JPH10208278A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明基板の厚さが異なる２種のディスクに対
する簡易な情報再生を可能とする。 【解決手段】 ディスクに対応した波長のレーザ光を発
生するレーザユニット１Ａ，１Ｂを設ける。このとき対
物レンズ６は，透明基板厚が薄いディスクに対して最適
設定し，最適設定されていないディスクからの反射光の
周辺部には，当該最適設定されていないことによる対物
レンズ６の球面収差の影響が著しくなるので，当該周辺
部をレーザユニット１Ａ，１Ｂ側に設けたホログラム２
Ａ，２Ｂにより受光素子１３Ａ，１３Ｂの受光光路から
分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光ピックアップ装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，レーザ光を集光してレーザスポッ
トを形成し，当該レーザスポットを情報記録媒体（以
下，ディスクという）の記録部材に照射することによ
り，マーク（ピット）形成して情報の記録を行い，また
記録部材からの反射光を受光して当該記録部材に記録さ
れている情報の再生を行う光ピックアップ装置が知られ
ている。なお，以下の説明ではマークが存在する領域を
マーク領域と称し，当該マーク領域の間の領域をスペー
ス領域と称する。

【０００３】かかるディスクは，プラスチック等の透明
部材により記録部材が挟持された構成になっており，近
年の高密度情報化の要請を受けて，いわゆるＤＶＤと称
される高記録密度ディスクが開発されている。

【０００４】そして，レーザ光が照射される側の透明部
材（この透明部材を特に透明基板と記載する）の厚み
は，従来の記録密度を持つディスクでは１．２ｍｍであ
り，ＤＶＤでは０．６ｍｍとなっている。

【０００５】なお，本明細書では従来の記録密度を持つ
ディスクを標準密度ディスク，当該標準密度ディスクに
対して高記録密度化されたディスクを高密度ディスクと
いい，これらを総称し，又は特に区別する必要がないと
きは単にディスクという。従って，高密度ディスクはＤ
ＶＤに限定されないが，以下の説明ではこれを例に説明
する。

【０００６】かかる高記録密度ディスクの開発に伴い，
光ピックアップ装置の付加価値を高める観点から，透明
基板の厚みが異なるディスクに対しても情報の記録又は
再生等が行えることが望まれる。

【０００７】しかし，透明基板は当然のことながら所定
の屈折率を有するため，レーザ光の集光特性は対物レン
ズと透明基板との光学特性により決定されるようにな
る。

【０００８】即ち，記録部材に記録された情報を適正に
再生するためには，レーザ光を標準密度ディスクで約
１．５μｍ，高密度ディスクで約１．０μｍに集光しな
ければならないが，透明基板厚の異なるディスクに対し
て同一の対物レンズにより同一波長のレーザ光を集光す
ると，集光特性が対物レンズと透明基板とにより決るた
め，適正なレーザスポットが記録部材面上に形成できな
い場合が生じ，かかる場合には球面収差が増大してしま
う。このため，標準密度ディスクと高密度ディスクとの
互換性が保もたれなくなる問題が指摘されている。

【０００９】このような球面収差の劣化は，その原因が
主に透明基板の厚み変化から生じるため，記録部材面上
に照射されたレーザ光の周辺部がぼけて，その反射光の
周辺部に非情報信号光が存在するようになる。

【００１０】そこで，透明基板厚が薄い高密度ディスク
に対して球面収差が最も小さくなるように対物レンズを
最適設計し，透明基板厚の厚い標準密度ディスクに対し
ては対物レンズに入射するレーザ光の周辺部をアパーチ
ャ等を用いて遮光することにより球面収差の発生を抑え
た光ピックアップ装置が提案されている。

【００１１】かかる問題を図を参照して詳細に説明す
る。図１９は，高密度ディスクに対して最適設計された
対物レンズを用いてレーザ光を集光した際の集光状態を
示す図で，図１９（ａ）は高密度ディスクＨＤ，図１９
（ｂ）は標準密度ディスクＬＤの場合を示している。

【００１２】図１９（ａ）から解るように，対物レンズ
が高密度ディスクＨＤに対して最適設計されている場合
には，全てのレーザ光Ｌを記録部材Ｍ面上に集光するこ
とができるが，かかる対物レンズを標準密度ディスクＬ
Ｄに対して用いると，図１９（ｂ）に見られるようにレ
ーザ光Ｌの周辺部の集光特性が劣化してレーザ光Ｌの略
中央部のみしか記録部材Ｍ面上に集光されなくなる。

【００１３】即ち，レーザ光Ｌの光軸に近い部分は，良
好に記録部材Ｍの面上に集光させることができるが，当
該レーザ光Ｌの周辺部は，球面収差の影響で記録部材Ｍ
面上に集光させることができない。従って，周辺部はぼ
やけた状態となる。

【００１４】図２０（ａ），（ｂ）は，レーザ光が記録
部材の面上に良好に集光された際の反射光の光強度分布
を示す模式図で，ドット密度により光強度分布を示して
いる。図２０（ａ）は，スペース領域にレーザ光Ｌが照
射された場合の反射光の光強度分布を示し，図２０
（ｂ）は，マーク領域にレーザ光Ｌが照射された場合の
反射光の光強度分布を示している。

【００１５】同図からわかるように，スペース領域から
の反射光の周辺部には，光強度の強い部分Ｉａが「島
状」に存在している。一方，マーク領域からの反射光の
周辺部には，このような光強度の強い部分が存在してい
ない。

【００１６】そして，スペース領域及びマーク領域から
の反射光の光強度分布は，所定の円Ｉｂにより区分けす
ることができ，スペース領域からの反射光では当該円Ｉ
ｂにより島状領域が存在する領域を，またマーク領域か
らの反射光では当該円Ｉｂにより光強度が強い領域を識
別することが可能である。

【００１７】この様な状況でレーザスポットがトラック
を走査すると，その反射光の受光信号強度は，図２０
（ｃ）における曲線Ｉｃのようになる。なお比較のため
に，後述するアパーチャにより反射光の周辺部を遮光し
た場合の信号強度を曲線Ｉｄに示している。

【００１８】信号強度は，マーク中央部で最小値を示す
変化を示している。そこで，例えば閾値を適宜設定して
おくならば，信号強度が当該閾値を越えるか否かでマー
ク領域とスペース領域の識別が可能になる。従って，マ
ーク領域とスペース領域とを正確に識別するためには，
信号強度の変化量Ｄが大きいことが条件となる。

【００１９】しかし，レーザスポットの周辺部での球面
収差が大きくなり，記録部材Ｍ面上に合焦しない部分が
生じてレーザースポット径が大きくなると，例えレーザ
スポットの中心部がマーク領域の中央部を照射していて
も，当該レーザスポットの周辺部がスペース領域を照射
している状況が生じてしまう。かかる状況は，マーク長
が短くなる高密度ディスクＨＤにおいてより顕著とな
る。

【００２０】従って，マーク領域の中央部にレーザスポ
ットが照射された場合であっても，その反射光の周辺部
に光強度の強い島状領域が現れるようになり，信号強度
の変化量が小さくなってしまう。即ち，図２０（ｂ）に
おける光強度分布に島状領域Ｉａが現れるようになり，
マーク領域とスペース領域とを正確に識別することがで
きなくなる。

【００２１】この様な問題に対してアパーチャにより対
物レンズに入射するレーザ光の周辺部を遮光して，当該
周辺部のレーザ光Ｌが記録部材Ｍに照射されないように
する方法が提案されている（例えば，応用物理学会予講
集 平成７年秋 ２９ａ−ＺＡ−６ 「厚さの異なる２
種類のディスクにおける互換性の検討」 を参照された
い）。

【００２２】即ち，アパーチャにより対物レンズに入射
するレーザ光の周辺部を遮光することで，記録部材Ｍに
照射されるレーザ光Ｌは，当該記録部材Ｍに合焦し得る
レーザ光Ｌのみとなるので，例え球面収差が周辺部で発
生していてもディスクに照射されるレーザ光は全て合焦
状態になる。これにより，図２０（ｃ）における曲線Ｉ
ｄに示すように受光信号強度の変化量Ｄの減少を防止す
ることが可能になる。

【００２３】しかし，高密度ディスクＨＤの再生時に
は，このアパーチャは不要である。

【００２４】そこで，アパーチャを光路から出し入れす
る機構を設けて，高密度ディスクＨＤの再生時にはアパ
ーチャを光路から待避させ，標準密度ディスクＬＤの再
生時にはアパーチャを光路に挿入して作用させることが
考えられる。

