JPH10222856A - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】高速トラッキングが可能な集積光学系で小型化
された光学式情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】レーザーダイオード１からのビームは、透
明基板２に設けられたビームスプリッター３、部材４、
振動ミラー６によって順に反射され、対物レンズ７によ
って光ディスク８に集光される。振動ミラー６はトーシ
ョンバー１５により半導体基板５に対して振動可能に支
持されており、その面の向きの変化は光ディスク８に形
成されるスポットをトラックを横切る方向に移動させ
る。光ディスク８からの情報を含んだビームは、対物レ
ンズ７、振動ミラー６、部材４、ビームスプリッター３
を通り、透明基板２の下面で反射され、シリンドリカル
反射鏡９により非点収差が与えられ、偏光ビームスプリ
ッター１０によりＳ偏光とＰ偏光に分離され、各偏光は
フォトダイオードユニット１２と１３に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報を光により記
録再生する光学式情報記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特公平７−２１８７４は、小型化された
光学式情報記録再生装置を開示している。この光学式情
報記録再生装置は、図５に示されるように、光ディスク
１０７に対して情報の記録再生を行なう光ピックアップ
であり、この光ピックアップは、光ビームを案内する細
長い透明基板１０１に、レーザー１０２、ゾーン・プレ
ート１０３、偏光ビームスプリッター１０４、１／４波
長板１０５、集光機能を持つ回折格子１０６、光検出器
１０８が設けられている。このように種々の光学素子が
透明基板に集積一体化されたものは集積光学系というこ
とができる。この例では、透明基板に平板状のものを用
いているが、プリズム状のものを用いてもよい。

【０００３】一般に、光ディスクにおいては、記録媒体
面は保護用の透明保護層の裏に設けられている。実際
は、この透明保護層自体が光ディスクの剛性を担う構造
体となっている。現在普及しているＣＤやＣＤ−ＲＯＭ
と呼ばれる光ディスクでは、保護層の厚さは１. ２ｍｍ
であるが、新しく考えられているＤＶＤ等の規格では、
保護層の厚さは０. ６ｍｍとなっている。これは、保護
層を薄くすることにより光ピックアップ光学系の開口数
を大きくし、記録密度を高めるためである。

【０００４】互換性を考えると、一つの光学式情報記録
再生装置で両方の規格のディスクに記録再生できること
が好ましい。しかし、ＣＤとＤＶＤでは保護層の厚さが
大きく異なっており、この保護層の厚さの違いは同一の
対物レンズによってＣＤに集光される光とＤＶＤに集光
される光との間に無視できない程の大きな球面収差を与
える。このため、一つの対物レンズで両者に対応する光
学式情報記録再生装置を実現することは難しい。

【０００５】光技術コンタクトｖｏｌ．３３，ｐｐ６０
７−６２５（１９９５）には、保護層の厚さの異なる光
ディスクに対応可能な二焦点光ピックアップのいくつか
の例が示されている。図６（Ａ）と図６（Ｂ）はその一
例を示している。この二焦点光ピックアップでは、レン
ズホルダー１１１にＤＶＤ用の対物レンズ１１２とＣＤ
用の対物レンズ１１３が設けられており、図６（Ａ）に
示されるように、ＤＶＤ１１４に対して記録再生する場
合には、ＤＶＤ用の対物レンズ１１２が光路上に配置さ
れ、図６（Ｂ）に示されるように、ＣＤ１１５に対して
記録再生する場合には、ＣＤ用の対物レンズ１１３が光
路上に配置される。

【０００６】また、光ディスクの記録容量を高めるた
め、記録面を多層化した光学式情報記録再生装置が本出
願人による特開平３−３０６５４６において提案されて
いる。この光学式情報記録再生装置では、図７に示され
るように、半導体レーザー１３１から射出されたレーザ
ービームは、コリメートレンズ１３２によって平行ビー
ムに変えられ、ビームスプリッター１３３によって対物
レンズ１３４に向けて反射される。光ディスク１４０
は、所定の間隔を置いて積層された複数の記録面１４０
ａ、１４０ｂ、１４０ｃを有しており、対物レンズ１３
４に入射したレーザービームは記録面１４０ａ、１４０
ｂ、１４０ｃのいずれかに集光される。

