JPH09212896A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明基板の厚さが異なる複数種類の光ディス
クに対して、情報信号の記録再生が行える光学ピックア
ップ装置を提供する。 【解決手段】 電気光学素子７によって偏光方向を調整
した光束を、円環状のワイヤグリッドアパーチャ１２を
介して、対物レンズ４に入射させる。光ディスクの透明
基板の厚さに応じて偏光方向を調整することにより、対
物レンズ４の開口数（ＮＡ）を変化させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの如き
光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み出し
を行う光学ピックアップ装置に関する技術分野に属す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、情報信号の記録媒体として光ディ
スクや光カードの如き光学記録媒体が提案され、また、
このような光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及
び読み出しを行う光学ピックアップ装置が提案されてい
る。

【０００３】このような光学記録媒体は、ポリカーボネ
イトの如き透明材料からなる基板と、この基板の一主面
部上に被着形成された信号記録層とを有して構成されて
いる。

【０００４】上記光学ピックアップ装置は、光源となる
半導体レーザと、この半導体レーザより発せられた光束
が入射されるビームスプリッタ、このビームスプリッタ
を経た光束が入射される対物レンズ、及び、光検出器を
有している。上記ビームスプリッタは、反射面を、上記
半導体レーザよりの光束の光軸に対して４５°の傾きと
なるように配設されている。

【０００５】そして、上記対物レンズに入射された光束
は、この対物レンズにより、上記光学記録媒体の信号記
録面上に集光して照射される。このとき、この光束は、
上記光学記録媒体の基板側よりこの光学記録媒体に対し
て照射され、該基板を透過して上記信号記録層の表面部
である上記信号記録面上に集光される。この対物レンズ
は、２軸アクチュエータに支持されて移動操作されるこ
とにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が記録さ
れる箇所（記録トラック）に上記光束を集光させる。

【０００６】上記光学記録媒体においては、上記対物レ
ンズを経た光束が集光されて照射されることにより、こ
の光束が照射された箇所に情報信号の記録が行われる。

【０００７】上記信号記録面上に照射された光束は、こ
の信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光量、
または、偏光方向を変調されて該信号記録面により反射
され、上記対物レンズに戻る。

【０００８】上記信号記録面により反射された反射光束
は、上記対物レンズを経て、上記ビームスプリッタに至
る。この反射光束は、上記ビームスプリッタにより、上
記半導体レーザに戻る経路に対して分岐され、上記光検
出器に向かう。

【０００９】上記光検出器は、フォトダイオードの如き
受光素子であって、上記ビームスプリッタを経た光束を
受光し、電気信号に変換する。この光検出器より出力さ
れる電気信号に基づいて、上記光学記録媒体に記録され
た情報信号の再生が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光ディスクの如き光学記録媒体においては、コンピュ
ータ用の補助記憶装置として、また、音声及び画像信号
の記録媒体として用いるために、情報信号の記録密度の
高密度化が進められている。

【００１１】このように記録密度が高密度化された光学
記録媒体に対して情報信号の記録及び再生を行うには、
上記対物レンズをより開口数（ＮＡ）の大きなものとし
て、この光学記録媒体上に上記光束が集光されることに
より形成されるビームスポットを小さくする必要があ
る。

【００１２】しかしながら、上記対物レンズの開口数が
大きくなると、上記光学記録媒体の傾き、この光学記録
媒体の基板の厚みムラ、及び、この光学記録媒体上にお
ける上記光束のデフォーカス（焦点ずれ）に対する許容
度が減少することとなり、この光学記録媒体に対する情
報信号の記録及び再生が困難となってしまう。

【００１３】例えば、上記光学記録媒体の上記対物レン
ズの光軸に対する傾き（スキュー）が生ずると、上記信
号記録面上に集光される光束において波面収差が生じ、
上記光検出器より出力される電気信号（ＲＦ出力）に影
響が出る。

【００１４】この波面収差は、上記対物レンズの開口数
の３乗と上記光学記録媒体の傾き角（スキュー角）の約
１乗に比例して発生する３次のコマ収差が支配的であ
る。したがって、上記光学記録媒体の傾きに対する許容
値は、上記対物レンズの開口数の３乗に反比例すること
となり、すなわち、この開口数が大きくなれば小さくな
る。

【００１５】厚さ１．２ｍｍ、直径８０ｍｍまたは１２
０ｍｍの円盤状のポリカーボネイトにより形成された基
板を有して構成され、現在、一般に広く用いられている
光ディスク（いわゆる「コンパクトディスク」の如きも
の）においては、傾き角が±０．５°乃至±１°の傾き
が生ずることがある。

【００１６】このような光ディスクにおいては、この光
ディスクに照射される光束において上述のような波面収
差が生じ、この光ディスク上におけるビームスポットが
非対称形状となり、符号間干渉が著しく生じて、正確な
信号再生が困難となる。

【００１７】このような３次のコマ収差の量は、光ディ
スクの基板の厚さに比例する。そのため、上記基板の厚
さを薄くする（例えば０．６ｍｍとする）ことにより、
３次のコマ収差を半減させることができる。このように
してコマ収差を減少させることとした場合、上記光ディ
スクとして、基板の厚さが１．２ｍｍのものと、該基板
の厚さが０．６ｍｍのものとが混在して使用されること
となる。

