JPH0963096A

JPH0963096A - 光ピックアップ及び相変化光ディスク用ピックアップ

Info

Publication number: JPH0963096A
Application number: JP7213209A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Ide; 和久井手; Toshihiro Koga; 稔浩古賀
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-22
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【目的】設計が容易になり、コストダウンがはかれ、
記録再生特性を向上させることができる光ピックアップ
及び相変化光ディスク用ピックアップを提供する事を目
的としている。【構成】光ガイド部材５から出射された直後の光Ｍの
収差を０．０３λ（λは光源１から出射される光の波
長）以下（好ましくは０．０２λ以下）とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光素子、光ディスク等
への情報の記録又は再生を行う光ピックアップ及び相変
化光ディスク用ピックアップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を利用して情報の記録や再生を
行う光ディスク装置の小型化が望まれており、光学部品
点数の削減等により光ピックアップの小型化及び軽量化
の試みが行われている。光ピックアップの小型・軽量化
は、装置全体の小型化だけでなく、アクセス時間の短縮
などの性能向上に有利となる。従来光ピックアップの小
型・軽量化の手段としてホログラムを用いた光ピックア
ップが提案されており、一部実用化に供している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光源か
らの光を光媒体に導いたり、光媒体から反射してきた光
を受光素子に導いたりする働きを一つの光ガイド部材に
単に集積しただけでは、光媒体上でビームスポット径を
小さくできず、記録または再生特性を向上させる事がで
きなかった。

【０００４】本発明は、前記従来の問題点を解決するも
ので、記録又は再生特性を向上させることができる光ピ
ックアップ及び相変化光ディスク用ピックアップを提供
する事を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、光ガイド部材から出射された直後の光の収差を０．
０３λ以下にした。

【０００６】また、光媒体上での収差を０．０８λ以下
にした。

【０００７】

【作用】この構成により、光ガイド部材と光媒体間の光
学的な設計がやり易くなる。また光媒体上のビームスポ
ットの径を小さくすることができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の第一実施例における光ピックア
ップのパッケージングについて図を参照しながら説明す
る。

【０００９】図１及び図２はともに本発明の第一実施例
における光ピックアップのパッケージングの構成を示す
断面図である。

【００１０】１は光源で、光源１としては半導体レー
ザ，Ｈｅ−Ｎｅ等のガスレーザ等の各種レーザが考えら
れる。ここではこれらの中で最も小型で装置全体を小型
化でき、しかも単価の安く数ｍＷ〜数十ｍＷ程度の出力
を有する半導体レーザを用いる事が好ましい。

【００１１】半導体レーザの材質としてはＡｌＧａＡ
ｓ，ＩｎＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＡｌＰ，ＺｎＳｅ，Ｇａ
Ｎ等が考えられ、ここでは最も一般的に用いられてお
り、安価なＡｌＧａＡｓを用いた。

【００１２】さらに高密度記録を行う場合には記録媒体
上でのスポット径をより小さくすることができ、ＡｌＧ
ａＡｓよりもさらに波長の短いＩｎＧａＡｌＰやＺｎＳ
ｅ等の半導体レーザを用いることが好ましい。

【００１３】２はサブマウントで、サブマウント２はそ
の形状が直方体状若しくは板形状で、その上面には光源
１が取り付けられている。このサブマウント２は光源１
を載置するとともに、光源１で発生した熱を逃がす働き
を有している。サブマウント２と光源１との接合には熱
伝導率等を考慮するとＡｕ−Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｉｎ等
の箔（厚さ数μｍ〜数十μｍ）を高温で圧着する方法を
用いることが好ましい。

【００１４】また光源１とサブマウント２は略水平に取
り付けなければ光学系の収差や結合効率の低下等の原因
になる。従って接合の際には光源１はサブマウント２に
所定の位置に所定の高さで略水平にマウントされること
が好ましい。さらにサブマウント２の上面には光源１の
下面と電気的に接触するように電極面２ａが設けられて
いる。この電極面２ａは光源１の電源供給用のもので、
電極面２ａを構成する金属膜としては導電性や耐食性を
考慮してＡｕの薄膜を用いることが好ましい。更にサブ
マウント２は、光源１で発生する熱や光源１との取付等
の問題から、熱伝導性が高く、かつ、線膨張係数が光源
１のそれ（約６．５×１０^-6／℃）に近い材質が好まし
い。

【００１５】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／Ｍ
ｏ，Ｓｉ等を、特に高出力のレーザ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。

【００１６】光源１とサブマウント２の線膨張係数が同
じか近い数値となるようにした場合、光源１とサブマウ
ント２の間の歪みの発生を抑制することができるので、
光源１とサブマウント２との取付部分が外れたり、光源
１にクラックが入る等の不都合を防止することができ
る。しかしながら本範囲を外れた場合には、光源１とサ
ブマウント２の間に大きな歪みが生じてしまい、光源１
とサブマウント２との取付部分が外れたり、光源１にク
ラック等を生じる可能性が高くなる。またサブマウント
２の熱伝導率をできるだけ大きく取ることにより、光源
１で発生する熱を効率よく外部に逃がすことができる。

