JPH11110786A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のレーザを搭載しつつ小型・薄型の光ピ
ックアップを提供することを目的とする。 【解決手段】 複数の光源２、９，受光手段９１、９２
を収納するとともに、光が通過する開口部７０ｄを備え
たパッケージ７０と、複数の斜面を有し、光源２，９そ
れぞれから出射された光を複数回反射して所定の光路に
導く光学部材７２，８６とを備え、光学部材８６には光
源９からの光の光路中に光源９から導かれてきた光の拡
散角を変換する拡散角変換手段８７が形成されており、
拡散角変換手段８７が、光学部材８６を構成する部材の
有する屈折率よりも小さな屈折率を有する物質と接触し
ているという構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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】以下従来の光ピックアップについて説明
する。

【０００３】図６は従来の光ピックアップの光学系を示
す図で、図６において、２００は光源及び受光素子を搭
載した光学ヘッドで、光学ヘッド２００には波長６５０
ｎｍの光源が搭載されている。また２０１は同じく光源
及び受光素子を搭載した光学ヘッドで、光学ヘッド２０
１には波長７８０ｎｍの光源が搭載されている。光学ヘ
ッド２００から出射された光（実線）は光路分離手段２
０２を通過してコリメータレンズ２０３に入射する。コ
リメータレンズ２０３で略平行光にされ、集光レンズ２
０４で高密度光ディスク１８に集光される。そしてそこ
で反射された光は集光レンズ２０４，コリメータレンズ
２０３，光路分離手段２０２を通過して光学ヘッド２０
０の受光手段に集光される。

【０００４】また光学ヘッド２０１から出射された光
（点線）は光路分離手段２０２で反射され、コリメータ
レンズ２０３に入射する。コリメータレンズ２０３で略
平行光にされ、集光レンズ２０５で高密度光ディスク１
９に集光される。このとき集光レンズ２０４と集光レン
ズ２０５とは動作する光学ヘッドに応じて、集光レンズ
切換手段２０６により切り替えられる。そしてそこで反
射された光は集光レンズ２０４，コリメータレンズ２０
３を通過し、光路分離手段２０２で反射されて光学ヘッ
ド２０１の受光手段に集光される。

【０００５】これにより課題となっていた再生時の光源
の波長依存性の高い記録媒体であるＣＤ−Ｒの再生が可
能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な光ピックアップでは、光学ヘッドが複数存在し、か
つ、集光レンズも複数必要であり、加えて集光レンズ切
換手段も必要であり、光ピックアップが大型化してしま
うという問題点があった。

【０００７】このため複数の光源を搭載した光学ヘッド
の実現が望まれており、その中の課題の一つとして、複
数の光源からの光を１つの集光レンズで種類の異なる記
録媒体に集光させるというものがある。

【０００８】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、複数のレーザを搭載しつつ小型・薄型の光ピックア
ップを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、複数の光源，受光手段を収納するとともに、光が通
過する開口部を備えたパッケージと、複数の斜面を有
し、第１，２の光源それぞれから出射された光を複数回
反射して所定の光路に導く光学部材とを備え、光学部材
の一方の光源からの光の光路中にその光源から導かれて
きた光の拡散角を変換する拡散角変換手段が形成されて
おり、拡散角変換手段が、光学部材を構成する部材の有
する屈折率よりも小さな屈折率を有する物質と接触して
いるという構成を有している。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明は、第１の
光源と、第２の光源と、前記第１，２の光源それぞれか
ら出射され記録媒体で反射されてきた光を受光する受光
手段と、前記第１の光源，前記第２の光源，前記受光手
段を収納するとともに、光が通過する開口部を備えたパ
ッケージと、複数の斜面を有し、前記第１の光源から出
射された光を複数回反射して所定の光路に導くと共に前
記第２の光源から出射された光を複数回反射して所定の
光路に導く光学部材とを備え、前記光学部材の第１の光
源からの光の光路中に第１の光源から導かれてきた光の
拡散角を変換する拡散角変換手段が形成されており、前
記拡散角変換手段が、前記光学部材を構成する部材の有
する屈折率よりも小さな屈折率を有する物質と接触して
いることにより、拡散角変換手段における拡散角の大き
さをより大きくすることができ、拡散角変換手段の構成
をより簡単にすることができる。

【００１１】請求項２に記載の発明は、拡散角変換手段
が形成されている光学部材の屈折率と前記拡散角変換手
段が接触している物質の屈折率の差が０．３５以上、好
ましくは０．５以上としたことにより、より簡単な構成
で大きな拡散角を得ることができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、拡散角変換手段
が接している物質が気体であることにより、大きな屈折
率の差を得ることができるとともに、拡散角変換手段の
細かいピッチに満遍なく分布させることができる。

【００１３】請求項４に記載の発明は、気体が不活性ガ
スであることにより、接触する光学部材に設けられてい
る各種光学素子の劣化を防止することができる。

【００１４】請求項５に記載の発明は、拡散角変換手段
は拡散光を収束光に変換することにより、発光点とは別
の位置で一旦収束させることができるので、発光点位置
を記録媒体の近くに移動させることができる。

【００１５】請求項６に記載の発明は、拡散角変換手段
は入射してくる光の光軸に対して略垂直に配置されてお
り、拡散角が変換される前の光の光軸と変換された後の
光の光軸とがほぼ同一であることにより、入射光軸に対
する拡散角変換手段の中心軸のずれに対する許容度を向
上させることができる。

【００１６】請求項７に記載の発明は、拡散角変換手段
が形成されている光学部材の面がパッケージ内部に面し
ていることにより、光学部材の面における経年変化量を
内部に設けられている光学部材のそれと同じにできるの
で、光ピックアップの寿命を伸ばすことができる。

【００１７】（実施の形態１）以下本発明の実施の形態
１について図面を参照しながら説明する。

【００１８】図１は本発明の一実施の形態における集積
化された光学ヘッドの断面図であり、図２は本発明の一
実施の形態における光学部分の詳細な断面図である。こ
こで図２における正断面図は光路を直線状に描いてい
る。

【００１９】図１及び図２において、７０はパッケージ
で、パッケージ７０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手段９１，９２等が
載置される基板部７０ａ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７０ｂ等により形成されてい
る。

【００２０】これらの基板部７０ａと側壁部７０ｂ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。

【００２１】パッケージ７０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及び光
源９で発生する熱を良好に放出できるので好ましい。

【００２２】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及び光源９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。

【００２３】またパッケージ７０はその基板部７０ａ及
び必要に応じて側壁部７０ｂ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
２，９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７０ａの面積が大きければ
大きいほど放熱性が良好になる。