【００１８】ところで、上記対物レンズによって集光さ
れる収束光束の光路中に厚さｔの平行平面板が挿入され
ると、この厚さｔと該対物レンズの開口数ＮＡに関連し
て、ｔ×（ＮＡ）⁴に比例する球面収差が発生する。

【００１９】上記対物レンズは、この球面収差が補正さ
れるように設計される。すなわち、上記基板の厚さが異
なると発生する球面収差の量も異なるので、上記対物レ
ンズは、所定の基板の厚さに適合されたものとして設計
される。

【００２０】そして、例えば０．６ｍｍの厚さの基板を
有する光ディスクに適合されて設計された対物レンズを
用いて、１．２ｍｍの厚さの基板を有する光ディスク
（例えば、「コンパクトディスク」、追記型光ディス
ク、光磁気ディスク）に対して情報信号の記録及び再生
を行おうとした場合には、これらの基板の厚さの違い
（０．６ｍｍ）が上記光学ピックアップ装置が対応し得
る基板の厚さの誤差の許容範囲を大幅に越えていること
となる。この場合には、上記対物レンズが上記基板の厚
さの違いにより発生する球面収差を補正することができ
ず、良好な情報信号の記録及び再生が行えない。

【００２１】ここで、機械的な絞りを用いて、上記対物
レンズの開口数を上記光学記録媒体の基板の厚さに応じ
て変化させることが考えられる。しかしながら、機械的
な絞りを設けることは、光学ピックアップ装置の構成の
複雑化、大型化を招来することとなる。また、上記対物
レンズが上記光学記録媒体に追従して上記２軸アクチュ
エータにより移動操作されるので、この対物レンズと上
記絞りとの位置関係が変動し、この対物レンズによる球
面収差の補正を良好な状態に維持することが困難であ
る。

【００２２】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、基板の厚さが異なる光学記録媒
体に対しても、情報信号の記録及び再生が良好に行える
ようになされた光学ピックアップ装置の提供という課題
を解決しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、こ
の光源より射出された光束を光学記録媒体の信号記録面
上に集光させる対物レンズと、該信号記録面よりの該光
束の反射光を検出する光検出手段と、該光源と該対物レ
ンズとの間に配設され該光源側より該対物レンズに入射
する光束の偏光状態に応じて該光束を透過させる開口部
の面積が変化する開口手段とを備えたものである。

【００２４】また、本発明は、上記光学ピックアップ装
置において、上記光源側より上記対物レンズに入射する
光束の偏光状態を変化させる偏光状態可変手段を設けた
ものである。

【００２５】さらに、本発明は、上記光学ピックアップ
装置において、上記開口手段は、透明板上の環状部分に
形成されたワイヤグリッドアパーチャであることとし、
上記偏光状態可変手段は、光源と上記ワイヤグリッドア
パーチャとの間に配設された電気光学素子であることと
したものである。

【００２６】そして、本発明は、上記光学ピックアップ
装置において、上記透明板は、電気光学素子であること
とし、上記ワイヤグリッドアパーチャは、該電気光学素
子の表面電極となっていることとしたものである。

【００２７】また、本発明は、上記光学ピックアップ装
置において、上記開口手段を対物レンズの光軸回りに回
転操作する回転操作手段を設けたものである。

【００２８】さらに、本発明は、上記光学ピックアップ
装置において、上記開口手段は、透明板及びこの透明板
上の環状部分に形成されたワイヤーグリッドアパーチャ
からなるワイヤーグリッドアパーチャープレートである
こととしたものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００３０】この実施の形態は、本発明に係る光学ピッ
クアップ装置を、基板の厚さが０．６ｍｍの光学記録媒
体である第１の光ディスク及び基板の厚さが１．２ｍｍ
の光学記録媒体である第２の光ディスクとの双方に対し
て、情報信号の記録及び再生が行える光学ピックアップ
装置として構成したものである。

【００３１】上記第１の光ディスクは、図１及び図２に
示すように、厚さＤ₂（０．６ｍｍ）、直径１２０ｍｍ
の円盤状のポリカーボネイトにより形成された基板と、
この基板の一主面部上に形成された信号記録層とを有し
て構成されている。この第１の光ディスク６ａは、２枚
の第１の光ディスク６ａが上記信号記録層側同士を貼り
合わされて、厚さ１．２ｍｍの円盤体（いわゆる両面デ
ィスク）を構成している。

【００３２】この第１の光ディスク６ａは、波長が６３
５ｎｍのレーザ光束により、開口数（ＮＡ）が０．６の
対物レンズを介して、情報信号の記録及び再生をなされ
るように構成されている。

【００３３】このような第１の光ディスク６ａに該当す
るものとしては、例えば、いわゆる「デジタル・ビデオ
・ディスク（ＤＶＤ）」が提案されている。

【００３４】上記第２の光ディスク６ｂは、厚さＤ
₁（１．２ｍｍ）、直径８０ｍｍまたは１２０ｍｍの円
盤状のポリカーボネイトにより形成された基板と、この
基板の一主面部上に形成された信号記録層とを有して構
成されている。

【００３５】この第２の光ディスク６ｂは、波長が７８
０ｎｍのレーザ光束により、開口数が０．４５の対物レ
ンズを介して、情報信号の記録及び再生をなされるよう
に構成されている。

