(57)【要約】【課題】光ディスクの基材厚誤差を補正するためにコリメータを移動させて光の収束発散度合いを変化させると、ＢＤ用の光がＤＶＤ用の立ち上げミラーを透過する際に非点収差が発生していた。多層ディスクにおいて光の収束発散度合いが大きい場合でも非点収差の発生を小さく抑えた薄型の光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。【解決手段】光源から放射される光を発散光又は収束光に変換する移動可能なコリメータ５０と、コリメータ５０を透過した光を光ディスク５５に集光する対物レンズ５４を備え、コリメータ５０と対物レンズ５４の間の光路中に、略４５度に傾いて配置される第１のプリズム５１と第２のプリズム５２を有し、２つのプリズム５１，５２は互いに方向が異なるくさび形状であることを特徴とする。【選択図】図５
2010073229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から放射される光を発散光又は収束光に変換する移動可能な集光レンズと、前記集光レンズを透過した光を光ディスクに集光する対物レンズを備え、
前記集光レンズと前記対物レンズの間の光路中に傾いて配置される２つのプリズムを有し、前記２つのプリズムは互いに方向が異なるくさび形状であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記集光レンズと前記対物レンズの間の光路中に略４５度に傾いて配置される２つのプリズムを有することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記２つのプリズムは第１プリズム及び第２プリズムを有し、かつ、前記第１プリズムを透過した光が前記第２プリズムの第１面を透過し、再び前記第１面から出射するように前記第２プリズムの第２面で反射することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光源から放射される光の波長は略４０５ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記対物レンズの開口数は略０．８５であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光源とは波長が異なる光を放射する第２光源と、前記第２光源の波長の光を光ディスクに集光する第２対物レンズをさらに備え、前記２つのプリズムのうち少なくとも１つは波長選択膜を有し、前記波長選択膜で前記集光レンズを透過した前記第２光源の波長の光を反射して前記第２対物レンズに導くことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第２光源から放射される光の波長は略６６０ｎｍ又は略７８０ｎｍであることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第１プリズムの頂角は前記第２プリズムの頂角より大きいことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記２つのプリズムは屈折率が異なり、接合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。
【請求項１０】
前記２つのプリズムのうち少なくとも１つにホログラムを有す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。
【請求項１１】
前記２つのプリズムのうち少なくとも１つは前記光の偏光状態を変え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。
【請求項１２】
前光検出器をさらに備え、前記２つのプリズムは前記集光レンズを透過した光の一部を透過させ、前記前光検出器で受光す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。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２に記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１４】
前記光ディスク装置は前記光ディスクの表面から記録面までの厚みが４０μｍから１４０の光ディスクを記録又は再生することを特徴とする請求項１３記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクあるいは光カードなどに情報の記録または再生の少なくとも一方を行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明の適用分野の１つである光ディスクはＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（ブルーレイディスク）がある。ユーザー利便性の観点から、これら３種類の光ディスクを１つの光ディスク装置で記録、再生することが求められている。
【０００３】
光ディスク装置の厚さに着目して分類すると、厚さ４２ｍｍのハーフハイトドライブ、厚さ１２．７ｍｍのスリムドライブ、厚さ９．５ｍｍのウルトラスリムドライブに分けられる。特にスリムドライブ、ウルトラスリムドライブにおいては、装置を小型、薄型にするために、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの光路を一部共通にして構成される。
【０００４】
例えば特開２００５−１７４４８５号公報で開示されているように、図１１に示すようにＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤの３つの波長の光をコリメータ１００に導いて共通光路とし、波長選択性ミラー１０１によりＣＤ、ＤＶＤの光を反射し、ＢＤの光を透過することで、それぞれの光路に分離している。ＣＤ、ＤＶＤの光は波長選択性ミラー１０１により９０度に反射されてＣＤ、ＤＶＤ用の対物レンズ１０３に導かれ、ＢＤの光は波長選択性ミラー１０１を透過して、立ち上げミラー１０２で９０度に反射されてＢＤ用の対物レンズ１０４に導かれる。波長選択性ミラーに関しては、例えば特開２００６−１２０３０６号公報で開示されているようにキュービックプリズム１１１（図１２参照）で構成している場合もある。