【００２５】ところが，アパーチャを光路中に出し入れ
する場合には，アパーチャの挿入位置に高精度が要求さ
れると共にアパーチャの出し入れ機構の部品や組立てに
対しても高精度が要求されので光ピックアップ装置の生
産面及びコスト面から好ましくない。

【００２６】そこでかかる問題が生じない方法として，
透明基板厚に対応して異なる波長のレーザ光を用いる方
法が提案されている。なお現状の技術においては，同一
の半導体レーザで複数の波長のレーザ光を発光すること
ができないので，異なる波長のレーザ光を選るには異な
るレーザ源を用いることに対応している。

【００２７】この方法は，例えば高密度ディスクＨＤに
対して対物レンズが最適設計され，かつ，当該高密度デ
ィスクＨＤに対して再生を行うときは波長が６３５ｎｍ
のレーザ光を用い，また標準密度ディスクＬＤに対して
再生を行うときは波長が７８５ｎｍのレーザ光を用い
る。

【００２８】このように，レーザ光の波長が異なること
により，同じ対物レンズであっても集光特性を変えるこ
とができるので，球面収差に対処することが可能になっ
ている。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記構
成の異なる波長のレーザ光を用いて標準密度ディスクＬ
Ｄの再生を行う場合には，対物レンズに入射するレーザ
光の位置が規制される問題がある。

【００３０】即ち，対物レンズは高密度ディスクＨＤに
対して最適設計されているため，標準密度ディスクでは
当該対物レンズに入射した全てのレーザ光を記録部材Ｍ
面上に集光させることができず，対物レンズに入射する
レーザ光の入射領域が制限される問題は少なからず残っ
てしまうようになる。

【００３１】無論，アパーチャにより標準密度ディスク
に照射されるレーザスポットの周辺部を遮光すればかか
る問題は発生しないが，この場合には上述したように位
置決め精度が厳しくなり，またアパーチャの出し入れ機
構が必要になる等の問題がある。

【００３２】そこで，本発明は２つレーザ源を用いて標
準密度ディスク及び高密度ディスクに対応する場合に，
特別なアパーチャの出し入れ機構，対物レンズの切替機
構等を必要とせず，２種類の透明基板厚に対して簡易に
再生或は記録が可能な光ピックアップ装置を提供するこ
と目的とする。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１にかかる発明は，透明基板の基板厚が異な
る２種類の情報記録媒体に対応した波長の異なるレーザ
光を出射するレーザ発生手段と，レーザ光を集光して情
報記録媒体に照射する際に，２種類の情報記録媒体の一
方に対して光学特性が最適設計された対物レンズと，情
報記録媒体からの反射光を受光して再生信号，フォーカ
ス信号及びトラッキング信号を出力する受光手段とを有
して，少なくとも情報記録媒体に記録された情報を再生
する光ピックアップ装置において，対物レンズの光学特
性が最適設計されていない情報記録媒体からの反射光を
受光手段により受光する際に，当該反射光のうち光学特
性の球面収差による影響が大きい周辺部を回折して，当
該周辺部に対応する反射光の光路を受光手段の受光光路
から分離する周辺光除去手段を有し，当該周辺光除去手
段が受光手段の近傍に設けられていることを特徴とす
る。

【００３４】即ち，透明基板の厚みが異なる情報記録媒
体に対して互換性を保つようにすべく，各情報記録媒体
に対応した波長のレーザ光を発生するレーザ発生手段を
設ける。このとき対物レンズは，少なくとも一方の透明
基板に対して最適設定されているが，好ましくは基板厚
が薄い情報記録媒体に対して最適設定する。このとき，
最適設定されていない情報記録媒体からの反射光の周辺
部には，当該最適設定されていないことによる対物レン
ズの球面収差の影響が著しく現れるので，当該周辺部を
受光手段側に設けた周辺光除去手段により受光手段の受
光光路から分離することにより除去するようにしたこと
を特徴とする。

【００３５】請求項２にかかる発明は，周辺光除去手段
が，反射光の中央部を回折して，当該回折光を受光光路
に導く円形の中央グレーティング領域と，該中央グレー
ティング領域の周囲に形成されて，反射光の周辺部を回
折し，当該回折光を受光光路から分離させる周辺グレー
ティング領域とを有し，受光手段が，縦横２分割された
受光素子を有し，かつ，中央グレーティング領域で回折
された反射光の中心部が，当該受光素子の中心部に位置
するように配設されていることを特徴とする。

【００３６】即ち，周辺光除去手段は円形の中央グレー
ティング領域と，この周辺に設けられた周辺グレーティ
ング領域とにより構成し，中央グレーティング領域に入
射した反射光は受光手段により受光されるように受光光
路に回折され，周辺グレーティング領域に入射したレー
ザ光は，受光手段により受光されないように受光光路と
異なる方向に回折されようにする。また，受光手段は縦
横２分割されてなる４つの受光領域から構成し，当該受
光領域全体の中心部に中央グレーティング領域で回折さ
れた反射光の中心部が入射するように配設したことを特
徴とする。

【００３７】請求項３にかかる発明は，周辺光除去手段
が，反射光の中心部を回折して当該回折光を受光光路に
導くする２つの半円状のグレーティング領域であって，
それぞれのグレーティング領域で回折される回折光の光
路が異なるようにグレーティングが形成された２つの半
円状グレーティング領域と，該２つの半円状グレーティ
ング領域の周囲に形成されて，反射光の周辺部を回折
し，当該回折光を受光光路から分離させる周辺グレーテ
ィング領域とを有し，受光手段が，横２分割された受光
素子と，縦２分割された受光素子とを有し，かつ，当該
２つの受光素子に，２つの半円状グレーティング領域で
回折された反射光がそれぞれ受光されるように配設され
て，縦２分割された受光素子の差分出力によりフォーカ
ス信号を検出するようにしたことを特徴とする。

【００３８】即ち，周辺光除去手段は２つの半円状グレ
ーティング領域と，この周辺に設けられた周辺グレーテ
ィング領域とにより構成し，それぞれの半円状グレーテ
ィング領域で回折された反射光はそれぞれの光路により
受光手段に受光され，また周辺グレーティング領域で回
折された反射光は受光手段に受光されないように回折し
て受光光路から分離する。さらに，受光手段は縦２分
割，横２分割された２つの受光素子からなり，各受光素
子にはそれぞれ異なる半円状グレーティング領域で回折
された反射光が入射し，かつ，各受光素子の中央部であ
る分割線領域上に回折光の中心が入射するように配設さ
れて，縦２分割された受光素子からの差分信号をフォー
カス信号として用いるようにしたことを特徴とする。

【００３９】請求項４にかかる発明は，周辺光除去手段
が，反射光の中心部を回折して当該回折光を受光光路に
導く１つの半円の半円状グレーティング領域と，２つの
１／４円状の扇状グレーティング領域と，半円状グレー
ティング領域及び扇状グレーティング領域の周囲に形成
されて，反射光の周辺部を回折し，当該回折光を受光光
路から分離させる周辺グレーティング領域とを有し，受
光手段が，縦４分割された受光素子を有し，かつ，少な
くとも当該受光素子の２つの分割領域に，扇状グレーテ
ィング領域で回折された反射光がそれぞれ受光されるよ
うに配設されていることを特徴とする。

【００４０】即ち，周辺光除去手段に１つの半円状グレ
ーティング領域と，２つの扇状グレーティング領域と，
これらの周辺領域に周辺グレーティング領域とを形なし
て，半円状及び扇状グレーティング領域で回折された反
射光のみが受光手段に受光されるようにし，周辺グレー
ティング領域で回折された反射光が受光手段により受光
されないように受光光路から分離する。また，受光手段
は縦４分割されて，当該受光素子の２つの分割領域に扇
状グレーティング領域で回折された反射光がそれぞれ受
光されるように配設すると共に，当該受光手段の分割線
方向に対する取付け位置要求精度を緩和したことを特徴
とする。

【００４１】請求項５にかかる発明は，レーザ発生手段
が，それぞれ異なる波長のレーザ光を出射して，対物レ
ンズに入射するまでの光路が異なるように配設された２
つのレーザ源を有し，該各レーザ源から出射されたレー
ザ光を偏向又は透過させて，最終的に同一光路で対物レ
ンズに入射するように対物レンズとレーザ発生手段との
間に設けられた偏向透過手段を有することを特徴とす
る。

【００４２】即ち，２つのレーザ源が異なる位置に配設
されている場合に，当該レーザ源からのレーザ光が最終
的に同一光路を通過して対物レンズに入射させるべく，
偏向又は透過させる偏向透過手段を対物レンズとレーザ
発生手段との間に設けて光路合成又は光路分離するよう
にしたことを特徴とする。