【００３６】このような第２の光ディスク６ｂに該当す
るものとしては、例えば、いわゆる「コンパクト・ディ
スク（ＣＤ）」が提案されている。

【００３７】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置は、図１に示すように、光源となる半導体レーザ２を
有している。この半導体レーザ２は、直線偏光のコヒー
レント光であるレーザ光束を発する。このレーザ光束
は、発散光束である。また、このレーザ光束の波長は、
６３５ｎｍである。

【００３８】上記レーザ光束は、偏光状態可変手段とな
る電気光学素子７を透過して、ビームスプリッタ３に至
る。上記電気光学素子は、例えば、液晶素子等であっ
て、透明な平板状に形成され、図３に示すように、両面
部を透明電極（ＩＴＯ）１３，１４により挟まれてい
る。この電気光学素子７は、上記各透明電極１３，１４
間に電圧を印加することにより、透過するレーザ光束の
偏光方向を変化させる。上記各透明電極１３，１４間に
は、電源９及びスイッチ８が直列に接続されている。す
なわち、上記スイッチ８を閉成すると、上記電源９によ
り、上記各透明電極１３，１４間に電圧が印加される。

【００３９】この光学ピックアップ装置では、上記電気
光学素子７は、上記電源９により電圧を印加されると、
この電気光学素子７を透過するレーザ光束の偏光方向を
９０°回転させる。

【００４０】上記ビームスプリッタ３は、平板状に形成
され、主面部を上記半導体レーザ２よりのレーザ光束の
光軸に対して４５°の傾斜角として配設されている。こ
のビームスプリッタ３は、上記半導体レーザ２よりのレ
ーザ光束を上記主面部により反射して、９０°偏向させ
る。

【００４１】上記ビームスプリッタ３において反射され
たレーザ光束は、開口手段となるワイヤグリッドアパー
チャ１２を経て、対物レンズ４に入射される。このワイ
ヤグリッドアパーチャ１２は、図１９及び図２３に示す
ように、透明板１１の主面部上の周囲側円環状領域に形
成されている。このワイヤグリッドアパーチャ１２と上
記透明板１１とは、ワイヤグリッドアパーチャプレート
を構成している。

【００４２】上記ワイヤグリッドアパーチャ１２は、上
記ワイヤグリッドアパーチャプレートに入射されるレー
ザ光束の偏光状態に応じて、該レーザ光束を透過させる
開口部の面積を変化させる。

【００４３】すなわち、上記ワイヤグリッドアパーチャ
１２は、図１２に示すように、多数の平行導体線１９が
配列されて構成されており、これら平行導体線１９のピ
ッチ（周期）ｄは、このワイヤグリッドアパーチャ１２
に入射されるレーザ光束の波長よりも短くなされてい
る。そして、このワイヤグリッドアパーチャ１２におい
ては、偏光方向が上記各平行導体線１９の方向に一致し
たＰ偏光は、このワイヤグリッドアパーチャ１２を透過
することなく、反射される。また、このワイヤグリッド
アパーチャ１２においては、偏光方向が上記各平行導体
線１９の方向に対して垂直であるＳ偏光は、このワイヤ
グリッドアパーチャ１２により反射されることなく、透
過する。

【００４４】このワイヤグリッドアパーチャプレートに
おいては、上記各平行導体線１９の幅をａとし、ピッチ
（周期）をｄとしたとき、（ａ／ｄ）≒０．６であるこ
とが望ましく、また、レーザ光束の波長をλとしたと
き、（λ／ｄ）≧５程度であることが望ましい。さら
に、上記透明板１１の屈折率は、１に近いことが望まし
い。

【００４５】上記ワイヤグリッドアパーチャプレートに
おいては、入射されるレーザ光束が上記ワイヤグリッド
アパーチャ１２に対してＰ偏光であるときには、このワ
イヤグリッドアパーチャプレートの中央部分の該ワイヤ
グリッドアパーチャ１２が形成されていない部分のみが
開口部となる。そして、このワイヤグリッドアパーチャ
プレートにおいては、入射されるレーザ光束が上記ワイ
ヤグリッドアパーチャ１２に対してＳ偏光であるときに
は、このワイヤグリッドアパーチャプレートの全面が開
口部となる。

【００４６】上記ワイヤグリッドアパーチャプレートを
経たレーザ光束は、対物レンズ４に入射される。この対
物レンズ４は、上記ワイヤグリッドアパーチャプレート
とともに、レンズ枠１０により支持されている。

【００４７】上記対物レンズ４は、上記半導体レーザ２
より射出されたレーザ光束を、上記各光ディスク６ａ，
６ｂの信号記録面上に集光させる。すなわち、上記対物
レンズ４に入射されたレーザ光束は、この対物レンズ４
により、上記各光ディスク６ａ，６ｂの信号記録面上に
集光して照射される。

【００４８】このとき、このレーザ光束は、上記各光デ
ィスク６ａ，６ｂの基板側よりこれら光ディスク６ａ，
６ｂに対して照射され、該基板を透過して上記信号記録
層の表面部である上記信号記録面上に集光される。この
対物レンズ４は、上記レンズ枠１０を介して、２軸アク
チュエータにより支持され、上記ワイヤグリッドアパー
チャプレートとともに、図１中矢印Ｆ及び矢印Ｔで示す
ように、光軸方向及び光軸に直交する方向に移動操作さ
れることにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が
記録される箇所（記録トラック）に上記レーザ光束を集
光させる。