【０００５】
一方で近年、ＢＤよりさらに高密度化を図った多層ディスクが提案されている。例えば特開２００６−４０４５６号公報で開示されているように、信号が記録される記録膜を４層や８層とした光ディスクがある。このような多層ディスクの記録層は中間層により分離されているため、記録再生する層によって光ディスク表面からの厚み、つまり基材厚が異なることになる。この基材厚誤差により球面収差が発生するが、コリメータ１００を移動して対物レンズに入射する光を収束光や発散光に変えることで補正することができる。
【特許文献１】特開２００５−１７４４８５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２０３０６号公報
【特許文献３】特開２００６−４０４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１に示すようにＢＤの光は移動可能なコリメータ１００を透過して収束光、又は発散光となり、続いて波長選択性ミラー１０１を透過する。波長選択性ミラー１０１が平板で構成される場合、平行ではない光が傾いた平板を透過することにより非点収差が発生する。これは、平板が傾いているために子午方向と球欠方向で光路長に差が生じるからである。２層ディスクの場合は、コリメータを透過した光の収束発散度合いが小さいためこの非点収差は小さく問題にならなかった。しかし、８層ディスクなど基材厚誤差が大きくなると、コリメータを移動して光の収束発散度合いを大きくする必要がある。これにより、傾いた平板を透過した光は非点収差が大きく発生してしまい、多層ディスクの正常な記録、再生ができなくなる。
【０００７】
図１２に示すように波長選択性ミラーをキュービックプリズム１１１で構成した場合は、光の収束発散度合いが変化してもキュービックプリズム１０１は傾いていないので非点収差は生じない。しかし、図１１で示した平板で構成された波長選択ミラー１０１よりも体積が増大するため、装置の大型化を招いてスリムドライブやウルトラスリムドライブを構成することが困難になる。また、対物レンズ１０３及び対物レンズ１０４を保持するレンズホルダーはキュービックプリズムとの干渉を避けるために除肉する必要が生じ、レンズホルダーの剛性が保てないと言った問題があった。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、コリメータを透過した光の収束発散度合いが変化しても非点収差を防ぎ、かつ小型、薄型の光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、光源と、前記光源から放射される光を発散光又は収束光に変換する移動可能な集光レンズと、前記集光レンズを透過した光を光ディスクに集光する対物レンズを備え、前記集光レンズと前記対物レンズの間の光路中に傾いて配置される２つのプリズムを有し、前記２つのプリズムは互いに方向が異なるくさび形状であることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は上記構成により、コリメータを透過した光の収束発散度合いが変化しても、互いに方向が異なる２つのくさび形状のプリズムで非点収差を補正するので、装置を大型にすることなく、４層や８層など多層ディスクを安定に記録、再生することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
請求項１記載の発明は、光源と、前記光源から放射される光を発散光又は収束光に変換する移動可能な集光レンズと、前記集光レンズを透過した光を光ディスクに集光する対物レンズと、を備える光ピックアップ装置において、前記集光レンズと前記対物レンズの間の光路中に傾いて配置される２つのプリズムを有し、前記２つのプリズムは互いに方向が異なるくさび形状であることを特徴とする。これにより、前記集光レンズを透過する光の収束発散度合いが変化しても前記２つのプリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるので、非点収差の発生を抑えることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記集光レンズと前記対物レンズの間の光路中に略４５度に傾いて配置される２つのプリズムを有することを特徴とする。これにより、前記集光レンズを透過する光の収束発散度合いが変化しても前記２つのプリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるので、非点収差の発生を抑えることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記２つのプリズムは第１プリズム及び第２プリズムを有し、かつ、前記第１プリズムを透過した光が前記第２プリズムの第１面を透過し、再び前記第１面から出射するように前記第２プリズムの第２面で反射することを特徴とする。これにより、前記集光レンズを透過する光の収束発散度合いが変化しても前記第１プリズム及び前記第２プリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるので、非点収差の発生を抑えることができる。また、前記第２プリズムは前記集光レンズに光を導く立ち上げミラーの機能も有するので非点収差を補正するための新たな部材を必要としない。
【００１４】