【００２４】さらに基板部７０ａには光源２，９に電力
を供給したり、受光素子９１，９２からの電気信号を演
算回路（図示せず）に伝達する端子７０ｃが設けてあ
る。この端子７０ｃ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７０ｃを形成した場合について説明す
る。

【００２５】端子７０ｃは、金属材料から構成されてい
る基板部７０ａに電気的に接触しないようにしながら、
基板部７０ａ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７０ｃの材質としてはＦｅＮ
ｉＣｏ合金，ＦｅＮｉ合金，ＦｅＣｒ合金等を用いるこ
とが好ましい。基板部７０ａと端子７０ｃ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７０ｃと基
板部７０ａ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７０ｃの基
板部７０ａ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。

【００２６】光源２及び光源９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、最適である。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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２０（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。

【００３１】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。

【００３２】次に光源２及び光源９（以下合わせて各光
源と称す）を載置する光源載置部７１について説明す
る。光源載置部７１はその形状が直方体状若しくは板形
状で、その上面若しくは側面には各光源が取り付けられ
ている。この光源載置部７１は、基板部７０ａ若しくは
側壁部７０ｂに別部材若しくは基板部７０ａ，側壁部７
０ｂの一部として設けられており、各光源を載置すると
ともに、各光源で発生した熱を逃がす働きを有してい
る。

【００３３】更に光源載置部７１を構成する材料は、線
膨張係数が各光源のそれ（約６．５×１０^-6／℃）に近
い材質が好ましい。具体的には線膨張係数が３〜１０×
１０ ^-6／℃で、熱伝導率が１００Ｗ／ｍＫ以上である物
質、例えばＡｌＮ，ＳｉＣ，Ｔ−ｃＢＮ，Ｃｕ／Ｗ，Ｃ
ｕ／Ｍｏ，Ｓｉ等を、特に高出力の光源を用いる場合で
熱伝導率を非常に大きくしなければならないときにはダ
イアモンド等を用いることが好ましい。

【００３４】光源２及び光源９と、光源載置部７１の線
膨張係数が同じか近い数値となるようにした場合、各光
源と光源載置部７１の間の歪みの発生を抑制することが
できるので、各光源と光源載置部７１との取付部分が外
れたり、各光源にクラックが入る等の不都合を防止する
ことができる。

【００３５】また光源載置部７１の熱伝導率をできるだ
け大きく取ることにより、各光源で発生する熱を効率よ
く外部に逃がすことができるので、各光源の温度が上昇
し、各光源から出射される光の波長がシフトしてしま
い、記録媒体での光の収束位置が微妙に異なってしま
い、再生信号に多くのノイズ成分が混入してしまった
り、各光源の出力が低下してしまい、記録媒体に対する
記録再生動作が正常に行えなくなったり、更には各光源
の寿命が短くなったり、最悪の場合には各光源が破壊さ
れてしまう等の不都合の発生を防止することができる。

【００３６】本実施の形態においては、この様な光源載
置部７１の側面部７１ａに光源２と光源９とを光源載置
部７１の底面から略同一の高さに配置している。

【００３７】７２は第１光学部材で、第１光学部材７２
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所
定の光路に導く働きを有している。

【００３８】第１光学部材７２は、第１の斜面７２ａ，
第２の斜面７２ｂ及び第３の斜面７２ｃを有しており、
特に光が入射する面と出射される面とは略平行で、か
つ、入射若しくは出射される光はこれらの面に略垂直に
入射するような構成を有しているが好ましい。この様に
形成することにより、入射する光に対する非点収差等の
発生を抑制することができるので、透過する光の光学特
性の劣化を防止することができる。

【００３９】さらに第１の斜面７２ａ，第２の斜面７２
ｂ及び７２ｃには各種の光学素子が形成されている。

【００４０】以下第１光学部材７２中に存在する各種光
学素子について説明する。まず第１の斜面７２ａには、
反射膜７３及び反射膜７４が形成されている。反射膜７
３は、光源２から出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、反射膜７４は光源９から出射さ
れてきた光を所定の方向に反射する働きを有している。
そして反射膜７３及び反射膜７４を構成する材料として
は、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を交互に複数層設
けることにより形成されていることが好ましい。

【００４１】なお本実施の形態においては反射膜７３及
び反射膜７４とは別々に設けられていたが、１つの大き
な反射膜として第１の斜面７２ａのほぼ全体に形成して
も良い。この場合マスクを用いて反射膜を形成するプロ
セスを省略することができるとともに反射膜を形成する
ためのマスクも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ともに製造コストも低減すること
ができる。

【００４２】そして第２の斜面７２ｂには、偏光分離膜
７５，７６が形成されている。偏光分離膜７５には、光
源２から出射され、反射膜７３で反射されてきた光が入
射し、偏光分離膜７６には光源９から出射され、反射膜
７４で反射されてきた光が入射する。これらの偏光分離
膜７５，７６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。

【００４３】この様な偏光分離膜７５，７６は屈折率の
異なる複数の誘電体材料を交互に複数層設けることによ
り形成されていることがより正確なＰＳ分離が行えるの
で好ましい。特にここでは、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。

【００４４】偏光分離膜７５，７６の膜厚は、入射して
くる光の波長に応じて設定されることが好ましい。この
様にすることにより、入射してくる光の波長の差による
偏光分離の不完全さを減少させることができ、より正確
なＰＳ分離を行うことができる。

【００４５】これらの偏光分離膜７５，７６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、ひいては光源２および光源９を小さい出力で所
定の盤面光量を得ることができるので、各光源の長寿命
化を実現できるので好ましい。

【００４６】なお本実施の形態においては偏光分離膜７
５，７６をそれぞれ別々に設けられていたが、入射して
くる光の波長の差が小さい場合には、１つの大きな偏光
分離膜として第２の斜面７２ｂの上部ほぼ全体に形成し
ても良い。この場合マスク用を用いて偏光分離膜を形成
するプロセスを省略することができるとともに偏光分離
膜を形成するためのマスクも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ともに製造コストも
低減することができる。

【００４７】また本実施の形態においては、出射光と戻
り光の分離手段として偏光分離膜を用いていたが、これ
らは必要とされる盤面光量に応じて、ハーフミラー等の
分離手段を用いても良い。

【００４８】次に第２の斜面７２ｂに設けられている他
の光学部材について説明する。７７及び７８はモニター
光用のホログラムで、ホログラム７７は光源２から出射
され、反射膜７３で反射された光のうちの一部を所定の
方向へ反射回折する働きを有している。このホログラム
７７で反射回折された光は、第１光学部材７２の上面に
設けられている反射部７９に導かれ、その後受光手段上
に設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモニタ
光受光部からの電気信号を元に光源２に加える電力を調
整して、光源２から出射される光の光量が常に最適値と
なるように制御を行う。

