JPH10222862A

JPH10222862A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH10222862A
Application number: JP9020190A
Authority: JP
Inventors: Koki Kojima; 光喜小島; Takashi Haruguchi; 隆春口
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-03
Also published as: JP3570139B2

Abstract

(57)【要約】【課題】異なる記録密度の光ディスクを記録再生する
ことができ、しかも小型、薄型、かつ低消費電力の光ピ
ックアップを提供することを目的とする。【解決手段】第１の波長の光源と光ディスクからの反
射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の光学ユ
ニット４と、第２の波長の光源と光ディスクからの反射
光を検出する第２の光検出器と反射光を第２の光検出器
に導く光誘導手段とを有する第２の光学ユニット８と、
２つの波長の光とを同一の光軸に導くビームスプリッタ
１０と、第１の波長の光を回折し第２の波長の光を透過
する偏光性回折素子１８と、第１の波長の光を回転し第
２の波長の光を透過する波長板１９と、対物レンズ２０
とを有し、高密度光ディスクの記録再生と低密度光ディ
スクの記録再生を可能にする光ピックアップである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高密度光ディス
ク、コンパクトディスク等の異なる記録密度の記録媒体
を記録再生するための光ピックアップに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の高密度記録光ディスク及びコンパ
クトディスクの記録再生時の光ピックアップについて説
明する。なお、説明の便宜のため、高密度光ディスクの
例にＤＶＤ（デジタルビデオディスク）を、低密度光デ
ィスクの例にＣＤ（コンパクトディスク）を用いて説明
する。

【０００３】図８は従来の光ピックアップの平面図とそ
の要部断面図である。図８において、５０は高密度光デ
ィスク用光ピックアップであって、高密度光ディスク５
２にレーザー光５３を集光するための高密度光ディスク
用対物レンズ５４を対物レンズ保持筒５１に接着して固
定する。また、対物レンズ保持筒５１にはフォーカス方
向とトラッキング方向に動作するためのフォーカスコイ
ルとトラッキングコイルとからなるコイルユニット５５
が接着されて固定されている。他方、コイルユニット５
５は永久磁石に嵌合し、対物レンズ保持筒５１をフォー
カス方向及びトラッキング方向に駆動するための磁気回
路を構成する。対物レンズ保持筒５１は非磁性の導電性
の線状弾性部材５７で、中立位置に保持され、コイルユ
ニット５５への電力の供給が行われる。

【０００４】以上のように構成された高密度光ディスク
再生用光ピックアップ５０の光学系を説明する。６１は
高密度光ディスク用光学ユニットであって、波長６３５
から６５０ｎｍのレーザー光５３の発光素子と受光素子
を内蔵する。レーザー光５３は、コリメータレンズ６２
を透過し、平行光となって、多層膜コーティングされた
立ち上げミラー６３の表面で全反射し、高密度光ディス
ク用対物レンズ５４によって集光され、高密度光ディス
ク５２に光学スポットを結ぶ。

【０００５】次に、高密度光ディスク５２から反射した
レーザー光５３は前述と逆の経路で高密度光ディスク用
光学ユニット６１に再入射し、回折格子（図示省略）を
通過して受光素子（図示省略）にて受光される。受光素
子により光電変換された光学的情報を元に、フォーカス
検出は公知の光学フーコー法により、またトラック検出
は公知の位相差法により検出される。こうして、高密度
光ディスク用対物レンズ５４を高密度光ディスク５２に
常時焦点を合わせ、かつ情報トラックを追従するように
制御している。高密度光ディスク（ＤＶＤ）５２は、ス
ピンドルモータ７１によって回転駆動される。

【０００６】次に低密度光ディスク（ＣＤ）について説
明する。７０は低密度光ディスク用光ピックアップであ
って、その構成及び動作は高密度光ディスク用光ピック
アップ５０と同様なので説明の重複を省略する。光学系
について、６４は低密度光ディスク用光学ユニットであ
って、波長７８０ｎｍのレーザー光６５の発光素子と受
光素子を内蔵する。レーザー光６５は、多層膜コーティ
ングされた立ち上げミラー６６の表面で全反射し、低密
度光ディスク用対物レンズ６７によって集光され、低密
度光ディスク６８に光学スポットを結ぶ。

【０００７】次に、低密度光ディスク６８から反射した
レーザー光６５は前述と逆の経路で低密度ディスク用光
学ユニット６４に再入射し、回折格子（図示省略）を通
過して受光素子（図示省略）にて受光される。受光素子
により光電変換された光学的情報を元に、フォーカス検
出は公知の光学フーコー法により、またトラック検出は
公知の３ビーム法により検出される。こうして、低密度
光ディスク用対物レンズ６７を低密度光ディスク６８に
常時焦点を合わせ、かつ情報トラックを追従するように
制御している。

【０００８】このように、高密度光ディスク用光ピック
アップ５０及び低密度光ディスク用光ピックアップ７０
を独立しておのおの構成することで、コンパクトディス
クを記録再生できるようになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上に
説明した従来の光ピックアップの構成では、高密度光デ
ィスク用光ピックアップとコンパクトディスク再生用光
ピックアップとの独立した２系統の光学系を有するた
め、部品点数が多く、光ピックアップ部を小型化が困難
な上、消費電力やコストを削減することが困難であると
言う課題を有していた。

【００１０】本発明は、異なる記録密度の光ディスクを
記録再生することができ、しかも小型、薄型、かつ低消
費電力の光ピックアップを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は以上の課題を解
決するためになされたもので、第１の波長の光を出射す
る第１の光源と光ディスクからの反射光を検出する第１
の光検出器とを有する第１の光学ユニットと、第２の波
長の光を出射する第２の光源と光ディスクからの反射光
を検出する第２の光検出器と光ディスクからの反射光を
第２の光検出器に導く第２の光誘導手段とを有する第２
の光学ユニットと、第１の波長の光と第２の波長の光と
をほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、第１の波長の光
に対して回折し第２の波長の光に対して透過する偏光性
回折手段と、第１の波長の光に対して振動方向を１／４
波長の位相差に回転し第２の波長の光に対して透過する
波長性偏光手段と、対物レンズとを有し、高密度光ディ
スクの記録再生と低密度光ディスクの記録再生を可能に
する光ピックアップである。

【００１２】以上の構成により、異なる記録密度の光デ
ィスクを記録再生することができ、部品点数が少なく小
型かつ低消費電力を実現した光ピックアップを提供する
ことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１から４に記載の
発明は、光ディスク記録媒体の情報を再生する光ピック
アップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源
と光ディスクからの反射光を検出する第１の光検出器と
を有する第１の光学ユニットと、第２の波長の光を出射
する第２の光源と光ディスクからの反射光を検出する第
２の光検出器と光ディスクからの反射光を第２の光検出
器に導く第２の光誘導手段とを有する第２の光学ユニッ
トと、第１の波長の光と第２の波長の光とをほぼ同一の
光軸に導く光分離手段と、第１の波長の光に対して回折
し、第２の波長の光に対して透過する偏光性回折手段
と、第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し、第２の波長の光に対して透過する波長性
偏光手段と、対物レンズとを有することを特徴とするも
のである。

【００１４】本発明によれば、第１及び第２の両光学ユ
ニットの光軸を同一の光軸に導くと共に、高密度光ディ
スクの再生と低密度光ディスクの再生を１個の対物レン
ズを共用可能にし、小型かつ薄型になると言う作用を有
する。

