JPH10124912A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度光ディスク用に設計された一般的な集
光レンズを用いて、高密度光ディスクと従来型光ディス
クが再生できる光ピックアップを提供することを目的と
する。 【解決手段】 光源２，９の発光点２ａ，９ａとコリメ
ートレンズ１６もしくは集光レンズ１７の何れか一方と
の間の距離の比を最適化した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクの情報
の記録や再生を行う光ピックアップ装置に係り、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−ＲＡ
Ｍ）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６５
０ｎｍ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装置は、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８は従来の光ピックアップ
の構成を示す断面図である。図８において、１００およ
び２００は光源で、光源１００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２００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７８０
ｎｍの半導体レーザである。１０１はプリズムで、プリ
ズム１０１にはハーフミラー１０１ａが設けられてい
る。１０２はコリメータレンズで、コリメータレンズ１
０２は拡散光を平行光に変換する働きを有している。１
０３は対物レンズ保持部で、対物レンズ保持部１０３に
は低密度光ディスク用の対物レンズ１０４と高密度光デ
ィスク用の対物レンズ１０５が保持されている。対物レ
ンズ保持部１０３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。１０６は高密
度光ディスク、１０７は低密度光ディスクである。

【０００６】以下図８に示す光ピックアップ装置の動作
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
１０１に入射し、ハーフミラー１０１ａで反射された光
束１０８のみがコリメータレンズ１０２に入射する。そ
してコリメータレンズ１０２で拡散光から平行光に変換
された光束１０９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１０３を切り替えて、低
密度光ディスク用の対物レンズ１０４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１０
４に入射した光束１０９は集光されて低密度光ディスク
１０７に収束される。そして低密度光ディスク１０７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１００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１０１に入射
し、ハーフミラー１０１ａを透過した光束１１０のみが
コリメータレンズ１０２に入射する。そしてコリメータ
レンズ１０２で拡散光から平行光に変換された光束１１
１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１０３を切り替えて、高密度光ディスク
用の対物レンズ１０５が配置されているようにしてお
く。高密度光ディスク用の対物レンズ１０５に入射した
光束１１１は集光されて高密度光ディスク１０６に収束
される。そして高密度光ディスク１０６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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、高密度光ディスク１０６に対応する光源１
００からの光を集光する高密度光ディスク用の対物レン
ズ１０５と低密度光ディスク１０７に対応する光源２０
０からの光を集光する低密度光ディスク用の対物レンズ
１０４が必要であり、さらに対物レンズ１０４及び対物
レンズ１０５を対物レンズ保持部１０３ごと切り替える
切替手段も設ける必要があった。

【００１０】以下この理由について説明する。従来の技
術では波長の異なる２つの光源１００，２００からの光
は、たとえほぼ同一の光路を通過してきた光束であった
としても、対物レンズに入射する直前の波面収差の大き
さが大きく異なっているため、１つの対物レンズを用い
て２つの光源からの光束を所定の大きさに収束させるこ
とが困難であった。このため光源１００，２００のそれ
ぞれに対応する対物レンズ１０５，１０４を設けて、光
ディスクの種類に応じて切り換えるような構成とする必
要があった。

【００１１】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で、高密度光ディスク用に設計された一般的な集光レン
ズを用いて、高密度光ディスクと従来型光ディスクが再
生できる光ピックアップを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、光ピックアップにおいて、第一の光源とコリメート
手段もしくは集光手段との距離（Ｌ１）に対する第二の
光源とコリメート手段もしくは集光手段との距離（Ｌ
２）の比（Ｌ２÷Ｌ１＝Ｈ）を０．５５＜Ｈ＜０．７５
とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、記録密
度が異なる第一の記録媒体と第二の記録媒体を再生可能
な光ピックアップであって、第一の光源と、第二の光源
と、前記第一の光源からの光束を前記第一の記録媒体に
収束させるとともに前記第二の光源からの光束を前記第
二の記憶媒体に収束させる集光手段と、前記第一の記録
媒体で反射された光を受光する第一の受光手段と、前記
第二の記録媒体で反射された光を受光する第二の受光手
段とを備え、前記第一の光源と前記集光手段との距離
（Ｌ１）に対する前記第二の光源と前記集光手段との距
離（Ｌ２）の比（Ｌ２÷Ｌ１＝Ｈ）を０．５５＜Ｈ＜
０．７５としたことにより、第一の光源及び第二の光源
からの光について、集光レンズに入射する光に存在して
いる波面収差量を許容される範囲内に収めることができ
る。

【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、第一の光源，第二の光源，第一の受光手段および第
二の受光手段を収納部材に覆われるように配置し、前記
収納部材の光出射部に開口部を設け、前記開口部を透光
性部材で密封したことにより、光源や受光手段が水分等
で劣化してしまうのを防止することができる。