【００４９】上記対物レンズ４は、開口数（ＮＡ）が
０．６となっている。上記対物レンズ４は、この対物レ
ンズ４によって集光される収束光束の光路中に厚さｔの
平行平面板が挿入されたときに、ｔ×（ＮＡ）⁴に比例
して発生する球面収差が補正されるように設計されてい
る。すなわち、上記対物レンズ４は、基板の厚さが０．
６ｍｍの光学記録媒体に適合されたものとして設計され
ている。

【００５０】上記各光ディスク６ａ，６ｂにおいては、
上記対物レンズ４を経たレーザ光束が集光されて照射さ
れることにより、このレーザ光束が照射された箇所に情
報信号の記録が行われる。

【００５１】また、上記信号記録面上に照射されたレー
ザ光束は、この信号記録面上に記録された情報信号に応
じて、光量、または、偏光方向を変調されて該信号記録
面により反射され、上記対物レンズ４に戻る。

【００５２】この光学ピックアップ装置においては、上
記電気光学素子７は、上記半導体レーザ２と上記ワイヤ
グリッドアパーチャ１２との間に配設されており、上記
スイッチ８の開閉によって、該半導体レーザ２側より上
記対物レンズ４に入射するレーザ光束の偏光状態を変化
させることができる。

【００５３】そして、上記ワイヤグリッドアパーチャ１
２は、上記半導体レーザ２と上記対物レンズ４との間に
配設され、該半導体レーザ２側より該対物レンズ４に入
射するレーザ光束の偏光状態に応じて、該レーザ光束を
透過させる開口部の面積が変化する。

【００５４】すなわち、上記ワイヤグリッドアパーチャ
プレートにおいては、上記電気光学素子７を透過したレ
ーザ光束が上記ワイヤグリッドアパーチャ１２に対して
Ｐ偏光であるときには、図３に示すように、該ワイヤグ
リッドアパーチャプレートの全面に入射したレーザ光束
Ｒａが、上記対物レンズ４により集光される。このと
き、上記対物レンズ４の開口数（ＮＡ）は、０．６とな
っている。

【００５５】また、上記ワイヤグリッドアパーチャプレ
ートにおいては、上記スイッチ８が操作されることによ
って、上記電気光学素子７を透過したレーザ光束が上記
ワイヤグリッドアパーチャ１２に対してＳ偏光となされ
ると、図４に示すように、該ワイヤグリッドアパーチャ
プレートの中央部分に入射したレーザ光束Ｒｂのみが、
上記対物レンズ４により集光される。このとき、上記対
物レンズ４の開口数は、０．３となる。

【００５６】そして、この光学ピックアップ装置は、上
記信号記録面よりの上記レーザ光束Ｒａ，Ｒｂの反射光
束を検出する光検出手段となる光検出器５を有してい
る。

【００５７】すなわち、上記信号記録面により反射され
た反射光束は、上記対物レンズ４を経て、上記ビームス
プリッタ３に至る。この反射光束は、上記ビームスプリ
ッタ３を透過することにより、上記半導体レーザ２に戻
る経路に対して分岐され、上記光検出器５に向かう。

【００５８】上記光検出器５は、フォトダイオードの如
き受光素子であって、上記ビームスプリッタ３を経た反
射光束を受光し、電気信号に変換する。この光検出器５
より出力される電気信号に基づいて、上記各光ディスク
６ａ，６ｂに記録された情報信号の再生が行われる。

【００５９】この光学ピックアップ装置において、上記
第１の光ディスク６ａに対して情報信号の記録及び再生
を行うときには、図３に示すように、上記ワイヤグリッ
ドアパーチャプレートの全面部が開口部となされ、上記
対物レンズ４の開口数は、０．６となる。

【００６０】この場合には、上記第１の光ディスク６ａ
に対する情報信号の記録及び再生の本来の条件、すなわ
ち、対物レンズ４の開口数が０．６でレーザ光束の波長
が６３５ｎｍという条件が満足されており、図３０中の
曲線（ａ）または（ｂ）及び図３１中の点線（ＮＡ＝
０．６）で示す曲線に示すように、この第１の光ディス
ク６ａに記録されている全ての信号（３Ｔ乃至１１Ｔ
（Ｔはチャンネルビット））について、十分な空間周波
数特性（Modulation transfer function；ＭＴＦ）が得
られており、良好な記録及び再生が可能である。

【００６１】また、この光学ピックアップ装置におい
て、上記第２の光ディスク６ｂに対して情報信号の記録
及び再生を行うときには、図４に示すように、上記ワイ
ヤグリッドアパーチャプレートの中央部分のみが開口部
となされ、上記対物レンズ４の実質的な開口数は、０．
３となる。

【００６２】なお、このときの上記対物レンズ４の開口
数は、上記第２の光ディスク６ｂに対する情報信号の記
録及び再生の本来の条件、すなわち、対物レンズ４の開
口数が０．４５でレーザ光束の波長が７８０ｎｍという
条件における該レーザ光束の上記信号記録面上における
ビームスポット径と略々同一の径のビームスポットが形
成されるように、０．４５×（６３５／７８０）という
関係により、０．３７程度まで大きくしてもよい。

