合は、入射する光の偏光方向が往きの光とは略直交する方向となっているので、入射してきた光はビーム分離部８８ｂにほとんど入射することなく偏光分離膜８８ａで反射されて、第２基板８６ｂから出射され、第１基板８６ａに形成されている拡散角変換手段８７に入射する。
【０２５１】
この拡散角変換手段８７で拡散光として入射してきた光は、その拡散角を変換されて収束光となって第２光学部材８６から出射され、シールド部材８５を透過して、第１光学部材７２に入射する。
【０２５２】
そして第１光学部材７２の第２の斜面７２ｂに形成されている偏光分離膜７６に入射する。この時入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると略直交する向きになっているので、光は偏光分離膜７６をほとんど透過して、第３の斜面７２ｃに形成されている光路分割手段８４に入射する。この光路分割手段８４により、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半分が反射されることになる。
【０２５３】
そして光路分割手段８４を透過した光は、そのまま第１光学部材７２の下方に設けられている受光手段９２の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することになる。
【０２５４】
また光路分割手段８４で反射された光は、第２の斜面７２ｂに設けられている反射膜８２で反射されて受光手段９２に設けられている所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供することとなる。
【０２５５】
このように複数の光源を同一のパッケージ内に配置した場合においても実施の形態２と同様に、それぞれの光源から出射された光に発生する波面収差が大きく異なる場合が多く、このためそれぞれ光源２，９の発光点２ａ，９ａとコリメートレンズの間の距離を最適化しているが、考え方は実施の形態１及び実施の形態２と同様なので、ここではその説明を省略する。
【０２５６】
先程も説明したように本実施の形態においては、この様な光源載置部７１の側面部７１ａに光源２と光源９とを光源載置部７１の底面から略同一の高さに配置している。即ち光源２の発光点２ａと光源９の発光点９ａとを結んだ直線は、記録媒体の表面に対して略垂直となっている。
【０２５７】
この様な配置にすることにより、光源２から出射された光が第１光学部材７２を通過する際に形成する光軸を含む第１の平面と、光源９から出射された光が第１光学部材７２を通過する際に形成する光軸を含む第２の平面及び光源９から出射された光が第２光学部材８６を通過する際に形成する光軸を含む第３の平面を光の伝搬面として利用することができる。即ち記録媒体の表面に対して垂直な面若しくは平行な面のいずれかの面のみを伝搬面とするのではなく、そのいずれの面も伝搬面として利用することができる。
【０２５８】
またこの時第１の平面と第２の平面とを略平行な関係とすることにより、本来第１の平面を構成する光軸に係る光の一部が、第２の平面を構成する光軸に係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となること、若しくは逆に本来第２の平面を構成する光軸に係る光の一部が、第１の平面を構成する光軸に係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となることを防止できるので、この様な構成を有する光ピックアップの光学特性を良好なものとすることができ、高性能な光ピックアップを提供することができる。
【０２５９】
このような立体的な伝搬面の形成を行うことにより、各光学部材の空間利用効率を向上させることができる。これにより各光学部材の小型化が可能となり、これらの光学部材を搭載した光ピックアップの小型化にも寄与することになる。
【０２６０】
更にこのような空間の立体的な利用を行う際に、記録媒体に平行な面内方向の利用頻度を記憶媒体に非平行な面内方向の利用頻度に比べて高くすることにより、各光学部材の薄型化が可能となるので、光ピックアップの薄型化を可能にすることができる。このことにより特に携帯型のパソコン等の情報端末に搭載される光ディスクドライブに最適な光ピックアップを提供することができる。
【０２６１】
なお本実施の形態においては光源２と光源９を記録媒体の表面に対して略垂直に配置していたが、これらの光源の配置は記録媒体の表面に対して非平行、即ち記録媒体の表面に垂直な高さ方向に分布を有するような配置とすることにより、上記した目的を達成することができる。
【０２６２】
（実施の形態５）
図１２は本発明における光ピックアップモジュールである。図１２において、１０１はディスクで、本実施の形態においてはディスク１０１として、デジタルビデオディスク（以下ＤＶＤと略す）等の高密度ディスク１８またはコンパクトディスク（以下ＣＤと略す）等の低密度ディスク１９を用いている。ここで高密度ディスク１８としては例えば、記録層を有する基板を２つ用意し、その２つの基板を張り合わせた構成のディスク等である。
【０２６３】