【００４９】またホログラム７８は光源９から出射さ
れ、反射膜７４で反射された光のうちの一部を所定の方
向へ反射回折する働きを有している。このホログラム７
８で反射回折された光は、第１光学部材７２の上面に設
けられている反射部８０に導かれ、その後受光手段上に
設けられたモニタ光受光部に入射する。そしてモニタ光
受光部からの電気信号を元に光源９に加える電力を調整
して、光源９から出射される光の光量が常に最適値とな
るように制御を行う。

【００５０】さらに第２の斜面７２ｂの最も光源寄りの
部分には反射膜８１，８２が設けられている。

【００５１】反射膜８１は、光路分割手段８３で反射さ
れて入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを
有しており、反射膜８２は光路分割手段８４で反射され
て入射してきた光を反射して所定の位置に導く働きを有
している。反射膜８１，８２はともに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。

【００５２】最後に第３の斜面７２ｃには光路分割手段
８３，８４が形成されている。光路分割手段８３は、光
源２から出射されて高密度光ディスク１８で反射されて
戻ってきた光を透過するか、若しくは、反射する働きを
有しており、光路分割手段８４は、光源９から出射され
て低密度光ディスク１９で反射されて戻ってきた光を透
過するか、若しくは、反射する働きを有している。ここ
では光路分割手段８３及び光路分割手段８４の双方とも
透過する光量と反射する光量とが略同量となるようにハ
ーフミラーを用いることが好ましい。

【００５３】次に第２光学部材８６について説明する。
第２光学部材８６はパッケージ７０の側壁部７０ｂに設
けられている開口部７０ｄを塞ぐように設けられてお
り、パッケージ７０の側壁部７０ｂとは、紫外線硬化樹
脂，エポキシ樹脂及び接着ガラス等で接合されている。
第２光学部材８６は、第１基板８６ａ、第２基板８６ｂ
を有している。以下これらの基板について順次説明す
る。

【００５４】まず第１基板８６ａは平行平面形状を有す
るガラスや樹脂等の良好な透光性を有する材料から形成
されており、そのシールド部材８５側の端面の光源９か
らの光が通る領域には拡散角変換手段８７が形成されて
いる。拡散角変換手段８７は第１基板８６ａの光源９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低密度光ディスク１９の近くから出
射されたように光路を変換する働きを有しているもの
で、実質的に低密度光ディスク１９に近づく方向に発光
点をずらしている。これにより光源９の発光点は真の発
光点９ａから見かけ上の発光点９ｂに移動し、従って光
源９から記録媒体までの光路長を見かけ上短くする働き
を有している。

【００５５】この拡散角変換手段８７は光源９から出射
された光の光軸に対してほぼ垂直に形成されていること
が好ましい。一般に、入射してくる光の光軸と拡散角変
換手段８７の中心軸とは正確に一致していることが好ま
しいが、実際には多少のずれ存在する場合が多い。これ
に対して拡散角変換手段８７が光源９から出射された光
の光軸に対してほぼ垂直に形成されていることにより、
入射してくる光の光軸と拡散角変換手段８７の中心軸と
の許容される、即ち光学特性の劣化を許容範囲に抑制で
きるずれ量を最大にすることができる。従って入射して
くる光の光軸と拡散角変換手段８７の中心軸の間で要求
される位置あわせの精度を低くすることができるので、
位置あわせを簡単に行うことができ、位置あわせにかか
る時間も低減することができる。また逆に光の光軸と拡
散角変換手段８７の中心軸との間にずれが発生した場合
の光学特性の劣化をより小さなものにすることができ
る。このことは当初正確に位置あわせされていたものが
接合に用いられる樹脂等の経年変化等によりずれてしま
った場合の光学特性の劣化を防止することとなるので、
長期間に亘って光学特性の劣化が少ない、信頼性の高い
光ピックアップとすることができる。

【００５６】また、拡散角変換手段８７を第２光学部材
８６の光源９よりの端面に形成したことにより、第２光
学部材８６の表面に露出する拡散角変換手段８７をパッ
ケージ７０の内部に収納することができるので、拡散角
変換手段８７を構成する誘電体やガラス，樹脂等の材料
が水分を吸着したり、酸化したりして起こる拡散角変換
手段８７の劣化を抑制することができる。従って正確な
拡散角の制御をより長期間に亘って行うことができるの
で、光ピックアップの信頼性を向上させ、長期間に亘っ
て優れた光学特性を持続できる光ピックアップを実現す
ることができる。

【００５７】拡散角変換手段８７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。

【００５８】さらに拡散角変換手段８７は、それが形成
されている第２光学部材８６よりも屈折率の低い物質に
接触していることが好ましい。特に拡散角変換手段８７
をホログラムで形成した場合には、拡散角変換手段８７
における拡散角の変換の大きさはホログラムを構成する
溝のピッチを小さくすればするほど大きくなり、同じピ
ッチであれば、拡散角変換手段８７が形成されている光
学部材の屈折率と、拡散角変換手段８７が接している物
質の屈折率の差が大きければ大きいほど拡散角の変換の
大きさは大きくなる。

【００５９】しかしながらピッチの大きさは加工限界に
より小さくできる限界が存在し、現在では、採算性が取
れるラインとして１μｍ程度が限界であると考えられ
る。また、ピッチを大きくすると、拡散角変換手段８７
の製造がより容易に行えるようになるので、生産性を向
上させることができるとともに、製造に用いられる製造
装置も簡素化することができ、作業時間を短縮すること
ができるとともに製造コストも低減されることになる。
更にはより精度良く作製することができるので、光学特
性も良好にすることができるので好ましい。

【００６０】この点を鑑みると、前述の屈折率の差が大
きければ大きいほど好ましいことがわかる。特に本実施
の形態に示すように光源９から出射された光を一旦収束
させて、その後拡散していく光を集光レンズ１７に入射
させるような構成とし、かつ拡散角変換手段８７を構成
するホログラムのピッチが１μｍ以上になるには、光学
部材を構成する材料の屈折率と拡散角変換手段８７に接
する物質の屈折率との差が０．３５以上であれば良く、
さらに後述するように光源２からコリメータレンズ１６
間での距離と光源９からコリメータレンズ１６までの距
離の比が所定の値以下に収まるようにし、かつ、ホログ
ラムのピッチを１μｍ以上とするには、第２光学部材８
６を構成する材料の屈折率と拡散角変換手段８７に接す
る物質の屈折率との差が０．５以上であればよい。この
様な条件を満たす物質として本実施の形態では、空気を
用いている。空気は、樹脂などの液体とは異なり、拡散
角変換手段８７の細かいピッチ中に満遍なく分布させる
ことができ、かつ、屈折率も大体１程度と非常に小さい
ので、分布の偏りに起因する光学特性の劣化を防止しつ
つ、条件を満たすことができる。空気の中でも特に不活
性ガスとすることが光学部材に設けられている各種光学
素子の酸化等による劣化を防止することができるので好
ましい。拡散角変換手段８７が設けられている光学部材
８６における経年変化量をパッケージ７０内部に設けら
れている光学部材７２のそれと同じにできるので、光ピ
ックアップの寿命を伸ばすことができる。