【０００７】記録面に記録されている情報を含んだ記録
面からのレーザービームは、対物レンズ１３４に入射
し、ビームスプリッター１３３を通過し、集光レンズ１
３５によって集光される。集光レンズ１３５の集光位置
にはピンホール１３６が配置されており、ピンホール１
３６を通過した光はその後ろ側に配置された光検出器１
３７に入射する。光検出器１３７は入射光の強度に応じ
た信号を出力し、それは増幅器１３８を経て再生信号と
して出力される。

【０００８】この装置の検出光学系は、集光レンズ１３
５による集光位置にピンホール１３６が配置されてお
り、いわゆる共焦点検出光学系を構成している。このた
め、レーザービームが集光された記録面からの光はピン
ホール１３６と通過して光検出器１３７に入射するが、
それ以外の記録面からの光はピンホール１３６を通過で
きず、従って光検出器１３７には至らないので、情報が
高いＳ／Ｎで検出される。なお、光ディスク１４０は必
ずしも記録面を積層した型でなくともよい。均質な媒体
でもよい。（Ｏｐｌｕｓ Ｅ、１９９６年８月号ｐｐ７
２−７９）

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特公平７- ２１８７４
に開示されている光ピックアップでは、それ自体が大幅
に小型化されているが、回転している光ディスクのトラ
ックを高速で追随することが難しい。ディスクの回転軸
の誤差などにより、光ディスク上のトラックは半径方向
に微小に振動している。この振動を高速に追随してトラ
ックを正確に捉えないと高速に情報を読み書きすること
はできない。

【００１０】それ以前の装置では、光源であるレーザー
ダイオードと光ディスクに光を集光する対物レンズと検
出光学系（フォトダイオードを含む）は個別部品で構成
されており、レーザーダイオードと検出光学系は光ディ
スクの半径方向に比較的低速度で移動する機構に設けら
れているため、多くの信号ラインが電気回路系に接続さ
れていても問題がなかった。光ディスクのトラックに追
随するための高速トラッキングは対物レンズのみを高速
に制御することで達成可能であった。

【００１１】しかし、対物レンズを含めて集積光学系に
すると対物レンズを単独で高速トラッキングすることが
出来ないため、情報の読み書き時間の短縮が難しい。集
積光学系では、対物レンズの他にもレーザーダイオード
やフォトダイオード等が一体化されているため、対物レ
ンズ単体よりも慣性が大きく制御が難しいうえ、さらに
信号ラインの束がバネ定数となって高速移動を困難にす
る。

【００１２】本発明はこの点に着目して成されたもので
あり、その目的は集積光学系にもかかわらず高速トラッ
キングが可能で読み書き時間を大幅に短縮できる光学式
情報記録再生装置を提供することである。

【００１３】先述の光学技術コンタクトに記載されてい
る二つの対物レンズを用いた二焦点光ピックアップは保
護層の厚さの異なる光ディスクに対応できるが、複数の
対物レンズを用いているため小型化が難しい。レンズを
切り換えを集積光学系の中で実現することも困難であ
る。他の例としてホログラムレンズを用いた光ピックア
ップがあるが、光量を分け合って用いるので記録が困難
であり、また両方の保護層厚に対して開口数を大きくす
ることは困難である。従って、異なる保護層厚の光ディ
スクに対応した小型の光学式情報記録再生装置を実現す
ることが難しい。

【００１４】本発明はこの点に着目してなされたもの
で、その目的は異なる保護層厚のディスクにも対応で
き、しかも集積光学系で小型化された光学式情報記録再
生装置を提供することである。

【００１５】本出願人による共焦点検出方式を用いた光
学式情報記録再生装置は、記録容量の増大化、高密度化
には非常に効果があるが、最近重要性が増加した、装置
の小型化に関しては考慮がされていない。

【００１６】本発明はこの点に着目してなされたもの
で、その目的は多層記録された光ディスクに対応し、し
かも集積光学系で小型化された光学式情報記録再生装置
を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の主題に基
づく光学式情報記録再生装置は、透明基板の中を通過さ
せながら光学系の作用を生じさせる集積光学系と半導体
基板に設けられた検出器を一体的に組み上げてなる光学
式情報記録再生装置において、トラッキング用の振動ミ
ラーと球面収差補正機構の少なくとも一方を備えてい
る。