【００１７】しかしながら熱伝導率が本限定以下の場合
には、光源１で発生した熱が外部に逃げ難くなるため、
光源１の温度が上昇し、光源１の出力が低下したり、光
源１の寿命が短くなったり、最悪の場合には光源１が破
壊されてしまう等の不都合が発生しやすくなる。本実施
例では比較的安価で、これらの２つの特性のどちらにも
非常に優れたＡｌＮを用いた。更にサブマウント２の上
面には光源１との接合性を良くするために、サブマウン
ト２から光源１に向かってＴｉ，Ｐｔ，Ａｕの順に薄膜
を形成することが好ましい。

【００１８】３はブロックで、ブロック３は基本的には
直方体形状でその側面に大きな突起部３ａを有してお
り、上面にはサブマウント２が取り付けられている。こ
のブロック３もまたサブマウント２と同様に、光源１で
発生する熱やサブマウント２との取付等の問題から、熱
伝導性が高く、かつ、線膨張係数がサブマウント２に近
い材質、例えばサブマウント２の材質例で示したもの以
外にＭｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，４２アロイ等を用いることが好
ましい。しかしながらこれらの特性値の要求はサブマウ
ント２に比べるとそれほど厳しくはないので、コストを
重視して選択する方が好ましい。ここではＡｌＮに比べ
て非常に安価で、これらの特性に比較的優れたＣｕ，Ｍ
ｏ等の材料でブロック３を形成した。

【００１９】またブロック３とサブマウント２との接合
には熱伝導率等を考慮すると、やはりサブマウント２と
光源１の場合と同様に、多少高価ではあるがＡｕ−Ｓ
ｎ，Ｓｎ−Ｐｂ，Ｉｎ等の箔（厚さ数μｍ〜数十μｍ）
を高温で圧着することが好ましい。

【００２０】４は放熱板で、放熱板４は、光源１で発生
し、伝導によりサブマウント２，ブロック３を通って伝
わってきた熱を外部に放出する働きを有するとともに、
光ピックアップを形成する種々の部材が載置され、パッ
ケージングの基板となるものである。また放熱板４には
調整用の孔４ａが設けてある。ブロック３はロウ付け，
クリーム半田付け等により放熱板４の上面に固定され
る。放熱板４の材質としては、熱伝導性が高いＣｕ，Ａ
ｌ，Ｆｅ等が考えられる。

【００２１】なおここではサブマウント２とブロック３
とを別体で形成していたが、光源１の出力が高く、これ
らの部材により高い熱伝導性が要求される場合には、熱
伝導性を良くするためにこれらの部材を一体で形成する
ことが好ましい。この場合それらの材質は、ＡｌＮ等の
熱伝導性が非常に高いものを用いることが好ましい。

【００２２】またブロック３はサブマウント２よりも大
きくして、放熱板４との接触面積を大きく取ることが望
ましい。

【００２３】また光源１には光軸に関して高い精度が要
求されるので、サブマウント２の上面は高い精度で水平
であることが好ましい。従ってサブマウント２，ブロッ
ク３及び放熱板４の取り付けについても細心の注意を払
うことが好ましい。

【００２４】５は光ガイド部材で、光ガイド部材５は直
方体形状をしており、その内部には複数の斜面及びそれ
らの斜面上に形成された各種膜を有しており、光源から
射出された光を出射するとともに、戻ってきた光を所定
の位置に導く働きを有している。また光ガイド部材５は
その側面でブロック３の突起部３ａの端面部３ｂに接着
されている。

【００２５】これに用いられる接合材には大きな接着強
度，任意の瞬間に固定できる作業性，硬化前と硬化後の
体積の変化や温度・湿度の変化による体積の変化が小さ
い即ち低収縮率等の条件が要求され、これらを満たすこ
とにより作業性及び接合面の安定性等を向上させること
ができる。この様な接合材としてここでは紫外線を照射
することにより瞬時に硬化するＵＶ接着剤を用いた。ま
た吸湿硬化型の瞬間接着剤を用いても良い。更に十分な
取り付け強度を持つようにするためにブロック３と光ガ
イド部材５の間の接触面積（Ｓ）はＳ＞１ｍｍ²とする
ことが好ましい。

【００２６】１３は受光素子で、受光素子１３は板形状
の半導体ウェハーに形成された各種の電気回路で構成さ
れており、光ガイド部材５の底面に取り付けられてい
る。取付の際には放熱板４に設けられた孔４ａを用いて
位置の調整を行う。受光素子１３と光ガイド部材５との
取り付けについては、大きな接着強度，任意の瞬間に固
定できる作業性，硬化前と硬化後の体積の変化や温度・
湿度による体積の変化が小さい即ち低収縮率等の条件が
要求され、これらを満たすことにより、作業性、接合面
の安定性が向上する。

【００２７】この様な接合材としてここでは紫外線を照
射することにより瞬時に硬化するため特に作業性が良好
なＵＶ接着剤を用いた。なお吸湿硬化型の瞬間接着剤を
用いても良い。また受光素子１３は光源１から出射さ
れ、光ガイド部材５や記録媒体等で反射されて戻ってき
た光信号を受光する受光部を複数有している。この受光
部で検知された光信号は、その光量に応じて電気信号に
変換される。