【００６１】次に拡散角変換手段の構成について図面を
参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態１に
おける拡散角変換手段の断面図である。

【００６２】拡散角変換手段８７には、同心円で断面が
凹凸であり、周辺部ほどピッチが小さいパターンが形成
されている。パターンの形成は、ドライエッチング等に
よって行われる。ホログラムパターンに光Ｒが入射する
と、回折せずに透過する０次光９３と、ピッチに応じた
＋１次回折９４、−１次光９５などが発生する。本実施
の形態においては、０次光９３及び−１次光９５を抑制
し、＋１次光９４をより強めるために、断面形状を回折
方向に合わせて多段化している。この多段化は、複数の
マスクパターンを用意し、レジスト露光とドライエッチ
ングを繰り返し行えば形成できる。このようなパターン
にすることにより、０次光９３及び−１次光９５の発生
を抑制できるので、盤面光量や信号検出に必要な光量を
稼ぐことができ、光源９を低出力で使用することができ
る。

【００６３】またこのとき拡散角変換手段８７は、光源
９から導かれ、低密度光ディスク１９に照射される光束
が拡散角変換手段８７で形成する口径よりも大きなパタ
ーンで形成されている。拡散角変換手段８７には往きの
光も帰りの光も入射することになる。特に帰りの光につ
いては、集光レンズ１７がシフトしてしまったときには
往きの光と異なった光路を通過することになる。このと
き拡散角変換手段８７が往きの光の口径に合わせて設計
されていると、けられが発生して受光手段９２に入射す
る光量が減少してしまい、信号の再生が行えなくなった
り、正確なサーボ信号の形成ができなくなってしまう可
能性がある。この不都合を回避するために、帰りの光が
入射する可能性のある領域まで口径大きくして、けられ
の発生を予防している。

【００６４】次に第２基板８６ｂは、第１の斜面８６ｄ
及び第２の斜面８６ｅを有し、更に第１の斜面８６ｄに
は偏光分離膜８８ａとビーム分離部８８ｂを備えた複数
ビーム形成手段８８が形成されており、第２の面８６ｅ
にはフィルタ８９が形成されている。

【００６５】第２基板８６ｂは、第１基板８６ａの上面
に設けられており、第１基板８６ａとは紫外線硬化樹
脂，エポキシ樹脂及び接合ガラス等の接合材により接合
されている。

【００６６】そして第２基板８６ｂは、光源２および光
源９から出射され、第１光学部材７２及び第２光学部材
８６の第１基板８６ａを介して導かれてきた光を所定の
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
光を所定の光路に導く働きを有している。

【００６７】さらに、第２基板８６ｂにおいて、特に光
が入射する面と出射される面とは、光の光軸に対して略
垂直で、かつ、それぞれの面が略平行となるように構成
されているが好ましい。この様に形成することにより、
入射する光に対する非点収差等の発生を抑制することが
できるので、透過する光の光学特性の劣化を防止するこ
とができる。

【００６８】また第１の斜面８６ｄと第２の斜面８６ｅ
は互いに略平行で、かつ、第１光学部材７２に形成され
ている斜面とは異なる方向に傾斜を有するように形成さ
れている。

【００６９】さらに第１の斜面８６ｄ及び第２の斜面８
６ｅには各種の光学素子が形成されている。

【００７０】先ず第１の斜面８６ｄには、複数ビーム形
成手段８８が設けられている。複数ビーム形成手段８８
は偏光方向に合わせて光を反射するかもしくは透過する
偏光分離膜８８ａと入射してきた光を複数の光束に分離
して反射するビーム分離部８８ｂを有しており、光源９
から出射され、拡散角変換手段８７を通過してきた光は
偏光分離膜８８ａをほとんど透過して、ビーム分離部８
８ｂに入射する。そして入射してきた光をビーム分離部
８８ｂで複数の光束に分離・反射している。なお、低密
度光ディスク１９で反射された帰りの光は、１／４波長
板の働きで偏光方向が変えられるので、ビーム分離部８
８ｂには入射せず偏光分離膜８８ａで反射される構成と
なっている。

【００７１】ここでビーム分離部８８ｂ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。

【００７２】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】なおトラッキング方法として３ビーム法を
用いない場合には、複数ビーム形成手段は設けなくて良
い。

【００７４】そして第２の斜面８６ｅには波長選択性の
あるフィルタ８９が形成されている。フィルタ８９は光
源２から導かれてきた光をほぼ８０％以上透過し、光源
９から導かれてきた光をほぼ８０％以上反射する働きを
有している。

【００７５】このフィルタ８９を第２の斜面８６ｅ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
妨げることなく光源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。

【００７６】この第２基板８６ｂにより、光源２からの
光と光源９からの光が略同一の光軸に導かれることにな
る。

【００７７】光源９からの光が第２光学部材に入射して
きて複数ビーム形成手段８８で反射された後にフィルタ
８９に入射するまでの光路は第１光学部材７２中を進む
光を含む平面に対して略垂直方向に進むように形成され
ている。

【００７８】９０は１／４波長板で、１／４波長板９０
は、フィルタ８９を透過してきた光源２からの光と、フ
ィルタ８９で反射されてきた光源９からの光の双方の偏
光方向を直線偏光から楕円偏光に変換する働きを有して
いる。

【００７９】なお１／４波長板９０としては、本実施の
形態に示すような所定の厚さを有する板状のものを用い
ても良いし、薄膜で形成しても良い。

【００８０】９１，９２はともに受光手段で、受光手段
９１は、光路分割手段８３を透過してきた光及び光路分
割手段８３で反射された後反射膜８１で反射されてきた
光を受光し、受光手段９２は、光路分割手段８４を透過
してきた光及び光路分割手段８４で反射された後反射膜
８２で反射されてきた光を受光するもので、ともにＲＦ
信号、モニタ信号、トラッキング信号及びフォーカシン
グ信号を形成するのに必要な位置に必要な形状で必要な
個数の各種受光部が形成されている。

【００８１】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。

【００８２】さらに光源２から出射された光と光源９か
ら出射された光の少なくとも一方を光学部材７２，８６
で複数回反射して所定の光路に導くことにより、パッケ
ージ７０全体の大きさを小さくすることができるととも
に反射なしで導く場合に比べて光学部材８６を出てから
の光路長を短くできるので、光ピックアップの小型化・
薄型化を図ることができる。