【００１５】本発明の請求項５から７及び１１から１５
に記載の発明は、光ディスク記録媒体の情報を再生する
光ピックアップであって、第１の波長の光を出射する第
１の光源と光ディスクからの反射光を検出する第１の光
検出器とを有する第１の光学ユニットと、第２の波長の
光を出射する第２の光源と光ディスクからの反射光を検
出する第２の光検出器と光ディスクからの反射光を第２
の光検出器に導く第２の光誘導手段とを有する第２の光
学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を透
過し他の直交する振動方向を有する直線偏光の光を反射
する偏光ビームスプリッタにより第１の波長の光と第２
の波長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、第
１の波長の光を拡散光から平行光に変換し第２の波長の
光の拡散角度を減少させるコリメータレンズと、第１の
波長の光に対して回折し第２の波長の光に対して透過す
る偏光性回折手段と、第１の波長の光に対して振動方向
を１／４波長の位相差に回転し第２の波長の光に対して
透過する波長性偏光手段と、対物レンズとを有し、光分
離手段と対物レンズとの間に偏光性回折手段を配置し、
偏光性回折手段と光分離手段との間にコリメータレンズ
を配置し、偏光性回折手段の光軸と対物レンズの光軸と
を結ぶ延長上に第２の光源の光軸を配置し、偏光性回折
手段の光軸と対物レンズの光軸とを結ぶ光軸に対して直
角に交わるように第１の光源の光軸を配置し、第１の光
源の光軸と第２の光源の光軸との交点を含む位置に光分
離手段を配置したことを特徴とするものである。

【００１６】本発明によれば、第１及び第２の両光学ユ
ニットの光軸を同一の光軸に導くと共に、高密度光ディ
スクの再生と低密度光ディスクの再生を１個の対物レン
ズを共用可能にし、収差補正をコリメータレンズで行う
ことにより対物レンズの光学特性を向上させ、フォーカ
シング動作による影響をなくすことができ、小型かつ薄
型になると言う作用を有する。

【００１７】本発明の請求項８から１０及び１６から２
０に記載の発明は、光ディスク記録媒体の情報を再生す
る光ピックアップであって、第１の波長の光を出射する
第１の光源と光ディスクからの反射光を検出する第１の
光検出器とを有する第１の光学ユニットと、第２の波長
の光を出射する第２の光源と光ディスクからの反射光を
検出する第２の光検出器と光ディスクからの反射光を第
２の光検出器に導く第２の光誘導手段とを有する第２の
光学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を
透過し他の直交する振動方向を有する直線偏光の光を反
射する偏光ビームスプリッタにより第１の波長の光と第
２の波長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、
第１の波長の光を拡散光から平行光に変換し第２の波長
の光の拡散角度を減少させるコリメータレンズと、第１
の波長の光に対して回折し第２の波長の光に対して透過
する偏光性回折手段と第１の波長の光に対する透過光束
の径と第２の波長の光に対する透過光束の径とが異なる
透過光束の径を有する光束径変更手段と、第１の波長の
光に対して振動方向を１／４波長の位相差に回転し第２
の波長の光に対して透過する波長性偏光手段と、第１の
波長の光に対して振動方向を１／４波長の位相差に回転
し第２の波長の光に対して透過する波長性偏光手段と、
第１の波長の光に対して反射し第２の波長の光に対して
透過する波長性反射手段とを接合した第１の反射手段
と、第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転する偏光手段と第１の波長の光に対して反射
する反射手段とを接合した第２の反射手段と、対物レン
ズとを有し、対物レンズと光分離手段との間に対物レン
ズから順に波長性偏光手段と、偏光性回折手段と、光束
径変更手段と、コリメータレンズとを配置し、偏光性回
折手段の光軸と対物レンズの光軸とを結ぶ延長上に第２
の光源の光軸を配置し、偏光性回折手段の光軸と対物レ
ンズの光軸とを結ぶ光軸に対して直角に交わるように第
１の光源の光軸を配置し、第１の光源の光軸と第２の光
源の光軸との交点を含む位置に光分離手段を配置したこ
とを特徴とするものである。

【００１８】本発明によれば、第１及び第２の両光学ユ
ニットの光軸を同一の光軸に導くと共に、高密度光ディ
スクの再生と低密度光ディスクの再生を１個の対物レン
ズを共用可能にし、収差補正をコリメータレンズで行う
ことにより対物レンズの光学特性を向上させ、フォーカ
シング動作による影響をなくすことができ、小型かつ薄
型になると言う作用を有する。

【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における光ピックアップの構成を示
す図である。図１において、４は光学ユニットで、光学
ユニット４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４ａ、それらの部材を包含す
るように設けられている側壁部４ｂ及び、光の通路とし
ての側壁部４ｂの開口窓である出射部４ｄ等により形成
されている。これらの基板部４ａと側壁部４ｂ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。光学ユニット４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
源で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。さら
に基板部４ａには光源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
４ｃが設けてある。この端子４ｃ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。

【００２０】光源としては単色で、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。

【００２１】そしてこのときの光源の発振波長は８００
ｎｍ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。更に光源の発振波長が６５０
ｎｍ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に対する
記録再生に供される光源としては好ましい。ここではＤ
ＶＤを再生する光源であることを前提として、波長が６
００〜６８０ｎｍ程度、この範囲でも特に６３０〜６６
０ｎｍの光源を用いている。

【００２２】また光源の出力は、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２０（ｍＷ）以上の出力が必要
となる。

【００２３】次に図１において、８は光学ユニットであ
り、光学ユニット８は、低密度光ディスク用の光を出射
する光源６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７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８ｂ等により
形成されている。なお以下光学ユニット８については特
に光学ユニット４と異なる部分について説明する。

【００２４】光源６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６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。

【００２５】後述する図２において詳細に説明するよう
に、光学ユニット８の出射部８ｄには光学部材９が接合
されている。この光学部材９は、光源６から出射されて
記録媒体で反射されてきた光を受光素子３ａ，３ｂの所
定の位置に導く働きを有している。ここでは光学部材９
に形成された回折格子９ａを用いて戻り光を誘導してい
る。

【００２６】光学部材９は透明な板状部材で形成されて
おり、出射光の光軸と略垂直に交わる面の少なくとも一
方側に光路を分割するための回折格子９ａが形成されて
いる。ここで光学部材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。さらに光学部
材９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。

【００２７】また光学部材９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光学部材９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、光学部材９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、即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、光学部材９の材料としては最適であ
る。

【００２８】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７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。また、特に３ビーム
方法によるトラッキング制御を行う場合は、光学部材９
の出射部側に３ビーム形成部９ｂなる回析格子を設け
る。そしてビーム形成部９ｂは出射光が透過するととも
にディスク反射光が回析格子９ａで回析され、受光素子
７へ向う光路にかからない位置に設けられる。

【００２９】次に、１０はビームスプリッタで、ビーム
スプリッタ１０は、光源２及び光源６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。ビーム
スプリッタ１０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。しかし、本発明におけるさ
らに好ましい実施の形態としては光源２からの光（出射
光軸と直交する入射光）を高い割合で反射かつ透過する
とともに光源６からの光（出射光軸と平行な（又は同軸
の）入射光）を高い割合で透過する様な性質を有するも
のである。このような場合にはビームスプリッタ１０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６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６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。

【００３０】上述のような性質を有するビームスプリッ
タ１０として、波長選択機能を有する偏光ビームスプリ
ッタ１１が好ましい。この偏光ビームスプリッタ１１は
ある波長を有する光において一方の偏光方向の光を透過
し、他方の偏光方向の光を反射するとともに別の波長の
光は透過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からの波長の光のＳ偏光成分を反射しＰ偏
光成分を透過するとともに第２の波長の光のＰ偏光成分
を透過する機能を有する偏光ビームスプリッタ１１が光
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６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６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。

【００３１】１２は１／４波長板で、光源２からの波長
の光がビームスプリッタ１０を透過する側に配置され、
光源２から出射される直線偏光の光の偏光方向を１／４
波長の位相差に回転して円偏光に変換する機能を有して
いる。

【００３２】１３は全反射ミラーで、光源２からの光が
１／４波長板１２を透過した側に設けられ、１／４波長
板１２を透過した光を全反射させる機能を有している。

【００３３】１４は波長板で光源２からの光がビームス
プリッタ１０を反射する側に配置され、光源２から出射
された波長の光の直線偏光の偏光方向を１／４波長の位
相差の円偏光に変換し、光源６からの波長の光を透過す
る機能を有している。