【００１８】ここで、透明基板とは、光学的作用をする
光学素子を集積化する基板のことであり、形状は問わ
ず、平板状でも直方体状でもプリズム状でもよい。球面
収差補正機構としては、薄膜を利用した変形ミラーや、
位相変化を生じさせる液晶や電気光学素子などがあげら
れる。

【００１９】本発明の第二の主題に基づく光学式情報記
録再生装置は、透明基板の中を通過させながら光学系の
作用を生じさせる集積光学系と半導体基板に設けられた
検出器を一体的に組み上げてなる光学式情報記録再生装
置において、光記録媒体の内部に多層に記録された情報
を共焦点検出により各記録層毎に分離して検出する共焦
点検出機構を備えている。

【００２０】共焦点検出機能としては、共焦点検出を達
成する構成であればどのようなものでもよく、例えば、
光ファイバー、集光レンズと点状ミラーの組合せ、導波
路、集光レンズとピンホールの組合せなどが上げられ
る。

【００２１】本発明の第三の主題に基づく光学式情報記
録再生装置は、透明基板の中を通過させながら光学系の
作用を生じさせる集積光学系と半導体基板に設けられた
検出器を一体的に組み上げてなる光学式情報記録再生装
置において、トラッキング用の振動ミラーと球面収差補
正機構の少なくとも一方を備えており、さらに光記録媒
体の内部に多層に記録された情報を共焦点検出により各
記録層毎に分離して検出する共焦点検出機構を備えてい
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。まず、第一の実施の形
態の光学式情報記録再生装置について図１（Ａ）と図１
（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ａ）は本実施形態の光
学式情報記録再生装置の側断面図であり、光学式情報記
録再生装置は、図示しない機構によって、光ディスク８
の径方向に移動可能に保持されている。図１（Ａ）に示
されるように、レーザーダイオード１から射出されたレ
ーザービームは、プリズム状の透明基板２に設けられた
ビームスプリッター３に入射し、一部はこれを通過し、
残りはこれによって反射される。ビームスプリッター３
を通過したレーザービームは、透明基板２の内部を伝搬
し、切り欠き１１を経て、フォトダイオード１４に入射
する。フォトダイオード１４は、入射したレーザービー
ムの強度に応じた信号を出力し、これは信号検出の安定
性の向上を図るための光量変動のモニターに利用され
る。

【００２３】ビームスプリッター３で反射されたレーザ
ービームは、部材４によって反射され、続いて、半導体
基板５に設けられた振動ミラー６によって反射され、部
材４に一体的に形成された対物レンズ７によって光ディ
スク８上に集光される。振動ミラー６はトーションバー
１５によって半導体基板５に対して振動可能に支持され
ており、その面の向きの変化は光ディスク８に形成され
るビームスポットをトラックを横切る方向に移動させ
る。

【００２４】光ディスク８によって反射された情報を含
むレーザービームは、対物レンズ７、振動ミラー６、部
材４を経てビームスプリッター３に到達する。ビームス
プリッター３を通過したレーザービームは、透明基板２
の下面で反射された、続いて、上面に設けられたシリン
ドリカル反射鏡９によって反射され、非点収差が与えら
れる。非点収差が与えられたレーザービームは、偏光ビ
ームスプリッター１０によってＳ偏光とＰ偏光に分離さ
れ、Ｓ偏光は切り欠き１１を経てフォトダイオードユニ
ット１２に入射し、Ｐ偏光はフォトダイオードユニット
１３に入射する。

【００２５】図１（Ｂ）は透明基板２の側から見た半導
体基板５の平面図である。図１（Ｂ）に示されるよう
に、フォトダイオードユニット１２は四つのフォトダイ
オードＡ１とＢ１とＣ１とＤ１を有し、フォトダイオー
ドユニット１３は四つのフォトダイオードＡ２とＢ２と
Ｃ２とＤ２を有している。光ディスク８に記録されてい
る情報を示す光磁気信号ＭＯＳは、ＭＯＳ＝（Ａ１＋Ｂ
１＋Ｃ１＋Ｄ１）−（Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２＋Ｄ２）によっ
て得られる。焦点を合わせるためのフォーカッシングエ
ラー信号ＦＥＳは、非点収差法により、ＦＥＳ＝（Ａ１
＋Ａ２＋Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｄ１＋Ｄ２）に
よって得られる。トラッキング制御のためのトラッキン
グエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ａ１＋Ａ２＋Ｂ１＋
Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｄ１＋Ｄ２）によって得られ
る。