【００４３】請求項６にかかる発明は，偏向透過手段
が，偏光ビームスプリッタ又は波長選択フィルターのい
ずれかであることを特徴とする。

【００４４】即ち，偏向透過手段として，入射するレー
ザ光が所定の偏光状態のときに当該レーザ光を偏向させ
る偏光ビームスプリッタ又は入射するレーザ光の波長が
予め設定された波長の場合には偏向する波長選択フィル
ターを用いることを特徴とする。

【００４５】請求項７にかかる発明は，レーザ光が偏向
透過手段を通過する際に生じる光量の減衰量が，偏向さ
れて通過するか又は透過して通過するかにより異なる場
合に，記録用の情報記録媒体に対して照射されるレーザ
光の光量の減衰量が小さくなるように優先的に設定され
ていることを特徴とする。

【００４６】即ち，偏向透過手段をレーザ光が通過する
際に生じる光量の減衰量が，偏向するか又は透過するか
により異なる場合に，優先的に記録用の情報記録媒体に
対して照射されるレーザ光の光量の減衰量が小さくする
ように設定されていることを特徴とする。例えば，透過
より偏向されて当該偏向透過手段を通過した方が光量の
減衰量が少ない場合には，情報記録媒体に照射されるレ
ーザ光を偏向して出射するように設定されていることを
特徴とする。

【００４７】請求項８にかかる発明は，レーザ発生手段
からのレーザ光が，偏向透過手段に入射する際に，当該
レーザ光を収束して略平行光にするコリーメートレンズ
を設けたことを特徴とする。

【００４８】即ち，レーザ源からのレーザ光が発散光で
あるので，これをコリーメートレンズにより略平行光に
収束して対物レンズに入射するようにすることで，フォ
ーカシングにより対物レンズが当該対物レンズの光軸方
向に移動しても，当該対物レンズに入射するレーザ光の
光量変動を少なくしたことを特徴とする。

【００４９】請求項９にかかる発明は，偏向透過手段と
対物レンズとの間に，当該間を通過するレーザ光を収束
するコリーメートレンズを設けたことを特徴とする。

【００５０】即ち，偏向透過手段と対物レンズとの間
に，コリメートレンズを配設して，異なるレーザ光に対
して１つのコリーメートレンズで収束して対物レンズに
入射させるようにしたことを特徴とする。

【００５１】請求項１０にかかる発明は，偏向透過手段
が，楕円状の断面形状を持つレーザ光を真円状の断面形
状に整形して出射すべく，当該偏向透過手段に入射する
少なくとも１つのレーザ光の光軸に対して偏向透過手段
の入射面が所定角度に設定されて当該レーザ光から見た
とき傾斜面をなし，かつ，入射するレーザ光の短軸方向
が傾斜した入射面の傾斜方向に設定されていることを特
徴とする。

【００５２】即ち，レーザ源から出射されるレーザ光
は，断面形状が楕円形状であり対物レンズは真円状であ
るので，そのままの形状で対物レンズに入射させたので
は情報記録媒体上に形成されるレーザスポットが楕円形
状となる。そこで対物レンズに入射するレーザ光の断面
形状を偏向透過手段により真円状に整形して，情報記録
媒体面上に形成されるレーザスポット形状を略円形にす
べく，レーザ光の光軸を偏向透過手段の入射面に対して
所定の角度で入射させるようにし，これによりレーザ光
から見ると当該レーザ光は，斜面に入射するようにす
る。この時，入射するレーザ光の断面楕円形状における
短軸方向を斜面方向とし，長軸を偏向透過手段の厚み方
向に設定することを特徴とする。

【００５３】請求項１１にかかる発明は，偏向透過手段
から出射されたレーザ光のうち，対物レンズに入射する
レーザ光の領域外のレーザ光を受光して，レーザ発生手
段から出射されるレーザ光の光量を検出するモニタ素子
を有することを特徴とする。

【００５４】即ち，レーザ源が出射するレーザ光の光量
をモニタして，情報記録媒体に照射される光量が最適に
なるようにすべく，偏向透過手段から出射されたレーザ
光のうち，対物レンズに入射するレーザ光の領域外のレ
ーザ光が受光できる位置にモニタ素子を設け，これによ
り情報記録媒体に照射されるレーザ光の光量を減少させ
ることなく１つのモニタ素子で２つのレーザ源からのレ
ーザ光の光量をモニタ可能にしたことを特徴とする。

【００５５】請求項１２にかかる発明は，偏向透過手段
に入射したレーザ光が偏向された際に一部のレーザ光が
透過し，又は偏向透過手段に入射したレーザ光が透過し
た際に一部のレーザ光が偏向されて，これら一部の透過
又は偏向して出射されたレーザ光を受光してレーザ発生
手段から出射されるレーザ光の光量を検出するモニタ素
子を有することを特徴とする。

【００５６】即ち，レーザ源が出射するレーザ光の光量
をモニタして，情報記録媒体に照射される光量が最適に
なるようにすべく，偏向透過手段に入射したレーザ光が
偏向された際に一部のレーザ光が透過し，又は偏向透過
手段に入射したレーザ光が透過した際に一部のレーザ光
が偏向されて，これら一部の透過又は偏向して出射され
たレーザ光を受光するようにモニタ素子を配設して，こ
れにより情報記録媒体に照射されるレーザ光の光量を減
少させることなく１つのモニタ素子で２つのレーザ源か
らのレーザ光の光量をモニタ可能にしたことを特徴とす
る。

【００５７】請求項１３にかかる発明は，レーザ発生手
段から出射されるレーザ光が発散光であって，かつ，当
該レーザ発生手段における２つのレーザ源が異なる位置
に配設されている場合に，それぞれのレーザ源からのレ
ーザ光を受光できる位置に，当該レーザ光の光量を検出
するモニタ素子が配設されていることを特徴とする。

【００５８】即ち，レーザ源が出射するレーザ光の光量
をモニタして，情報記録媒体に照射される光量が最適に
なるようにすべく，異なる位置に配設された２つのレー
ザ源からのレーザ光が受光できる位置にモニタ素子を配
設し，これにより情報記録媒体に照射されるレーザ光の
光量を減少させることなく１つのモニタ素子で２つのレ
ーザ源からのレーザ光の光量をモニタ可能にしたことを
特徴とする。

【００５９】請求項１４にかかる発明は，対物レンズと
共に動いて，入射したレーザ光を直交方向に偏向する対
物レンズ側に配設された第１偏向ミラーと，該第１偏向
ミラーと偏向透過面が所定角度に設定されて，第１偏向
ミラーから入射したレーザ光を直交方向に偏向するレー
ザ発生手段側に配設された第２偏向ミラーとを具備した
偏向手段であって，レーザ源側から第１偏向ミラーに入
射するレーザ光の光軸方向を対物レンズのトラッキング
方向と一致させ，第２偏向ミラーから出射される際の光
軸方向と対物レンズの方向とが一致するように設けられ
た偏向手段を有することを特徴とする。

【００６０】即ち，偏向手段をレーザ発生手段側に設け
た第１偏向ミラーと，対物レンズ側に配設された対物レ
ンズと共に動く第２偏向ミラーとにより構成し，かつ，
それらの偏向透過面が所定角度をなして互いに向い合う
と共に，レーザ発生手段から第１偏向ミラーに入射する
レーザ光の光軸方向を対物レンズのトラッキング方向と
一致させ，第２偏向ミラーから出射されるレーザ光の光
軸方向を対物レンズのフォーカシング方向と一致させる
ことにより，対物レンズがトラッキング等により移動し
ても，当該対物レンズの光軸とそれに入射するレーザ光
の光軸とがずれないようにしたことを特徴とする。

【００６１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は本発明にかかる光ピックアップ装置
における光学系の概略構成図である。なお，同図におけ
る点線はレーザ光の光軸を示している。

【００６２】当該光ピックアップ装置は，レーザ光を出
射するレーザ発生手段と入射したレーザ光を受光する受
光手段とが一体に収納されたレーザユニット１（１Ａ，
１Ｂ），該レーザユニット１の上部に固着されて，通過
するレーザ光を回折する周辺光除去手段であるホログラ
ム２（２Ａ，２Ｂ），レーザ光の偏光方向又は波長に応
じて当該レーザ光を通過させ又は偏向させる偏向透過手
段である偏向透過部材４，レーザ光を偏向する偏向ミラ
ー５，高密度ディスクに対して開口数や球面収差等の光
学特性が最適設計されて，入射するレーザ光を集光する
対物レンズ６等を基本構成としている。