【００３４】１５は波長膜で光源２からの波長の光が波
長板１４を透過した側に設けられ、波長板１４を透過し
た光源２からの波長の光を反射し、光源６からの波長の
光を透過する機能を有している。１／４波長板１２と全
反射ミラー１３および波長板１４と波長膜１５はビーム
スプリッタ１０と密接した状態で構成され、光学ユニッ
ト４のレーザー出射光と光学ユニット８のレーザー出射
光との交点上にビームスプリッタ１０の中心を配置す
る。なおビームスプリッタ１０と１／４波長板１２と全
反射ミラー１３および波長板１４と波長膜１５が空間的
に分離していてもその機能には何ら影響がない。

【００３５】１６はコリメータレンズで、コリメータレ
ンズ１６はビームスプリッタ１０の光出射面側に配置さ
れる。

【００３６】１７は波長フィルタで、波長フィルタ１７
は光源２から出射された光を透過する一方光源６から出
射された光は反射若しくは吸収するように形成されてい
るもので、光源２からの光と光源６からの光の双方の光
束の径を規制する絞りの役割を担うものである。従っ
て、波長フィルタ１７と対物レンズ２０とを組み合わせ
ると、光源２から出射された光は波長フィルタ１７を透
過し、光源２から出射された光に対して対物レンズ２０
は後述するように開口数０．６以上で動作する。他方、
光源６から出射された光は波長フィルタ１７で光束径を
制限されて透過し、光源６から出射された光に対して対
物レンズ２０は後述するように開口数０．４以上で動作
する。

【００３７】この波長フィルタ１７をビームスプリッタ
１０とコリメータレンズ１６との間、またはコリメータ
レンズ１６と偏光性回折素子１８との間、または偏光性
回折素子１８と対物レンズ２０との間のいずれかの位置
に配置されればよいが、特に、ビームスプリッタ１０や
回折素子５に予め位置あわせを行った状態で波長フィル
タ１７を接合して設けることより、光ピックアップの組
立時において、位置あわせを行う部材の点数を削減する
ことができ、光ピックアップの生産性を向上させること
ができるとともに光の光軸と波長フィルタの中心軸のず
れを最小限に抑制することができるので好ましい構成で
ある。

【００３８】次に、１８は屈折率異方性を有する一軸性
の光学結晶を用いて形成される偏光性回折素子で、一般
に光学結晶はニオブ酸リチウム基板が用いられ、光学結
晶の光軸方向に平行な偏光方向の光に対しては回折現象
が生じずに透過するが、光学結晶の光軸方向に垂直な偏
光方向の光に対しては回折現象が生じる偏光性回折素子
である。偏光性回折素子１８は、コリメータレンズ１６
と対物レンズ２０との間に配置され、さらに偏光性回折
素子１８の光学結晶の光軸方向がビームスプリッタ１０
から出射された光源２からの光の偏光方向と平行になる
ように配置される。

【００３９】１９は波長板で、その光軸方向がビームス
プリッタ１０から出射された光源２からの波長の光の偏
光方向と４５°になるように配置され、光源２からの波
長の光の偏光方向を１／４波長の位相差に回転して変換
し、光源６からの波長の光の直線偏光を直交する直線偏
光方向の光として透過する機能を有する。

【００４０】２０は対物レンズで、高密度光ディスクの
記録再生と低密度光ディスクの記録再生に共用可能であ
り、高密度光ディスクでの記録再生に必要な（つまり光
源２の波長の光にて）開口数０．６以上の対物レンズで
あって、高密度光ディスクに対する焦点距離が２．５ｍ
ｍ以下、あるいは高密度光ディスクに対する作動距離が
１．２ｍｍ以下である。対物レンズの材料は、光学ガラ
スでもプラスチックでもよいが、耐温度並びに耐湿度特
性の点で光学ガラスが好ましい。

【００４１】次に本発明の一実施の形態における光学ユ
ニットの配置について説明する。本実施の形態において
は、光学ユニット４と光学ユニット８とはビームスプリ
ッタ１０を起点として略９０度の角度をなすように配置
されており、コリメータレンズ１６から対物レンズ２０
に至る光の光軸に対して略平行な方向に光学ユニット８
が配置され、波長フィルタ１７から対物レンズ２０に至
る光の光軸に対して略垂直な方向に光学ユニット４が配
置されている。

【００４２】次に、図２は図１の光学ユニットの配置に
おける光路長を表す図である。図２において、コリメー
タレンズ１６と光学ユニット４の配置は、光源２の位置
が空気媒体の光路長でコリメータレンズ１６の焦点距離
となるように設定され、光源６の位置が光源２よりも空
気長でコリメータレンズ１６に近くなる位置に設定す
る。その結果、光源２の出射光はコリメタレンズ１４を
透過した後平行光となり、光源６の出射光はコリメータ
レンズ１６を透過した後発散角度が減少する。光学ユニ
ット４（光源２）とコリメータレンズ１６との間の距離
（Ｌ１）及び光学ユニット８（光源６）とコリメータレ
ンズ１６との間の距離（Ｌ２）を０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５とすることにより、所望の開口数で対物レンズを動作さ
せることができる。従って、光ピックアップの小型化・
薄型化を図りながら、光源２及び光源６から出射された
光の双方において収差の発生を抑制することができるの
で、記録密度の異なる複数の光ディスクに対して良好な
記録若しくは再生特性を有する光ピックアップを実現す
ることができる。

【００４３】なお、図２において無限系を例に説明をし
たが、コリメータレンズ１６を省略して有限系として光
学系を設計しても良い。この場合、前述のＬ１、Ｌ２の
起算点のコリメータレンズ１６を対物レンズ２０と読み
替えて説明される。

【００４４】ここで、光学ユニット４および光学ユニッ
ト８に設けられている受光素子３，７の構成について図
３を用いて説明する。図３は本発明の一実施の形態にお
ける受光素子の構成を示す図である。図３において、図
１の光学ユニット４の基板上に形成された受光素子３
ａ、３ｂと、光学ユニット８の基板上に形成された受光
素子７ａ、７ｂとをそれぞれ拡大した図である。受光素
子３ａは３分割の受光部を組み合わせた６分割の受光部
Ｉ１からＩ６で構成される。受光素子３ｂは田の字型の
４分割受光部Ｉ７からＩ１０で構成される。

【００４５】受光素子７ａは３分割の受光部Ｐ２からＰ
４と独立受光部Ｐ１、Ｐ５とで構成された５分割の受光
部であり、受光素子７ｂは同様にＰ６からＰ１０とで構
成された５分割の受光部である。

【００４６】次に、以上のような構成を有する光ピック
アップにおける再生動作について以下それぞれ説明す
る。なお本実施の形態においては、低密度光ディスクと
してコンパクトディスク（以下ＣＤと略す）を、高密度
光ディスクとしてデジタルビデオディスク（以下ＤＶＤ
と略す）を使用している。

【００４７】まず、最初にＤＶＤの再生動作について説
明する。光源２から発振波長６３５〜６５０ｎｍの波長
で主成分がＳ偏光にて出射された光は、光学ユニット４
の出射部４ｄを通過してビームスプリッタ１０に入射す
る。ビームスプリッタ１０はＳ偏光の入射光を反射さ
せ、波長板１４に入射し波長板１４を透過する過程で円
偏光に変換される。波長板１４を出射すると直ちに波長
膜１５で全反射し、再び波長板１４に入射する。波長板
１４を再び透過する過程でＰ偏光の直線偏光に変換され
る。そして、ビームスプリッタ１０はＰ偏光の光を透過
し、ビームスプリッタ１０から出射する。その後、コリ
メータレンズ１６、波長フィルタ１７を透過し、偏光性
回折素子１８に入射する。偏光性回折素子１８に入射し
た光は、回折作用を生じずに偏光性回折素子１８を透過
し、波長板１９で円偏光に変換されて、対物レンズ２０
を経てＤＶＤ２１の記録データ層に結像される。