【００２８】この電気信号は変換当初は電流値の大きさ
である。しかしながらこの電流は非常に微弱であり、か
つノイズを拾いやすいというデメリットがある。このた
めここでは受光素子１３として、電流値を相関する電圧
値に変換して増幅する働きを持つＩ−Ｖアンプが形成さ
れているものを用いることが好ましい。ただし光の入射
周波数に対して出力電圧の応答が良好であることが要求
される。更に受光素子１３の表面には受光した情報を信
号として取り出すためのＡｌ等の薄膜で構成された複数
の電極１３ａが設けてある。

【００２９】１４はパッケージで、パッケージ１４は、
放熱板４の上面に前述のブロック３や光ガイド部材５，
受光素子１３等を囲むように設けられており、その内部
には受光素子１３からの電気信号取り出しや光源１の電
源供給等に用いられるリードフレーム１４ａがモールド
されている。このパッケージ１４の形状は中央部がくり
貫かれた直方体形状をしており、更にリードフレーム１
４ａがモールドされている側のパッケージ１４の内面に
はリードフレームの足１４ｂを露出するように段差１４
ｃが設けてある。

【００３０】なおパッケージ１４の形状については円筒
形等であっても構わない。そして受光素子１３からの電
気信号を取り出すためにパッケージ１４に設けられた段
差１４ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂと受
光素子１３の表面に設けられている複数の電極１３ａと
をＡｕやＡｌ等で形成されたワイヤ１４ｄでワイヤボン
ディングにより接続している。また光源１の電源供給の
ため、光源１の上面とパッケージ１４に設けられた段差
１４ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂとをワ
イヤ１４ｄでボンディングし、更にサブマウント２の上
面に光源１の下面と電気的に接触するように設けられて
いる電極面２ａとパッケージ１４に設けられた段差１４
ｃに露出しているリードフレームの足１４ｂとを同じく
ワイヤ１４ｄでワイヤボンディングすることにより接続
している。

【００３１】パッケージ１４の材質としては、低吸水性
や低アウトガス性などに優れていることが求められる
が、ここではＩＣモールドとしては最も一般的なエポキ
シ樹脂等の熱硬化性の樹脂を用いている。またリードフ
レーム１４ａの材質としてはＣｕ，４２アロイ，Ｆｅ等
の金属にＡｇやＡｕ等をメッキしたものを用いることが
多い。ここではＣｕにＮｉメッキをし、その上にＡｕメ
ッキを施したものを用いた。更にパッケージ１４と放熱
板４との間の取り付けには、大きな接着強度，低い吸水
性，高い気密性（低いリーク特性）等の性質を有する接
合材を用いる。これにより接合面，接合位置の安定性を
向上させ、光ピックアップのパッケージング内部への不
純物の混入を防止することができる。ここではこれらの
特性に優れ、安価なエポキシ系接着剤を用いた。

【００３２】１５はシェルで、シェル１５もまたパッケ
ージ１４と同様に直方体の中心部をくり貫いたような外
形をしており、その水平方向の断面はパッケージ１４の
それとほぼ同一形状をしている。またその材質にはパッ
ケージング内部への不純物混入を防止する意味で、低吸
水性や低アウトガス性等の特性が求められる。ここでは
それらの特性に優れたポリブチレンテレフタレート（以
下ＰＢＴとする）を用いた。ただし、特に強度や寸法精
度等に優れた特性が要求される場合には、ＰＢＴよりも
高価ではあるがこれらの特性に優れたＬＣＰを用いても
良い。そしてシェル１５とパッケージ１４との接着は、
前述のパッケージ１４と放熱板４との取り付けと同様の
理由で、エポキシ系接着剤を用いた。なおこのシェル１
５を用いる代わりにパッケージ１４の側壁部分の高さ
を、光ガイド部材５よりも高くなるようにして代替して
も良い。

【００３３】１６はカバー部材で、カバー部材１６は光
ガイド部材５や受光素子１３等にごみ，ほこり等が付着
するのを防止するもので、シェル１５の上面にエポキシ
系の接着剤により取り付けられている。またカバー部材
１６の材質としては、ＢＫ−７，ＦＫ−１，Ｋ−３等の
ガラスや、ウレタン，ポリカーボネート，アクリル等の
光透過率の高い樹脂等を用いることがことが好ましい。
更にカバー部材１６の上下両面には反射防止のために反
射防止膜１６ａを形成することが好ましい。この反射防
止膜１６ａはＭｇＦ₂等の材質で形成することが好まし
い。

【００３４】このカバー部材１６と光ガイド部材５との
位置関係は、両者を接触させる場合と両者の間に空間を
設ける場合とが考えられる。両者を接触させる場合、光
ガイド部材５はカバー部材１６の底部にエポキシ系の接
着剤やＵＶ接着剤等で取り付けられる。この時のカバー
部材１６の厚さ（ｔ１）を０．３≦ｔ１≦３．０（ｍ
ｍ）とすることが好ましい。

【００３５】この理由は、下限についてはこれ以上薄く
すると取り付けられている光ガイド部材５等の重さや、
接着剤が固まる際の張力等にカバー部材１６が耐えられ
ず破損する恐れがあるためである。また上限について
は、カバー部材１６は空気に比べて屈折率が大きいため
光に収束作用が生まれ、光が広がらないので、結果とし
てカバー部材１６とコリメータレンズ（無限系光学系の
場合）或いは対物レンズ（有限系光学系の場合）との距
離を長くせざるを得ないくなってしまい、ピックアップ
ユニットの小型化に不利になるからである。この様な構
成を用いることにより光ピックアップの高さをより低く
でき、十分な取付強度を保ちながらもピックアップユニ
ットを小型化することができる。