【００６３】レーザユニット１は，図２に示すように，
所定の波長のレーザ光を発光する半導体レーザ素子１１
（１１Ａ，１１Ｂ），該半導体レーザ素子１１から出射
されたレーザ光を受光して，そのパワー調整等に用いる
信号を出力するモニタ素子１２，ディスクで反射したレ
ーザ光を受光する受光素子１３（１３Ａ，１３Ｂ），こ
れらを収納する缶ケース１５，該缶ケース１５の頭部開
口窓に設けられた硝子等の透明板１６等を有している。

【００６４】レーザユニット１Ａに設けられている半導
体レーザ素子１１Ａは，波長が６３５ｎｍ又は６５０ｎ
ｍ（以下，６３５ｎｍで代表する）のレーザ光を発光し
て高密度ディスクの再生等に用いられ，レーザユニット
１Ｂに設けられている半導体レーザ素子１１Ｂは，波長
が７８５ｎｍの標準密度ディスクの再生等に用いられ
る。

【００６５】受光素子１３は，図３に示すように４つの
領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに分割されて，そ
れぞれＳ１３ａ，Ｓ１３ｂ，Ｓ１３ｃ，Ｓ１３ｄの光電
変換信号を出力する。

【００６６】そして，フォーカス信号Ｆｏは，例えば非
点収差法によりＦｏ＝（Ｓ１３ａ＋Ｓ１３ｃ）−（Ｓ１
３ｂ＋Ｓ１３ｄ）の演算式にしたがって得られ，またト
ラッキング信号Ｔｒは，例えばプシュプル法によりＴｒ
＝（Ｓ１３ａ＋Ｓ１３ｂ）−（Ｓ１３ｃ＋Ｓ１３ｄ）の
演算式に従って得られる。さらに，再生信号Ｒｆは，Ｒ
ｆ＝Ｓ１３ａ＋Ｓ１３ｂ＋Ｓ１３ｃ＋Ｓ１３ｄの演算式
に従って得られる。

【００６７】ホログラム２は，図４に示すように，中心
の円形グレーティング領域２ａとその周囲の周辺グレー
ティング領域２ｂとからなり，これらの領域に形成され
ているグレーティング方向は異なる方向に形成されて，
回折方向が異なるようになっている。

【００６８】無論，円形グレーティング領域２ａ及び周
辺グレーティング領域２ｂのいずれかにグレーティング
を設けても後述する効果を得ることは可能である。

【００６９】なお，ホログラム２は，対物レンズ６が最
適設計されている高密度ディスク用のレーザユニット１
Ａに対しては必ずしも用いる必要はないことを敢て付言
しておく。

【００７０】そして円形グレーティング領域２ａの中心
は，レーザ光の光軸に一致して配設され，かつ，その大
きさは当該対物レンズ６が入射したレーザ光を記録部材
面上に集光することができる範囲（対物レンズが集光で
きるレーザ光入射領域）にほぼ設定されている。

【００７１】このようなホログラム２に記録部材からの
反射光が入射すると，円形グレーティング領域２ａに入
射したレーザ光と周辺グレーティング領域２ｂに入射し
たレーザ光は共に回折されて光路を変えるが，その光路
は異なる方向となっている。

【００７２】本発明では，円形グレーティング領域２ａ
で回折された反射光は受光素子１３に入射されるよう
に，当該受光素子１３の受光光路に回折され，周辺グレ
ーティング領域２ｂで回折された反射光は受光素子１３
に入射しないように受光光路と異なる方向に回折される
ように構成されている。

【００７３】これにより，レーザ光の周辺部と中心部と
を分離することができ，かつ，中心部のみを受光するこ
とが可能になっている。

【００７４】また偏向透過部材４は，波長が６３５ｎｍ
のレーザ光に対しては偏向を行い，波長が７８５ｎｍの
レーザ光に対しては偏向を行わないようになっている。
無論，この逆にすることも可能である。

【００７５】このような作用を行う偏向透過部材４とし
ては，偏光ビームスプリッタや波長選択フィルタを用い
ることが可能である。以下の説明では偏光ビームスプリ
ッタを例に説明する。

【００７６】なお，偏光ビームスプリッタを用いる場合
には，レーザユニット１Ａから出射されるレーザ光の光
路を変える必要があるので，例えばレーザユニット１Ａ
からのレーザ光の偏光方向をＳ波とし，レーザユニット
１Ｂからのレーザ光の偏光方向をＰ波とすることによ
り，レーザユニット１Ａから出射されるレーザ光のみを
偏向させることが可能になる。

【００７７】ところで，近年再生のみならず記録も行え
るようにしたいとの要望が強く，高密度ディスク又は標
準密度ディスクの少なくても一方に対して記録及び再生
を可能にしたいとの要求がある。かかる要望を阻む１つ
の要因としてディスクに照射されるレーザ光のパワー不
足がある。

【００７８】レーザ源から出射されたレーザ光は，種々
の光学系を通過する際に減衰し，偏向透過部材４を通過
するときも同様である。このとき，偏向透過部材４で偏
向又は透過されるが，かかる偏向又は透過でレーザ光の
減衰量が異なる場合には，記録用レーザ光の効率を優先
させることが好ましい。

【００７９】次に上記構成における動作を説明する。高
密度ディスクに対して再生を行う場合には，半導体レー
ザ素子１１Ａが駆動されてＳ波のレーザ光が出射され，
半導体レーザ１１Ｂは駆動されない。

【００８０】同様に標準密度ディスクに対して再生を行
う場合には，半導体レーザ素子１１Ａは駆動されず，半
導体レーザ１１Ｂが駆動されＰ波のレーザ光が出射され
る。

【００８１】各半導体レーザ素子１１のレーザ光は，モ
ニタ素子１２により受光されて適正なパワーに調整され
て，ホログラム２を介して出射され，そして偏光ビーム
スプリッタ４に入射する。

【００８２】当該偏光ビームスプリッタ４は，Ｓ波のレ
ーザ光は偏向し，Ｐ波のレーザ光は透過するように構成
されているので，レーザユニット１Ａからのレーザ光は
偏向され，レーザユニット１Ｂからのレーザ光は通過し
て，それぞれ偏向ミラー５に入射する。そして当該偏向
ミラー５で偏向されて対物レンズ６により集光され，レ
ーザスポットが形成されて記録部材に照射される。

【００８３】このようにして記録部材にレーザスポット
が照射されて，その反射光が対物レンズ６及び偏向ミラ
ー５を介して偏向透過部材４に入射し，波長が６３５ｎ
ｍの反射光は偏向され，波長が７８５ｎｍの反射光は透
過して，各レーザユニット１に入射するようになる。

【００８４】当該レーザユニット１に入射した反射光
は，ホログラム２により当該反射光の周辺部と中央部と
が分離され，中央部のみが受光素子１３により受光さ
れ，これにより再生信号，トラッキング信号及びフォー
カス信号等を検出することが可能になる。

【００８５】なお，上述したホログラム２及び受光素子
１３の構成は，これに限定されるものではなく，図５，
図６に示すような構成であってもよい。

【００８６】図５（ａ）はホログラム２０を２つの半円
グレーティング領域２０ａ，２０ｂと，これらの周囲の
周辺グレーティング領域２０ｃとに分割した場合を示
し，各グレーティング領域を通過したレーザ光はそれぞ
れ異なる方向に回折される。

【００８７】また図５（ｂ）は受光素子２１を４つの領
域２１ａ〜２１ｄに分割した場合を示している。なお，
各領域２１ａ〜２１ｄから出力される光電変換信号はＳ
２１ａ〜Ｓ２１ｄと記載する。

【００８８】このような構成にすることにより，ホログ
ラム２０の半円グレーティング領域２０ａに入射して回
折された反射光は，受光素子２１における図５（ｂ）上
側の２分割受光素子の分割線上に入射するようになると
共に，半円グレーティング領域２０ｂに入射して回折さ
れた反射光は，受光素子２１における図５（ｂ）下側の
２分割受光素子の分割線上に入射する。また周辺グレー
ティング領域２０ｃに入射して回折された反射光は，受
光素子２１に受光されないようになっている。

【００８９】これによりフォーカス信号Ｆｏは，例えば
ナイフエッジ法によりＦｏ＝（Ｓ２１ａ−Ｓ２１ｂ）の
演算式にしたがって得られ，またトラッキング信号Ｔｒ
は，例えばプシュプル法によりＴｒ＝（Ｓ２１ｃ−Ｓ２
１ｄ）の演算式に従って得られる。さらに，再生信号Ｒ
ｆは，Ｒｆ＝（Ｓ２１ａ＋Ｓ２１ｂ＋Ｓ２１ｃ＋Ｓ２１
ｄ），Ｒｆ＝（Ｓ２１ａ＋Ｓ２１ｂ）又はＲｆ＝（Ｓ２
１ｃ＋Ｓ２１ｄ）等の演算式に従って得られる。