【００４８】ＤＶＤ２１で反射された光は、再び対物レ
ンズ２０を透過し、波長板１９でＳ偏光方向に変換され
た後、偏光性回折素子１８に入射し、＋１次回折光と−
１次回折光とに回折される。偏光性回折素子１８で回折
された光は、波長フィルタ１７、コリメータレンズ１６
を透過した後、ビームスプリッタ１０で反射し、１／４
波長板１２、全反射ミラー１３を往復する。その結果、
Ｐ偏光の直線偏光となって偏光ビームスプリッタ１０を
透過し、光学ユニット４の出射部４ｄに入射する。出射
部４ｄを透過した入射光は＋１次回折光と−１次回折光
とが受光素子３ａ、３ｂにそれぞれ入射する。

【００４９】以上のように入射したＤＶＤ反射光による
各種信号の形成方法について説明する。まずＲＦ信号は
受光素子３ａ、３ｂに形成されている受光部Ｉ１，Ｉ
２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７，Ｉ８，Ｉ９，Ｉ１
０に入射する。入射光は光電変換され、検出された光電
流出力を電圧信号に変換した総和により形成される。

【００５０】次にフォーカス誤差信号にはここではいわ
ゆるスポットサイズ法を用いており、受光部Ｉ１，Ｉ
３，Ｉ５の和信号と受光部Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６の和信号と
の差動出力により形成されており、この信号に基づいて
対物レンズ２０を保持するアクチュエータをフォーカス
方向に動作させる。

【００５１】最後にトラッキング誤差信号は受光部Ｉ
７，Ｉ１０およびＩ８，Ｉ９からの電圧出力をそれぞれ
コンパレータでディジタル波形に変換して、それらの位
相差に応じたパルスを積分回路を通してアナログ波形に
変換することで形成されており、この信号に基づいて対
物レンズ２０を保持するアクチュエータをトラッキング
方向に動作させる。

【００５２】次にＣＤ２２の再生動作について説明す
る。光源６から発振波長７７０〜７９０ｎｍの波長で主
成分がＰ偏光で出射された光は、光学ユニット８の出射
部８ｄ、ビーム形成部９ｂ、及び回折格子９ａを通過す
る。このときビーム形成部９ｂで３ビームが形成された
光は波長膜１５、波長板１４を透過し、ビームスプリッ
タ１０に入射する。そしてビームスプリッタ１０に入射
してきた光は、少なくともその９０％以上がビームスプ
リッタ１０を透過して、そのままビームスプリッタ１０
から出射され、コリメータレンズ１６、波長フィルタ１
７に入射する。

【００５３】ＣＤ２２用の光である光源６からの光につ
いては、波長フィルタ１７は、その外周部分に形成され
た輪帯によりほぼ９５％以上が反射され、輪帯が形成さ
れていない部分ではほぼ９５％以上透過するように形成
されている。これにより、波長フィルタ１７はＣＤ２２
用の光に対してはビーム整形用の絞りのような働きを行
い、対物レンズ２０に入射する光の径を制御する働きを
有している。そして波長フィルタ１７を透過した光は偏
光性回折素子１８を透過し、波長板１９で直交する直線
偏光方向の光（Ｓ偏光）に変換されて対物レンズ２０へ
入射する。そして対物レンズ２０の集光作用により、Ｃ
Ｄ２２に結像される。

【００５４】その後ＣＤ２２で反射された光は、再び対
物レンズ２０を透過し、波長板１９で直交する直線偏光
方向の光（元のＰ偏光）に変換されて、偏光性回折素子
１８、波長フィルタ１７およびビームスプリッタ１０を
透過し、さらに波長板１４、波長膜１９を透過た後、回
折格子９ａに入射する。回折格子９ａに入射した光は回
折し、ビーム形成部９ｂにかかることなく、＋１次回折
光と−１次回折光とが受光素子７ａ、７ｂにそれぞれ入
射し、受光素子７ａ、７ｂに形成されている１０分割さ
れた領域Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，
Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０に受光される。

【００５５】以上のように入射してきた光による各種信
号の形成方法について説明する。まずＲＦ信号は受光素
子７ａ、７ｂに形成されている受光部Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０で受光され、光は
光電変換され、検出された光電流出力を電圧信号に変換
した総和により形成される。

【００５６】次にフォーカス誤差信号は、ここではいわ
ゆるスポットサイズ法を用いており、受光部Ｐ２，Ｐ
４，Ｐ８と受光部Ｐ３，Ｐ７，Ｐ９との差動出力により
形成されており、この信号に基づいて対物レンズ２０を
保持するアクチュエータをフォーカス方向に動作させ
る。

【００５７】最後にトラッキング誤差信号はいわゆる３
ビーム法を用いており、受光部Ｐ１，Ｐ６と受光部Ｐ
５，Ｐ１０の差動出力により形成されており、この信号
に基づいて対物レンズ２０を保持するアクチュエータを
トラッキング方向に動作させる。

【００５８】なお、本実施の形態１に説明した構成に限
定するものではなく、例えば、コリメータレンズ１６と
波長フィルタ１７との位置を入れ替えて、波長フィルタ
１７をビームスプリッタ１０とコリメータレンズ１６と
の間の光路中に配置しても良い。また、波長フィルタ１
７に代えて、光学ユニット８とビームスプリッタ１０と
の間に絞り部材（図示省略）を設け、光源６からの光に
対して開口数（ＮＡ）０．４から０．６の範囲で対物レ
ンズ２０が動作するように絞り部材の絞り開口径を設け
ても良い。

【００５９】また、１／４波長板１２と全反射ミラー１
３および波長板１４と波長膜１５のビームスプリッタ１
０に対する配置を交換し、光源２および光源６のから出
射される光の偏光方向を換えてもよい。

【００６０】さらにまた、以上の説明はビームスプリッ
タ１０として偏光ビームスプリッタ１１のＳ偏光反射、
Ｐ偏光透過を例に説明した。しかし、偏光ビームスプリ
ッタ１１がＰ偏光反射、Ｓ偏光透過として機能し、それ
に伴って光源２、６の偏光成分と、偏光ビームスプリッ
タ１１、波長フィルタ１７、及びコリメータレンズ１
６、１／４波長板１２、及び全反射ミラー１３の配置を
上記偏光成分に合せて逆の構成としても、全く同様に動
作することは改めて説明を重ねるまでもない。

【００６１】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生するフォーカス誤差検出法としていはゆる
スポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆるホロ
グラムフーコー法でも非点収差法でもよい。同様に低密
度光ディスクを再生するフォーカス誤差検出法としてス
ポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆるホログ
ラムフーコー法でも非点収差法でもよい。またトラッキ
ング誤差検出法として３ビーム法を例にして説明した
が、プッシュプル法でも位相差法でもよい。また受光部
の分割数や形状を変更してもよい。

【００６２】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生する光源に波長６５０ｎｍ近傍の光を用
い、低密度光ディスクを再生する光源に波長７８０ｎｍ
近傍の光を用いていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば低密度光ディスク用に６５０ｎｍの
光源を用い、高密度光ディスク用に４００ｎｍの光源を
用いても良い。

【００６３】以上に説明したように、本実施の形態１に
よればレンズの収差補正をコリメータレンズ１６で行う
ことができるので、対物レンズ２０の光学特性を向上さ
せることができる。さらに、ＤＶＤ用の光である光源２
からの光は平行光として対物レンズ２０に入射するの
で、フォーカシング動作やトラッキング動作による対物
レンズ２０の移動による光学特性への影響を抑制するま
た、光源２、６のＰ偏光成分、Ｓ偏光成分に応じて偏光
ビームスプリッタ１１の透過、反射を行うので、ハーフ
ミラー等を利用した場合に較べ、光の利用効率を向上さ
せることができる。従って、光源２、６の半導体レーザ
は低電力で済むので、低コストの半導体レーザを使用す
ることができ、また、半導体レーザの寿命を長寿命に使
用することができる。

【００６４】さらに光学ユニット４とビームスプリッタ
１０とを離隔することによる光路長をビームスプリッタ
１０と全反射ミラー１３とを往復する光路長に置換する
ことができる。その結果、光学ユニット４をビームスプ
リッタ１０に十分に近接して配置することができるよう
になるので、本実施の形態１を用いた光ピックアップモ
ジュールはその半径方向の外形をより小さくすることが
できる。