請求項４記載の発明は、前記光源から放射される光の波長は略４０５ｎｍであることを特徴とする。これにより、ブルーレイディスクや多層ディスクに対応した光ディスクに記録又は再生ができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、前記対物レンズの開口数は略０．８５であることを特徴とする。これにより、ブルーレイディスクや多層ディスクに対応した光ディスクに記録又は再生ができる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記光源とは波長が異なる光を放射する第２光源と、前記第２光源の波長の光を光ディスクに集光する第２対物レンズをさらに備え、前記２つのプリズムのうち少なくとも１つは波長選択膜を有し、前記波長選択膜で前記集光レンズを透過した前記第２光源の波長の光を反射して前記第２対物レンズに導くことを特徴とする。これにより、ＤＶＤ又はＣＤに対応した既存の光ディスクに記録又は再生ができる。
【００１７】
請求項７記載の発明は、前記第２光源から放射される光の波長は略６６０ｎｍ又は略７８０ｎｍであることを特徴とする。これにより、ＤＶＤ又はＣＤに対応した既存の光ディスクに記録又は再生ができる。
【００１８】
請求項８記載の発明は、前記第１プリズムの頂角は前記第２プリズムの頂角より大きいことを特徴とする。これにより、前記集光レンズを透過する光の収束発散度合いが変化しても前記第１プリズム及び前記第２プリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるので、非点収差の発生を抑えることができる。
【００１９】
請求項９記載の発明は、前記２つのプリズムは屈折率が異なり、接合されていることを特徴とする。これにより、前記集光レンズを透過する光の収束発散度合いが変化しても前記２つのプリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるので、非点収差の発生を抑えることができる。また、装置の小型化が容易となる。
【００２０】
請求項１０記載の発明は、前記２つのプリズムのうち少なくとも１つにホログラムを有することを特徴とする。これにより、部品数が削減されコストを抑えることができる。
【００２１】
請求項１１記載の発明は、前記２つのプリズムのうち少なくとも１つは前記光の偏光状態を変えることを特徴とする。これにより、部品数が削減されコストを抑えることができる。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、前光検出器をさらに備え、前記２つのプリズムは前記集光レンズを透過した光の一部を透過させ、前記前光検出器で受光することを特徴とする。これにより、前記プリズムはくさび形状であるので内部反射で生じる迷光は前記プリズムを透過する光と非平行になるので干渉を防いで安定した前光の検出ができる。
【００２３】
請求項１３記載の発明は、請求項１から請求項１２に記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光ディスク装置である。これにより、ブルーレイディスク、ＤＶＤ及びＣＤに対応した光ディスクに記録又は再生ができる。
【００２４】
請求項１４記載の発明は、前記光ディスク装置は前記光ディスクの表面から記録面までの厚みが４０μｍから１４０の光ディスクを記録又は再生することを特徴とする。これにより、多層ディスクに対応した光ディスクに記録又は再生ができる。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略図である。
【００２６】
図１において、１は短波長レーザーを出射する短波長光学ユニットで、短波長光学ユニット１から出射される光は、４００ｎｍ〜４１５ｎｍの波長であり、本実施の形態では略４０５ｎｍの光を出射するように構成した。なお、一般に上述のレーザー波長の光は青色〜紫色をしている。本実施の形態においては、短波長のレーザーを出射する光源部１ａと、光ディスク２から反射してきた光を受光する信号検出用の受光部１ｂと、光源部１ａから出射された光の光量をモニターする様に設けられた受光部１ｃと、光学部材１ｄと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材（図示せず）とを含んでいる。光源部１ａには、ＧａＮもしくはＧａＮを主成分とする半導体レーザー素子（図示せず）が設けられており、この半導体レーザー素子から出射された光は光学部材１ｄに入射され、入射された光の一部は光学部材１ｄにて反射され受光部１ｃに入る。図示していないが、この受光部１ｃで光を電気信号に変換し、その電気信号を元に光源部１ａから出射される光の強さを所望の強度に調整する回路などが設けられている。また、光源部１ａから出射された光のほとんどは光学部材１ｄを通して光ディスク２の方へ導かれる。また光ディスク２で反射してきた光は光学部材１ｄを介して受光部１ｂに入射される。受光部１ｂは、光を電気信号に変換し、その電気信号よりＲＦ信号，トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号などを生成する。光学部材１ｄ中にはフォーカスエラー信号を得ることが出来るように光ディスク２からの反射光を分離するホログラム１ｅが設けられている。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、光ピックアップ装置を小型化するために、光源部１ａ，受光部１ｂ，１ｃ及び光学部材１ｄを含んだひとつの短波長光学ユニットとして構成したが、受光部１ｂ，１ｃの少なくとも一方を短波長光学ユニット１から外に出して別体として構成したり、あるいは光学部材１ｄを短波長光学ユニット１から外に出して別体として構成してもよい。
【００２８】