【００９０】当該分割方法では，例えば領域２１ａ，２
１ｂの大きさを調整することにより，フォーカス信号の
感度を調整することが可能になる。

【００９１】また図６（ａ）はホログラム２２を１つの
半円グレーティング領域２２ａ，２つの扇グレーティン
グ領域２２ｂ，２２ｃ，これらの周囲の周辺グレーティ
ング領域２２ｄとに分割し，各領域を通過したレーザ光
はそれぞれ異なる方向に回折される。

【００９２】また受光素子２３を４つの領域２３ａ〜２
３ｄに分割して，光電変換信号Ｓ２３ａ〜Ｓ２３ｄを出
力する場合を示している。

【００９３】このような構成にすることにより，ホログ
ラム２２の半円グレーティング領域２２ａに入射して回
折された反射光は，受光素子２３の領域２３ｂと領域２
３ｃとの境界線上に入射するようになると共に，扇グレ
ーティング領域２２ｂに入射して回折された反射光は，
受光素子２３の領域２３ａに入射し，扇グレーティング
領域２２ｃに入射して回折された反射光は，受光素子２
１の領域２３ｄに入射するようになる。また周辺グレー
ティング領域２０ｃに入射した反射光は，受光素子２１
には受光されないようにする。

【００９４】これによりフォーカス信号Ｆｏは，例えば
ナイフエッジ法によりＦｏ＝（Ｓ２３ｂ−Ｓ２３ｃ）の
演算式にしたがって得られ，またトラッキング信号Ｔｒ
は，例えばプシュプル法によりＴｒ＝（Ｓ２３ａ−Ｓ２
３ｄ）の演算式に従って得られる。さらに，再生信号Ｒ
ｆは，Ｒｆ＝（Ｓ２３ａ＋Ｓ２３ｂ＋Ｓ２３ｃ＋Ｓ２３
ｄ），Ｒｆ＝（Ｓ２３ａ＋Ｓ２３ｄ）又はＲｆ＝（Ｓ２
３ｂ＋Ｓ２３ｃ）等の演算式に従って得られる。

【００９５】当該分割方法では，受光素子２３の配設位
置精度が緩くなる利点がある。即ち，受光素子２３の設
置位置が図６において左右方向に多少位置ずれしても，
サーボ信号にオフセットが生じることがない。

【００９６】以上説明したように，反射光をホログラム
２，２０，２２に入射させて，当該反射光の周辺部が受
光素子１３，２１，２３に入射しないようにしたので，
アパーチャ等により遮光して対物レンズ６に入射させる
場合に比べてアパーチャの出し入れ機構を必要とせず，
標準密度ディスク及び高密度ディスクに対して互換性の
高い光ピックアップ装置ができる。

【００９７】ところで，フォーカシングにより対物レン
ズ６を駆動すると，対物レンズ６は当該対物レンズ６の
光軸方向に移動する。ところが，半導体レーザ素子１１
から出射されるレーザ光は発散光である（図１０を参照
されたい）ため，対物レンズ６が光軸方向に移動すると
当該対物レンズ６に入射するレーザ光の光量が変動して
しまう。

【００９８】このため，記録部材に照射されるレーザ光
のパワーが変動し，記録部材へのマーク形成能力が変動
すると共にその結果である再生信号の品質変動をもたら
す。

【００９９】即ち，レーザパワーの大小により形成され
るマーク大きさや物理的状態が異なるようになる。例え
ば，レーザパワーが所定値より小さいと形成されるマー
クが小さくなったり，時にはマークが形成されなくなる
場合が生じる。またレーザパワーが大きすぎると形成さ
れるマークが大きくなったり，記録部材が相変化型の材
料からなる場合には劣化する場合が生じる。

【０１００】そこで，図７〜図９に示すように当該レー
ザ光を適宜収束するレンズを用いてかかる不都合を改善
することができる。

【０１０１】図７は，レーザユニット１Ａと偏光ビーム
スプリッタ４との間にレーザ光を収束して略平行光にす
るコリーメートレンズ５１を設けた場合を示している。

【０１０２】このような構成にすることにより，レーザ
ユニット１Ａから出射されるレーザ光が略平行光となっ
て，偏光ビームスプリッタ４及び偏向ミラー５により偏
向されて対物レンズ６に入射する。従って，対物レンズ
６がフォーカシングにより当該対物レンズ６の光軸方向
に移動しても，当該対物レンズ６に入射するレーザ光の
光量，即ちレーザパワーの変動を抑えることが可能にな
る。

【０１０３】また，このことはレーザユニット１Ａから
出射されるレーザ光が発散光であるため，当該レーザ光
を収束させて対物レンズ６に入射させるので，本来なら
ば対物レンズ６に入射しないレーザ光も利用可能にな
り，レーザ光の有効利用が図られるようになる。

【０１０４】図８はレーザユニット１Ａ，１Ｂと偏光ビ
ームスプリッタ４との間にレーザ光を収束するコリーメ
ートレンズ５１，５３をそれぞれ設けた場合を示してい
る。かかるコリーメートレンズ５１，５３の収束特性
は，それぞれ収束するレーザ光に対して最適設計されて
いる。

【０１０５】このような構成にすることにより，両方の
レーザ光に対して有効利用が図ることが可能になる。

【０１０６】図９は，偏光ビームスプリッタ４と偏向ミ
ラー５との間にレーザ光を収束して略並行光にするコリ
ーメートレンズ５２を配設した場合を示している。

【０１０７】この場合，レーザユニット１Ａからのレー
ザ光とレーザユニット１Ｂからのレーザ光とは波長が異
なるために，収束特性も異なっている。しかし，対物レ
ンズに入射する際のレーザ光の発散度が緩和されるの
で，１つのコリメートレンズにより，２つの波長に対す
るレーザ光のパワー変動を抑止することができる。

【０１０８】なお，図７から図９で示したコリーメート
レンズの配設場所は例示であって，これらを組合わせた
構成であってもよいことは言うまでもない。

【０１０９】上述したように半導体レーザ素子１１から
出射されるレーザ光は発散光であるが，完全な点光源で
はない。即ち，図１０に示すように，半導体レーザの活
性層は平板形状であり，発光点が空間分布を持つ。

【０１１０】このため出射されたレーザ光は，断面形状
が楕円形状となっている。従って，この形状を有するレ
ーザ光が対物レンズ６に入射した場合には，ディスク面
上に形成されるレーザスポットの形状が楕円形状になり
記録，再生用のレーザスポットとしては理想的でなくな
る。

【０１１１】そこで，半導体レーザ素子１１から出射さ
れるレーザ光の断面形状を真円形状に整形して対物レン
ズ６に入射させるならば，ディスク面上に形成されるレ
ーザスポットが略円形となり，ラジアル方向及びタンジ
ェンシャル方向共に分解能の高いレーザスポットを得る
ことが可能になる。

【０１１２】このため，図１１に示すように偏向透過部
材６０は三角プリズム６１と四辺形プリズム６２とが偏
向透過面６３を介して接して組合わされて，入射するレ
ーザ光を整形して出射するようになっている。なお，当
該偏向透過面６３で入射したレーザ光が偏向又は透過す
ることは先に述べた偏光ビームスプリッタ４と同様であ
る。

【０１１３】そして，三角プリズム６１のレーザユニッ
ト１Ｂ側のプリズム面６１は，当該レーザユニット１Ｂ
から出射されるレーザ光の光軸と略垂直に設定されてい
る。

【０１１４】また，四辺形プリズム６２のレーザユニッ
ト１Ａ側のプリズム面６２は，レーザユニット１Ａから
のレーザ光の光軸と所定角度をなし，入射したレーザ光
は偏向透過面６３に略４５度の角度で入射するようにな
っている。

【０１１５】さらに，偏向ミラー５側のプリズム面６２
ｂは，偏向透過部材６０から出射されるレーザ光の光軸
と略垂直に設定されて，かつ，三角プリズム６１のプリ
ズム面６１と平行に配設されている。

【０１１６】また，偏向透過部材６０とレーザユニット
１Ａ，１Ｂの間にはコリーメートレンズ５４，５５が設
けられて，各レーザユニット１Ａ，１Ｂからの発散光で
あるレーザ光を略平行光にしている。