【００８３】また光源２および光源９からの光を複数の
光学素子が形成された光学部材７２，８６に入射させて
所定の光路に導くことにより、高密度光ディスク１８に
対する光も低密度光ディスク１９に対する光も、ともに
正確にそれぞれの記録媒体に導くことができるととも
に、複数の光源それぞれに対応した複数の光学系を異な
る光学部材を用いて形成する必要がなくなり、部品点数
の削減による生産性の向上及びそれぞれの構成部材の位
置あわせの簡略化を行うことができる。

【００８４】なお本実施の形態においては光源２及び光
源９から出射された光は同一の光学部材に入射するよう
な構成を有していたが、同一パッケージ中に別々に設け
られている光学部材に入射するような構成としてもよ
い。この様な構成とすることにより、光源２から出射さ
れた光に対する光学部材と光源９から出射された光に対
する光学部材とに分離することができるので、それぞれ
の光に所定の光学特性を与える光学素子のみをそれぞれ
の光学部材に形成すればよいので、同一斜面上に種類の
異なる光学素子を別々に形成する必要がなくなり、形成
された光学素子の性能を劣化させる要因を除去すること
ができる。更に、例えば光源２から出射された光が光源
９から出射された光用の光学素子に入射した後、再び光
源２から出射された光の光路に混入して迷光成分となる
可能性を減少させることができるので、光学特性の劣化
の少ない優れた光ピックアップを提供することができ
る。

【００８５】更に本実施の形態では、光源２および光源
９を第１光学部材７２の面７２ｄに対向するように設け
られている。即ち光源２および光源９から出射された光
は、第１光学部材７２の面７２ｄに入射し、第１光学部
材７２および第２光学部材８６等に形成されている各種
光学素子により所定の性質を有する光束に変換されて記
録媒体に導かれる構成を有している。

【００８６】このような構成としたことにより、光源２
および光源９は、第１光学部材７２の光源側の面７２ｄ
を基準面として、位置あわせを行うことができる。即ち
複数形成されている光源を１つの面７２ｃを基準として
位置あわせを行うことができるので、各光学部材に形成
されている各種光学素子に対してより高精度で位置あわ
せを行うことが可能になり、各光学部材に設けられてい
る各種光学素子に対する位置ずれが原因で発生する光学
特性の劣化を防止することができる。また光源２と光源
９との相互の位置調整も基準となる面が１つであるので
より容易に行うことができる。

【００８７】また第１光学部材７２のように、それぞれ
の光源からの光が入射してくる部位に光学素子が形成さ
れていない場合には、入射面となる面７２ｄには、入射
してくる光が散乱されたりしないように面粗度をできる
限り小さくする等の非常に精密な加工を施す必要があ
る。

【００８８】本実施の形態のように複数の光源からの光
を光学部材の同一面に入射させるようにしたことによ
り、このような精密加工を施さなければならない面の数
を減らすことができるので、精密加工に伴う製造工程を
簡略化でき、光学ヘッドの生産性が向上する。また精密
加工に係る生産コストも低減することができるので、安
価な光学ヘッドとすることができる。

【００８９】従って光源間の位置ずれおよび光源と光学
素子との間の位置ずれがほとんど存在せず、光学特性の
良好な信頼性の高い光ピックアップを実現することがで
きる。

【００９０】また本実施の形態では、第１光学部材７２
の光源に対向する面７２ｄから光源２および光源９まで
の距離を等しくしている。このような関係に光源２およ
び光源９を配置することによって、光源２および光源９
を例えば同一の平行平面部材に当て決めして固定するこ
とができるので、光源２および光源９の高さ精度を容易
に確保することができる。そしてこれにより、高さ精度
がでていないことが原因で発生する光学特性の劣化を抑
制することができるので、良好な記録若しくは再生特性
を有した光ピックアップを実現することができる。

【００９１】更に本実施の形態においては、光源２およ
び光源９とを光源載置部７１に配置している。このよう
に複数の光源を同一の光源載置部に設ける構成をしたこ
とにより、予め光源載置部７１に対して決められた位置
関係に光源２および光源９を固定しておくことができる
ので、光学ヘッドの組立を行う際に、第１光学部材７２
と光源２および光源９との間の位置決めを簡単にしかも
精度良く行うことができるようになり、光学ヘッドの生
産性を向上させることができる。また光源２および光源
９と第１光学部材７２との間の位置ずれも発生しにくく
なるので、優れた光学特性を有する光ピックアップとす
ることができる。

【００９２】更に光源載置部７１の同一面７１ａに光源
２および光源９を設けることにより、光源２および光源
９の光源載置部７１への取付をより容易に行え、更に異
なる面に設けた場合に比べて、光源２および光源９と光
源に電力を供給する電極やアースとの接続に用いられる
ワイヤの光源２および光源９との接続を容易に行えるよ
うになる。また光源２および光源９との相対的な位置決
めもより簡単かつ正確に行えるようになる。

【００９３】また光源を載置する光源載置部の面は非常
に高い精度で面出しを行う必要があるが、複数の光源を
同一面に設けることにより、面出しを行う面がい面で良
くなるので、製造工程の削減でき、これにより生産性を
向上させることができるとともに生産コストも低減でき
る。

【００９４】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、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とコリメータレ
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。

【００９５】図３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タレンズとの関係を示す図
である。図３において、Ｌ５はコリメータレンズ１６か
ら発光点２ａまでの距離を示しており、Ｌ６はコリメー
タレンズ１６から仮想発光点９ｂまでの距離を示してい
る。更に図４は本発明の実施の形態１における波面収差
量とＬ５，Ｌ６との関係を示している。すなわちＬ５と
Ｌ６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４から明らかなように、Ｌ
５とＬ６との比（Ｌ６÷Ｌ５＝Ｈ、以下Ｈで表記する）
が０．５０＜Ｈ＜０．７５であることが好ましいことが
わかる。

【００９６】またこの範囲を満足していれば、記録媒体
で反射されて戻っていく光に発生する波面収差量も抑制
することができるので、反射光を受光する受光素子に対
して良好に入射し、優れた信号特性を得ることができ
る。

【００９７】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４から明らかなように、Ｌ５とＬ６との比（Ｈ）
が０．５３＜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。

【００９８】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。

【００９９】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。

【０１００】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。

【０１０１】次にパッケージ７０により囲まれた空間の
内部、即ち光源２，９及び受光手段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２，９や受
光手段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。

【０１０２】本実施の形態においては、第２光学部材８
６によりパッケージ７０を密閉している。即ち第２光学
部材８６の第１基板８６ａの底面とパッケージ７０の側
壁部７０ｂの外側の面とは、パッケージ７０に設けられ
ている開口部７０ｄを塞ぐように、接合材により接合さ
れている。ここで用いられる接合材としては、光硬化樹
脂，エポキシ樹脂，接合ガラス等が用いられることが多
い。