【００６５】また、偏光性回折素子１８を対物レンズ２
０とビームスプリッタ１０との間に設けたので、光学ユ
ニット４に回折格子を設ける必要が無くなり、光学ユニ
ット４を簡単な構造とすることができる。さらに、前述
の光路長との関係により、偏光性回折素子１８の＋１次
回折光と−１次回折光との分離を拡大することができ、
しかもＤＶＤ反射光のみを回折させるので光の利用効率
を低下させることなく分離させることができる。

【００６６】さらにまた、波長フィルタ１７により対物
レンズ２０の開口数を０．４から０．６の範囲で動作す
るように設定し、しかも、光源２に対して、対物レンズ
２０の開口数が０．６以上で焦点距離が２．５ｍｍ以
下、作動距離が１．２ｍｍ以下とすることができたの
で、光ディスク下面から光ピックアップ装置底面までの
厚みを７．５ｍｍ以下に構成することができる。

【００６７】（実施の形態２）次に、第２の実施の形態
について図４を用いて説明する。図４は、本発明の実施
の形態２による光ピックアップ装置の構成を示す図、図
５は、図４の光学ユニットの配置における光路長を表す
図である。両図において、４、８はそれぞれ光学ユニッ
トである。１０はビームスプリッタ、１６はコリメータ
レンズ、１７は波長フィルタ、１８は偏光性回折素子、
１９は波長板、及び２０は対物レンズである。以上の構
成要素とその配置は実施の形態１と同様であるから同一
の符号を付して詳細な説明を省略する。

【００６８】本実施の形態２は実施の形態１に対して、
低密度光ディスク用の光学ユニット８の配置および波長
板１４と波長膜１５と１／４波長板１２と全反射ミラー
１３の配置を交換した事が異なる特徴点である。

【００６９】図５において、コリメータレンズ１６と光
学ユニット４の配置は、光源２の位置が空気媒体の光路
長でコリメータレンズ１６の焦点距離となるように設定
される。また、光源６の位置が光源２よりも空気長でコ
リメータレンズ１６に近くなる位置に設定する。即ち、
実施の形態１における、０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５の関係は、本実施の形態２においても同様に維持され
る。その結果、光源２の出射光はコリメータレンズ１６
を透過した後平行光となり、光源６の出射光はコリメー
タレンズ１６を透過した後発散角度が減少する。

【００７０】次に本発明の実施の形態２における光学ユ
ニットの配置について説明する。本実施の形態において
は、光学ユニット４と光学ユニット８とはビームスプリ
ッタ１０を中心に対向して配置され、光学ユニット４と
光学ユニット８とを結ぶ直線は、対物レンズ２０とビー
ムスプリッタ１６とを結ぶ直線に対して、ビームスプリ
ッタ１０を中心に略９０度の角度をなすように配置され
ている。

【００７１】次に、以上のような構成を有する実施の形
態２の光ピックアップにおける再生動作について以下そ
れぞれ説明する。まず、最初にＤＶＤの再生動作につい
て説明する。光源２から発振波長６３５〜６５０ｎｍの
波長で主成分がＰ偏光にて出射された光は、光学ユニッ
ト４の出射部４ｄを通過してビームスプリッタ１０に入
射する。ビームスプリッタ１０はＰ偏光の入射光を透過
させ、波長板１４に入射し波長板１４を透過する過程で
円偏光に変換される。波長板１４を出射すると直ちに波
長膜１５で全反射し、再び波長板１４に入射する。波長
板１４を再び透過する過程でＳ偏光の直線偏光に変換さ
れる。そして、ビームスプリッタ１０はＳ偏光の光を反
射し、ビームスプリッタ１０から出射する。その後、コ
リメータレンズ１６、波長フィルタ１７を透過し、偏光
性回折素子１８に入射する。偏光性回折素子１８に入射
した光は、回折作用を生じずに偏光性回折素子１８を透
過し、波長板１９で円偏光に変換されて、対物レンズ２
０を経てＤＶＤ２１の記録データ層に結像される。

【００７２】ＤＶＤ２１で反射された光は、再び対物レ
ンズ２０を透過し、波長板１９でＰ偏光方向に変換され
た後、偏光性回折素子１８に入射し、＋１次回折光と−
１次回折光とに回折される。偏光性回折素子１８で回折
された光は、波長フィルタ１７、コリメータレンズ１６
を透過した後、ビームスプリッタ１０を透過し、１／４
波長板１２、全反射ミラー１３を往復する。その結果、
Ｓ偏光の直線偏光となって偏光ビームスプリッタ１０で
反射し、光学ユニット４の受光素子３ａ，３bに形成さ
れている各受光部にそれぞれ入射する。

【００７３】以上のように入射してきたＤＶＤ反射光に
よる受光素子３ａ，３ｂの検出動作並びに信号再生動作
は実施の形態１の場合と同様である。

【００７４】次にＣＤ２２の再生動作について説明す
る。光源６から発振波長７７０〜７９０ｎｍの波長で主
成分がＳ偏光で出射された光は、光学ユニット８の出射
部８ｄ、ビーム形成部９ｂ、及び回折格子９ａを通過す
る。このときビーム形成部９ｂで３ビームが形成された
光はビームスプリッタ１０に入射する。そしてビームス
プリッタ１０に入射してきた光は、少なくともその９０
％以上がビームスプリッタ１０で反射され、そのままビ
ームスプリッタ１０から出射され、コリメータレンズ１
６、波長フィルタ１７に入射する。ＣＤ２２用の光であ
る光源６からの光については、波長フィルタ１７は、そ
の外周部分に形成された輪帯によりほぼ９５％以上が反
射され、輪帯が形成されていない部分ではほぼ９５％以
上透過するように形成されている。これにより、波長フ
ィルタ１７はＣＤ２２用の光に対してはビーム整形用の
絞りのような働きを行い、対物レンズ２０に入射する光
の径を制御する働きを有している。そして波長フィルタ
１７を透過した光は偏光性回折素子１８を透過し、対物
レンズ２０へ入射する。そして対物レンズ２０の集光作
用により、ＣＤ２２に結像される。

【００７５】その後ＣＤ２２で反射された光は、再び対
物レンズ２０、偏光性回折素子１８、波長フィルタ１７
およびビームスプリッタ１０で反射した後、回折格子９
ａに入射する。回折格子９ａに入射した光は、領域９ａ
で回折されて、ビーム形成部９ｂにかかることなく受光
素子７に形成されている１０分割された領域Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１
０に入射する。

【００７６】以上のように入射してきた光による受光部
の検出動作並びに信号再生動作は実施の形態１の場合と
同様である。

【００７７】なお、本実施の形態２に説明した構成に限
定するものではなく、例えば、コリメータレンズ１６と
波長フィルタ１７との位置を入れ替えて、波長フィルタ
１７をビームスプリッタ１０とコリメータレンズ１６と
の間の光路中に配置しても良い。また、波長フィルタ１
７に代えて、光学ユニット８とビームスプリッタ１０と
の間に絞り部材（図示省略）を設け、光源６からの光に
対して開口数（ＮＡ）０．４から０．６の範囲で対物レ
ンズ２０が動作するように絞り部材の絞り開口径を設け
ても良い。さらにまた、波長フィルタを設けなくてもよ
い。

【００７８】また、１／４波長板１２と全反射ミラー１
３および波長板１４と波長膜１５のビームスプリッタ１
０に対する配置を交換し、光源２および光源６から出射
される光の偏光方向を換えてもよい。

【００７９】また、以上の説明はビームスプリッタ１０
として偏光ビームスプリッタ１１のＳ偏光反射、Ｐ偏光
透過を例に説明した。しかし、偏光ビームスプリッタ１
１がＰ偏光反射、Ｓ偏光透過として機能し、それに伴っ
て光源２、６の偏光成分と、偏光ビームスプリッタ１
１、波長フィルタ１７、コリメータレンズ１６、１／４
波長板１２、及び全反射ミラー１３の配置を上記偏光成
分に合せて逆の構成としても、全く同様に動作すること
は改めて説明を重ねるまでもない。