【０１１７】このような構成にすることによりレーザユ
ニット１Ｂから出射されたレーザ光は，コリメートレン
ズ５４により略平行光に収束され，そして偏向透過部材
６０により整形を受けることなく通過する。

【０１１８】一方，レーザユニット１からのレーザ光は
コリーメートレンズ５５で略平行光に収束され，偏向透
過部材６０により整形されて出射される。

【０１１９】図１２を参照して偏向透過部材６０におけ
るレーザ光の整形を説明する。なお，図１２においては
偏向透過部材６０に入射するレーザ光はコレーメートレ
ンズ５５により平行光となっているものとして示してい
る。

【０１２０】コリーメートレンズ５５からのレーザ光の
断面形状は，上述したように楕円形状を有している。そ
こで，楕円の短軸をθ１，長軸をθ２で表すと，長軸θ
２が四辺形プリズム６２の厚み方向と平行になるように
設定されている。即ち，図１２でＰ１−Ｐ２方向を四辺
形プリズムの厚み方向とすると，長軸θ２がこの方向に
平行に設定され，短軸θ１はＰ１−Ｐ３方向に設定され
ている。

【０１２１】そして，プリズム面６２ａに入射したレー
ザ光は，短軸方向に引き延されて，偏向透過面６３に入
射する。これによりレーザ光の断面形状は楕円形状から
真円形状に整形される。その後，短軸方向に引き延され
たレーザ光は，偏向透過面６３で反射され，そのままの
形でプリズム面６２ｂから出射されるようになる。

【０１２２】従って，レーザユニット１Ａから出射され
た楕円形状のレーザ光は略円形状となって対物レンズ６
に入射するようになるので，ディスク面に形成されるレ
ーザスポットの形状も略円形状となる。

【０１２３】なお上記説明においては，レーザユニット
１Ａからのレーザ光を整形する場合について述べたが，
本発明はこれに限定されるものではなく，レーザユニッ
ト１Ｂからのレーザ光を整形してもよく，また図１３に
示すようにレーザユニット１Ａ，１Ｂからのレーザ光を
整形してもよい。

【０１２４】図１３に示す場合には，偏向透過部材７０
を三角プリズム７１と四角プリズム７２とを偏向透過面
７３を介して張合わせた構成にし，三角プリズム７１に
おけるレーザユニット１Ｂ側のプリズム面７１ａは入射
するレーザ光の光軸と所定角度をなして設けられ，入射
したレーザ光は偏向透過面７３に４５度で入射するよう
に構成されている。

【０１２５】また，四角プリズム７２におけるレーザユ
ニット１Ａ側のプリズム面７２ａは，入射するレーザ光
の光軸と所定角度をなして設けられ，入射したレーザ光
が偏向透過面７３に４５度で入射するように構成されて
いる。

【０１２６】そして，レーザユニット１Ａ，１Ｂからの
レーザ光はコリーメータレンズ５５，５４により略平行
光に収束されて偏向透過部材７０に入射する。このと
き，コリメータレンズ５５，５４からのレーザ光の断面
形状は楕円形状であり，その長軸θ２が偏向透過部材７
０の厚み方向に設定されている。従って，短軸方向が引
き延されて，その形状で偏向透過面７３に入射し，プリ
ズム面７２ｂから出射される。

【０１２７】以上により，レーザユニット１Ａ，１Ｂか
ら出射されたレーザ光のディスク面上に形成されるレー
ザスポットの断面形状が略円形状にすることができ，こ
れに伴い標準密度及び高密度ディスクについて分解能の
高い再生又は高品質のマーク形成を行うことが可能にな
る。

【０１２８】上述したレーザユニット１から出射される
レーザ光の光強度は，当該レーザユニット１に内蔵され
たモニタ素子により検出してパワー制御することも可能
であるが，図１４〜図１６に示すようにディスク側に出
射されたレーザ光を直接モニタした方がより高精度にパ
ワー制御を行うことが可能になる。

【０１２９】図１４では，モニタ素子８１を偏向ミラー
５と偏向透過部材６０との間に配設し，かつ，対物レン
ズ６に入射するレーザ光を遮光しないようにモニタ素子
８１を配設している。

【０１３０】即ち，図１４においてレーザユニット１
Ａ，１Ｂからのレーザ光はコリーメートレンズ５５，５
４により略平行光に収束される。この時，コリーメート
レンズ５５，５４から出射されるレーザ光は１点鎖線Ｌ
１で示す領域である。

【０１３１】しかし，対物レンズ６には，２点鎖線Ｌ２
で示す領域のレーザ光しか入射しない。このことは，１
点鎖線Ｌ１と２点鎖線Ｌ２とで挟まれた領域のレーザ光
は使用されないことを意味している。

【０１３２】そこで，当該領域のレーザ光を受光するよ
うに，偏向ミラー５と偏向透過部材６０との間にモニタ
素子８１を配設している。

【０１３３】図１５では，レーザユニット１Ａからのレ
ーザ光が偏向透過部材６０の偏向透過面６３を一部通過
して当該偏向透過部材６０から出射したレーザ光を受光
するように，またレーザユニット１Ｂからのレーザ光は
偏向透過部材６０の偏向透過面６３により一部偏向され
て当該偏向透過部材６０から出射したレーザ光を受光す
るようにモニタ素子８２が配設されている。

【０１３４】さらに図１６では，レーザユニット１から
出射されるレーザ光が，発散光であることを利用して，
当該レーザユニット１Ａとレーザユニット１Ｂとの間に
モニタ素子８３を設けている。

【０１３５】この構成は，レーザユニット１から出射さ
れるレーザ光を直接受光するので，上述した図１４及び
図１５のようにレーザ光がコリメータレンズ５４，５５
や偏向透過部材６０を通過することによる光量の減衰，
レーザ光の整形効果及び集束効果による影響を考慮する
必要が無くなる利点がある。

【０１３６】また，図１に示すようにレーザユニット１
にモニタ素子を一体に設けると，当該モニタ素子を配設
するための空間が必要になるので，レーザユニット１を
大きくしなければならなが，偏向ミラー５と偏向透過部
材６０との間等のように図１４乃至図１６で示す空間は
必然的に発生する空間であり，かつ，当該空間は所謂デ
ッドスペースとなるのでモニタ素子８１，８２，８３を
配設しても装置を大きくすることがない。

【０１３７】従って，かかる構成においては，モニタ素
子をレーザユニット１にそれぞれ設ける必要がなくなっ
て小型化が可能になると共に，コストダウンを図ること
が可能になる。

【０１３８】また，上述した構成においては，それぞれ
半導体レーザ素子を収納するレーザユニット１Ａ，１Ｂ
を用いていたが，本発明はこれに限定されるものではな
く，例えば図１７に示すように１つのレーザユニット内
に２つの半導体レーザ素子を収納するものであってもよ
い。

【０１３９】図１７に示すレーザユニット９０は，高密
度ディスク用のレーザ源として用いる半導体レーザ素子
９１，標準密度ディスク用として用いる半導体レーザ素
子９２，外部から入射したレーザ光を受光する受光素子
９３，これらを収納する缶９４，該缶９４の頭部開口窓
に設けられた透明板９５等を有している。

【０１４０】またこのような構成にすると，光ピックア
ップ装置がコンパクト化でき，また受光素子１３やホロ
グラム２２等の兼用が可能になるのでコストを下げるこ
とが可能になる。

【０１４１】上記説明では，球面収差の影響が大きい反
射光の周辺部を除去するために，ホログラム２を用い
た。しかし，トラックングにより対物レンズ６が移動す
ると，当該対物レンズ６の光軸とレーザ光の光軸がずれ
るので，反射光がホログラム２に入射する際の位置がず
れるようになる。この結果，球面収差を含んだレーザ光
がホログラム２に入射してしまい，再生信号の品質を劣
化させてしまう。

【０１４２】そこで当該光軸ずれを防止して，球面収差
の影響が大きい反射光の周辺部を常に安定して除去する
ならば，より好適な光ピックアップ装置となる。

【０１４３】即ち，偏向手段をレーザ発生手段側に設け
た第１偏向ミラーと，対物レンズ側に配設されたて対物
レンズと共に動く第２偏向ミラーとにより構成し，か
つ，それらの偏向透過面が所定角度をなして互いに向い
合うと共に，レーザ発生手段から第１偏向ミラーに入射
するレーザ光の光軸方向が対物レンズのトラッキング方
向と一致しており，かつ，第２偏向ミラーから出射され
る際のレーザ光の光軸方向が対物レンズのフォーカシン
グ方向と一致するように設けて，対物レンズがトラッキ
ング等により移動しても，当該対物レンズの光軸とそれ
に入射するレーザ光の光軸とがずれないようにする。