【００３６】これに対して両者の間に空間を設ける場合
は、カバー部材１６の厚さ（ｔ２）を０．１≦ｔ２≦
３．０（ｍｍ），カバー部材１６と光ガイド部材５との
間の距離（ｄ）を同じく０．１≦ｄ≦３．０（ｍｍ）と
することが好ましい。この理由はｔ２の下限については
前例とは違って光ガイド部材５が取り付けられておら
ず、ただ振動等の外部要因にさえ耐えられればよいから
である。またｄについては、小さければ小さい程良いの
だが、組立時の精度の誤差を０．１ｍｍ以下にできない
可能性があり、この場合組立時にカバー部材１６が光ガ
イド部材５に接触し、破損してしまう恐れがある。

【００３７】この様な構成を用いることにより光ガイド
部材５と、光源１，サブマウント２，ブロック３の間の
取り付け相対位置精度を向上させつつブロック３若しく
はサブマウント２を他の部材に熱的に接触させることが
可能であり、これにより光源１で発生する熱を外部に容
易に放出することができる。

【００３８】なお光ピックアップの内部は光源１及び受
光素子１３の酸化防止や光ガイド部材５，カバー部材１
６での結露防止等の観点から、Ｎ₂等のガスやＡｒ，Ｎ
ｅ，Ｈｅ等の不活性ガスを充填することが好ましい。そ
の場合、放熱板４と受光素子１３との間に存在する隙間
１７を小さな収縮率，低い吸水性，高い気密性（優れた
リーク特性）等の特性を有する接合材、例えばエポキシ
系のポッティング剤や半田等で埋める必要がある。これ
により内部の気密性を高めることができる。

【００３９】以上示してきた構成を用いることにより、
光源１で発生する熱を容易に外部に放出することがで
き、更にパッケージングの両端面に計２個所の開口部を
設けることにより、酸化防止ガスの封入を容易に行うこ
とができる。また光学系においては光源１，光ガイド部
材５及び受光素子１３の相対的な位置関係を正しくかつ
強固に保持することができるので、それらの位置のずれ
による誤動作や余分な光学的収差等が発生しない。

【００４０】次に本発明の一実施例における光ピックア
ップの動作について、図面を参照しながら説明する。図
３は本発明の一実施例における光ピックアップの動作の
概念図、図４は本発明の一実施例における光ピックアッ
プの光ガイド部材の斜視図である。

【００４１】図３及び図４において放熱板４上にサブマ
ウント２及びブロック３を介して水平にマウントされた
光源１から水平に放出されたレーザ光は、平行な複数の
斜面を有する光ガイド部材５の面５ｆから光ガイド部材
５に入射し、光ガイド部材５の第二の斜面５ｂに形成さ
れかつ入射する光の拡散角に対して射出する光の拡散角
を変換する（以下ＮＡを変換すると呼ぶ）機能を有する
反射型の拡散角変換ホログラム７に到達する。

【００４２】拡散角変換ホログラム７によってＮＡを変
換されかつ反射した光は第一の斜面５ａに形成された反
射型の回折格子６によって０次回折光（以下メインビー
ムと呼ぶ）と±１次回折光（以下サイドビームと呼ぶ）
とに分けられる。回折格子６によって発生するメインビ
ーム及びサイドビームは第一の偏光選択性のあるビーム
スプリッター膜９（以下単に第一のビームスプリッター
膜と呼ぶ）に入射する。第一のビームスプリッター膜９
に入射する光のうち第一のビームスプリッター膜９を透
過する光は光源１からの射出光のモニター光として利用
される。

【００４３】また、第一のビームスプリッター膜９を反
射するメインビーム及びサイドビームは、光ガイド部材
５の面５ｅを透過、対物レンズ２６に入射し、対物レン
ズ２６の集光作用によって記録媒体２７の記録媒体面２
７ａに結像される。この時、記録媒体面２７ａ上におい
て２つのサイドビームのビームスポット２９ａ及び２９
ｃはメインビームのビームスポット２９ｂを中心として
ほぼ対称な位置に結像される。記録媒体面２７ａに対し
てメインビーム及びサイドビームのビームスポット２９
ｂ及び２９ａ、２９ｃにより情報の記録または再生信号
及びトラッキング、フォーカシングいわゆるサーボ信号
の読みだしを行う。

【００４４】拡散角変換ホログラム７は、光源１からの
射出光のうち拡散角変換ホログラム７へ入射することの
できる光束の拡散角に対して、拡散角変換ホログラム７
からの反射光の拡散角を変換する。また、拡散角変換ホ
ログラム７によって拡散角をまったく持たない平行光に
も変換可能である。また、同じ拡散角変換ホログラム７
によって図１に示されるように光ガイド部材５射出後の
光束が途中経路で積算された波面収差が取り除かれた理
想球面波３０となる。したがって、対物レンズ２６への
入射光は理想球面波３０となり、対物レンズ２６による
記録媒体２７でのビームスポットはほぼ回折限界まで絞
り込まれ理想的な大きさとなり、情報の記録または再生
を容易に行うとができる。

