(57)【要約】【課題】非点収差を所定の値に設定するために高精度の部品加工、高精度な部品配置が必要となり生産上の課題を有する。【解決手段】発散光にて光ビームを放射する複数の光源１、２と、光源からの光ビームを透過させる光学素子４０と、光源１、２からの光ビームを略平行光にするコリメートレンズ５と、コリメートレンズ５からの略平行光を集光して光情報記録媒体９上に光スポット１０を投影する対物レンズ８を備え、光学素子４０は二つの硝材４１、４２を貼り合わせて構成され、光源１、２側に配置された第１の硝材４１の屈折率をｎ１とし、第１の硝材４１に隣接し、コリメートレンズ５側に配置された第２の硝材４２の屈折率をｎ２としたとき、ｎ２＞ｎ１であることにより、光スポットの非点収差の設定値を所定の値に、容易に達成しながら、記録再生特性に関して安定した光スポットを持つ光ピックアップを提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発散光にて光ビームを放射する複数の光源と、前記光源からの光ビームを透過させる光学素子と、前記光源からの光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズからの略平行光を集光して光情報記録媒体上に光スポットを投影する対物レンズとを備え、前記光学素子は二つの硝材を貼り合わせて構成され、前記光源側に配置された第１の硝材の屈折率をｎ１とし、前記第１の硝材に隣接し前記コリメートレンズ側に配置された第２の硝材の屈折率をｎ２としたとき、ｎ２＞ｎ１であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
発散光にて光ビームを放射する複数の光源と、前記光源からの光ビームを透過させる光学素子と、前記光源からの光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、前記コリメートレンズからの略平行光を集光して光情報記録媒体上に光スポットを投影する対物レンズとを備え、前記光学素子は三つの硝材を貼り合わせて構成され、前記光源側に配置された第１の硝材の屈折率をｎ１とし、前記第１の硝材に隣接し前記コリメートレンズ側に配置された第２の硝材の屈折率をｎ２とし、前記第２の硝材に隣接し前記コリメートレンズ側に配置された第３の硝材の屈折率をｎ３としたとき、ｎ３≧ｎ２＞ｎ１であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
前記第１の硝材の屈折率ｎ１と、前記第２の硝材の屈折率ｎ２の差ｎ２−ｎ１は、実効的に０．０００１から０．０００９であることを特徴とする、請求項１または請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記対物レンズによって集光された前記光スポットの持つ光学収差において、前記光学収差のうちの非点収差成分が所定の値となるよう前記光学素子の硝材の屈折率ｎ１とｎ２が設定された請求項１または請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズによって集光された前記光スポットの持つ光学収差において、前記光学収差のうちの非点収差成分が所定の値となるよう前記光学素子の硝材の屈折率ｎ１とｎ２とｎ３が設定された請求項２記載の光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体（以下、光ディスクと称する）の情報層に光学的に情報の記録、再生を行う光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップは、光ディスク装置に組み込まれ、光情報記録媒体に対してレーザー光を照射して情報の記録または再生を行うものである。コンパクトディスク（以下、ＣＤと称す）、デジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤと称す）およびブルーレイディスク（以下、ＢＤと称す）などの光情報記録媒体は規格が多様化しており、記録されている情報を再生、記録する場合はすべての光情報記録媒体の規格に対応する必要がある。そのため、光ディスク装置に搭載されている光ピックアップには、ＣＤに対しては中心波長７９０ナノメートル（以後、単位「ナノメートル」を［ｎｍ］と表記することがある。）、ＤＶＤに対しては中心波長６６０［ｎｍ］、ＢＤに対しては４０５［ｎｍ］を持つ半導体レーザーが搭載されている。
【０００３】