３は長波長のレーザーを出射する長波長光学ユニットで、長波長光学ユニット３から出射される光は、６４０ｎｍ〜８００ｎｍの波長であり、一種の波長の光を単数出射したり、あるいは複数種の波長の光を複数出射する構成となっている。本実施の形態では、略６６０ｎｍの波長の光束（赤：例えばＤＶＤ対応）と略７８０ｎｍの光束（赤外：例えばＣＤ対応）を出射する構成とした。本実施の形態においては、長波長のレーザーを出射する光源部３ａと、光ディスク２から反射してきた光を受光する信号検出用の受光部３ｂと、光源部３ａから出射された光の光量をモニターする様に設けられた受光部３ｃと、光学部材３ｄと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材（図示せず）とを含んでいる。光源部３ａには、半導体レーザー素子（図示せず）が設けられており、この半導体レーザー素子はモノブロックで構成され（モノリシック構造）、このモノブロックの素子から略６６０ｎｍの波長の光束（赤）と略７８０ｎｍの光束（赤外）を出射する。なお、本実施の形態では、モノブロックの素子で２つの光束を出射する構成としたが、１つのブロック素子で１つの光束を出射する素子を２つ内蔵した構成としてもよい。この半導体レーザー素子から出射された複数の光束は光学部材３ｄに入射され、入射された光の一部は光学部材３ｄにて反射され受光部３ｃに入る。図示していないが、この受光部３ｃで光を電気信号に変換し、その電気信号を元に光源部３ａから出射される光の強さを所望の強度に調整する回路などが設けられている。また、光源部３ａから出射された光のほとんどは光学部材３ｄを通して光ディスク２の方へ導かれる。また光ディスク２で反射してきた光は光学部材３ｄを介して受光部３ｂに入射される。受光部３ｂは、光を電気信号に変換し、その電気信号よりＲＦ信号，トラッキングエラー信号，フォーカスエラー信号などを生成する。なお、光学部材３ｄには、ＣＤ用のフォーカスエラー信号を生成するために光ディスク２からの反射光を複数本に分離して、それぞれ受光部３ｂの所定の場所に導くホログラム３ｅが設けられている。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、光ピックアップ装置を小型化するために、光源部３ａ，受光部３ｂ，３ｃ及び光学部材３ｄを含んだひとつの長波長光学ユニット３として構成したが、受光部３ｂ，３ｃの少なくとも一方を長波長光学ユニット３から外に出して別体として構成したり、あるいは光学部材３ｄを長波長光学ユニット３から外に出して別体として構成してもよい。
【００３０】
４は短波長光学ユニット１から出射された光と、光ディスク２からの反射光が通過するビーム整形レンズである。ビーム整形レンズ４は、短波長レーザーの通過による劣化が少ないガラスで構成されることが好ましい。本実施の形態においては、ビーム整形レンズ４をガラスで構成したが、短波長レーザーの通過による劣化が少ない材料であれば、他の材料によってビーム整形レンズ４を構成することも同様に実施可能である。ビーム整形レンズ４は、短波長レーザーから出射される光の利用効率を高めることと、短波長のレーザーの非点収差を及び短波長光学ユニット１から光ディスク２に至る光路中で発生する非点収差を打ち消す目的で設けられている。このビーム整形レンズ４の目的上、光ディスク２から反射してきた光はこのビーム整形レンズ４を介さずに短波長光学ユニット１に入射させてもよいが、光学的な配置上光ディスク２からの反射光を本実施の形態では、ビーム整形レンズ４を介して短波長光学ユニット１に入射させている。なお、本実施の形態では短波長の光の非点収差を低減させるようにビーム整形レンズ４を用いたが、ビーム整形プリズムやビーム整形ホログラムを変わりに用いてもよい。
【００３１】
また、ビーム整形レンズ４の両端にはそれぞれ凸部４ａ及び凹部４ｂが設けられており、短波長光学ユニット１から出射された光はまず凸部４ａに入射して凹部４ｂから出射するようにビーム整形レンズ４は配置される。
【００３２】
５は光学部品で、光学部品５は光路上ビーム整形レンズ４の先に配置され、ビーム整形レンズ４の凹部４ｂ側に配置される。すなわち、短波長光学ユニット１から出射された光はビーム整形レンズ４を介して光学部品５に入射され、光ディスク２へと導かれ、光ディスク２から反射してきた光は、光学部品５，ビーム整形レンズ４を順に経由して短波長光学ユニット１に入射される。光学部品５にはホログラムなどが設けられており、少なくとも以下の機能を有する。すなわち、光ディスク２から反射してきた光を主にトラッキングエラー信号を生成するように所定の光束に分離させる機能である。前述の通り、光学部材１ｄ中に設けられたホログラム１ｅにてフォーカスエラー信号を作成するために複数本の光束に分離し、光学部品５にてトラッキングエラー信号を生成するために複数本の光束に分離する。
【００３３】
更に、光学部品５には、短波長の光の略中央部分の光量を減衰させるＲＩＭ強度補正フィルタの役目をする機能を持たせてもよい。更には、光学部品５を２つに分離して、一方の光学部品５に光ディスク２から反射してきた光を主にトラッキングエラー信号を生成するように所定の光束に分離させる機能を持たせ、他方の光学部品５にＲＩＭ強度補正フィルタの機能を持たせることも出来る。
【００３４】
６は長波長光学ユニット３から出射された長波長の光が通過するリレーレンズで、リレーレンズ６は樹脂やガラスなどの透明部材にて構成される。リレーレンズ６は長波長光学ユニット３から出射された光を効率よく後方の部材に導くように設けられる。また、リレーレンズ６を設けることによって、長波長光学ユニット３をよりビームスプリッタ７側に配置できるようになるので、装置の小型化を実現できる。
【００３５】
７はビームスプリッタで、ビームスプリッタ７中には少なくとも２つの透明部材７ｂ、７ｃを接合して設けられており、透明部材７ｂ，７ｃの間には１つの傾斜面７ａが設けられており、その傾斜面７ａには波長選択膜が設けられている。短波長光学ユニット１から出射された光が入り込む透明部材７ｃの傾斜面７ａには波長選択膜が直接形成されており、この波長選択膜が形成された透明部材７ｃの傾斜面７ａに樹脂やガラス等の接合材を介して透明部材７ｂが接合されている構成となっている。
【００３６】