【００４５】記録媒体２７の記録媒体面２７ａによって
反射されたメインビーム及びサイドビームの戻り光は対
物レンズ２６、光ガイド部材５の面５ｆを再び通過し、
再び光ガイド部材の第二の斜面５ｂに形成された第一の
ビームスプリッター膜９に入射する。第一のビームスプ
リッター膜９は入射面に対して平行な振動成分を有する
光（以下単にＰ偏光成分と呼ぶ）に対してほぼ１００％
の透過率を有し、垂直な振動成分（以下単にＳ偏光成分
と呼ぶ）に対しては一定の反射率を有する。

【００４６】記録媒体２７からの戻り光のうち第一のビ
ームスプリッター膜９から透過する光は光ガイド部材５
の第一の斜面５ａに平行な第三の斜面５ｃ上に形成され
た第二の偏光選択性のあるビームスプリッター膜１１
（以下単に第二のビームスプリッター膜と呼ぶ）に入射
する。第二のビームスプリッター膜１１は第一のビーム
スプリッター膜９と同様にＰ偏光成分に対してほぼ１０
０％の透過率を有し、Ｓ偏光成分に対しては一定の反射
率を有する。

【００４７】ここで第２ビームスプリッター膜１１に入
射した光束の内、透過光１１７に関して説明する。透過
光１１７は第三の斜面５ｃ上に積層された偏光面変換基
板３１に入射する。

【００４８】図５は本発明の一実施例における光ピック
アップの偏光面変換基板の斜視図、図６は本発明の一実
施例における光ピックアップの受光部配置及び信号処理
を示す図である。偏光面変換基板３１は第１のその他の
斜面３１ａ（以下単に第１他斜面と呼ぶ）とその第１他
斜面３１ａに平行な第２のその他の斜面３１ｂ（以下単
に第２他斜面と呼ぶ）を有し、第１他斜面３１ａには反
射膜１２６が、第２他斜面３１ｂには偏光分離膜１２が
夫々形成されている。透過光１１７は第２他斜面３１ｂ
上に形成された偏光分離膜１２に入射する。第２他斜面
３１ｂは透過光１１７の偏光面１１７ａと入射面１２８
とのなす角が略４５°（２ｎ＋１）、（ｎは整数）にな
るように形成されている。その結果透過光１１７のＰ偏
光成分１１７ｐとＳ偏光成分１１７ｓは略１：１の強度
比を有するようになる。

【００４９】入射面１２８と平行な偏光成分を有するＰ
偏光成分１１７ｐは偏光分離膜１２によってほぼ１００
％透過し、一方、入射面１２８に垂直な偏光成分を有す
るＳ偏光成分１１７ｓは第２他斜面３１ｂ上の偏光分離
膜１２によって略１００％反射し第１他斜面３１ａ面上
に入射し、反射膜１２６によって反射させられ受光素子
へ導かれる。

【００５０】次に図３中に示す第二のビームスプリッタ
ー膜１１に入射した光束のうち反射光１２３に関して説
明する。反射光１２３は第二の斜面５ｂ上の反射型のホ
ログラムで形成された非点収差発生ホログラム１０に入
射する。反射光１２３は非点収差発生ホログラム１０に
よって非点収差を発生しつつ反射し、メインビームの光
は受光素子１３上の受光部１７２に、サイドビームの戻
り光は受光素子１３上の受光部１７６及び１７７に到達
する。

【００５１】本実施例では、図４に示すように光ガイド
部材５から光媒体に向かって出射された直後の光Ｍの収
差を０．０３λ（λは光源１から出射される光の波長）
以下（好ましくは０．０２λ以下）になるように構成さ
れている。

【００５２】光Ｍの収差を０．０３λ以下とすることに
よって記録媒体２７と面５ｅの間に配置される光学素子
（例えば対物レンズ２６）等の設計がしやすくなる。す
なわち光学素子に収差を極めて小さくするための特別な
加工や処理などを施さなくてもよいので、組み立て易く
しかも部材間の位置調整がしやすいので製造が簡単にな
り生産性が向上し、更には大幅なコストダウンをはかれ
る。

【００５３】また、光Ｍの収差を０．０３λ以下とする
事によって、また、記録媒体２７近傍での光の収差を
０．０８λ以下（好ましくは０．０７λ以下）にできる
ので記録媒体２７上に形成されるビームスポットの径を
小さくすることができ、記録又は再生特性の少なくとも
一方を向上させることができる。

【００５４】光Ｍの収差を０．０３λより大きくする
と、生産性及び記録再生特性が悪くなり好ましくない。

【００５５】光Ｍの収差を０．０３λ以下とする方法は
数々有るが、例えば拡散角変換ホログラム７，回折格子
６を所定の形状とする事によって収差の低減を行うこと
ができる。なお、拡散角変換ホログラム７及び回折格子
６の形状は光源の種類，光源１の配置，光ガイド部材５
の構成材料等によって適宜設計しなければならない。

【００５６】また、拡散角変換ホログラム７，回折格子
６の表面状態（粗さ等）を調整することによっても収差
の調整を行うことができる。粗さはなるべく小さくした
方が収差の低減に対して良い。本実施例では、光ガイド
部材５に設けられた傾斜面の表面粗度を２ｎｍ以下に設
定することによって、部材間の位置調整や組立が容易に
なるので光Ｍの収差を０．０３λ以下になるように調整
しやすくなる。表面粗度を２ｎｍ以上とすると、他の部
材の状態（寸法，材料，形状など）をかなり高精度にし
なければならないので、生産性の低下につながる。