【００２６】本実施形態では、ビームスプリッター３と
偏光ビームスプリッター１０とシリンドリカル反射鏡９
の三つの光学素子はプリズム状の透明基板２に一体的に
設けられ、これらの光学素子を通る光軸は透明基板２の
内部で折り曲げられている。このため、その光学系はこ
れらが直線的に配置されたものに比べて小型に構成され
ている。また、信号検出に用いられる複数のフォトダイ
オードが一枚の半導体基板５の同一の面に設けられてい
るため、小型化と低コスト化が実現されている。さら
に、トラッキングは、トーションバー１５によって半導
体基板５に振動可能に支持された振動ミラー６によって
対物レンズ７を変位させることなく行なわれるため、高
速トラッキングが実現されている。

【００２７】本実施形態の光学式情報記録再生装置は、
光磁気ディスクに限らず、信号の強度の変化を検出する
相変化記録方式やフォトンモード記録方式などの他の方
式にも適用できる。また、強度変化を検出する方式に適
用する場合でｈ、偏光ビームスプリッター１０は不要で
あり、フォトダイオードユニット１２と１３はいずれか
一方があればよい。

【００２８】次に、第二の実施の形態の光学式情報記録
再生装置について図２（Ａ）と図２（Ｂ）を用いて説明
する。第一の実施の形態の部材と同等の部材は、同じ参
照符号で示されている。図２（Ａ）は光学式情報記録再
生装置の側断面図であり、光学式情報記録再生装置は、
図示しない機構によって、光ディスク８の径方向に移動
可能に保持されている。

【００２９】図２（Ａ）に示されるように、レーザーダ
イオード１から射出されたレーザービームは、プリズム
状の透明基板２に設けられたビームスプリッター３に入
射し、一部はこれを通過し、残りはこれによって反射さ
れる。ビームスプリッター３を通過したレーザービーム
は、透明基板２の内部を伝搬し、切り欠き１１を経て、
フォトダイオード１４に入射する。フォトダイオード１
４は、入射したレーザービームの強度に応じた信号を出
力し、これは信号検出の安定性の向上を図るための光量
変動のモニターに利用される。

【００３０】ビームスプリッター３で反射されたレーザ
ービームは、部材４によって反射され、続いて、半導体
基板５に設けられた変形ミラー１６によって反射され、
部材４に一体的に形成された対物レンズ７によって光デ
ィスク８上に集光される。変形ミラー１６は薄膜で作ら
れており、その真下に設けられた電極１７との間に印加
される電圧に依存して平面形状が変化する。変形ミラー
１６の表面形状により、保護膜の厚さが異なる光ディス
クに対しても対物レンズ７の球面収差の変動を補正する
ことができる。

【００３１】光ディスク８によって反射された情報を含
むレーザービームは、対物レンズ７、変形ミラー１６、
部材４を経てビームスプリッター３に到達する。ビーム
スプリッター３を通過したレーザービームは、透明基板
２の下面で反射された、続いて、上面に設けられたシリ
ンドリカル反射鏡９によって反射され、非点収差が与え
られる。非点収差が与えられたレーザービームは、偏光
ビームスプリッター１０によってＳ偏光とＰ偏光に分離
され、Ｓ偏光は切り欠き１１を経てフォトダイオードユ
ニット１２に入射し、Ｐ偏光はフォトダイオードユニッ
ト１３に入射する。

【００３２】図２（Ｂ）は透明基板２の側から見た半導
体基板５の平面図である。図２（Ｂ）に示されるよう
に、フォトダイオードユニット１２は四つのフォトダイ
オードＡ１とＢ１とＣ１とＤ１を有し、フォトダイオー
ドユニット１３は四つのフォトダイオードＡ２とＢ２と
Ｃ２とＤ２を有している。光ディスク８に記録されてい
る情報を示す光磁気信号ＭＯＳは、ＭＯＳ＝（Ａ１＋Ｂ
１＋Ｃ１＋Ｄ１）−（Ａ２＋Ｂ２＋Ｃ２＋Ｄ２）によっ
て得られる。焦点を合わせるためのフォーカッシングエ
ラー信号ＦＥＳは、非点収差法により、ＦＥＳ＝（Ａ１
＋Ａ２＋Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｄ１＋Ｄ２）に
よって得られる。トラッキング制御のためのトラッキン
グエラー信号ＴＥＳは、ＴＥＳ＝（Ａ１＋Ａ２＋Ｂ１＋
Ｂ２）−（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｄ１＋Ｄ２）によって得られ
る。