また、ビームスプリッタ７は短波長光学ユニット１から出射された短波長の光を反射し、長波長光学ユニット３から出射された光を透過させる機能を有する。すなわち短波長ユニット１から出射された光と長波長ユニット３から出射された光をほぼ同一方向に導く構成としている。
【００３７】
８は移動自在に保持されたコリメータで、コリメータ８はスライダ８ｂに取り付けられ、スライダ８ｂは略平行に設けられた一対の支持部材８ａに移動可能に取り付けられている。ヘリカル状の溝が設けられたリードスクリュー８ｃが支持部材８ａに対して略平行となるように設けられており、このリードスクリュー８ｃの溝に入り込む突起がスライダ８ｂの端部に設けられている。リードスクリュー８ｃにはギア群８ｄが結合されており、ギア群８ｄには駆動部材８ｅが設けられている。駆動部材８ｅの駆動力はギア群８ｄを介してリードスクリュー８ｃに伝えられ、しかもその駆動力によってリードスクリュー８ｃは回転し、その結果スライダ８ｂは支持部材８ａに沿って移動する。すなわち、駆動部材８ｅの駆動方向の違いや駆動速度の違いによってコリメータ８はビームスプリッタ７に対して近づく方向に移動させたりあるいは離れる方向に移動させたりすることができ、しかもその移動の速さなどを調整できる。
【００３８】
なお、駆動部材８ｅとしては、各種モータなどが好適に用いられるが、特に駆動部材８ｅとしては、ステッピングモータを用いることが好ましい。すなわち、ステッピングモータに送るパルスの数を調整することによって、リードスクリュー８ｃの回転量が決定し、その結果コリメータ８の移動量を容易に設定可能となる。
【００３９】
この様に、コリメータ８をビームスプリッタ７に近づけたり離したりする構成を採用することで、球面収差の調整を容易に行うことができる。すなわち、コリメータ８の位置によって、短波長の光の球面収差を調整することができるので、短波長対応の光ディスクに設けられた第１の記録層と、その第１の記録層と異なる深さに設けられた第２の記録層に対してそれぞれに記録または再生の少なくとも一方を効果的に行わせるように構成できる。
【００４０】
コリメータ８には、ビームスプリッタ７から入射される長波長及び短波長の光が透過するので、ガラスもしくは好ましくは耐短波長光樹脂（短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂）で構成される。このコリメータ８は光ディスク２で反射してきた短波長あるいは長波長の光も透過する。
【００４１】
また、本実施の形態では、短波長の光の球面収差の補正を行う構成として、駆動部材８ｅにてコリメータ８を移動させる構成としたが、その他の構成によって、コリメータ８を移動させてもよいし、他の手段を用いて、短波長の光の球面収差を調整する構成としてもよい。
【００４２】
９は立ち上げミラーであり、各ユニット１，３から出射された光が入射する面には波長選択膜９ｂが設けられており、長波長光学ユニット３から出射された長波長の光をほとんど反射し、短波長光学ユニット１から出射された短波長の光をほとんど透過させる機能を有する。
【００４３】
１０は長波長レーザー用の対物レンズで、対物レンズ１０は立ち上げミラー９から反射してきた光を光ディスク２に集光させる。本実施の形態では対物レンズ１０を用いたが、その他の集光手段で構成してもよい。また、当然のごとく、光ディスク２から反射してきた光はこの対物レンズ１０を通過する。対物レンズ１０はガラスや樹脂などの材料で構成される。
【００４４】
１１は対物レンズ１０と立ち上げミラー９の間に設けられた光学部品で、光学部品１１はＤＶＤ（略６６０ｎｍの波長の光）及びＣＤ（略７８０ｎｍの波長の光）の光ディスク２に対応可能な様に必要な開口数を実現するための開口フィルタと、略６６０ｎｍの波長の光に対して反応する偏光ホログラムと、１／４波長部材（好適には１／４波長板）を具備している。光学部品１１は、誘電体多層膜や回折格子開口手段などで構成される。偏光ホログラムは略６６０ｎｍの光に対して偏光を加える（略６６０ｎｍの波長の光をトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号用の光に分離する）。また、１／４波長部材は、略６６０ｎｍ及び略７８０ｎｍの波長の光の往路に対する復路の偏光方向を略９０度回転させる。
【００４５】
１２は短波長の光をほとんど反射する立ち上げミラーで、立ち上げミラー１２には反射膜が設けられている。
【００４６】
１３は対物レンズで、対物レンズ１３は立ち上げミラー１２から反射してきた光を光ディスク２に集光させる。本実施の形態では対物レンズ１３を用いたが、その他の集光手段で構成してもよい。また、当然のごとく、光ディスク２から反射してきた光はこの対物レンズ１３を通過する。対物レンズ１３はガラスで構成されたり、あるいは樹脂で構成されるが、対物レンズ１３を樹脂で構成する場合には好ましくは、耐短波長光樹脂（短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂）で構成される。
【００４７】
１４は対物レンズ１３と立ち上げミラー１２の間に設けられた色消し回折レンズで、色消し回折レンズ１４は色収差を補正するという機能を有する。色消し回折レンズ１４には短波長の光に対して作用する１／４波長部材が設けられている。この１／４波長部材としては、二度（往路と復路で）通過した光の偏光方向を略９０度回転させる１／４波長板が好適に用いられる。色消し回折レンズ１４は短波長の光が通過する各光学部品などで生じる色収差を打ち消して低減させるように設けられている。色消し回折レンズは基本的にはレンズの上に所望のホログラムを形成して構成され、色収差の補正度合いは、ホログラムの格子ピッチ，レンズの曲率半径の少なくとも１つを調整することで決定可能である。回折レンズ１４はプラスチックなどの樹脂やガラスで構成されている。樹脂などを用いる場合には、耐短波長光樹脂（短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂）で構成されることが好ましい。