【００８０】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生するフォーカス誤差検出法としていはゆる
スポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆるホロ
グラムフーコー法でも非点収差法でもよい。同様に低密
度光ディスクを再生するフォーカス誤差検出法としてい
はゆるスポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆ
るホログラムフーコー法でも非点収差法でもよい。また
トラッキング誤差検出法としていはゆる３ビーム法を例
にして説明したが、いわゆるプッシュプル法でも位相差
法でもよい。

【００８１】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生する光源に波長６５０ｎｍ近傍の光を用
い、低密度光ディスクを再生する光源に波長７８０ｎｍ
近傍の光を用いていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば低密度光ディスク用に６５０ｎｍの
光源を用い、高密度光ディスク用に４００ｎｍの光源を
用いても良い。

【００８２】以上に説明したように、本実施の形態２に
よればレンズの収差補正をコリメータレンズで行うこと
ができるので、対物レンズの光学特性を向上させること
ができる。さらに、ＤＶＤ用の光である光源２からの光
は平行光として対物レンズに入射するので、フォーカシ
ング動作やトラッキング動作による対物レンズの移動に
よる光学特性への影響を抑制する。

【００８３】また、光源のＰ偏光成分、Ｓ偏光成分に応
じて偏光ビームスプリッタ１１の透過、反射を行うの
で、ハーフミラー等を利用した場合に較べ、光の利用効
率を向上させることができる。従って、光源の半導体レ
ーザは低電力で済むので、低コストの半導体レーザを使
用することができ、また、半導体レーザの寿命を長寿命
に使用することができる。

【００８４】さらに光学ユニット４とビームスプリッタ
１０とを離隔することによる光路長をビームスプリッタ
１０と全反射ミラー１３とを往復する光路長に置換する
ことができる。その結果、光学ユニット４をビームスプ
リッタ１０に十分に近接して配置することができるよう
になるので、本実施の形態を用いた光ピックアップモジ
ュールはその半径方向の外形をより小さくすることがで
きる。

【００８５】また、偏光性回折素子１８を対物レンズ２
０とビームスプリッタ１０との間に設けたので、光学ユ
ニット４に回折格子を設ける必要が無くなり、光学ユニ
ット４を簡単な構造とすることができる。さらに、前述
の光路長との関係により、偏光性回折素子１８の＋１次
回折光と−１次回折光との分離を拡大することができ、
しかもＤＶＤ反射光のみを回折させるので光の利用効率
を低下させることなく分離させることができる。

【００８６】さらにまた、波長フィルタ１７により対物
レンズ２０の開口数を０．４から０．６の範囲で動作す
るように設定し、しかも、光源２に対して、対物レンズ
２０の開口数が０．６以上で焦点距離が２．５ｍｍ以
下、作動距離が１．２ｍｍ以下とすることができたの
で、光ディスク下面から光ピックアップ装置底面までの
厚みを７．５ｍｍ以下に構成することができる。

【００８７】（実施の形態３）次に、第３の実施の形態
について図６を用いて説明する。図６は、本発明の実施
の形態２による光ピックアップ装置の構成を示す図であ
る。図６において、４、８はそれぞれ光学ユニットであ
る。１０はビームスプリッタ、１６はコリメータレン
ズ、１８は偏光性回折素子、１９は波長板、及び２０は
対物レンズである。以上の構成要素とその配置は実施の
形態１と同様であるから同一の符号を付して詳細な説明
を省略する。

【００８８】本実施の形態３は実施の形態１に対して、
波長フィルタ１７を設けない事が異なる特徴点である。
波長フィルタ１７を設けないときは、ＣＤ２２での対物
レンズ２０の開口数は０．４５より大きくなるが、実施
の形態１と同様の光学的配置の条件の範囲内において、
ＣＤ２２での対物レンズ２０の開口数に応じて良好な再
生特性を有する光学ユニット８とコリメータレンズ１６
の配置が存在する。開口数が大きくなるに従って光学ユ
ニット８とコリメータレンズ１６の距離を短くすること
で、ＣＤ２２での良好な再生特性を有する。

【００８９】また、光学ユニット４と光学ユニット８と
の形状および検出素子の構成は前述の実施の形態１と同
様である。以上のように構成された実施の形態３の光ピ
ックアップにおける再生動作もまた、ＤＶＤの再生動作
並びにＣＤ２２の再生動作共に実施の形態１と同様であ
る。

【００９０】また、１／４波長板１２と全反射ミラー１
３および波長板１４と波長膜１５のビームスプリッタ１
０に対する配置を交換し、光源２および光源６から出射
される光の偏光方向を換えてもよい。

【００９１】また、以上の説明はビームスプリッタ１０
として偏光ビームスプリッタ１１のＳ偏光反射、Ｐ偏光
透過を例に説明した。しかし、偏光ビームスプリッタ１
１がＰ偏光反射、Ｓ偏光透過として機能し、それに伴っ
て光源２、６の偏光成分と、偏光ビームスプリッタ１
１、及びコリメータレンズ１６、１／４波長板１２、全
反射ミラー１３の配置を上記偏光成分に合せて逆の構成
としても、全く同様に動作することは改めて説明を重ね
るまでもない。

【００９２】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生するフォーカス誤差検出法としていはゆる
スポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆるホロ
グラムフーコー法でも非点収差法でもよい。同様に低密
度光ディスクを再生するフォーカス誤差検出法としてい
はゆるスポットサイズ法を例にして説明したが、いわゆ
るホログラムフーコー法でも非点収差法でもよい。また
トラッキング誤差検出法としていはゆる３ビーム法を例
にして説明したが、いわゆるプッシュプル法でも位相差
法でもよい。

【００９３】また、本実施の形態においては高密度光デ
ィスクを再生する光源に波長６５０ｎｍ近傍の光を用
い、低密度光ディスクを再生する光源に波長７８０ｎｍ
近傍の光を用いていたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、例えば低密度光ディスク用に６５０ｎｍの
光源を用い、高密度光ディスク用に４００ｎｍの光源を
用いても良い。

【００９４】以上に説明したように、本実施の形態３に
よればレンズの収差補正をコリメータレンズ１６で行う
ことができるので、対物レンズ２０の光学特性を向上さ
せることができる。さらに、ＤＶＤ用の光である光源２
からの光は平行光として対物レンズ２０に入射するの
で、フォーカシング動作やトラッキング動作による対物
レンズ２０の移動による光学特性への影響を抑制する。

【００９５】また、光源のＰ偏光成分、Ｓ偏光成分に応
じて偏光ビームスプリッタ１１の透過、反射を行うの
で、ハーフミラー等を利用した場合に較べ、光の利用効
率を向上させることができる。従って、光源２、６の半
導体レーザは低電力で済むので、低コストの半導体レー
ザを使用することができ、また、半導体レーザの寿命を
長寿命に使用することができる。

【００９６】また、波長フィルタ１７を設けなくてよい
ので、光学系の組立て・調整がより簡易になるととも
に、低コストを実現できる。

【００９７】さらに光学ユニット４とビームスプリッタ
１０とを離隔することによる光路長をビームスプリッタ
１０と全反射ミラー１３とを往復する光路長に置換する
ことができる。その結果、光学ユニット４をビームスプ
リッタ１０に十分に近接して配置することができるよう
になるので、本実施の形態を用いた光ピックアップモジ
ュールはその半径方向の外形をより小さくすることがで
きる。

【００９８】また、偏光性回折素子１８を対物レンズ２
０とビームスプリッタ１０との間に設けたので、光学ユ
ニット４に回折格子を設ける必要が無くなり、光学ユニ
ット４を簡単な構造とすることができる。さらに、前述
の光路長との関係により、偏光性回折素子１８の＋１次
回折光と−１次回折光との分離を拡大することができ、
しかもＤＶＤ反射光のみを回折させるので光の利用効率
を低下させることなく分離させることができる。