【０１４４】図１８は，かかる観点に基づき構成された
光ピックアップ装置を示している。当該光ピックアップ
装置は，レーザユニット１や偏向透過部材４等からなる
固定光学系１０１，当該固定光学系と同様にその位置が
不動に設けられた第２偏向ミラーである固定偏向ミラー
１０２，固定光学系１０１からのレーザ光を固定偏向ミ
ラー１０２に偏向させる第１偏向ミラーである可動偏向
ミラー１０３，レーザ光を集光する対物レンズ１０４，
可動偏向ミラー１０３及び対物レンズ１０４が固着され
たレンズホルダ１０５，該レンズホルダ１０５を支持す
るレンズ支持部１０６等を有し，固定偏向ミラー１０２
と可動偏向ミラー１０３とにより偏向手段を構なしてい
る。

【０１４５】なお，図１８においてフォーカス方向をＦ
ｏｄ，トラッキング方向をＴｒｄで示す。対物レンズ１
０４のトラッキングは，レンズホルダー１０５を移動さ
せることにより行われる。

【０１４６】このとき，レンズホルダー１０５には，可
動偏向ミラー１０３が固着されているので，トラッキン
グにより可動偏向ミラー１０３が移動すると，当該可動
偏向ミラー１０３により偏向されて固定偏向ミラー１０
２に入射するレーザ光の入射点がレンズホルダ１０５の
移動量と同じだけ移動するようになる。

【０１４７】対物レンズ１０４は，レンズホルダー１０
５に固着されているので，結局当該対物レンズ１０５に
入射するレーザ光の光軸は対物レンズの光軸とずれない
ようになる。

【０１４８】なお，上記説明では固定偏向ミラー１０２
はレンズホルダー１０５に固着されていない場合につい
て説明したが，本発明はこれに限定されるものではなく
固着されていてもよい。

【０１４９】また，図１等において示した構成におい
て，偏向ミラー５を対物レンズ６と共に動くようにして
も同様の作用効果を得ることが可能である。但し，この
場合は，偏向ミラー５，対物レンズ６及びレーザユニッ
ト１が同一面内に配設され，かつ，トラッキング方向が
偏向ミラー５に入射するレーザ光の光軸がトラッキング
方向と一致していることが条件である。

【０１５０】

【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば，受光手
段側に周辺光除去手段を設けて，反射光の周辺部を受光
手段の受光光路から分離して当該受光手段に受光されな
いようにしたので，情報記録媒体に照射されるレーザ光
の光量を減少させることなく，またアパーチャの出し入
れ機構を必要とせず球面収差の影響を除くことが可能に
なる。

【０１５１】請求項２にかかる発明によれば，周辺光除
去手段を円形の中央部グレーティング領域と，この周辺
に設けられた周辺グレーティング領域とにより構成し，
周辺グレーティング領域に入射したレーザ光を，受光手
段により受光されないように受光光路と異なる方向に回
折されようにしたので，球面収差の影響を除くことが可
能になる。

【０１５２】請求項３にかかる発明によれば，周辺光除
去手段を円形の中央部グレーティング領域と，この周辺
に設けられた周辺グレーティング領域とにより構成し，
周辺グレーティング領域に入射したレーザ光を，受光手
段により受光されないように受光光路と異なる方向に回
折されようにしたので，球面収差の影響を除くことが可
能になる。

【０１５３】また，受光手段を縦２分割，横２分割され
た２つの受光素子で構成し，各受光素子にはそれぞれ異
なる半円状グレーティング領域で回折された反射光が入
射するようにしたので，フォーカス信号の感度調整を容
易に行うことが可能になる。

【０１５４】請求項４にかかる発明によれば，周辺光除
去手段を円形の中央部グレーティング領域と，この周辺
に設けられた周辺グレーティング領域とにより構成し，
周辺グレーティング領域に入射したレーザ光を，受光手
段により受光されないように受光光路と異なる方向に回
折されようにしたので，球面収差の影響を除くことが可
能になる。

【０１５５】また，受光手段を縦４分割に構成したの
で，当該受光手段の分割線方向に対する取付け位置要求
精度を緩和することができる。

【０１５６】請求項５にかかる発明によれば，２つのレ
ーザ源が異なる位置に配設されている場合であっても，
偏向透過手段により各レーザ源からのレーザ光が最終的
に同一光路を通過して対物レンズに入射するようにした
ので，異なる波長のレーザ光を用いることが可能にな
り，異なる透明基板厚のディスクであっても球面収差を
小さくすることが可能になる。

【０１５７】請求項６にかかる発明によれば，偏向透過
手段として偏光ビームスプリッタを用いる場合には，当
該偏向透過手段のコストダウンが可能になり，また偏向
透過手段として波長選択フィルターを用いる場合には，
入射するレーザ光の偏光状態に関わらず，入射したレー
ザ光を偏向又は透過させることができ，容易に光路合成
又は光路分離することが可能になる。

【０１５８】請求項７にかかる発明によれば，レーザ光
が偏向透過手段を通過する際に生じる光量の減衰量が，
偏光又は透過により異なる場合に，優先的に記録用媒体
に対して照射されるレーザ光の光量の減衰量を小さくす
るように設定したので，少なくとも一方のレーザ光によ
る記録が可能となる。

【０１５９】請求項８にかかる発明によれば，レーザ源
からのレーザ光をコリーメートレンズにより略平行光に
収束して対物レンズに入射するようにしたので，フォー
カシングにより対物レンズが当該対物レンズの光軸方向
に移動しても，当該対物レンズに入射するレーザ光の光
量変動が少なくなる。

【０１６０】請求項９にかかる発明によれば，偏向透過
手段と対物レンズとの間に，コリメートレンズを配設し
て，異なるレーザ光に対して１つのコリーメートレンズ
で収束して対物レンズに入射させるようにしたので，コ
ストダウンが可能になる。

【０１６１】請求項１０にかかる発明によれば，レーザ
源から出射されるレーザ光は，断面形状が円形状であ
り，対物レンズは真円状であるので，対物レンズに入射
するレーザ光の断面形状を偏向透過手段により真円状に
整形して対物レンズに入射させるようにしたので，ディ
スク面上に略円形のレーザスポットを形成することがで
き，ラジアル方向及びタンジェンシャル方向共に分解能
の高い再生又は微小マークの形成が可能になる。

【０１６２】請求項１１にかかる発明によれば，偏向透
過手段から出射されたレーザ光のうち，対物レンズに入
射するレーザ光の領域外のレーザ光を受光するようにモ
ニタ素子を設けたので，情報記録媒体に照射されるレー
ザ光の光量を減少させることなく１つのモニタ素子で２
つのレーザ源からのレーザ光の光量をモニタすることが
可能になる。

【０１６３】請求項１２にかかる発明によれば，偏向透
過手段に入射したレーザ光が偏向された際に，一部のレ
ーザ光が透過し，又は偏向透過手段に入射したレーザ光
が透過した際に，一部のレーザ光が偏向されて，これら
一部の透過又は偏向して出射されたレーザ光を受光する
ようにモニタ素子を配設したので，情報記録媒体に照射
されるレーザ光の光量を減少させることなく１つのモニ
タ素子で２つのレーザ源からのレーザ光の光量をモニタ
することが可能になる。

【０１６４】請求項１３にかかる発明によれば，異なる
位置に配設された２つのレーザ源からのレーザ光が受光
できる位置にモニタ素子を配設したので，情報記録媒体
に照射されるレーザ光の光量を減少させることなく１つ
のモニタ素子で２つのレーザ源からのレーザ光の光量を
モニタすることが可能になる。

【０１６５】請求項１４にかかる発明によれば，偏向手
段をレーザ発生手段側に設けた第１偏向ミラーと，対物
レンズ側に配設されたて対物レンズと共に動く第２偏向
ミラーとにより構成し，かつ，それらの偏向透過面が所
定角度をなして互いに向い合うと共に，レーザ発生手段
から第１偏向ミラーに入射するレーザ光の光軸方向をト
ラッキング方向と一致させ，第２偏向ミラーから出射さ
れるレーザ光の光軸方向をフォーカシング方向に一致す
るように設けたので，対物レンズがトラッキング等によ
り移動しても，当該対物レンズの光軸とそれに入射する
レーザ光の光軸とがずれないようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される光ピッ
クアップ装置の概略構成図である。