【００４８】
以上の様に構成された光学系の具体的は配置について、以下図２を基に説明する。
【００４９】
図２は実際に、図１で示した光学構成について、具現化した例を示しており、図１に示す各部材とは多少形状などが異なるが、機能などはほぼ同じである。
【００５０】
１５は基台で、基台１５は上述の各部材が固定あるいは移動可能に取り付けられている。基台１５は、亜鉛，亜鉛合金，アルミ，アルミ合金，チタン，チタン合金などの金属あるいは金属合金材料で構成され、量産的な面から好ましくはダイカスト製法などを用いて構成されている。基台１５は図３，図４に示すような光ピックアップモジュールに移動自在に保持される。
【００５１】
１６は２つの対物レンズ１０，１３を搭載するレンズホルダーである。１７はレンズホルダー１６を懸架するサスペンションである。１８は複数本のサスペンション１７の端部を固定するサスペンションホルダーである。２１，２２は基台を半径方向に移動可能とするシャフトである。２５は光ディスク２をのせるスピンドルモータである。
【００５２】
図３，図４において、２０はフレームでフレーム２０には略平行に配置されたシャフト２１，２２が取り付けられており、このシャフト２１，２２に基台１５が移動可能に取り付けられている。また、シャフト２２のシャフト２１側と反対側には、ヘリカル状の溝を設けたスクリューシャフト２３がシャフト２１，２２と略平行にフレーム２０にしかも回転自在に取り付けられている。詳細には図示していないが、基台１５に一体あるいは別に設けられた部材がこのスクリューシャフト２３に設けられた溝に噛み込んでいる。スクリューシャフト２３はフレーム２０に回転自在に設けられたギア群２４ａと噛み合っており、このギア群２４ａはフィードモータ２４と噛み合っている。従って、フィードモータ２４が回転すると、ギア群２４ａが回転し、それに伴ってスクリューシャフト２３が回転し、スクリューシャフト２３が回転することによって、基台１５は図３に示す矢印方向に往復運動を行うことができる。このとき、本実施の形態では、フィードモータ２４は、スクリューシャフト２３に略平行に配置される。また、フレーム２０には光ディスク２を装着し、光ディスク２を回転させるスピンドルモータ２５がネジ止めや接着などの手法にて取り付けられている。
【００５３】
さらに、補足的に、図３に示すように、フレーム２０とは別体に制御基板２６を設け、この制御基板２６と基台１５の間は、例えばフレキシブル基板２９を介して電気的に接合され、さらには図示していない部材によってスピンドルモータ２５とも制御基板２６は電気的に接続されている。制御基板２６には光ディスク装置に設けられた制御基板２６との間の電気的接続を行うコネクタ２７が設けられており、このコネクタ２７に図示していないフレキシブル基板等を差し込んで電気的接続を行う。
【００５４】
さらに図４に示す様にフレーム２０において、少なくとも光ディスク２と対向する側に、部材の保護を行うことを１つの目的としたフレームカバー３０を設けてもよい。フレームカバー３０には貫通孔３１が設けられており、この貫通孔３１からは、基台１５における少なくとも対物レンズ１０，１３が表出し、さらにはスピンドルモータ２５が所定量突出している。また、図３，図４において、フレーム２０には他の部材へ固定するために取付部２０ａが設けられており、この取付部２０ａにネジなどを挿入して他の部材へフレーム２０を取り付ける。
【００５５】
図２において、基台１５には、短波長光学ユニット１，長波長光学ユニット３，ビーム整形レンズ４，光学部品５，リレーレンズ６，ビームスプリッタ７，支持部材８ａ，リードスクリュー８ｃ，ギア群８ｄ，駆動部材８ｅ，立ち上げミラー９，１２等が光硬化型接着剤やエポキシ系接着剤等の有機系の接着剤を用いて接着されたり、半田や鉛フリー半田等の金属系の接着剤を用いて接着されたり、もしくはネジ止め，嵌合，圧入等の手法を用いて取り付けられている。
【００５６】
なお、リードスクリュー８ｃ及びギア群８ｄについては、回転自在に基台１５に取り付けられている。
【００５７】
１７はサスペンションホルダーで、このサスペンションホルダー１７はヨーク部材を介して各種接合手法によって基台１５に取り付けられており、レンズホルダー１６とサスペンションホルダー１７は複数本のサスペンション１８を介して結合されており、レンズホルダー１６は基台１５に対して所定の範囲移動可能なように支持される。レンズホルダー１６には対物レンズ１０，１３及び光学部品１１，色消し回折レンズ１４等が取り付けられており、レンズホルダー１６の移動によって、レンズホルダー１６とともに、対物レンズ１０，１３及び光学部品１１，色消し回折レンズ１４も移動する。
【００５８】
対物レンズ１３は、スピンドルモータ２５の半径方向上から若干ずれて配置されている。基台１５の移動により光ディスク２の内周側と外周側とで、光ディスク２のトラック方向が変化するため１つのビームによるトラッキングサーボ方式を採用している。一方、対物レンズ１０はスピンドルモータ２５の半径方向上に配置されているので、ＤＰＰ方式や３ビーム方式など３つのビームを用いるトラッキングサーボを採用している。
【００５９】
図５を用いて本実施の形態を詳細に説明する。
【００６０】
プリズム５１及びプリズム５２は、コリメータ５０と対物レンズ５４の間の光路中に略４５度に傾いて配設されており、互いに方向が異なるくさび形状をしている。プリズム５１の頂角θ１は４．２度、厚み１ｍｍ、プリズム５２の頂角θ２は２．４度、厚み０．８ｍｍ、材質はともに光学ガラスのＢＫ７、プリズム５１及びプリズム６２の間隔は３．５ｍｍである。プリズム５１にはＤＶＤ及びＣＤの光を反射し、ＢＤの光を透過させる波長選択膜５１ａが設けてある。プリズム５１で反射したＤＶＤ及びＣＤの光は対物レンズ５３に入射する。一方、プリズム５１を透過したＢＤの光は、プリズム５２の透過面５２ａを透過し、プリズム５２の反射面５２ｂで反射して、再びプリズム５２の透過面５２ａを透過して、ＢＤ用の対物レンズ５４に導かれる。ＢＤの光が平行光の場合、コリメータ５０を透過後のビーム径Ｄ１とＢＤ用の対物レンズ５４に入射する前のビーム径Ｄ２が等しくなるようにプリズム５１及びプリズム５２の頂角を定めている。