【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２におい
て、透光性部材は、第一の光源からの光を第一の記録媒
体に導くか若しくは第二の光源からの光を第二の記録媒
体に導くかのいずれか一方の働きを有するとともに、前
記第一の記録媒体からの光を第一の受光手段に導くか若
しくは第二の記録媒体からの光を第二の受光手段に導く
かの少なくともいずれか一方の働きを有することによ
り、複数の光源と複数の受光手段を１つのパッケージ中
に収めることが可能になる。

【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項２，３に
おいて、透光性部材が少なくとも、光学素子が形成され
た複数の斜面を有する第一の基板と、光源に面した面に
光学素子を有する第二の基板とを有していることによ
り、第二の基板に形成されている光学素子における収差
の発生を抑制することができる。

【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項４におい
て、第二の基板に形成された光学素子は、第一の基板側
か若しくは光源に面した側のいずれか一方にのみ形成さ
れていることにより、第二基板の形成を容易に行うこと
ができる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、記録密度が異な
る第一の記録媒体と第二の記録媒体を再生可能な光ピッ
クアップであって、第一の光源と、第二の光源と、前記
第一の光源と前記第二の光源からの光の少なくとも一方
の拡散角を変換するコリメート手段と、前記第一の光源
からの光束を前記第一の記録媒体に収束させるとともに
前記第二の光源からの光束を前記第二の記憶媒体に収束
させる集光手段と、前記第一の記録媒体で反射された光
を受光する第一の受光手段と、前記第二の記録媒体で反
射された光を受光する第二の受光手段とを備え、前記第
一の光源と前記コリメート手段もしくは前記集光手段と
の距離（Ｌ１）に対する前記第二の光源と前記コリメー
ト手段もしくは前記集光手段との距離（Ｌ２）の比（Ｌ
２÷Ｌ１＝Ｈ）を０．５５＜Ｈ＜０．７５としたことに
より、有限光学系もしくは有限光学系と無限光学系とが
混在している光ピックアップにおいても、第一の光源及
び第二の光源からの光について、集光レンズに入射する
光に存在している波面収差量を許容される範囲内に収め
ることができる。

【００１９】（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。図１は、
本発明の実施の形態１における光ピックアップの構成と
光出射点からディスクに集光され、受光手段に導かれる
までの光の経路すなわち光路を示している。なお図１中
で、点線は従来型光ディスクを再生する場合の光路を示
し、実線は、高密度光ディスクを再生する場合の光路を
示している。図１において、１は第一のパッケージであ
り、第一のパッケージ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。第一のパッケージ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ＦｅＮ
ｉＣｏ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、光ピックアップ装置を低価
格で提供することが可能になる。

【００２１】また第一のパッケージ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第一のパッケ
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１
ｃ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８０
０ｎｍ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６
５０ｎｍ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、８
００ｎｍ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】第一のパッケージ１の出射部１ｄには第一
光学部材５が接合されている。この第一光学部材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
第一光学部材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】第一光学部材５は、その内部に第一の斜面
５ａと第二の斜面５ｂとが形成されている。さらに第一
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、第二の斜面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
能な規格（以下ＲＡＭと称す）で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】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
素子は第一光学部材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、第一
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。

【００３２】また第一光学部材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
に第一光学部材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。

【００３３】また第一光学部材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一光学
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、第一光学部材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、第一光学部材５の材
料としては最適である。

【００３４】そして、第一光学部材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。

【００３５】なお本実施の形態においては第一のパッケ
ージ１の側壁部１ｂに設けられた出射部１ｄに直接第一
光学部材５を接合していたが、第一のパッケージ１と第
一光学部材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、第一のパッケージ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と第一光学部材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、第一
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。

【００３６】次に図１において、８は第二のパッケージ
であり、第二のパッケージ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８
ｂ等により形成されている。なお以下第二のパッケージ
８については特に第一のパッケージ１と異なる部分につ
いて説明する。

【００３７】まず第二のパッケージ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。

【００３８】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ＦｅＮ
ｉＣｏ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、光ピックアップ装置を低価
格で提供することが可能になる。

【００３９】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。

【００４０】第二光学部材１１は、その構成はほぼ第一
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。
第一の斜面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、第二の
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。

【００４１】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１
０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。

【００４２】次に第一のパッケージ１と第一光学部材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。さらに第一のパッケージ１と第一光学部
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、第一
のパッケージ１の内部に接している第一光学部材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。

【００４３】次に１５は光路分割手段で光路分割手段１
５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は、光源２または光源９
からの出射光量を抑制することを可能にするので、光源
２及び光源９の長寿命化を図ることができ、引いてはこ
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。