【００３３】本実施形態では、ビームスプリッター３と
偏光ビームスプリッター１０とシリンドリカル反射鏡９
の三つの光学素子はプリズム状の透明基板２に一体的に
設けられ、これらの光学素子を通る光軸は透明基板２の
内部で折り曲げられている。このため、その光学系はこ
れらが直線的に配置されたものに比べて小型に構成され
ている。また、信号検出に用いられる複数のフォトダイ
オードが一枚の半導体基板５の同一の面に設けられてい
るため、小型化と低コスト化が実現されている。さら
に、本実施形態の光学式情報記録再生装置は、変形ミラ
ー１６の表面形状を変えることにより対物レンズ７の球
面収差の補正ができるので、保護層の厚さの異なる光デ
ィスクや多層記録された光ディスクに対しても適用可能
である。

【００３４】本実施形態の光学式情報記録再生装置は、
光磁気ディスクに限らず、信号の強度の変化を検出する
相変化記録方式やフォトンモード記録方式などの他の方
式にも適用できる。また、強度変化を検出する方式へ適
用する場合では、偏光ビームスプリッター１０は不要で
あり、フォトダイオードユニット１２と１３はいずれか
一方があればよい。

【００３５】続いて、第三の実施の形態の光学式情報記
録再生装置について図３を用いて説明する。図３は本実
施形態の光学式情報記録再生装置の側断面図であり、光
学式情報記録再生装置は、図示しない機構によって、光
ディスク２８の径方向に移動可能に保持されている。

【００３６】光検出部３３に含まれるレーザーダイオー
ド３３ａで生成された光は光ファイバー２０に導入さ
れ、その端面からレーザビームが射出される。光ファイ
バー２０から射出されたレーザービームは、一部は平板
ガラス基板２１の内部に進入し、残りは平板ガラス基板
２１の端面２２で反射される。

【００３７】平板ガラス基板２１の端面２２で反射され
たレーザービームは、半導体基板３２に設けられた球面
収差補正用の変形ミラー２３によって反射され、ガラス
板２５に設けられたミラー２４に入射する。ミラー２４
によって反射されたレーザービームは、半導体基板３２
に設けられたトラッキング用の振動ミラー２６によって
反射され、ガラス板２５に形成された集光用の回折格子
レンズ２７に入射する。回折格子レンズ２７に入射した
レーザービームは、回折格子レンズ２７によって、多層
記録光ディスク２８の内部に異なる深さに記録された複
数の記録層の中のひとつに集光される。このガラス板２
５に設けられた回折格子レンズ２７が通常の光ピックア
ップにおける対物レンズに相当している。レーザービー
ムが集光される記録面の選択は、回折格子レンズ２７と
多層記録光ディスク２８の間隔を変えることによって行
なわれる。

【００３８】振動ミラー２６は、第一の実施の形態のも
のと実質的に同じ構成をしており、その面の方向が変更
可能に支持されており、振動ミラー２６の面の方向の変
更は、レーザービームの集光位置すなわち記録面に形成
されるビームスポットを、記録面のトラックを横切る方
向に移動させる。また、球面収差補正用の変形ミラー２
３は、第二の実施の形態のものと実質的に同じ構成をし
ており、レーザービームが集光される記録面の深さに応
じて表面形状が変えられ、これにより記録面の深さの違
いのために生じる球面収差を補正する。

【００３９】多層記録光ディスク２８の所定の記録面で
反射されたレーザービームは、回折格子レンズ２７、振
動ミラー２６、ミラー２４、変形ミラー２３を経て、ガ
ラス基板２１の端面２２に入射する。変形ミラー２３か
ら端面２２に入射した光は、一部はこれを通過してガラ
ス基板２１の内部に進入し、残りは反射されて光ファイ
バー２０の端面に向かう。