【００６１】
光ディスク５５は信号が記録される記録膜が４層や８層からなる多層ディスクである。各々の記録層は中間層により分離されているため、記録再生する層によって光ディスク表面からの厚み、つまり基材厚が異なることになる。この基材厚誤差により発生する球面収差は、コリメータ５０を移動してＢＤ用の対物レンズ５４に入射する光の収束発散度合いを変化させて補正する。
【００６２】
次に、光の収束発散度合いにより発生する非点収差の補正ついて説明する。図５において、コリメータ５０を透過後のＢＤの光は、プリズム５１を透過し、プリズム５２の透過面５２ａを透過し、反射面５２ｂで反射する。このとき、プリズム５１は、くさび形状となっているため、図面から見てプリズム５１の上を透過した光と、下を透過した光の光路長が異なる。そこで、プリズム５１とは方向が異なるくさび形状のプリズム５２で、この光路長の差を補正する。これにより非点収差が補正される。プリズム５２において、透過面５２ａを透過し、反射面５２ｂで反射して、再び透過面５２ａを透過するため、プリズム５２内での光路長はプリズム５１内の光路長に対して約２倍となる。したがって、θ１に対してθ２の角度は、約半分となる。
【００６３】
図６は基材厚に対する非点収差を示している。ここで、ＢＤ用の対物レンズは設計基材厚が０．０８７５ｍｍの場合を示している。図６（ａ）は、プリズム５１及びプリズム５２の頂角が０度、つまり従来の平板と等価の場合を示している。基材厚が０．０８７５ｍｍの場合、つまりＢＤの光が平行光の場合は非点収差は発生しない。しかし、基材厚が異なり、ＢＤの光が収束光又は発散光となると、４５度に傾いた平板を透過することにより子午方向と球欠方向で光路長差が生じるため非点収差が発生する。２層ディスクで基材厚誤差が小さい場合は、収束発散度合いは小さくてすむのでこの非点収差は１ｍλ程度と問題にならない。しかし、８層ディスクの場合は、２層ディスクに比べて基材厚誤差が４倍程度大きくなるので、コリメータを透過する光の収束発散度合いを大きくする必要がある。これにより発生する非点収差は約２０ｍλと非常に大きくなり、多層ディスクの正常な記録、再生ができなくなる。
【００６４】
図６（ｂ）は、本発明の実施の形態で発生する非点収差である。互いに方向が異なるプリズム５１及びプリズム５２により、２つのプリズムを透過する光の子午方向と球欠方向の光路長を等しくすることで、非点収差の発生を補正している。これにより、８層ディスクなど基材厚が４０μｍから１４０μｍまで基材厚誤差が大きい光ディスクにおいても良好な記録、再生を行うことができる。
【００６５】
図６（ｃ）はプリズム５１の頂角が１度、プリズム５２の頂角が５度の場合、図６（ｄ）はプリズム５１の頂角が５度、プリズム５２の頂角が２．９度の場合である。どちらの場合ともプリズムは互いに方向が異なっており、平行光の場合はコリメータ５０を透過後のビーム径Ｄ１と対物レンズ５４に入射する前のビーム径Ｄ２は等しい。しかし、基材厚の違いにより非点収差が発生している。
【００６６】
このように本発明の実施の形態は、プリズム５１及びプリズム５２の頂角を適切に選ぶことにより、コリメータを透過する光の収束発散度合いが変化しても子午方向と球欠方向の光路長差を等しくしているので、非点収差の発生を抑えることができる。
【００６７】
プリズムの頂角は本実施の形態に限定されるものではなく、プリズムの厚み、プリズムの傾き、２つのプリズムの位置関係、波長に依存するため、１度から６度が好ましい。コリメータを透過する光の収束発散度合いが変化したときの子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるように頂角を選べば良い。
【００６８】
プリズム５１の代わりに、例えば図１２に示すキュービックプリズム１１１で構成すれば、キュービックプリズム１０１は傾いていないので非点収差は生じない。しかし、本発明の実施の形態のプリズム５１よりも体積が増大するため、装置が大型となりスリムドライブやウルトラスリムドライブを構成することが困難になる。また、対物レンズ１０３及び対物レンズ１０４を保持するレンズホルダーはキュービックプリズム１１１との干渉を避けるために除肉する必要が生じ、レンズホルダーの剛性が保てないと言った問題がある。さらに、キュービックプリズム１１１は２つの三角プリズム１１１ａ、１１１ｂを張り合わせて構成されるので、１つのプリズム５１より材料費が高くなるという問題もある。本発明の実施の形態のプリズム５１及びプリズム５２は、それぞれＤＶＤとＣＤ用の立ち上げミラー及びＢＤ用の立ち上げミラーでもあり、非点収差を補正するための新たな部材を必要としない。
【００６９】
また、図７に示すように、本実施の形態に前光検出器７０を配設しても良い。ＣＤ及びＤＶＤの光はプリズム５１の面５１ａで一部の光が透過して、プリズム５２を透過して前光検出器７０で受光される。前光検出器７０で検出された光量に基づいて光源から放射される光の強さにフィードバックすることで光ディスク５５に集光されるスポットの光量を制御する。
【００７０】
プリズム５１を従来例のように平板で構成すると、平板の内部の反射により干渉が生じて前光検出器７０で光量検出が不安定となる問題がある。一方、本発明の実施の形態ではプリズム５１はくさび形状であるので内部反射で生じる迷光はプリズム５１を透過する光と非平行になるので干渉を防いで検出光量が安定するという効果を有する。ＢＤの光においても同様であり、プリズムの５２の面５２ｂで一部の光が透過して前光検出器７０で受光される。プリズム５２はくさび形状であるので干渉を防いで前光検出器７０で検出する光量は安定している。図１の実施例では受光部１ｃと受光部３ｃの２つの前光検出器を有するが、図７の実施例ではＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの３つの光を１つの前光検出器７０で検出できるので部品点数が削減されるという効果を有する。