【００４４】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。

【００４５】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をそれぞれの第一光学部材５及
び第二光学部材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。

【００４６】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１
７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の寿命を長くすることができ、引いては光
ピックアップ装置の信頼性を向上させることができる。

【００４７】なおコリメートレンズ１６を用いる代わり
に例えば第一光学部材５及び第二光学部材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。

【００４８】次にこのような構成を有する光ピックアッ
プ装置の動作について図を参照しながら説明する。

【００４９】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（以下単に光ディスク１８と称す）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、第一光学部材５の第一の斜面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程度に設計されている。

【００５０】次に、図１を用いて、低密度光ディスク１
９（以下単に光ディスク１９と略す）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は第二光学部材１１の第一の斜
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で光ディスク１
９に光束２ｄのように集光される。

【００５１】このとき光ディスク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。

【００５２】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
装置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
ピックアップ装置で記録再生することが可能になるので
ある。

【００５３】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を張り合わせ光ディスクや複数の
記録層を有する光ディスクの再生も可能になる。

【００５４】次に、光ディスク１８および光ディスク１
９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。

【００５５】まず、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の第一の斜面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。

【００５６】次に、光ディスク１９を再生する場合につ
いて説明する。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の第一の斜面
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。

【００５７】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。

【００５８】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も
しくから発光点２ａ間での有効焦点距離を示しており、
Ｌ４はコリメータレンズ１６から発光点９ａまでの有効
焦点距離を示している。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Ｌ３，Ｌ４との関係を
示している。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（実線）とトラッキング方向のシフトが無い場合
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０．５５＜Ｈ＜０．７５であ
ることが好ましいことがわかる。

【００５９】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０．５８＜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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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間での有効焦点距離を
示しており、Ｌ４は集光レンズ１７から発光点９ａまで
の有効焦点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。

【００６３】（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。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。

【００６４】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
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一のパッケージ
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。

【００６５】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２
１に導く働きを有している。光学部材２２は、第一の斜
面２２ａ，第二の斜面２２ｂおよび第三の斜面２２ｃを
有する第一基板２２ｄと、第一基板２２ｄの光源側の端
面に接合された第二基板２２ｅから構成されている。

【００６６】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は第二基板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。

【００６７】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。

【００６８】このフィルタ２４を第一の斜面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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】２７は拡散角変換手段で、拡散角変換手段
２７は第二基板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９ｂ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。

【００７２】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２
７を通過してきた光を３つの光束に分離してフィルタ２
４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。

【００７３】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。

【００７４】３１は拡散角変換手段で、拡散角変換手段
３１は第一基板の２２ｄの第三の斜面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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】３２は信号形成手段で、信号形成手段３２
は第二基板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。

【００７８】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。

【００７９】次に光学部材２２を第一基板２２ｄ及び第
二基板２２ｅに分けて形成した理由について説明する。
第一基板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
て第一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
学素子を第一基板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装置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を第一基板２２ｄとは別体に設けられてい
る第二基板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。

【００８０】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
な光ピックアップ装置を提供することができるので好ま
しい。

【００８１】また第二基板２２ｅに設けられている各種
光学素子は、第二基板２２ｅの片面にのみ形成されてい
ることが好ましい。

【００８２】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。

【００８３】本実施の形態においては拡散角変換手段２
３，２７及び信号形成手段３２が第二基板２２ｅの光源
側の端面に形成されている。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】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２
９，３０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２
１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。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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２
９，３０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。

【００９６】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２
１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。

【００９７】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。

【００９８】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２ｂ間での有効焦点距離を示しており、Ｌ
６はコリメータレンズ１６から仮想発光点９ｂまでの有
効焦点距離を示している。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（実線）とトラッキング方向のシフトが無い場
合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０．５５＜Ｈ＜０．７５であ
ることが好ましいことがわかる。

【００９９】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０．５８＜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。

【０１００】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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】

【発明の効果】本発明は、記録密度が異なる第一の記録
媒体と第二の記録媒体を再生可能な光ピックアップで、
第一の光源と集光手段との距離（Ｌ１）に対する第二の
光源と集光手段との距離（Ｌ２）の比（Ｌ２÷Ｌ１＝
Ｈ）を０．５５＜Ｈ＜０．７５としたことにより、第一
の光源及び第二の光源からの光について、集光レンズに
入射する光に存在している波面収差量を許容される範囲
内に収めることができるので、第一の光源からの光及び
第二の光源からの光を共にそれぞれの記録媒体上に良好
に収束させることができる。従って１つの集光レンズを
用いて複数の光束をそれぞれの記録媒体の所定の位置に
正確に収束させることができ、更には良好な記録もしく
は再生特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップ
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Ｌ
３，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における集積化された光
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】従来の光ピックアップの構成を示す断面図