【００９９】さらにまた、波長フィルタ１７により対物
レンズ２０の開口数を０．４から０．６の範囲で動作す
るように設定し、しかも、光源２に対して、対物レンズ
２０の開口数が０．６以上で焦点距離が２．５ｍｍ以
下、作動距離が１．２ｍｍ以下とすることができたの
で、光ディスク下面から光ピックアップ装置底面までの
厚みを７．５ｍｍ以下に構成することができる。

【０１００】（実施の形態４）次に、第４の実施の形態
について図７を用いて説明する。図７は、本発明の実施
の形態４による光ピックアップ装置の構成を示す図であ
る。図７において、４、８はそれぞれ光学ユニットであ
る。１０はビームスプリッタ、１６はコリメータレン
ズ、１８は偏光性回折素子、１９は波長板、及び２０は
対物レンズである。以上の構成要素とその配置は実施の
形態２と同様であるから同一の符号を付して詳細な説明
を省略する。

【０１０１】本実施の形態４は実施の形態２に対して、
波長フィルタ１７を設けない事を特徴とする点が異な
る。

【０１０２】なお、波長フィルタ１７を設けない事の特
徴については実施の形態３で、並びに以上の構成要素と
その配置による特徴については実施の形態２でそれぞれ
説明したので、説明の重複を省略する。

【０１０３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、２つの
光学ユニットと一つの光学系とを有し、２つの光学ユニ
ットは１つの光学系を共用するので、異なる記録密度の
光ディスクを記録再生することができ、しかも小型、薄
型、かつ低消費電力の光ピックアップを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による光ピックアップ装
置の構成を示す図