【００５７】また、本実施例では、拡散角変換ホログラ
ム７が設けられている傾斜面と回折格子６が形成されて
いる傾斜面の平行度を１ｄｅｇ以下とすることによって
部材間の位置調整や組立が容易になるので光Ｍの収差を
０．０３λ以下になるうように調整しやすくなる。平行
度が１ｄｅｇより大きいと前述と同様に他の部材の状態
（寸法，材料，形状など）をかなり高精度にしなければ
ならず生産性の低下につながる。

【００５８】更に、光路上において対物レンズ２６の中
心と光源１の中心を結ぶ線と拡散角変換ホログラム７の
中心のずれ量を３μｍ以下とすることによって、位置調
整や組立が容易になり光Ｍの収差を０．０３λ以下にな
るうように調整しやすくなる。ずれ量が１ｄｅｇより大
きいと前述と同様に他の部材の状態（寸法，材料，形状
など）をかなり高精度にしなければならず生産性の低下
につながる。

【００５９】この様に、各光学機能を集積した光ガイド
部材５から射出された光Ｍの収差を限定することによっ
て、生産性が良くなり、しかもコストダウンをはかれ、
更には記録または再生特性を向上させることができる。

【００６０】次に本発明の一実施例における相変化光デ
ィスクに対応した光ピックアップの構成について図を参
照しながら説明する。相変化光ディスクは光を照射する
ことで記録媒体中の結晶構造を変化させて情報を記録す
るもので、結晶構造を変化させるために従来の光記録再
生装置に比べてより多くの光量を必要とするので、より
効率の良い光学系を必要とする。なお図１〜図４に示し
たものと番号が同一の部材については、その働き及び構
成が同様であるので説明を省略する。

【００６１】図７は本発明の一実施例における相変化光
ディスク用ピックアップの構成図で、図７において光源
１から放出されたレーザ光は、平行な複数の斜面を有す
る光ガイド部材４１の面４１ｆから光ガイド部材４１に
入射し、拡散角変換ホログラム７、回折格子６及び偏光
選択性のあるビームスプリッター膜３５（以下ビームス
プリッター膜と呼ぶ）を通って光ガイド部材４１の面４
１ｅから出射される。

【００６２】ここでビームスプリッター膜３５は第一実
施例の場合とは異なりＳ偏光成分の反射率が９５％以上
でＰ偏光成分の反射率がおよそ１％程度のものを用い
た。

【００６３】ビームスプリッター膜３５に入射する光の
うちビームスプリッター膜３５を透過する光（Ｐ偏光成
分で全光量の数パーセント程度）は光源１からの射出光
のモニター光として利用される。光ガイド部材４１の面
４１ｅから出射された光はカバー部材１６に設けられた
λ／４板３３を透過する。図８は本発明の一実施例にお
ける相変化光ディスク用ピックアップのλ／４板を示す
斜視図である。λ／４板３３は光ガイド部材４１からの
入射光偏光面に対して、その異常光軸がπ／４・（２ｍ
−１）；（ただしｍは自然数：以下同じ）の方向に設置
されており、入射光の異常光成分と常光成分の位相差を
π／２・（２ｍ−１）だけ発生させる機能を有してい
る。

【００６４】λ／４板３３を構成する材料としては一般
に一軸性結晶材料を用いる。その中でも低コストで、光
透過性に優れた水晶を用いることが好ましい。一軸性結
晶では異常光軸６１６と常光軸６１７があり、それぞれ
の光軸に対して異常光屈折率ｎ_e及び常光屈折率ｎ_oと呼
ばれる異なる屈折率を有している。異常光と常光では光
学的距離が異なるので、λ／４板３３の基板厚をＱＤ，
入射光波長をλとして次の関係式で決まる位相差Δが発
生する。λ／４板３３の厚さＱＤはこの位相差Δがπ／
２・（２ｍ−１）となるように決定されている。

【００６５】Δ＝２π・（ｎ_e−ｎ_o）・ＱＤ／λ 本実施例では、波長λ＝７９０ｎｍ、異常光屈折率ｎｅ
＝１．５４７７、常光屈折率ｎｏ＝１．５３８８（ただ
し屈折率は基板の切り出し角で異なる。ここでは異常光
軸及び常光軸の双方の軸を含む平面に平行に切り出し
た。）という条件に対してλ／４板３３の基板厚は２
１．９・（２ｍ−１）μｍとなる。この様な条件にする
ことにより、直線偏光で入射角０度で入射してきた光を
円偏向の光に変換することができる。即ち光源１から出
射されたＳ偏向成分のみを含む直線偏光を円偏光に変換
することができる。なおここではλ／４板３３としてカ
バー部材１６上に２１．９μｍの水晶を設けていたが、
光ガイド部材４１の面４１ｅや対物レンズ２６に設ける
こともある。