【０１０３】そして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、パッケージ７０の内部に存在する第１光学部材７
２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２，９や受光手段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。

【０１０４】この様に第２光学部材とパッケージ７０の
側壁部７０ｂとを接合材を用いて接合し、パッケージ７
０を密閉する構成としたことにより、従来必要であった
この部分の封止にのみ設けられていたカバーガラスをな
くすことができるので、光ピックアップの構成を簡略化
でき、部品点数を削減することができる。また従来の光
学部材の位置合わせして接合する工程とパッケージを封
止するカバー部材を接合する工程の合計２工程必要であ
った光ピックアップの製造工程を前者の１工程に減らす
ことができるので、光ピックアップの製造工程を簡略化
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。

【０１０５】また第２光学部材８６がパッケージ７０の
外側に露出しているので、パッケージ内部に収納する場
合と比較して、パッケージの大きさを小さくすることが
できるとともに、必要な光学素子を１つの光学部材に形
成する場合に比べると、いつの光学部材中に存在する斜
面の数を大幅に減らすことができるので、特に光ピック
アップの幅方向の大きさを大幅に小さくすることができ
るので、光ピックアップの大きさをより小さくすること
ができ、ピックアップの空間利用効率をより高めること
ができる。

【０１０６】更に光学部材を２つに分離しつつも必要な
光学系のほぼ全てを１つのヘッドに搭載した光ピックア
ップとすることができるので、ピックアップの組立工程
を大幅に簡略化することができるユーザフレンドリーな
光ピックアップとなっている。

【０１０７】また第２光学部材８６において、外側に露
出している部分には光学素子を設けていないので、光学
素子が周囲に存在する外気にふれ、水分等を吸着して所
定の性能を出せなくなったり、光学素子に埃等が付着し
て特性が劣化してしまう等の不都合が発生することを抑
制することができる。

【０１０８】なお、このときパッケージ７０内部の圧力
は負圧になっていることが好ましい。この様にすること
により、パッケージ７０の外側からパッケージ７０の側
壁部７０ｂに接合される第２光学部材８６をパッケージ
７０の内側に向かって引き寄せる方向に力が加わるの
で、第２光学部材８６とパッケージ７０との接合性を良
好にすることができる。

【０１０９】次にさらに好ましい構成を有する実施の形
態を示す。この場合、パッケージ７０を外側から第２光
学部材８６のみで密閉するのではなく、シールド部材８
５と第２光学部材８６とにより、パッケージ７０の開口
部７０ｄを塞ぐように構成されている。即ちシールド部
材８５は、パッケージ７０の側壁部７０ｂに設けられた
開口部７０ｄをパッケージ７０の内側から塞ぐように設
けられており、第２光学部材８６は、パッケージ７０の
側壁部７０ｂに設けられた開口部７０ｄをパッケージ７
０の外側から塞ぐように設けられており、この２つによ
り、パッケージ７０の内部は密閉されている。

【０１１０】この様な構成にする利点について説明す
る。内側から接合されているシールド部材８５は、パッ
ケージ７０の内部が正圧である場合には接合材ごと側壁
部７０ｂに押し付けられることになるので、リークが発
生する可能性を低減することができるが、パッケージ７
０の内部が負圧の場合には側壁部７０ｂから離れていく
方向に力が加わることになるので、接合不良を生じてリ
ークが発生してしまう可能性が大きくなってしまう。

【０１１１】これに対してと外側から接合されている第
２光学部材８６は、シールド部材８５とは逆に、パッケ
ージ７０の内部が負圧である場合には接合材ごと側壁部
７０ｂに押し付けられることになるので、リークが発生
する可能性を低減することができるが、パッケージ７０
の内部が正圧の場合には側壁部７０ｂから離れていく方
向に力が加わることになるので、接合不良を生じてリー
クが発生してしまう可能性が大きくなってしまう。

【０１１２】即ちパッケージ７０の側壁部７０ｂを挟み
込むようにシールド部材８５と第２光学部材８５とを配
置したことにより、パッケージ７０の内部が正圧であっ
ても負圧であっても、シールド部材８５もしくは第２光
学部材８６の少なくとも一方には側壁部７０ｂに押し付
けられる方向に力が働くことになるので、気圧差や接合
不良に起因したリークの発生を減少させることができ
る。

【０１１３】これにより、パッケージ７０内部の気密性
を向上させることができ、パッケージ７０内部に配置さ
れる光源，受光素子，光学部材等が空気に触れたり、水
分を含んだりすることに起因する不都合の発生を抑制す
ることができるので、非常に信頼性の高い光ピックアッ
プとすることができる。

【０１１４】ここでシールド部材８５を構成する材料と
しては、樹脂やガラス等の透光性が良好で、光の利用効
率を低下させない材料を用いることが好ましい。またそ
の厚みは強度の問題が発生しない範囲でより薄く構成す
ることが、光の径が拡大されるのを最小限に抑制するこ
とができるので好ましい。

【０１１５】またシールド部材８５の側壁部７０ｂへの
接合力と第２光学部材８６の側壁部７０ｂへの接合力と
は、異ならせるせることが好ましい。特にパッケージ７
０内部に直接面しているシールド部材８５の側壁部への
接合力を第２光学部材８６の接合力よりも大きくして、
仮に第２光学部材８６と側壁部７０ｂの間にリークが発
生したとしてもパッケージ７０の内部までにはそのリー
クが届かないようにする。この様にすることにより、パ
ッケージ７０内部へのリークの発生する可能性を大幅に
低減することが可能になる。この構成を実現する手段と
して、シールド部材８５と側壁部７０ｂとの接合に用い
られる接合材を第２光学部材８６と側壁部７０ｂとの接
合に用いられる接合材よりも大きな接合力を有するもの
にすること等が考えられる。

【０１１６】更にパッケージ７０とシールド部材８５と
で囲まれた空間Ａと、側壁部７０ｂ，シールド部材８５
及び第２光学部材８６とで囲まれた空間Ｂとの間の圧力
の差はできるだけ小さい方が好ましい。空間Ａと空間Ｂ
との間に存在するシールド部材８５には常に空間Ａと空
間Ｂとの間の圧力差による力が加わった状態にある。こ
の状態で、携帯や車載その他に起因する振動等がシール
ド部材８５に入力されると、シールド部材８５が大きく
振動したり、撓んでしまい、入射してきた光とシールド
部材８５との入射角が微妙に変化してしまう可能性があ
り、これに起因した光学特性の劣化が考えられる。この
ことを鑑み、空間Ａと空間Ｂとの間の圧力差（Ｐ）はで
きるだけ小さくすることが好ましい。具体的にはＰが
０．３（atm）以下であることが好ましい。