【００４０】ガラス基板２１に進入したレーザービーム
は、回折格子型シリンドリカルレンズ２９に入射し、こ
れにより非点収差が与えられる。非点収差が与えられた
レーザービームは、ガラス基板２１の上面と下面で反射
された後、エラー信号検出器３０に入射する。エラー信
号検出器３０は、上述した実施の形態と同様に、四つの
フォトダイオードを有しており、非点収差法に基づく手
法によりフォーカッシングエラー信号とトラッキングエ
ラー信号が得られる。

【００４１】ガラス基板２１の端面２２で反射されたレ
ーザービームは、ファイバー２０の端面に入射する。光
ファイバー２０に進入した光は内部を伝搬して光検出部
３３に含まれるフォトダイオード３３ｂに達する。光検
出部３３は、戻り光の強度すなわちフォトダイオード３
３ｂの出力に基づいて、多層記録光ディスク２８の情報
を検出する。

【００４２】光ファイバー２０の端面はピンホールと見
なせるので、光ディスク２８の情報を検出する光学系は
実質的に共焦点光学系を構成している。従って、焦点が
合っていない記録面からの戻り光は光ファイバー２０の
内部に進入しないため、レーザービームが集光されてい
る記録面に記録されている情報が共焦点検出により高い
Ｓ／Ｎで検出される。

【００４３】本実施形態では、一つの半導体基板３２
に、球面収差補正用の変形ミラー２３、トラッキング用
の振動ミラー２６、トラッキングエラー信号とフォーカ
シングエラー信号の検出用の検出器３０、レーザーダイ
オード出力モニター用の検出器３１が集約されているた
め、装置の小型化と低コスト化が実現されている。

【００４４】本実施形態は、本出願人による特開昭３−
３０６５４６に詳述されているように、多層記録と共焦
点検出を用いることにより、それぞれの記録面に記録さ
れている情報を分離して読み出すことが可能であり、記
録容量の増大と記録密度の向上を達成している。

【００４５】本実施形態は、レーザービームを集光する
記録面を変更する際に各記録面の深さが異なることが原
因で生じる球面収差を補正する変形ミラー２３を備えて
いるので、ディスク２８の上面から異なる距離に位置し
ている複数の記録面のいずれに対して正確な情報の読み
書きが行なえる。また、面の方向を高速で変更できる振
動ミラー２６を用いてトラッキングを行なうので、高速
トラッキングが実現でき、情報の記録再生速度を高速化
できる。また、光検出部３３を除く全ての構ガラス基板
２１を中心とする集積光学系と半導体基板３２とガラス
板２５によってすべての機能体が一体化されているので
非常に小型の光学式情報記録再生装置を提供できる。

【００４６】続いて、第四の実施の形態の光学式情報記
録再生装置について図４を用いて説明する。図４は本実
施形態の光学式情報記録再生装置の側断面図であり、光
学式情報記録再生装置は、図示しない機構によって、光
ディスク５０の径方向に移動可能に保持されている。

【００４７】図４に示されるように、レーザーダイオー
ド４１は、透明基板４０に形成された切り欠きに設けら
れている。レーザーダイオード４１から射出されたレー
ザービームは、レーザービームの整形と集光を兼ねる回
折格子４２に照射され、そこで発生した１次回折光は点
状ミラー４３に集光される。回折格子４２はリソグラフ
ィーの技術によって透明基板４０上に形成される。

【００４８】点状ミラー４３は、その反射面上にレーザ
ービームが集光され、これを反射するので、点光源と見
なすことができる。点状ミラー４３で反射されたレーザ
ービームはコリメート用の回折格子４４に入射し、そこ
で回折された光は半導体基板４５に設けられた球面収差
補正用の変形ミラー４６に入射する。回折格子４４は、
回折格子４２と同様に、リソグラフィー技術により作製
される。変形ミラー４６はシリコンの薄膜で構成されて
おり、与えられる静電界に応じて変形し、後述する球面
収差を補正する。

【００４９】変形ミラー４６で反射されたレーザービー
ムは、透明基板４０の上面に設けられたミラー４７で反
射され、高速トラッキング用の振動ミラー４８に入射す
る。変形ミラー４６と振動ミラー４８はリソグラフィー
技術によって一つの半導体基板４５の上に作製され、こ
の半導体基板４５は図示しないウェッジ状の部材によっ
て透明基板４０と一体化されている。