【００７１】
また、本実施の形態ではＢＤにおける非点収差を補正する場合で説明したが、これに限らずＤＶＤや次世代メモリ等、種々の規格の記録媒体の場合に適用することができる。
【００７２】
（実施の形態２）
図８に本実施の形態の模式図を示す。
【００７３】
プリズム６１及びプリズム６２は、コリメータ５０と対物レンズ５４の間の光路中に４５度に傾いて配設されており、互いに方向が異なるくさび形状をしている。プリズム５１の頂角は４度、厚み１ｍｍ、プリズム６２の頂角は４度、厚み１ｍｍ、材質はともに光学ガラスのＢＫ７である。プリズム６１にはＤＶＤ及びＣＤの光を反射し、ＢＤの光を透過させる波長選択膜６１ａが設けてある。プリズム６１で反射したＤＶＤ及びＣＤの光は対物レンズ５３に入射する。一方、プリズム６１を透過したＢＤの光は、プリズム６２を透過して、立ち上げミラー６３により対物レンズ５４に導かれる。ＢＤの光が平行光の場合、コリメータ５０を透過後のビーム径Ｄ１と対物レンズ５４に入射前のビーム径Ｄ２が等しくなるようにプリズム６１及びプリズム６２の頂角を定めている。
【００７４】
本実施の形態の場合も、実施の形態１と同様、図６（ｂ）のように、互いに方向が異なるプリズム６１及びプリズム６２により非点収差の発生を補正している。これにより、８層ディスクなど基材厚誤差が大きい光ディスクでも良好な記録、再生を行うことができる。
【００７５】
このように本発明の実施の形態は、プリズム６１及びプリズム６２の頂角を適切に選ぶことにより、コリメータを透過する光の収束発散度合いが変化しても子午方向と球欠方向の光路長差を等しくしているので、非点収差の発生を抑えることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、ＢＤの光はプリズム６１とプリズム６２を透過しているため、θ１に対してθ２の角度はほぼ同じになる。
【００７７】
プリズムの頂角は本実施の形態に限定されるものではなく、例えばプリズム６１及びプリズム６２をともに厚み０．５ｍｍとした場合は頂角を３．７度とするのが好ましい。プリズム６１及びプリズム６２の頂角は、プリズムの厚み、プリズムの傾き、２つのプリズムの位置関係、波長に依存するため、１度から６度が好適である。コリメータを透過する光の収束発散度合いが変化したときの子午方向と球欠方向の光路長差が等しくなるように頂角を選べば良い。
【００７８】
また、本発明の実施の形態ではプリズム６２はプリズム６１と立ち上げミラー６３の間に配設する場合について説明したが、図９のプリズム６７のように、立ち上げミラー６３と対物レンズ５４の間に設けても良い。
【００７９】
さらに、プリズム６７の端面６７ａに光ディスク２から反射してきた光を所定の光束に分離させてトラッキングエラー信号を生成するホログラムを設けても良い。あるいは、端面６７ａにナノインプリント等による微細加工で光の偏光方向を変える波長板の機能を持たせても良い。または、端面６７ａにＢＤの光の略中央部分の光量を減衰させるＲＩＭ強度補正フィルタを設けても良い。これにより、部品数が削減されコストを抑えることができる。
【００８０】
また、本発明の実施の形態では２つのプリズムを分離して配設しているが、図１０に示すように、屈折率が異なる材質からなるプリズム６４とプリズム６５を接合した接合プリズム６６で構成しても良い。
【００８１】
また、本実施の形態ではＢＤの光の非点収差を補正する場合で説明したが、これに限らずＤＶＤや次世代メモリ等、種々の規格の記録媒体に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略図
【図２】本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を示す図
【図３】本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を搭載したモジュールを示す図
【図４】本発明の一実施の形態における光ピックアップ装置を搭載したモジュールを示す図
【図５】本発明の一実施の形態における光学系の一部を示す図
【図６】基材厚誤差に対する非点収差を示す図
【図７】本発明の一実施の形態における光学系の一部を示す図
【図８】本発明の一実施の形態における光学系の一部を示す図
【図９】本発明の一実施の形態における光学系の一部を示す図
【図１０】本発明の一実施の形態における光学系の一部を示す図
【図１１】従来例の光学系の一部を示す図
【図１２】従来例の光学系の一部を示す図
【符号の説明】
【００８３】
１    短波長光学ユニット
３    長波長光学ユニット
７    ビームスプリッタ
８ａ    支持部材
８ｃ    リードスクリュー
８ｄ    ギア群
８ｅ    駆動部材
９，１２    立ち上げミラー
１０，１３    対物レンズ
２１，２２    シャフト
２３    スクリューシャフト
５０    コリメータ
５１、５２、６１、６２、６４、６５、６７    プリズム
５３、５４    対物レンズ
５５    光ディスク
６３    立ち上げミラー
６７    接合プリズム
７０    前光検出器
【図１】
2010073229.tif 000003
【図２】
2010073229.tif 000004
【図３】
2010073229.tif 000005
【図４】
2010073229.tif 000006
【図５】
2010073229.tif 000007
【図６】
2010073229.tif 000008
【図７】
2010073229.tif 000009
【図８】
2010073229.tif 000010
【図９】
2010073229.tif 000011
【図１０】
2010073229.tif 000012
【図１１】
2010073229.tif 000013
【図１２】
2010073229.tif 000014