【図２】レーザユニットの構成図である。

【図３】受光素子の構成図である。

【図４】ホログラムの構成図である。

【図５】図３，図４に代る受光素子の構成図である。

【図６】図３，図４に代るホログラムの構成図である。

【図７】コリメートレンズを設けた光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図８】図７に代るコリメートレンズを設けた光ピック
アップ装置の概略構成図である。

【図９】図７に代るコリメートレンズを設けた光ピック
アップ装置の概略構成図である。

【図１０】半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の
様子を示す図である。

【図１１】レーザ光の整形が可能な光ピックアップ装置
の概略構成図である。

【図１２】レーザ光の整形原理を説明する図である。

【図１３】図１１に代るレーザ光の整形が可能な光ピッ
クアップ装置の概略構成図である。

【図１４】モニタ素子をレーザユニット外に設けた光ピ
ックアップ装置の概略構成図である。

【図１５】図１４に代るモニタ素子をレーザユニット外
に設けた光ピックアップ装置の概略構成図である。

【図１６】図１４に代るモニタ素子をレーザユニット外
に設けた光ピックアップ装置の概略構成図である。

【図１７】２つの半導体レーザ素子を収納するレーザユ
ニットの構成を示す断面図である。

【図１８】対物レンズの光軸ずれを防止する構成を示す
図である。

【図１９】透明基板厚の相違による集光特性を説明する
図である。

【図２０】反射光の周辺部を遮光することによる効果を
説明するための図である。

【符号の説明】

１（１Ａ，１Ｂ） レーザユニット ２（２Ａ，２Ｂ），２０，２２ ホログラム ４，６０，７０ 偏向透過手段 ５ 偏向ミラー ６，１０４ 対物レンズ １１（１１Ａ，１１Ｂ） 半導体レーザ素子 １２，８１，８２，８３ モニタ素子 １３（１３Ａ，１３Ｂ），２１，２３ 受光素子 ５１，５２，５３，５４，５５ コリーメートレンズ５
１

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の基板厚が異なる２種類の情報
   記録媒体に対応した波長のレーザ光を出射するレーザ発
   生手段と，前記２種類の情報記録媒体の一方に対して光
   学特性が最適設計されて，入射したレーザ光を集光る対
   物レンズと，前記情報記録媒体からの反射光を受光して
   再生信号，フォーカス信号及びトラッキング信号を出力
   する受光手段とを有する光ピックアップ装置において，
   前記対物レンズの光学特性が最適設計されていない前記
   情報記録媒体からの反射光を前記受光手段により受光す
   る際に，当該反射光のうち前記光学特性の球面収差によ
   る影響が大きい周辺部を前記受光手段の受光光路と異な
   る方向に回折する周辺光除去手段を有し，当該周辺光除
   去手段が前記受光手段の近傍に設けられていることを特
   徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記周辺光除去手段が，反射光の中央部
   を前記受光光路に回折する円形の中央グレーティング領
   域と，該中央グレーティング領域の周囲に形成されて，
   前記反射光の周辺部を前記受光光路と異なる方向に回折
   する周辺グレーティング領域とを有し，前記受光手段
   が，縦横２分割された受光素子からなり，かつ，前記中
   央グレーティング領域で回折された反射光の中心部が，
   当該受光素子の中心部に位置するように配設されている
   ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記周辺光除去手段が，反射光の中心部
   を前記受光光路に回折する２つの半円状のグレーティン
   グ領域であって，それぞれのグレーティング領域で回折
   される回折光の光路が異なるようにグレーティングが形
   成された２つの半円状グレーティング領域と，該２つの
   半円状グレーティング領域の周囲に形成されて，前記反
   射光の周辺部を前記受光光路と異なる方向に回折させる
   周辺グレーティング領域とを有し，前記受光手段が，横
   ２分割された受光素子と，縦２分割された受光素子とを
   有し，かつ，前記２つの半円状グレーティング領域で回
   折された反射光がそれぞれ前記２つの受光素子に受光さ
   れるように配設されて，前記縦２分割された受光素子の
   差分出力によりフォーカス信号を検出するようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記周辺光除去手段が，反射光の中心部
   を前記受光光路に回折する１つの半円の半円状グレーテ
   ィング領域と，２つの１／４円状の扇状グレーティング
   領域と，前記半円状グレーティング領域及び扇状グレー
   ティング領域の周囲に形成されて，前記反射光の周辺部
   を前記受光光路と異なる方向に回折する周辺グレーティ
   ング領域とを有し，前記受光手段が，縦４分割された受
   光素子からなり，かつ，少なくとも当該受光素子の２つ
   の分割領域に，前記扇状グレーティング領域で回折され
   た反射光がそれぞれ受光されるように配設されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記レーザ発生手段が，それぞれ異なる
   波長のレーザ光を出射して，前記対物レンズに入射する
   までの光路が異なるように配設された２つのレーザ源を
   有し，該各レーザ源から出射されたレーザ光を，当該レ
   ーザ光の波長に応じて偏向又は透過させて，最終的に同
   一光路で前記対物レンズに入射するように前記対物レン
   ズと前記レーザ発生手段との間に設けられた偏向透過手
   段を有することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１
   項記載の記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 前記偏向透過手段が，偏光ビームスプリ
   ッタ又は波長選択フィルターのいずれかであることを特
   徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 レーザ光が前記偏向透過手段を通過する
   際に生じる光量の減衰量が，反射するか又は透過するか
   により異なる場合に，記録用の前記情報記録媒体に対し
   て照射されるレーザ光の光量の減衰量が小さくなるよう
   に優先的に設定されていることを特徴とする請求項５又
   ６記載の光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 前記レーザ発生手段からのレーザ光が前
   記偏向透過手段に入射する際に，当該レーザ光を略平行
   光に収束するコリーメートレンズを設けたことを特徴と
   する請求項５乃至７いずれか１項記載の光ピックアップ
   装置。
9. 【請求項９】 前記偏向透過手段と前記対物レンズとの
   間に，当該間を通過するレーザ光を収束するコリーメー
   トレンズを設けたことを特徴とする請求項５乃至８いず
   れか１項記載の光ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 前記偏向透過手段が，楕円状の断面形
    状を持つレーザ光を真円状の断面形状に整形して出射す
    べく，当該偏向透過手段に入射する少なくとも１つのレ
    ーザ光の光軸に対して前記偏向透過手段の入射面が所定
    角度に設定されて当該レーザ光から見たとき傾斜面をな
    し，かつ，入射するレーザ光の短軸方向が前記傾斜した
    入射面の傾斜方向に設定されていることを特徴とする請
    求項５乃至９いずれか１項記載の光ピックアップ装置。
11. 【請求項１１】 前記偏向透過手段から出射されたレー
    ザ光のうち，前記対物レンズに入射するレーザ光の領域
    外のレーザ光を受光して，前記レーザ発生手段から出射
    されるレーザ光の光量を検出するモニタ素子を有するこ
    とを特徴とする請求項５乃至１０いずれか１項記載の光
    ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】 前記偏向透過手段に入射したレーザ光
    が偏向された際に，一部のレーザ光が透過し，又は前記
    偏向透過手段に入射したレーザ光が透過した際に，一部
    のレーザ光が偏向されて，これら一部の透過又は偏向し
    て出射されたレーザ光を受光して前記レーザ発生手段か
    ら出射されるレーザ光の光量を検出するモニタ素子を有
    することを特徴とする請求項５乃至１１いずれか１項記
    載の光ピックアップ装置。
13. 【請求項１３】 前記レーザ発生手段から出射されるレ
    ーザ光が発散光であって，かつ，当該レーザ発生手段に
    おける２つのレーザ源が異なる位置に配設されている場
    合に，それぞれのレーザ源からのレーザ光を受光できる
    位置に，当該レーザ光の光量を検出するモニタ素子が配
    設されていることを特徴とする請求項１乃至１１いずれ
    か１項記載の光ピックアップ装置。
14. 【請求項１４】 前記対物レンズと共に動いて，入射し
    たレーザ光を直交方向に偏向する対物レンズ側に配設さ
    れた第１偏向ミラーと，該第１偏向ミラーと偏向透過面
    が所定角度に設定されて，前記第１偏向ミラーから入射
    したレーザ光を直交方向に偏向するレーザ発生手段側に
    配設された第２偏向ミラーとを具備した偏向手段であっ
    て，前記レーザ源側から前記第１偏向ミラーに入射する
    レーザ光の光軸方向を前記対物レンズのトラッキング方
    向と一致させ，前記第２偏向ミラーから出射される際の
    光軸方向と前記対物レンズの方向とが一致するように設
    けられた偏向手段を有することを特徴とする請求項１乃
    至１３いずれか１項記載の光ピックアップ装置。