【００５０】振動ミラー４８によって反射されたレーザ
ービームは、対物レンズとして作用する回折格子４９に
入射し、その反射回折光は、多層記録光ディスク５０の
内部に異なる深さ位置に記録されている複数の記録面の
中のひとつに集光される。レーザービームが集光される
記録面には、そこに記録されている情報に対応するピッ
ト５１が形成されており、従って、記録面で反射された
光はそこに記録された情報を含んだ光となる。

【００５１】多層記録光ディスク５０から戻ってくる情
報を含んだレーザービームは、回折格子４９、振動ミラ
ー４８、ミラー４７、変形ミラー４６を経て、回折格子
４４に入射する。回折格子４４は、変形ミラー４６から
入射するレーザービームの一部を点状ミラー４３に向け
て回折し、残りを基板４０の下面に設けられたミラー５
３に向けて回折する。

【００５２】回折格子４４によって回折された点状ミラ
ー４３に向かうレーザービームは、それを構成している
光のうち、焦点の合っている所望の記録面からの情報を
含んでいる光は点状ミラー４３によって反射されるが、
焦点合っていない不所望な記録面からの光は点状ミラー
４３の周囲に広がるため点状ミラー４３では反射され
ず、その周囲を通過する。点状ミラー４３の周囲を通過
する光は量的には少ないので不都合はない。

【００５３】点状ミラー４３で反射された所望の記録面
からの情報を含んだ光は、回折格子４２によって回折さ
れ、検出器５２に入射する。検出器５２は入射した光量
に応じた信号を出力し、これは情報信号として処理され
る。

【００５４】回折格子４４によって回折されたミラー５
３に向かうレーザービームは、ミラー５３で反射され、
瞳分割作用と集光作用を有する回折格子５４に入射す
る。回折格子５４は、レーザービームの瞳の半分に対応
する部分を別の方向に回折し、その回折光は検出器５６
で検出される。検出器５６は複数のフォトダイオードか
ら構成されており、良く知られたプッシュプル法による
焦点検出とトラッキング信号の検出を行なう。

【００５５】本実施形態では、二つの検出器５２と５６
は一枚の半導体基板５５の同じ面に共通の半導体製造工
程によって作製され、また、四つの回折格子４２と４４
と５４と４９は透明基板４０の同じ面に共通のリソグラ
フィー工程によって作製されるので、装置全体の低コス
ト化が達成される。また、透明基板４０と半導体基板４
５と半導体基板５５とが一体化されているので、装置全
体の小型化が達成される。さらに、トラッキングは振動
ミラー４８を用いることにより高速で行なわれるので、
高速応答の可能な光学式情報記録再生装置が実現され
る。また、球面収差を補正する変形ミラー４６と共焦点
検出を可能にする点状ミラー４３が設けられているの
で、記憶容量の増大化を達成する多層記録光ディスクに
対応可能である。

【００５６】本発明は、上述の実施の形態に何等限定さ
れるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲で行な
われる実施は、すべて本発明に含まれる。 （１）少なくとも対物レンズを含む光学的作用をする光
学素子と光検出器とを取り付けた透明基板よりなる光学
的情報記録再生装置において、前記対物レンズが前記透
明基板に固定されると共に、半導体基板上に形成された
トラッキング用の振動ミラーを前記透明基板に設けたこ
とを特徴とする光学的情報記録再生装置。

【００５７】（作用・効果）対物レンズごと透明基板を
移動させてトラッキングを行なっていた従来の装置に対
して、本発明は対物レンズは透明基板に固定したままで
トラッキングは半導体基板上に形成されたトラッキング
用の振動ミラー行なうので、高速なトラッキングが可能
となる。

【００５８】（２）少なくとも対物レンズを含む光学的
作用をする光学素子と光検出器とを取り付けた透明基板
よりなる光学的情報記録再生装置において、前記対物レ
ンズが異なる保護層厚の記録媒体に対して共通に用いら
れると共に、薄膜で作られ、印加電圧により面形状が変
化する変形ミラーを前記光学素子が形成する光路中に設
けたことを特徴とする光学的情報記録再生装置。

【００５９】（作用・効果）複数の対物レンズを切り換
えることなく、面形状が変化する変形ミラーを用いて球
面収差を補正するので、装置全体を小型にできる。 （３）少なくとも対物レンズを含む光学的作用をする光
学素子と光検出器とを取り付けた透明基板よりなり、光
ビームを用いて複数の記録層を備えた記録媒体から情報
の記録と再生の少なくとも一方を行なう光学的情報記録
再生装置において、前記記録媒体からの光ビーム検出の
ための光導波路であって、前記光ビームの集光位置に前
記光導波路の端面を設置したことを特徴とする光学的情
報記録再生装置。