【符号の説明】

１ 第一のパッケージ １ａ 基板部 １ｂ 側壁部 １ｃ 端子 １ｄ 出射部 ２ 光源 ３ 受光素子 ４ １／４波長板 ５ 第一光学部材 ５ａ 第一の斜面 ５ｂ 第二の斜面 ６ 光路分割手段 ７ 反射手段 ８ 第二のパッケージ ８ａ 基板部 ８ｂ 側壁部 ８ｃ 端子 ８ｄ 出射部 ９ 光源 １０ 受光素子 １１ 第二光学部材 １１ａ 第一の斜面 １１ｂ 第二の斜面 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 第一の斜面 ２２ｂ 第二の斜面 ２２ｃ 第三の斜面 ２２ｄ 第一基板 ２２ｅ 第二基板 ２３ 拡散角変換手段 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 受光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河野 治彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 中島 一幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録密度が異なる第一の記録媒体と第二の
   記録媒体を再生可能な光ピックアップであって、第一の
   光源と、第二の光源と、前記第一の光源からの光束を前
   記第一の記録媒体に収束させるとともに前記第二の光源
   からの光束を前記第二の記憶媒体に収束させる集光手段
   と、前記第一の記録媒体で反射された光を受光する第一
   の受光手段と、前記第二の記録媒体で反射された光を受
   光する第二の受光手段とを備え、前記第一の光源と前記
   集光手段との距離（Ｌ１）に対する前記第二の光源と前
   記集光手段との距離（Ｌ２）の比（Ｌ２÷Ｌ１＝Ｈ）を
   ０．５５＜Ｈ＜０．７５としたことを特徴とする光ピッ
   クアップ。
2. 【請求項２】第一の光源，第二の光源，第一の受光手段
   および第二の受光手段を収納部材に覆われるように配置
   し、前記収納部材の光出射部に開口部を設け、前記開口
   部を透光性部材で密封したことを特徴とする請求項１記
   載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】透光性部材は、第一の光源からの光を第一
   の記録媒体に導くか若しくは第二の光源からの光を第二
   の記録媒体に導くかのいずれか一方の働きを有するとと
   もに、前記第一の記録媒体からの光を第一の受光手段に
   導くか若しくは第二の記録媒体からの光を第二の受光手
   段に導くかの少なくともいずれか一方の働きを有するこ
   とを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】透光性部材はすくなくとも、光学素子が形
   成された複数の斜面を有する第一の基板と光源に面した
   面に光学素子を有する第二の基板から形成されているこ
   とを特徴とする請求項２，３いずれか１記載の光ピック
   アップ。
5. 【請求項５】第二の基板に形成された光学素子は、第一
   の基板側か若しくは光源に面した側のいずれか一方にの
   み形成されていることを特徴とする請求項４記載の光ピ
   ックアップ。
6. 【請求項６】記録密度が異なる第一の記録媒体と第二の
   記録媒体を再生可能な光ピックアップであって、第一の
   光源と、第二の光源と、前記第一の光源と前記第二の光
   源からの光の少なくとも一方の拡散角を変換するコリメ
   ート手段と、前記第一の光源からの光束を前記第一の記
   録媒体に収束させるとともに前記第二の光源からの光束
   を前記第二の記憶媒体に収束させる集光手段と、前記第
   一の記録媒体で反射された光を受光する第一の受光手段
   と、前記第二の記録媒体で反射された光を受光する第二
   の受光手段とを備え、前記第一の光源と前記コリメート
   手段もしくは前記集光手段との距離（Ｌ１）に対する前
   記第二の光源と前記コリメート手段もしくは前記集光手
   段との距離（Ｌ２）の比（Ｌ２÷Ｌ１＝Ｈ）を０．５５
   ＜Ｈ＜０．７５としたことを特徴とする光ピックアッ
   プ。
7. 【請求項７】記録密度が異なる第一の記録媒体と第二の
   記録媒体とを再生可能な光ピックアップであって、第一
   の光源と、第二の光源と、前記第一の光源から出射され
   た光を所定の光路に導くとともに前記第二の光源からの
   光を所定の光路に導く光学部材とを備えたことを特徴と
   する光ピックアップ。
8. 【請求項８】第一の光源から出射された光と第二の光源
   から出射された光の少なくとも一方は光学部材で複数回
   反射されて所定の光路に導かれることを特徴とする請求
   項７記載の光ピックアップ。
9. 【請求項９】記録密度が異なる第一の記録媒体と第二の
   記録媒体を再生可能な光ピックアップであって、発振波
   長の異なる複数の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ことを特
   徴とする光ピックアップ。