【００６６】λ／４板３３を透過して円偏向となった光
は対物レンズ２６に入射し、対物レンズ２６の集光作用
によって記録媒体２７の記録媒体面２７ａに結像され、
反射される。記録媒体面２７ａで反射された円偏光化し
た光はその回転方向が逆転するので、戻り光は対物レン
ズ２６を透過し、再びλ／４板３３を透過する際に、Ｐ
偏光成分のみを含む直線偏光に変換される。この様に変
換された戻り光は光ガイド部材４１の面４１ｅを再び通
過し、再び光ガイド部材４１の第二の斜面４１ｂに形成
されたビームスプリッター膜３５に入射する。前述のよ
うにビームスプリッター膜３５はＰ偏光成分に対してほ
ぼ１００％の透過率を有し、Ｓ偏光成分に対してはほぼ
１００％の反射率を有する。従ってＰ偏光成分しか有さ
ない戻り光はビームスプリター膜３５をほぼ透過する。

【００６７】そして戻り光は光ガイド部材４１の第一の
斜面４１ａに平行な第三の斜面４１ｃ上に形成されたハ
ーフミラー３４に入射する。ハーフミラー３４は入射し
た光のうち所定の量を反射して、残りを透過する働きを
有している。

【００６８】ここでハーフミラー３４に入射した光束の
内、透過光１１７は受光素子３６上に設けられている受
光部３７へ導かれる。

【００６９】次に図７中に示すハーフミラー３４に入射
した光束のうち反射光１２３に関して説明する。図９は
本発明の一実施例における相変化光ディスク用の光ピッ
クアップの受光素子に設けられた受光部の配置図であ
る。反射光１２３は第二の斜面４１ｂ上の反射型のホロ
グラムで形成された非点収差発生ホログラム１０に入射
する。反射光１２３は非点収差発生ホログラム１０によ
って非点収差を発生しつつ、さらに反射膜１２４，反射
膜１２５で反射されて、メインビームの戻り光は受光素
子３６上の受光部３８に、サイドビームの戻り光は受光
素子３６上の受光部３９及び４０に到達する。

【００７０】以上のような構成を有する光ピックアップ
ではλ／４板３３をビームスプリッター膜３５と記録媒
体２７との間に設け、Ｓ偏光成分の直線偏光である出射
光を円偏光化した光に変換し、その後記録媒体２７で反
射され回転方向が逆転した円偏光化した光をＰ偏光成分
のみを有する直線偏光に変換してビームスプリッター膜
３５に入射させることにより記録媒体２７で反射された
光をほぼ１００％受光素子３６上に導くことができるの
で、ビームスプリッター膜３５のＳ偏光成分の反射率を
大幅に高くすることができ、従って記録媒体２７に照射
される光量を大きくすることができる。即ち限られた光
源１の出力を効率よく記録媒体２７に照射でき、かつ、
記録媒体２７からの反射光を効率よく受光素子３７に導
くことができる。

【００７１】以上の様に構成された相変化光ディスク用
ピックアップでも、図７に示す様に光ガイド部材４１か
ら出射された直後光Ｍの収差を０．０３λ（λは光源１
から出射された光の波長）とする事によって、図１〜図
６に示す構成の光ピックアップと同様の効果を得ること
ができる。

【００７２】更に、傾斜面間の平行度を１ｄｅｇ以下，
傾斜面の表面粗度を２ｎｍ以下，光源１と対物レンズ２
６を結ぶ線と拡散角変換ホログラム７中心のずれ量を３
μｍ以下とすることによって、部材間の位置調整及び組
み立てがしやすいので、光Ｍの収差を０．０３λ以下調
整することが容易になる。

【００７３】

【発明の効果】本発明は、光ガイド部材から出射された
直後の光の収差を０．０３以下とすることによって、光
ガイド部材と光媒体間の光学素子の間の設計が容易にな
り、しかもコストダウンを行うことができる。また、光
媒体上でのビームスポットを小さくできるので、記録再
生特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における光ピックアップのパ
ッケージングの構成を示す断面図