１０２はディスク１０１を回転させるスピンドルモータ部で、ディスク１０１をクランプする機構も有している。スピンドルモータ部１０２は、ディスク１０１を回転させるスピンドルモータ及びディスク１０１を精度良く位置決めするターンテーブル等から形成されている。
【０２６４】
１０３はディスク１０１に対して記録若しくは再生を行う光ピックアップ部で、その光学部分は実施の形態１に示すような構成を有しているとともに集光レンズ１７をディスク１００に対して動作させるアクチュエータ１０８を備えている。
【０２６５】
なお光ピックアップ部としては、実施の形態２〜４に示すものを用いることも可能である。
【０２６６】
１０４は光ピックアップ部１０３をディスク１０１を内周及び外周に移させるフィード部である。
【０２６７】
１０５はスピンドルモータ部及び光ピックアップ部及びフィード部を搭載するモジュールベースである。
【０２６８】
１０６、１０７はスピンドルモータ及び光ピックアップ部に電力を供給するフレキシブル基板である。
【０２６９】
以上の様な構成を有する光ピックアップモジュールの動作について説明する。スピンドルモータ部１０２により回転しているディスク１０１の所定の位置に存在するデータを再生するような命令がＣＰＵから送られてきた場合、まずアクチュエータ１０８により集光レンズ１７を引き込んだ状態でフィード部１０４を駆動し、光源２若しくは９から光をディスク１０１に照射してその位置確認しつつ光ピックアップ部１０３を所定のデータが存在するトラックまで移動させる。
【０２７０】
所定の位置まで移動してきた後は、光ピックアップ部１０３に設けられているアクチュエータ１０８を駆動させて、フォーカシング信号及びトラッキング信号を検出し、微少な位置調整を行った後、所定のトラックの再生信号を光ピックアップ部１０３に設けられた受光手段により検知して、信号再生を行う。
【０２７１】
なおピックアップ部１０３への動力の供給や信号の送受信及びスピンドルモータ部１０２への動力の供給にはフレキシブル基板１０６，１０７を用いている。
【０２７２】
この様な構成を有する光ピックアップモジュールにおいては、実施の形態１〜４に示した構成を有する光ピックアップ部を用いているので、光ピックアップモジュールの小型化・薄型化を実現することができる。
【０２７３】
【発明の効果】
以上示してきたように、本願発明は、複数の光源から出射された光を光学部材の同一面に入射させ、光学部材に形成されている各種光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記録媒体に導かれる構成を有している。
【０２７４】
このような構成としたことにより、複数の光源は、光学部材の光源側の面を基準面として、位置あわせを行うことができる。従って光学部材に形成されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわせを行うことが可能になり、各光学部材に設けられている各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学特性の劣化を防止することができる。また複数の光源間の相互の位置調整も基準となる面が１つであることにより容易に行うことができる。
【０２７５】
従って光源間の位置ずれおよび光源と光学素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することができる。
【０２７６】
更にそれぞれの光源からの光が入射してくる部位に光学素子が形成されていない場合には、入射面となる光学部材の面には、入射してくる光が散乱されたりしないように面粗度をできる限り小さくする等の非常に精密な加工を施す必要がある。本発明のように複数の光源からの光を光学部材の同一面に入射させるようにしたことにより、このような精密加工を施さなければならない面の数を減らすことができるので、精密加工に伴う製造工程を簡略化でき、光学ヘッドの生産性が向上する。また精密加工に係る生産コストも低減することができるので、安価な光学ヘッドとすることができる。
【０２７７】
また光学部材の光源に対向する面から複数の光源までの距離を等しくすることにより、複数の光源を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定することができるので、複数の光源の高さ精度を容易に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑制することができるので、良好な記録若しくは再生特性を有した光ピックアップを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による光ピックアップの構成と光路を示す図
【図２】本発明の実施の形態１における無限光学系での発光点とコリメートレンズとの関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における波面収差量とＬ３，Ｌ４との関係を示した図
【図４】本発明の実施の形態１における有限光学系での発光点と集光レンズとの関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態２における集積化した光学ヘッドの断面図