【０１１７】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、まず第１光学部材７２の第１の斜面７２ａに
形成された反射膜７３で反射されて、第２の斜面７２ｂ
に形成されている偏光分離膜７５に入射する。この偏光
分離膜７５は光源２から出射された直線偏光を反射し、
それと直交する偏光方向の光を透過する働きを有してい
るので、光源２から入射してきた光は反射される。

【０１１８】その後第１光学部材７２から出射された光
は、シールド部材８５を透過して、第２光学部材８６の
第１基板８６ａを透過した後、第２光学部材８６の第２
基板８６ｂの第２の斜面８６ｅに形成されたフィルタ８
９を透過して第２光学部材８６から出射され、１／４波
長板９０に入射する。この１／４波長板９０に入射した
光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換され
て１／４波長板９０から出射される。

【０１１９】その後光源２から出射された光は、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
して略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へ収束す
る。

【０１２０】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９０に入射する。この
光は、高密度光ディスク１８で反射される際に楕円偏光
の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているの
で、１／４波長板９０を通過する際には楕円偏光から光
源２から出射された往きの光の偏光方向と略直交する直
線偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源２から出
射される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部
材に入射することとなる。

【０１２１】１／４波長板９０を通過した光は、第２光
学部材８６に入射し、第２基板８６ｂの第２の斜面８６
ｅに形成してあるフィルタ８９をほとんど透過して、第
２光学部材８６から出射され、シールド部材８５を透過
して、第１光学部材７２に入射する。

【０１２２】そして第１光学部材７２の第２の斜面７２
ｂに形成されている偏光分離膜７５に入射する。この時
入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると直
交する向きになっているので、光は偏光分離膜７５をほ
とんど透過して、第１光学部材７２の第３の斜面７２ｃ
に形成されている光路分割手段８３に入射する。この光
路分割手段８３により、入射してきた光は、その略半分
が透過され、略半分が反射されることになる。

【０１２３】そして光路分割手段８３を透過した光は、
そのまま第１光学部材７２の下に設けられている受光手
段９１の所定の位置に形成されている受光部に所定の形
状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供するこ
とになる。

【０１２４】また光路分割手段８３で反射された光は、
第１光学部材７２の第２の斜面７２ｂに設けられている
反射膜８１で反射されて受光手段９１にも受けられてい
る所定の受光部に所定の形状の光束が形成され、目的に
応じた信号形成に供することとなる。

【０１２５】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、ま
ず第１光学部材７２の第１の斜面７２ａに形成された反
射膜７４で反射されて、第２の斜面７２ｂに形成されて
いる偏光分離膜７６に入射する。この偏光分離膜７６は
光源９から出射された直線偏光を反射し、それと直交す
る偏光方向の光を透過する働きを有しているので、光源
９から入射してきた光は反射される。

【０１２６】その後第１光学部材７２から出射された光
は、第２光学部材８６の第１基板８６ａの下端面に形成
された拡散角変換手段８７に入射する。この拡散角変換
手段８７により、光源９から出射された光は拡散角を変
換されて、拡散光だった光は収束光となって第２基板８
６ｂから出射され、第２光学部材８６の第２基板８６ｂ
の第１の斜面８６ｄに形成された複数ビーム形成手段８
８に入射し、偏光分離膜８８ａを透過して、ビーム分離
部８８ｂで反射される際に１本のメインビームと２本の
サイドビームとに分離されたのち、第２の斜面８６ｅに
形成されているフィルタ８９に入射する。このフィルタ
８９は光源９から出射された光を反射し、光源２から出
射された光を透過するように形成されているので、複数
ビーム形成手段８８からフィルタ８９に入射した光はほ
とんど反射されて第２光学部材８６から出射される。

【０１２７】その後光源９から出射された光は、１／４
波長板９０に入射する。この１／４波長板９０に入射し
た光は、その偏光方向を直線偏光から楕円偏光に変換さ
れて１／４波長板９０から出射される。

【０１２８】その後光源９から出射された光は、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
して略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へ収束す
る。

【０１２９】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９０に入射する。この
光は、低密度光ディスク１９で反射される際に楕円偏光
の回転方向が入射時のそれと比べて反対になっているの
で、１／４波長板９０を通過する際には楕円偏光から光
源９を出射された往きの光の偏光方向と略直交する直線
偏光に変換されることとなる。即ち仮に光源９から出射
される際にＳ偏光で出射された光は、Ｐ偏光で光学部材
に入射することとなる。

【０１３０】１／４波長板９０を通過した光は、第２光
学部材８６に入射し、その第２基板８６ｂの第２の斜面
８６ｅに形成してあるフィルタ８９でほとんど反射され
て、第１の斜面８６ｄに設けられている複数ビーム形成
手段８８に入射する。この場合は、入射する光の偏光方
向が往きの光とは略直交する方向となっているので、入
射してきた光はビーム分離部８８ｂにほとんど入射する
ことなく偏光分離膜８８ａで反射されて、第２基板８６
ｂから出射され、第１基板８６ａに形成されている拡散
角変換手段８７に入射する。

【０１３１】この拡散角変換手段８７で拡散光として入
射してきた光は、その拡散角を変換されて収束光となっ
て第２光学部材８６から出射され、シールド部材８５を
透過して、第１光学部材７２に入射する。

【０１３２】そして第１光学部材７２の第２の斜面７２
ｂに形成されている偏光分離膜７６に入射する。この時
入射してきた光の偏光方向は出射時のそれと比べると略
直交する向きになっているので、光は偏光分離膜７６を
ほとんど透過して、第３の斜面７２ｃに形成されている
光路分割手段８４に入射する。この光路分割手段８４に
より、入射してきた光は、その略半分が透過され、略半
分が反射されることになる。

【０１３３】そして光路分割手段８４を透過した光は、
そのまま第４光学部材の下部に設けられている受光手段
９２の所定の位置に形成されている受光部に所定の形状
の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供すること
になる。

【０１３４】また光路分割手段８４で反射された光は、
第２の斜面７２ｂに設けられている反射膜８２で反射さ
れて受光手段９２に設けられている所定の受光部に所定
の形状の光束が形成され、目的に応じた信号形成に供す
ることとなる。

【０１３５】先程も説明したように本実施の形態におい
ては、この様な光源載置部７１の側面部７１ａに光源２
と光源９とを光源載置部７１の底面から略同一の高さに
配置している。即ち光源２の発光点２ａと光源９の発光
点９ａとを結んだ直線は、記録媒体の表面に対して略垂
直となっている。