【図２】図１の光学ユニットの配置における光路長を表
す図

【図３】本発明の一実施の形態における受光素子の構成
を示す図

【図４】本発明の実施の形態２による光ピックアップ装
置の構成を示す図

【図５】図４の光学ユニットの配置における光路長を表
す図

【図６】本発明の実施の形態３による光ピックアップ装
置の構成を示す図

【図７】本発明の実施の形態４による光ピックアップ装
置の構成を示す図

【図８】従来の光ピックアップの平面図とその要部断面
図

【符号の説明】

２、６光源３ａ、３ｂ、７ａ、７ｂ受光素子４、８光学ユニット４ａ、８ａ基板部４ｂ、８ｂ側壁部４ｃ、８ｃ端子４ｄ、８ｄ出射部５、９光学部材９ａ、９ｂ回折格子１０ビームスプリッタ１１偏光ビームスプリッタ１２１／４波長板１３全反射ミラー１４、１９波長板１５波長膜１６、６２コリメータレンズ１７波長フィルタ１８偏光性回折素子１９波長板２０対物レンズ２１、５２高密度光ディスク（ＤＶＤ）２２低密度光ディスク（ＣＤ）５０高密度光ディスク用光ピックアップ５１対物レンズ保持筒５３、６５レーザー光５４高密度光ディスク用対物レンズ５５コイルユニット５７線状弾性部材６１高密度光ディスク用光学ユニット６３、６６立ち上げミラー６４低密度光ディスク用光学ユニット６７低密度光ディスク用対物レンズ６８低密度光ディスク７０低密度光ディスク用光ピックアップ７１スピンドルモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスク記録媒体の情報を再生する光ピ
ックアップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の
光学ユニットと、第２の波長の光を出射する第２の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第２の光検出器と、光ディスクか
らの反射光を前記第２の光検出器に導く第２の光誘導手
段とを有する第２の光学ユニットと、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光とをほぼ同一
の光軸に導く光分離手段と、前記第１の波長の光に対して回折し、前記第２の波長の
光に対して透過する偏光性回折手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し、前記第２の波長の光に対して透過する波
長性偏光手段と、対物レンズとを有することを特徴とする光ピックアッ
プ。
【請求項２】前記光分離手段は、ある振動方向を有する
直線偏光の光を透過し、他の直交する振動方向を有する
直線偏光の光を反射する偏光ビームスプリッタであるこ
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】前記第１の波長の光が前記対物レンズを透
過して集光したときの球面収差と、前記第２の波長の光
が前記対物レンズを透過して集光したときの球面収差と
が共に所要の値以下となるように、前記第１の光源から
前記対物レンズまでの光路長の距離と、前記第２の光源
から前記対物レンズまでの光路長の距離とが異なるよう
に配置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。
【請求項４】前記第１の波長の光が６００から６８０ｎ
ｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の波
長であって、前記第１の光源から前記コリメータレンズ
までの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から前
記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２としたと
き、Ｌ１＞Ｌ２なる距離に配置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。
【請求項５】光ディスク記録媒体の情報を再生する光ピ
ックアップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の
光学ユニットと、第２の波長の光を出射する第２の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第２の光検出器と、光ディスクか
らの反射光を前記第２の光検出器に導く第２の光誘導手
段とを有する第２の光学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を透過し、他の直交
する振動方向を有する直線偏光の光を反射する偏光ビー
ムスプリッタにより前記第１の波長の光と前記第２の波
長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、前記第１の波長の光を拡散光から平行光に変換し、前記
第２の波長の光の拡散角度を減少させるコリメータレン
ズと、前記第１の波長の光に対して回折し、前記第２の波長の
光に対して透過する偏光性回折手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し、前記第２の波長の光に対して透過する波
長性偏光手段と、対物レンズとを有し、前記光分離手段と前記対物レンズとの間に前記偏光性回
折手段を配置し、前記偏光性回折手段と前記光分離手段
との間に前記コリメータレンズを配置し、前記偏光性回
折手段の光軸と前記対物レンズの光軸とを結ぶ延長上に
前記第２の光源の光軸を配置し、前記偏光性回折手段の
光軸と前記対物レンズの光軸とを結ぶ光軸に対して直角
に交わるように前記第１の光源の光軸を配置し、前記第
１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸との交点を含む
位置に前記光分離手段を配置したことを特徴とする光ピ
ックアップ。
【請求項６】前記第１の波長の光が６００から６８０ｎ
ｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の波
長であって、前記第１の光源から前記コリメータレンズ
までの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から前
記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２としたと
き、Ｌ１＞Ｌ２なる距離に配置されていることを特徴と
する請求項５記載の光ピックアップ。
【請求項７】前記第１の波長の光が６００から６８０ｎ
ｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の波
長であって、前記第１の光源から前記コリメータレンズ
までの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から前
記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２としたと
き、０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５なる範囲の距離に
配置されていることを特徴とする請求項５記載の光ピッ
クアップ。
【請求項８】光ディスク記録媒体の情報を再生する光ピ
ックアップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の
光学ユニットと、第２の波長の光を出射する第２の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第２の光検出器と、光ディスクか
らの反射光を前記第２の光検出器に導く第２の光誘導手
段とを有する第２の光学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を透過し、他の直交
する振動方向を有する直線偏光の光を反射する偏光ビー
ムスプリッタにより前記第１の波長の光と前記第２の波
長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、前記第１の波長の光を拡散光から平行光に変換し、前記
第２の波長の光の拡散角度を減少させるコリメータレン
ズと、前記第１の波長の光に対して回折し、前記第２の波長の
光に対して透過する偏光性回折手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し、前記第２の波長の光に対して透過する波
長性偏光手段と、対物レンズとを有し、前記光分離手段と前記対物レンズとの間に前記偏光性回
折手段を配置し、前記偏光性回折手段と前記光分離手段
との間に前記コリメータレンズを配置し、前記第１の光
源と前記第２の光源とを対向させて配置し、前記第１の
光源の光軸と前記第２の光源の光軸とを結ぶ直線が前記
偏光性回折手段の光軸と前記対物レンズの光軸とを結ぶ
光軸の直線に対して直角に交わるように配置し、前記偏
光性回折手段の光軸と前記対物レンズの光軸とを結ぶ光
軸の直線と前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光
軸とを結ぶ直線との交点を含む位置に前記光分離手段を
配置したことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】前記第１の波長の光が６００から６８０ｎ
ｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の波
長であって、前記第１の光源から前記コリメータレンズ
までの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から前
記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２としたと
き、Ｌ１＞Ｌ２なる距離に配置されていることを特徴と
する請求項８記載の光ピックアップ。
【請求項１０】前記第１の波長の光が６００から６８０
ｎｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の
波長であって、前記第１の光源から前記コリメータレン
ズまでの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から
前記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２とした
とき、０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５なる範囲の距離
に配置されていることを特徴とする請求項８記載の光ピ
ックアップ。
【請求項１１】光ディスク記録媒体の情報を再生する光
ピックアップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の
光学ユニットと、第２の波長の光を出射する第２の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第２の光検出器と、光ディスクか
らの反射光を前記第２の光検出器に導く第２の光誘導手
段とを有する第２の光学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を透過し、他の直交
する振動方向を有する直線偏光の光を反射する偏光ビー
ムスプリッタにより前記第１の波長の光と前記第２の波
長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、前記第１の波長の光を拡散光から平行光に変換し、前記
第２の波長の光の拡散角度を減少させるコリメータレン
ズと、前記第１の波長の光に対して回折し、前記第２の波長の
光に対して透過する偏光性回折手段と、前記第１の波長の光に対する透過光束の径と、前記第２
の波長の光に対する透過光束の径とが異なる透過光束の
径を有する光束径変更手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し前記第２の波長の光に対して透過する波長
性偏光手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し前記第２の波長の光に対して透過する波長
性偏光手段と、前記第１の波長の光に対して反射し前記
第２の波長の光に対して透過する波長性反射手段とを接
合した第１の反射手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転する偏光手段と、前記第１の波長の光に対し
て反射する反射手段とを接合した第２の反射手段と、対物レンズとを有し、前記対物レンズと前記光分離手段との間に前記対物レン
ズから順に前記波長性偏光手段と、前記偏光性回折手段
と、前記光束径変更手段と、前記コリメータレンズとを
配置し、前記偏光性回折手段の光軸と前記対物レンズの光軸とを
結ぶ延長上に前記第２の光源の光軸を配置し、前記偏光
性回折手段の光軸と前記対物レンズの光軸とを結ぶ光軸
に対して直角に交わるように前記第１の光源の光軸を配
置し、前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸と
の交点を含む位置に前記光分離手段を配置したことを特
徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】前記第１の波長の光が６００から６８０
ｎｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の
波長であって、前記第１の光源から前記コリメータレン
ズまでの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から
前記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２とした
とき、０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５なる範囲の距離
に配置されていることを特徴とする請求項１１記載の光
ピックアップ。
【請求項１３】前記光束径変更手段は、開口数（ＮＡ）
０．４から０．６の範囲で前記対物レンズが動作するよ
うに前記透過光束の径を制限する絞り部材であって、前
記光分離手段と前記対物レンズとの間に配置し、前記対物レンズは、前記第１の波長の光に対して開口数
が０．６以上で焦点距離が２．５ｍｍ以下、作動距離が
１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１１記載
の光ピックアップ。
【請求項１４】前記光分離手段はＳ偏光成分を反射しＰ
偏光成分を透過する機能を有する偏光ビームスプリッタ
であって、前記光分離手段の前記第２の光学ユニットと対向する面
に前記第１の反射手段を配置し、前記光分離手段の前記
第１の光学ユニットと対向する面の裏面に前記第２の反
射手段を配置し、前記第１の光源をＳ偏光で出射し、前記第２の光源をＰ
偏光で出射することを特徴とする請求項１１記載の光ピ
ックアップ。
【請求項１５】前記光分離手段はＰ偏光成分を反射しＳ
偏光成分を透過する機能を有する偏光ビームスプリッタ
であって、前記光分離手段の前記第２の光学ユニットと対向する面
に前記第１の反射手段を配置し、前記光分離手段の前記
第１の光学ユニットと対向する面の裏面に前記第２の反
射手段を配置し、前記第１の光源をＰ偏光で出射し、前記第２の光源をＳ
偏光で出射することを特徴とする請求項１１記載の光ピ
ックアップ。
【請求項１６】光ディスク記録媒体の情報を再生する光
ピックアップであって、第１の波長の光を出射する第１の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第１の光検出器とを有する第１の
光学ユニットと、第２の波長の光を出射する第２の光源と、光ディスクか
らの反射光を検出する第２の光検出器と、光ディスクか
らの反射光を前記第２の光検出器に導く第２の光誘導手
段とを有する第２の光学ユニットと、ある振動方向を有する直線偏光の光を透過し、他の直交
する振動方向を有する直線偏光の光を反射する偏光ビー
ムスプリッタにより前記第１の波長の光と前記第２の波
長の光とをほぼ同一の光軸に導く光分離手段と、前記第１の波長の光を拡散光から平行光に変換し、前記
第２の波長の光の拡散角度を減少させるコリメータレン
ズと、前記第１の波長の光に対して回折し、前記第２の波長の
光に対して透過する偏光性回折手段と、前記第１の波長の光に対する透過光束の径と、前記第２
の波長の光に対する透過光束の径とが異なる透過光束の
径を有する光束径変更手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し前記第２の波長の光に対して透過する波長
性偏光手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転し前記第２の波長の光に対して透過する波長
性偏光手段と、前記第１の波長の光に対して反射し前記
第２の波長の光に対して透過する波長性反射手段とを接
合した第１の反射手段と、前記第１の波長の光に対して振動方向を１／４波長の位
相差に回転する偏光手段と、前記第１の波長の光に対し
て反射する反射手段とを接合した第２の反射手段と、対物レンズとを有し、前記対物レンズと前記光分離手段との間に前記対物レン
ズから順に前記波長性偏光手段と、前記偏光性回折手段
と、前記光束径変更手段と、前記コリメータレンズとを
配置し、前記第１の光源と前記第２の光源とを対向させて配置
し、前記第１の光源の光軸と前記第２の光源の光軸とを
結ぶ直線が前記偏光性回折手段の光軸と前記対物レンズ
の光軸とを結ぶ光軸の直線に対して直角に交わるように
配置し、前記偏光性回折手段の光軸と前記対物レンズの
光軸とを結ぶ光軸の直線と前記第１の光源の光軸と前記
第２の光源の光軸とを結ぶ直線との交点を含む位置に前
記光分離手段を配置したことを特徴とする光ピックアッ
プ。
【請求項１７】前記第１の波長の光が６００から６８０
ｎｍの波長で、前記第２の波長の光が８００ｎｍ以下の
波長であって、前記第１の光源から前記コリメータレン
ズまでの光路長の距離をＬ１とし、前記第２の光源から
前記コリメータレンズまでの光路長の距離をＬ２とした
とき、０．５５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．７５なる範囲の距離
に配置されていることを特徴とする請求項１６記載の光
ピックアップ。
【請求項１８】前記光束径変更手段は、開口数（ＮＡ）
０．４から０．６の範囲で前記対物レンズが動作するよ
うに前記透過光束の径を制限する絞り部材であって、前
記光分離手段と前記対物レンズとの間に配置し、前記対物レンズは、前記第１の波長の光に対して開口数
が０．６以上で焦点距離が２．５ｍｍ以下、作動距離が
１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１６記載
の光ピックアップ。
【請求項１９】前記光分離手段はＳ偏光成分を反射しＰ
偏光成分を透過する機能を有する偏光ビームスプリッタ
であって、前記光分離手段の前記第２の光学ユニットと対向する面
に前記第１の反射手段を配置し、前記光分離手段の前記
コリメータレンズと対向する面の裏面に前記第２の反射
手段を配置し、前記第１の光源をＳ偏光で出射し、前記第２の光源をＰ
偏光で出射することを特徴とする請求項１６記載の光ピ
ックアップ。
【請求項２０】前記光分離手段はＰ偏光成分を反射しＳ
偏光成分を透過する機能を有する偏光ビームスプリッタ
であって、前記光分離手段の前記第２の光学ユニットと対向する面
に前記第１の反射手段を配置し、前記光分離手段の前記
コリメータレンズと対向する面の裏面に前記第２の反射
手段を配置し、前記第１項の光源をＰ偏光で出射し、前記第２の光源を
Ｓ偏光で出射することを特徴とする請求項１６記載の光
ピックアップ。