【００６３】そして、このときには、上記基板の厚さｔ
と上記対物レンズ４の開口数（ＮＡ）とに関連して、す
なわち、ｔ×（ＮＡ）⁴に比例して発生する球面収差
が、該開口数が小さいために抑えられ、上記第２の光デ
ィスク６ｂに対する良好な記録及び再生が実現される。

【００６４】すなわち、この場合には、図３０中の曲線
（ｃ）または（ｄ）及び図３１中の実線（ＮＡ＝０．
３）で示す曲線に示すように、この第２の光ディスク６
ｂに記録されている全ての信号（３Ｔ乃至１１Ｔ（Ｔは
チャンネルビット））について、十分な空間周波数特性
（Modulation transfer function；ＭＴＦ）が得られて
おり、良好な記録及び再生が可能である。

【００６５】この光学ピックアップ装置において、上記
対物レンズ４の開口数の選択は、装着された光ディスク
が上記第１及び第２の光ディスク６ａ，６ｂのいずれで
あるのかがわかる場合には、装着された光ディスクの種
類に応じて上記スイッチ８を切換え操作すればよい。

【００６６】また、上記第１及び第２の光ディスク６
ａ，６ｂのいずれが装着された場合においても、上記対
物レンズ４の開口数を０．３としておき、この状態で装
着された光ディスクの信号を読み取り、この信号の内容
から、装着された光ディスクが該第１及び第２の光ディ
スク６ａ，６ｂのいずれであるのかを判別することとし
てもよい。すなわち、上記対物レンズ４の開口数が０．
３である状態においても、図３１中の点線（ＮＡ＝０．
３）で示すように、上記第１の光ディスク６ａに記録さ
れた信号のうちの一部は読み取ることができるので、読
み取った信号に基づいて、装着された光ディスクが該第
１の光ディスク６ａであることを判別することができ
る。

【００６７】なお、上記ワイヤグリッドアパーチャ１２
を製作するには、まず、図１３に示すように、両面に反
射防止膜３３，３５が設けられたＳｉ（シリコン）基板
３４の片面上に、Ｎｉ−Ｃｒ（ニッケルクローム）層３
２（厚さ５ｎｍ）及びＡｕ（金）層３１（厚さ１００ｎ
ｍ）を真空蒸着により形成し、さらに、「ＯＦＰＲ５０
００」層３０（厚さ３００ｎｍ）をスピンコート法によ
り形成する。上記Ｎｉ−Ｃｒ層３２は、上記反射防止膜
３３と上記Ａｕ層３１との付着力を強めるためのアンダ
ーコーティングである。

【００６８】次に、図１４に示すように、Ｈｅ−Ｃｄレ
ーザ（発光波長：λ＝４４１．６ｎｍ）の２光束干渉
で、ホログラフィック露光を行い、「ＮＭＤ３」で現像
する。この状態で、レジストパターンの断面形状は、正
弦半波状となる。ここで、露光及び現像条件を制御する
ことにより、上記Ａｕ層３１の一部を露出させ、上述の
（ａ／ｄ）を０．６に近づける。

【００６９】そして、図１５に示すように、垂直方向か
らＡｒ（アルゴン）イオンビームエッチングを行う。こ
のＡｒイオンビームエッチングでは、上記Ａｕ層３１の
方がフォトレジストよりも早く削れるので、露出してい
たＡｕ部分のみが上記Ｎｉ−Ｃｒ層３２を含めて除去さ
れ、フォトレジスト部が残存することで、グリッドパタ
ーンが形成される。

【００７０】次に、図１６に示すように、Ｏ₂プラズマ
により、残存しているフォトレジストを灰化除去するこ
とにより、上記各平行導体線（Ａｕ線）１９が配列され
た上記ワイヤグリッドアパーチャ１２が作成される。

【００７１】この光学ピックアップ装置において用いる
上記ワイヤグリッドアパーチャプレートを作成するに
は、図１７及び図１８に示すように、切断することによ
り複数の透明板１１となる基板３６上において、該各透
明板１１の中央部分に相当する箇所にマスキング３７を
行ったうえで、上述のように、ワイヤグリッドアパーチ
ャ１２を作成する。すなわち、上記ワイヤグリッドアパ
ーチャ１２は、上記基板３６上の上記マスキング３７が
なされていない部分に作成され、該基板３６が上記各透
明板１１の大きさに切断されることにより、図１９及び
図２３に示すように、上記ワイヤグリッドアパーチャプ
レートの周縁側部分のみに形成されていることとなる。

【００７２】なお、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、図２に示すように、集積素子（いわゆるレーザカプ
ラ）２７を用いて構成してもよい。この集積素子２７に
おいては、シリコン基板２１上に、光源となる半導体レ
ーザ２２及び複数の光検出部２５，２６が形成されてい
る。そして、上記複数の光検出部２５，２６上には、ビ
ームスプリッタプリズム２３が配設されている。

【００７３】この集積素子２７において、上記半導体レ
ーザ２２が発したレーザ光束は、上述した光学ピックア
ップ装置におけると同様に上記電気光学素子７を透過
し、上記ビームスプリッタプリズム２３の一端部である
４５°の傾斜を有する斜面部２４により反射されて、上
記シリコン基板２１に対する垂直方向に射出される。こ
のレーザ光束は、上述した光学ピックアップ装置におけ
ると同様に、上記ワイヤグリッドアパーチャプレートを
透過して上記対物レンズ４に入射される。