【図６】本発明の実施の形態２における無限光学系での発光点とコリメートレンズとの関係を示す図
【図７】本発明の実施の形態２における対物レンズのシフトの有無による波面収差量とＬ５，Ｌ６との関係を示した図
【図８】本発明の実施の形態３における集積化された光学ヘッドの断面図
【図９】本発明の実施の形態３における光学部分の詳細な断面図
【図１０】本発明の実施の形態４における集積化された光学ヘッドの断面図
【図１１】本発明の実施の形態４における光学部分の詳細な断面図
【図１２】本発明の実施の形態５における光ピックアップモジュールの正面図
【図１３】従来の光ピックアップの光学系を示す図
【符号の説明】
１ 第１のパッケージ
１ａ 基板部
１ｂ 側壁部
１ｃ 端子
１ｄ 出射部
２ 光源
３ 受光素子
５ 第１光学部材
５ａ 第１の斜面
５ｂ 第２の斜面
６ 光路分割手段
７ 反射手段
８ 第２のパッケージ
８ａ 基板部
８ｂ 側壁部
８ｃ 端子
８ｄ 出射部
９ 光源
１０ 受光素子
１１ 第２光学部材
１１ａ 第１の斜面
１１ｂ 第２の斜面
１２ 光路分割手段
１３ 反射手段
１４ １／４波長板
１５ 光路分割手段
１６ コリメータレンズ
１７ 集光レンズ
１８ 高密度光ディスク
１９ 低密度光ディスク
２０ パッケージ
２０ａ 基板部
２０ｂ 側壁部
２０ｃ 端子
２１ 受光素子
２２ 光学部材
２２ａ 第１の斜面
２２ｂ 第２の斜面
２２ｃ 第３の斜面
２２ｄ 第１基板
２２ｅ 第２基板
２３ 拡散角変換ホログラム
２４ フィルタ
２５ 偏光分離膜
２６ １／４波長板
２７ 拡散角変換手段
２８ 複数ビーム形成手段
２９ 反射手段
３０ 反射手段
３１ 拡散角変換手段
３２ 信号形成手段
３３ 受光素子
３４ 光源載置部
３４ａ 面
４０ パッケージ
４０ａ 基板部
４０ｂ 側壁部
４０ｃ 端子
４０ｄ 開口部
４１ 第１光学部材
４１ａ 第１の斜面
４１ｂ 第２の斜面
４１ｃ 面
４２ 光源載置部
４２ａ 面
４３，４４ 反射膜
４５，４６ 偏光分離膜
４７ 第２光学部材
４８ 拡散角変換手段
４９ 第３光学部材
４９ａ 第１の斜面
４９ｂ 第２の斜面
５０ 複数ビーム形成手段
５０ａ 偏光分離膜
５０ｂ ビーム分離部
５１ フィルタ
５２ １／４波長板
５３ 第４光学部材
５３ａ 第１の斜面
５３ｂ 第２の斜面
５４，５５ 光路分割手段
５６，５７ 反射膜
５８，５９ 受光手段
７０ パッケージ
７０ａ 基板部
７０ｂ 側壁部
７０ｃ 端子
７０ｄ 開口部
７１ 光源載置部
７１ａ 面
７２ 第１光学部材
７２ａ 第１の斜面
７２ｂ 第２の斜面
７２ｃ 第３の斜面
７２ｄ 面
７３，７４ 反射膜
７５，７６ 偏光分離膜
７７，７８ ホログラム
７９，８０ 反射部
８１，８２ 反射膜
８３，８４ 光路分割手段
８５ シールド部材
８６ 第２光学部材
８６ａ 第１基板
８６ｂ 第２基板
８６ｄ 第１の斜面
８６ｅ 第２の斜面
８７ 拡散角変換手段
８８ 複数ビーム形成手段
８８ａ 偏光分離膜
８８ｂ ビーム分離部
８９ フィルタ
９０ １／４波長板
９１ 受光手段
９２ 受光手段
１０１ ディスク
１０２ スピンドルモータ部
１０３ 光ピックアップ部
１０４ フィード部
１０５ モジュールベース
１０６，１０７ フレキシブル基板
１０８ アクチュエータ

Claims (3)

1. 第１の光源と、前記第１の光源と異なる波長を有する第２の光源と、前記第１の光源と前記第２の光源に対向し、前記第１の光源および前記第２の光源から出射された光を光ディスクに透過または反射させつつ前記光ディスクから反射された戻り光を前記第１の光源および前記第２の光源に向かわないように反射または透過させる分離手段を有する光学部材とを備え、前記第１の光源と前記第２の光源とが、前記光学部材と対向する同一の面に配置されるとともに、前記第１の光源が対向する前記光学部材の面と前記第２の光源が対向する前記光学部材の面とが同一であって、前記第１の光源から前記光学部材の同一面までの距離と前記第２の光源から前記光学部材の同一面までの距離とがほぼ同一であり、前記第１の光源および前記第２の光源から出射された各々の直線光は、前記第１の光源および前記第２の光源が対向する光学部材の前記同一面にその光路を変えることなく入光し、且つ、前記光学部材は、前記分離手段を設ける斜面を有することを特徴とする光ピックアップ。
2. 第１の光源と、第２の光源と、光学部材とを１つの光学ヘッドに設け、前記光学ヘッドから出射されてきた光を所定の位置に集光する集光手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 第１の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長と、第２の光源からの光が光学ヘッドから出射されるまでの光路長とが異なっていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。

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