【図２】本発明の一実施例における光ピックアップのパ
ッケージングの構成を示す断面図

【図３】本発明の一実施例における光ピックアップの動
作の概念図

【図４】本発明の一実施例における光ピックアップの光
ガイド部材の斜視図

【図５】本発明の一実施例における光ピックアップの偏
光面変換基板の斜視図

【図６】本発明の一実施例における光ピックアップの受
光部配置及び信号処理を示す図

【図７】本発明の一実施例における相変化光ディスク用
ピックアップの構成図

【図８】本発明の一実施例における相変化光ディスク用
ピックアップのλ／４板を示す斜視図

【図９】本発明の一実施例における相変化光ディスク用
ピックアップの受光部の配置図

【符号の説明】

１光源２サブマウント２ａ電極面３ブロック３ａ突起部３ｂ端面部４放熱板４ａ孔５光ガイド部材５ａ第一の斜面５ｂ第二の斜面５ｃ第三の斜面５ｅ，５ｆ，５ｇ面６回折格子７拡散角変換ホログラム９第一のビームスプリッター膜１０非点収差発生ホログラム１１第二のビームスプリッター膜１２偏光分離膜１３受光素子１３ａ電極１４パッケージ１４ａリードフレーム１４ｂリードフレームの足１４ｃ段差１４ｄワイヤ１５シェル１６カバー部材１６ａ反射防止膜１７隙間２６対物レンズ２７記録媒体２７ａ記録媒体面２９ａ，２９ｂ，２９ｃビームスポット３０理想球面波３１偏光面変換基板３１ａ第１他斜面３１ｂ第２他斜面３３ λ／４板３４ハーフミラー３５ビームスプリッター膜１１７透過光１１７ａ偏光面１１７ｓＳ偏光成分１１７ｐＰ偏光成分１２０透過光１２３反射光１２４反射膜１２５反射膜１２６反射膜１２８入射面１７０，１７１，１７２，１７２ａ，１７２ｂ，１７２
ｃ，１７２ｄ，１７６，１７７受光部２００通過部分２０１通過中心２０２，２０３中心線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源から発射された光に対し
て傾斜した傾斜面を複数設けた光ガイド部材と、受光手
段とを備え、前記光源から発射された光は前記光ガイド
部材に入射して外部に送出され、外部から前記光ガイド
部材に入射した光は前記受光手段に導かれる光ピックア
ップであって、光ガイド部材から外部に出射された直後
の光の収差を０．０３λ（λは光源から出射された光の
波長）以下としたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】光ガイド部材から外部に射出された光は光
媒体に導かれ、前記光媒体上での光の収差を０．０８λ
（λは光源から出射された光の波長）以下としたことを
特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】光ガイド部材の複数の傾斜面に複数の光学
素子をそれぞれ形成し、光源からの光を前記光学素子で
反射させた後に前記光ガイド部材の外部に光を出射する
事を特徴とする請求項１，２いずれか１記載の光ピック
アップ。
【請求項４】光ガイド部材の傾斜面の平行度を１ｄｅｇ
以下としたことを特徴とする請求項３記載の光ピックア
ップ。
【請求項５】光ガイド部材の傾斜面の表面粗度を２ｎｍ
以下としたことを特徴とする請求項３記載の光ピックア
ップ。
【請求項６】複数の光学素子の内少なくとも１つはホロ
グラムであることを特徴とする請求項３記載の光ピック
アップ。
【請求項７】光ガイド部材と光媒体の間にレンズを設
け、光路上において光源の中心と前記レンズの中心を結
ぶ線とホログラムの中心のずれを３μｍ以下としたこと
を特徴とする請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項８】光源からの光を光ガイド部材中に設けられ
た第１の傾斜面に形成された拡散角変換ホログラムで反
射し、前記反射光を第２の傾斜面に設けられた回折格子
に導いて再度反射させ、その再度反射した光を前記第１
の傾斜面に設けられたビームスプリッター膜に導いて反
射させて光ガイド部材の外に光を射出させることを特徴
とする請求項１〜７いずれか１記載の光ピックアップ。
【請求項９】光源と、前記光源から発射された光に対し
て傾斜した傾斜面を複数設けた光ガイド部材と、受光手
段とを備え、前記光源から発射された光は前記光ガイド
部材に入射して外部に送出され、外部から前記光ガイド
部材に入射した光は前記受光手段に導かれる光ピックア
ップであって、光ガイド部材から外部に出射された直後
の光の収差を０．０３λ（λは光源から出射された光の
波長）以下としたことを特徴とする相変化光ディスク用
ピックアップ。
【請求項１０】光ガイド部材から外部に射出された光は
光媒体に導かれ、前記光媒体上での光の収差を０．０８
λ（λは光源から出射された光の波長）以下としたこと
を特徴とする請求項９記載の相変化光ディスク用ピック
アップ。
【請求項１１】光ガイド部材の複数の傾斜面に複数の光
学素子をそれぞれ形成し、光源からの光を前記光学素子
で反射させた後に前記光ガイド部材の外部に光を出射す
る事を特徴とする請求項９，１０いずれか１記載の相変
化光ディスク用ピックアップ。
【請求項１２】光ガイド部材の傾斜面の平行度を１ｄｅ
ｇ以下としたことを特徴とする請求項１１記載の相変化
光ディスク用ピックアップ。
【請求項１３】光ガイド部材の傾斜面の表面粗度を２ｎ
ｍ以下としたことを特徴とする請求項１１記載の相変化
光ディスク用ピックアップ。
【請求項１４】複数の光学素子の内少なくとも１つはホ
ログラムであることを特徴とする請求項１１記載の相変
化光ディスク用ピックアップ。
【請求項１５】光ガイド部材と光媒体の間にレンズを設
け、光路上において光源の中心と前記レンズの中心を結
ぶ線とホログラムの中心のずれを３μｍ以下としたこと
を特徴とする請求項１１記載の相変化光ディスク用ピッ
クアップ。
【請求項１６】光源からの光を光ガイド部材中に設けら
れた第１の傾斜面に形成された拡散角変換ホログラムで
反射し、前記反射光を第２の傾斜面に設けられた回折格
子に導いて再度反射させ、その再度反射した光を前記第
１の傾斜面に設けられたビームスプリッター膜に導いて
反射させて光ガイド部材の外に光を射出させることを特
徴とする請求項９〜１５いずれか１記載の相変化光ディ
スク用ピックアップ。
【請求項１７】光ガイド部材の光出射面と光媒体との間
にλ／４板を設け、前記λ／４板と光の光軸とが略垂直
であることを特徴とする請求項９〜１６いずれか１記載
の相変化光ディスク用ピックアップ。
【請求項１８】光を透過若しくは反射の少なくとも一方
を行う導光手段を介して、光媒体からの反射光を受光手
段に導くことを特徴とする請求項９〜１６いずれか１記
載の相変化光ディスク用ピックアップ。
【請求項１９】導光手段がハーフミラーであることを特
徴とする請求項１８記載の相変化光ディスク用ピックア
ップ。