【００７４】上記対物レンズ４により上記各光ディスク
６ａ，６ｂの上記信号記録面上に集光されたレーザ光束
は、この信号記録面により反射され、該対物レンズ４及
び上記ワイヤグリッドアパーチャプレートを経て、上記
斜面部２４に戻る。この斜面部２４に戻った反射光束
は、この斜面部２４において屈折されつつ、上記ビーム
スプリッタプリズム２３内に入射する。このビームスプ
リッタプリズム２３内に入射した光束は、上記各光検出
部２５，２６に照射される。上記各光検出部２５，２６
は、照射された光束に応じた電気信号を出力する。

【００７５】また、この光学ピックアップ装置におい
て、上記ワイヤグリッドアパーチャ１２は、図９に示す
ように、上記対物レンズ４の表面部上に形成することと
してもよい。さらに、この光学ピックアップ装置におい
て、上記ワイヤグリッドアパーチャ１２は、この光学ピ
ックアップ装置が収差補正板を有する場合においては、
この収差補正板の表面部上に形成することとしてもよ
い。

【００７６】そして、この光学ピックアップ装置におい
ては、図１０に示すように、上記ワイヤグリッドアパー
チャプレートを上記対物レンズ４の光軸に対して傾ける
ことにより、上記ワイヤグリッドアパーチャ１２により
反射された迷光Ｒｃが上記半導体レーザ２に戻ることを
防止できる。上記迷光Ｒｃが上記半導体レーザ２に戻る
と、この半導体レーザ２において雑音（ノイズ）が発生
する。

【００７７】また、この光学ピックアップ装置において
は、上記迷光Ｒｃを利用して、上記半導体レーザ２のオ
ートパワーコントロール（ＡＰＣ）や、上記対物レンズ
４の位置を検出する位置センサを構成することができ
る。

【００７８】すなわち、図４に示すように、上記ワイヤ
グリッドアパーチャ１２により反射された迷光Ｒｃの光
量を受光素子１５により検出し、この検出結果に基づい
て、上記半導体レーザ２の発光出力を制御すれば、この
半導体レーザ２の発光出力を一定に維持するオートパワ
ーコントロール（ＡＰＣ）が実現できる。また、上記ワ
イヤグリッドアパーチャ１２により反射された迷光Ｒｃ
の光量を複数の受光素子１５，１６により検出し、差分
器１７により、これらの検出結果の差分を求めれば、上
記対物レンズ４の位置を検出する位置センサが構成でき
る。

【００７９】そして、上記ワイヤグリッドアパーチャプ
レートは、図１１に示すように、上記対物レンズ４より
も上記光ディスク６ａ，６ｂ側に配設することとしても
よい。

【００８０】さらに、この光学ピックアップ装置におい
ては、図２２に示すように、上記ワイヤグリッドアパー
チャプレートを構成する透明板１１を、電気光学素子７
としてもよい。この場合には、上記ワイヤグリッドアパ
ーチャ１２は、上記各平行導体線（Ａｕ線）１９を一端
側において互いに導通されたものとしておき、上記電気
光学素子７の一方の表面電極として使用する。

【００８１】すなわち、このワイヤグリッドアパーチャ
プレートにおいては、上記電気光学素子７である透明板
１１は、上記ワイヤグリッドアパーチャ１２及び透明電
極１４に挟まれており、これらワイヤグリッドアパーチ
ャ１２及び透明電極１４間に電源４１により電圧が印加
されることにより、透過する光束の偏光方向を変化させ
ることとなる。

【００８２】さらに、この光学ピックアップ装置におけ
るワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２０及び図
２４に示すように、上記透明板１１上の中央部分のみに
ワイヤグリッドアパーチャ３８が形成されたものとして
もよい。

【００８３】この場合には、上記レーザ光束の偏光方向
を変化させることにより、上記第１の光ディスク６ａに
ついて通常の条件で記録及び再生を行う状態と、この第
１の光ディスク６ａについて、いわゆる超解像の記録及
び再生を行う状態とに切換えられる。超解像の記録及び
再生とは、上記レーザ光束の中央部分のみを遮光するこ
とにより、実質上、上記信号記録面上におけるビームス
ポットの径を小さくして、超高密度の信号記録及び再生
を行うものである。

【００８４】また、この光学ピックアップ装置における
ワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２１及び図２
５に示すように、上記透明板１１上の周囲側部分にワイ
ヤグリッドアパーチャ１２が形成され、この透明板１１
上の中央部分には周囲側のワイヤグリッドアパーチャ１
２とは直交する方向性を有するワイヤグリッドアパーチ
ャ３８が形成されたものとしてもよい。

【００８５】この場合には、上記レーザ光束の偏光方向
を変化させることにより、上記対物レンズ４の開口数を
小さくして上記第２の光ディスク６ｂについて記録及び
再生を行う状態と、上記第１の光ディスク６ａについ
て、いわゆる超解像の記録及び再生を行う状態とに切換
えられる。

【００８６】さらに、この光学ピックアップ装置におけ
るワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２６に示す
ように、上記透明板１１上の周囲側部分にワイヤグリッ
ドアパーチャ１２が形成され、この透明板１１上の中央
部分には周囲側のワイヤグリッドアパーチャ１２とは上
記各平行導体線１９のピッチの異なるワイヤグリッドア
パーチャ４２が形成されたものとしてもよい。