【０１３６】この様な配置にすることにより、光源２か
ら出射された光が第１光学部材７２を通過する際に形成
する光軸を含む第１の平面と、光源９から出射された光
が第１光学部材７２を通過する際に形成する光軸を含む
第２の平面及び光源９から出射された光が第２光学部材
８６を通過する際に形成する光軸を含む第３の平面を光
の伝搬面として利用することができる。即ち記録媒体の
表面に対して垂直な面若しくは平行な面のいずれかの面
のみを伝搬面とするのではなく、そのいずれの面も伝搬
面として利用することができる。

【０１３７】またこの時第１の平面と第２の平面とを略
平行な関係とすることにより、本来第１の平面を構成す
る光軸に係る光の一部が、第２の平面を構成する光軸に
係る光が入射すべき光学素子に入射して迷光成分となる
こと、若しくは逆に本来第２の平面を構成する光軸に係
る光の一部が、第１の平面を構成する光軸に係る光が入
射すべき光学素子に入射して迷光成分となることを防止
できるので、この様な構成を有する光ピックアップの光
学特性を良好なものとすることができ、高性能な光ピッ
クアップを提供することができる。

【０１３８】このような立体的な伝搬面の形成を行うこ
とにより、各光学部材の空間利用効率を向上させること
ができる。これにより各光学部材の小型化が可能とな
り、これらの光学部材を搭載した光ピックアップの小型
化にも寄与することになる。

【０１３９】更にこのような空間の立体的な利用を行う
際に、記録媒体に平行な面内方向の利用頻度を記憶媒体
に非平行な面内方向の利用頻度に比べて高くすることに
より、各光学部材の薄型化が可能となるので、光ピック
アップの薄型化を可能にすることができる。このことに
より特に携帯型のパソコン等の情報端末に搭載される光
ディスクドライブに最適な光ピックアップを提供するこ
とができる。

【０１４０】なお本実施の形態においては光源２と光源
９を記録媒体の表面に対して略垂直に配置していたが、
これらの光源の配置は記録媒体の表面に対して非平行、
即ち記録媒体の表面に垂直な高さ方向に分布を有するよ
うな配置とすることにより、上記した目的を達成するこ
とができる。

【０１４１】

【発明の効果】以上示してきたように、本願発明は、第
１の光源，第２の光源，受光手段を収納するとともに、
光が通過する開口部を備えたパッケージと、複数の斜面
を有し、第１の光源から出射された光を複数回反射して
所定の光路に導くと共に第２の光源から出射された光を
複数回反射して所定の光路に導く光学部材とを備え、光
学部材の第１の光源からの光の光路中に第１の光源から
導かれてきた光の拡散角を変換する拡散角変換手段が形
成されており、前記拡散角変換手段が、前記光学部材を
構成する部材の有する屈折率よりも小さな屈折率を有す
る物質と接触していることにより、拡散角変換手段にお
ける拡散角の大きさをより大きくすることができ、拡散
角変換手段の構成をより簡単にすることができる。従っ
て拡散角変換手段の生産性引いては光ピックアップの生
産性を向上させることができる。

【０１４２】また拡散角変換手段が形成されている光学
部材の屈折率と前記拡散角変換手段が接触している物質
の屈折率の差が０．３５以上、好ましくは０．５以上と
したことにより、より簡単な構成で大きな拡散角を得る
ことができるので、拡散角変換手段の製造を容易にし、
また拡散角変換手段製造時の不良の発生を削減すること
ができるので、光ピックアップの信頼性を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における集積化された光
学ヘッドの断面図

【図２】本発明の実施の形態１における光学部分の詳細
な断面図

【図３】本発明の実施の形態１における無限光学系での
発光点とコリメータレンズとの関係を示す図

【図４】本発明の実施の形態１における対物レンズのシ
フトの有無による波面収差量とＬ５，Ｌ６との関係を示
した図

【図５】本発明の実施の形態１における拡散角変換手段
の断面図

【図６】従来の光ピックアップの光学系を示す図

【符号の説明】

７０ パッケージ ７０ａ 基板部 ７０ｂ 側壁部 ７０ｃ 端子 ７０ｄ 開口部 ７１ 光源載置部 ７１ａ 面 ７２ 第１光学部材 ７２ａ 第１の斜面 ７２ｂ 第２の斜面 ７２ｃ 第３の斜面 ７２ｄ 面 ７３，７４ 反射膜 ７５，７６ 偏光分離膜 ７７，７８ ホログラム ７９，８０ 反射部 ８１，８２ 反射膜 ８３，８４ 光路分割手段 ８５ シールド部材 ８６ 第２光学部材 ８６ａ 第１基板 ８６ｂ 第２基板 ８６ｄ 第１の斜面 ８６ｅ 第２の斜面 ８７ 拡散角変換手段 ８８ 複数ビーム形成手段 ８８ａ 偏光分離膜 ８８ｂ ビーム分離部 ８９ フィルタ ９０ １／４波長板 ９１ 受光手段 ９２ 受光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 泰一 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の光源と、第２の光源と、前記第１，
   ２の光源それぞれから出射され記録媒体で反射されてき
   た光を受光する受光手段と、前記第１の光源，前記第２
   の光源，前記受光手段を収納するとともに、光が通過す
   る開口部を備えたパッケージと、複数の斜面を有し、前
   記第１の光源から出射された光を複数回反射して所定の
   光路に導くと共に前記第２の光源から出射された光を複
   数回反射して所定の光路に導く光学部材とを備え、前記
   光学部材の第１の光源からの光の光路中に第１の光源か
   ら導かれてきた光の拡散角を変換する拡散角変換手段が
   形成されており、前記拡散角変換手段が、前記光学部材
   を構成する部材の有する屈折率よりも小さな屈折率を有
   する物質と接触していることを特徴とする光ピックアッ
   プ。
2. 【請求項２】拡散角変換手段が形成されている光学部材
   の屈折率と前記拡散角変換手段が接触している物質の屈
   折率の差が０．３５以上、好ましくは０．５以上である
   ことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】拡散角変換手段が接している物質が気体で
   あ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】気体が不活性ガスであることを特徴とする
   請求項３記載の光ピックアップ。
5. 【請求項５】拡散角変換手段は拡散光を収束光に変換す
   ることを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載の光ピ
   ックアップ。
6. 【請求項６】拡散角変換手段は入射してくる光の光軸に
   対して略垂直に配置されており、拡散角が変換される前
   の光の光軸と変換された後の光の光軸とがほぼ同一であ
   ることを特徴とする請求項１〜５いずれか１記載の光ピ
   ックアップ。
7. 【請求項７】拡散角変換手段が形成されている光学部材
   の面がパッケージ内部に面していることを特徴とする請
   求項１〜６いずれか１記載の光ピックアップ。