【００６０】（作用・効果）ここで光導波路は光ファイ
バーおよび透明基板等の基板に設けられた三次元光導波
路を含む。この場合、光導波路の端面がピンホールと見
なせ、実質的に共焦点光学系を構成しているので、複数
の記録層を備えた記録媒体からの情報の読み出しが可能
となる。

【００６１】（４）少なくとも対物レンズを含む光学的
作用をする光学素子と光検出器とを取り付けた透明基板
よりなり、光ビームを用いて複数の記録層を備えた記録
媒体から情報の記録と再生の少なくとも一方を行なう光
学的情報記録再生装置において、前記記録媒体からの光
ビーム検出のために前記光ビームの集光位置に点状ミラ
ーを設置したことを特徴とする光学的情報記録再生装
置。

【００６２】（作用・効果）点状ミラーがピンホールと
見なせ、実質的に共焦点光学系を構成しているので、複
数の記録層を備えた記録媒体からの情報の読み出しが可
能となる。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、半導体基板にリソグラ
フィー技術により作製されたトラッキング用の振動ミラ
ーが集積光学系と一体化されているので、高速トラッキ
ングが可能な集積光学系で小型化された光学式情報記録
再生装置が提供され、これにより読み書き時間が大幅に
短縮される。

【００６４】また、光ディスクの保護層の厚さの違いに
より発生する球面収差を補正する球面収差補正機構が集
積光学系と一体化されているため、保護層の厚さの異な
る光ディスクにも対応できる集積光学系で小型化された
光学式情報記録再生装置が提供される。

【００６５】さらに、共焦点検出機構が集積光学系と一
体化されているので、多層記録された光ディスクに対応
した集積光学系で小型化された光学式情報記録再生装置
が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による光学式情報記
録再生装置の側断面と、透明基板の側から見た半導体基
板とを示している。

【図２】本発明の第二の実施の形態による光学式情報記
録再生装置の側断面と、透明基板の側から見た半導体基
板とを示している。

【図３】本発明の第三の施の形態による光学式情報記録
再生装置の側断面を示している。

【図４】本発明の第四の実施の形態による光学式情報記
録再生装置の側断面を示している。

【図５】従来技術としての集積光学系により小型化され
た光学式情報記録再生装置を示している。

【図６】従来技術としての二つの対物レンズを持つＣＤ
とＤＤＶＤに対応した二焦点光ピックアップを示してい
る。

【図７】従来技術としての記録面が多層化された光ディ
スクに対して情報の読み書きを行なう光学式情報記録再
生装置を示している。

【符号の説明】

１ レーザーダイオード ２ 透明基板 ３ ビームスプリッター ６ 振動ミラー ７ 対物レンズ ９ シリンドリカル反射鏡 １０ 偏光ビームスプリッター １２ フォトダイオードユニット １３ フォトダイオードユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明基板の中を通過させながら光学系の作
   用を生じさせる集積光学系と半導体基板に設けられた検
   出器を一体的に組み上げてなる光学式情報記録再生装置
   において、トラッキング用の振動ミラーと球面収差補正
   機構の少なくとも一方を備えている光学式情報記録再生
   装置。
2. 【請求項２】透明基板の中を通過させながら光学系の作
   用を生じさせる集積光学系と半導体基板に設けられた検
   出器を一体的に組み上げてなる光学式情報記録再生装置
   において、光記録媒体の内部に多層に記録された情報を
   共焦点検出により各記録層毎に分離して検出する共焦点
   検出機構を備えている光学式情報記録再生装置。
3. 【請求項３】透明基板の中を通過させながら光学系の作
   用を生じさせる集積光学系と半導体基板に設けられた検
   出器を一体的に組み上げてなる光学式情報記録再生装置
   において、トラッキング用の振動ミラーと球面収差補正
   機構の少なくとも一方を備えており、さらに光記録媒体
   の内部に多層に記録された情報を共焦点検出により各記
   録層毎に分離して検出する共焦点検出機構を備えている
   光学式情報記録再生装置。