【００８７】この場合には、上記レーザ光束の波長に依
って、上記対物レンズ４の開口数を選択的に変化させる
ことができる。

【００８８】そして、この光学ピックアップ装置におけ
るワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２７に示す
ように、上記透明板１１上の周囲側部分にワイヤグリッ
ドアパーチャ１２が形成され、この透明板１１上の中央
部分の円環状領域には周囲側のワイヤグリッドアパーチ
ャ１２とは直交する方向性を有するワイヤグリッドアパ
ーチャ３８が形成され、さらに、この透明板１１上の中
央部分に周囲側のワイヤグリッドアパーチャ１２と同一
の方向性を有するワイヤグリッドアパーチャ３９が形成
されたものとしてもよい。

【００８９】この場合には、上記レーザ光束の偏光方向
を変化させることにより、上記第２の光ディスク６ｂに
ついて上記対物レンズ４の開口数が小さくなされるとと
もにいわゆる超解像の記録及び再生を行う状態と、上記
第１の光ディスク６ａについて、いわゆる超解像の記録
及び再生を行う状態とに切換えられる。

【００９０】さらに、この光学ピックアップ装置におけ
るワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２８に示す
ように、上記透明板１１上の周囲側部分の半分の領域に
一方のワイヤグリッドアパーチャ１２ａが形成され、該
透明板１１上の周囲側部分の残る半分の領域に前記第１
のワイヤグリッドアパーチャ１２ａと異なる方向性（直
交する方向性）を有する他方のワイヤグリッドアパーチ
ャ１２ｂが形成されたものとしてもよい。

【００９１】この場合には、上記レーザ光束の偏光方向
を変化させることにより、上記対物レンズ４の光軸に対
して非対称な開口が形成され、上記光ディスク６ａ，６
ｂや該対物レンズ４の傾き（スキュー）によるコマ収差
の発生を補正することができる。

【００９２】また、この光学ピックアップ装置における
ワイヤグリッドアパーチャプレートは、図２９に示すよ
うに、上記透明板１１上の中央部分の楕円形の領域を除
いた周囲側部分にワイヤグリッドアパーチャ１２が形成
されたものとしてもよい。

【００９３】この場合には、上記レーザ光束の偏光方向
を変化させることにより、楕円形の開口が形成され、上
記信号記録面上における上記光ディスク６ａ，６ｂのラ
ジアル（Radial）方向（記録トラックに沿う方向）とタ
ンジェンシャル（Tangential）方向（記録トラックに直
交する方向）とで径の異なるビームスポットを形成する
ことができる。例えば、この場合には、ラジアル方向の
ビームスポット径を開口数が０．３の対物レンズにより
形成されたものとし、タンジェンシャル方向のビームス
ポット径を開口数が０．２乃至０．４の対物レンズによ
り形成されたものとすることができる。

【００９４】なお、上記図２０及び図２１、図２４乃至
図２９により示した各ワイヤグリッドアパーチャプレー
トにおいては、上記透明板１１を上記電気光学素子７と
し、上記各ワイヤグリッドアパーチャ１２，３８，３
９，４２，１２ａ，１２ｂをそれぞれ該電気光学素子７
の一方の電極として用いることとしてもよい。

【００９５】そして、この光学ピックアップ装置は、図
５及び図６に示すように、上記ワイヤグリッドアパーチ
ャプレートを、図５及び図６中矢印Ｒで示すように、上
記対物レンズ４の光軸回りに回転操作する回転操作手段
を設けて構成してもよい。この場合には、上記光ディス
クの基板の厚さに応じて、該ワイヤグリッドアパーチャ
プレートの回転角度位置を回転させることにより、上記
対物レンズ４の開口数を選択的に変化させることができ
る。この場合には、上記電気光学素子７を設けることを
要しない。

【００９６】さらに、この光学ピックアップ装置は、図
７及び図８に示すように、上記ワイヤグリッドアパーチ
ャプレートを上記半導体レーザ２より発せられた発散光
束の光路上に配設し、図７及び図８中矢印Ｍで示すよう
に、このワイヤグリッドアパーチャプレートを該光路の
光軸に沿って移動操作する移動操作手段を設けて構成し
てもよい。この場合には、上記光ディスクの基板の厚さ
に応じて、該ワイヤグリッドアパーチャプレートの位置
を移動させることにより、上記対物レンズ４の開口数を
選択的に変化させることができる。この場合にも、上記
電気光学素子７を設けることを要しない。

【００９７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学ピック
アップ装置においては、光源と対物レンズとの間に配設
され該光源側より該対物レンズに入射する光束の偏光状
態に応じて該光束を透過させる開口部の面積が変化する
開口手段により、該対物レンズの開口数を選択的に変化
させることができる。

【００９８】したがって、この光学ピックアップ装置に
おいては、対物レンズの開口数を、基板の厚みが異なる
複数種類の光学記録媒体のそれぞれの基板の厚みに応じ
た値に選択的に変化させることができる。

【００９９】すなわち、本発明は、基板の厚さが異なる
光学記録媒体に対しても、情報信号の記録及び再生が良
好に行えるようになされた光学ピックアップ装置を提供
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置（ワイヤグ
リッドアパーチャと電気光学素子とを有するもの）の要
部の構成を示す斜視図である。

【図２】レーザカプラを用いて構成された本発明に係る
光学ピックアップ装置（ワイヤグリッドアパーチャと電
気光学素子とを有するもの）の要部を示す側面図であ
る。

【図３】上記光学ピックアップ装置において対物レンズ
の開口数を大きくした場合の動作原理を模式的に示す側
面図である。

【図４】上記光学ピックアップ装置において対物レンズ
の開口数を小さくした場合の動作原理を模式的に示す側
面図である。

【図５】上記光学ピックアップ装置の要部の構成の他の
例（ワイヤグリッドアパーチャが回転操作可能となって
いるもの）を示す斜視図である。

【図６】上記レーザカプラを用いて構成された上記光学
ピックアップ装置の要部の他の例（ワイヤグリッドアパ
ーチャが回転操作可能となっているもの）を示す側面図
である。

【図７】上記光学ピックアップ装置の要部の構成のさら
に他の例（ワイヤグリッドアパーチャが移動操作可能と
なっているもの）を示す斜視図である。

【図８】上記レーザカプラを用いて構成された上記光学
ピックアップ装置の要部のさらに他の例（ワイヤグリッ
ドアパーチャが移動操作可能となっているもの）を示す
側面図である。

【図９】上記光学ピックアップ装置において対物レンズ
の表面部にワイヤグリッドアパーチャを形成した例を示
す要部縦断面図である。

【図１０】上記光学ピックアップ装置においてワイヤグ
リッドアパーチャを対物レンズの光軸に対して傾斜させ
て配設した例を示す要部縦断面図である。

【図１１】上記光学ピックアップ装置においてワイヤグ
リッドアパーチャを対物レンズよりも記録媒体側に配設
した例を示す要部縦断面図である。

【図１２】ワイヤグリッドアパーチャの原理を示す斜視
図である。

【図１３】ワイヤグリッドアパーチャの第１の製造工程
を示す斜視図である。

【図１４】ワイヤグリッドアパーチャの第２の製造工程
を示す斜視図である。

【図１５】ワイヤグリッドアパーチャの第３の製造工程
を示す斜視図である。

【図１６】ワイヤグリッドアパーチャの第４の製造工程
を示す斜視図である。

【図１７】ワイヤグリッドアパーチャのマスキングの工
程を示す斜視図である。

【図１８】ワイヤグリッドアパーチャのマスキングの工
程を示す要部斜視図である。

【図１９】ワイヤグリッドアパーチャの第１の構成例を
示す斜視図である。

【図２０】ワイヤグリッドアパーチャの第２の構成例を
示す斜視図である。

【図２１】ワイヤグリッドアパーチャの第３の構成例を
示す斜視図である。

【図２２】ワイヤグリッドアパーチャを電気光学素子と
一体的に構成した例を示す斜視図である。

【図２３】ワイヤグリッドアパーチャの第１の構成例を
示す平面図である。

【図２４】ワイヤグリッドアパーチャの第２の構成例を
示す平面図である。

【図２５】ワイヤグリッドアパーチャの第３の構成例を
示す平面図である。

【図２６】ワイヤグリッドアパーチャの第４の構成例を
示す平面図である。

【図２７】ワイヤグリッドアパーチャの第５の構成例を
示す平面図である。

【図２８】ワイヤグリッドアパーチャの第６の構成例を
示す平面図である。

【図２９】ワイヤグリッドアパーチャの第７の構成例を
示す平面図である。

【図３０】光ディスク上に記録された信号の周波数（波
長λと開口数ＮＡとにより正規化したもの）と上記光学
ピックアップ装置により読み取った信号の空間周波数
（ＭＴＦ）との関係を示すグラフである。

【図３１】光ディスク上に記録された信号の周波数（本
／ｍｍ）と上記光学ピックアップ装置により読み取った
信号の空間周波数（ＭＴＦ）との関係を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

２ 半導体レーザ，３ ビームスプリッタ，４ 対物レ
ンズ，５ 光検出器，６ａ 第１の光ディスク，６ｂ
第２の光ディスク，７ 電気光学素子，１１ グリッド
アパーチャプレート，１２ グリッドアパーチャ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、上記光源より射出された光束を
   光学記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズ
   と、 上記信号記録面よりの上記光束の反射光を検出する光検
   出手段と、 上記光源と上記対物レンズとの間に配設され、該光源側
   より該対物レンズに入射する光束の偏光状態に応じて該
   光束を透過させる開口部の面積が変化する開口手段とを
   備えた光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 光源側より対物レンズに入射する光束の
   偏光状態を変化させる偏光状態可変手段を備えた請求項
   １記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 開口手段は、透明板上の環状部分に形成
   されたワイヤグリッドアパーチャであり、 偏光状態可変手段は、光源と上記ワイヤグリッドアパー
   チャとの間に配設された電気光学素子であることとなさ
   れた請求項２記載の光学ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 透明板は、電気光学素子であることとな
   され、ワイヤグリッドアパーチャは、該電気光学素子の
   表面電極となっている請求項３記載の光学ピックアップ
   装置。
5. 【請求項５】 開口手段を対物レンズの光軸回りに回転
   操作する回転操作手段を備えた請求項１記載の光学ピッ
   クアップ装置。
6. 【請求項６】 開口手段は、透明板及びこの透明板上の
   環状部分に形成されたワイヤーグリッドアパーチャから
   なるワイヤーグリッドアパーチャープレートであること
   となされた請求項５記載の光学ピックアップ装置。