従来の光ピックアップとしては、波長の異なる二つの光源に対して透過する光の非点収差が予め定める設定値以下となるように設定されるものがあった（例えば、特許文献１参照）。図６は、前記特許文献１に記載された従来の光ピックアップを模式的に示す図である。図６において、１０３は光ピックアップ、１０８は光情報記録媒体、１０１は第１の光源、１０２は第２の光源、１５０は光学素子、１０４はコリメートレンズ、１０５は対物レンズである。光学素子１５０は透過性を有する第１の部材１５１、第２の部材１５２、反射膜１５３を備えている。第１の光源は波長が７９０［ｎｍ］のレーザー光を出射し、第２の光源１０２は波長が６６０［ｎｍ］のレーザー光を出射する。ここで光学素子１５０は、第１の部材１５１の第１表面１５１ａと第２の部材１５２の第４の面１５２ｂとが平行になるようにして、第１の部材１５１の第２表面１５１ｂと第２の部材１５２の第３の表面１５２ａとが接合されて形成される。第１の部材１５１の第１表面１５１ａが第２表面１５１ｂに対して傾斜する角度αと、第２の部材１５２の第３表面１５２ａが第４表面１５２ｂに対して傾斜する角度αとは、第１の部材１５１の第１表面１５１ａから第２の部材１５２の第４表面１５２ｂへ透過する光、および第２の部材１５２の第４表面１５２ｂから第１の部材１５１の第１表面１５１ａへ透過する光に生じる非点収差が、予め定める設定値以下になるように設定される、という機能を有していた。
【０００４】
また従来の他の光ピックアップとしては、光路内に光学素子を追加して光学収差の補正を行われるものがあった（例えば、特許文献２参照）。図７は、前記特許文献２に記載された従来の光ピックアップを模式的に示す図である。図７において、２０１は光源、２０２はコリメートレンズ、２０３は光学素子、２０４は液晶素子、２０５はプリズム、２０６は対物レンズ、２１０は光情報記録媒体である。その動作について説明すると、光源２０１からのレーザー光はコリメートレンズ２０２によって平行光となり光学素子２０３を透過した後、液晶素子２０４に入射され、偏光面が調整される。そして偏光面が調整されたレーザー光は、プリズム２０５に入射される。プリズム２０５からのレーザー光は対物レンズ２０６によって光情報記録媒体２１０上に集光される。ここでプリズム２０５の形状によって、光学収差を適正とするという機能を有していた。
【特許文献１】特開２００４−１３３１２６号公報（段落番号００３８〜００５３、図１、図２）
【特許文献２】特開２００５−１００５０６号公報（段落番号００１９〜００４０、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら前記した特許文献１に開示の構成では、二つの光源を各々配置して、かつ精度良く光学素子を配置しなければならないという生産上の課題がある。光源を二つとすることで、小型化が困難となる課題がある。
【０００６】
また前記した特許文献２に開示の構成では、光路内に別の光学部品（プリズム）で光学収差の適正化を図るとするように、部品点数が増えるという課題も有している。
【０００７】
このように、特許文献１および特許文献２に開示の課題を解消するためには、簡単な構成で光スポットの非点収差を設定する必要がある。
【０００８】
本発明は前記従来の課題を解決するもので、光スポットの非点収差の設定値を所定の値に、容易に達成しながら、記録再生特性に関して安定した光スポットを持つ光ピックアップ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】
前記従来課題を解決するために、本発明に係る光ピックアップは、発散光にて光ビームを放射する複数の光源と、光源からの光ビームを透過させる光学素子と、光源からの光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズからの略平行光を集光して光情報記録媒体上に光スポットを投影する対物レンズとを備え、光学素子は二つの硝材を貼り合わせて構成され、光源側に配置された第１の硝材の屈折率をｎ１とし、第１の硝材に隣接し、コリメートレンズ側に配置された第２の硝材の屈折率をｎ２としたとき、ｎ２＞ｎ１であることが好ましい。
【００１０】
本発明に係る光ピックアップは、発散光にて光ビームを放射する複数の光源と、光源からの光ビームを透過させる光学素子と、光源からの光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズからの略平行光を集光して光情報記録媒体上に光スポットを投影する対物レンズとを備え、光学素子は三つの硝材を貼り合わせて構成され、光源側に配置された第１の硝材の屈折率をｎ１とし、第１の硝材に隣接し、コリメートレンズ側に配置された第２の硝材の屈折率をｎ２とし、第２の硝材に隣接しコリメートレンズ側に配置された第３の硝材の屈折率をｎ３としたとき、ｎ３＞ｎ２＞ｎ１であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る光ピックアップは、第１の硝材の屈折率ｎ１と、第２の硝材の屈折率ｎ２の差ｎ２−ｎ１は実効的に０．０００１から０．０００９あることが好ましい。
【００１２】
本発明に係る光ピックアップは、対物レンズによって集光された光スポットの持つ光学収差において、光学収差のうちの非点収差成分が所定の値となるよう光学素子の硝材の屈折率ｎ１とｎ２が設定されたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学収差のうちの非点収差成分が所定の値となるよう光学素子の硝材の屈折率ｎ１とｎ２が設定されたことによって非点収差の設定値を所定の値に、容易に達成しながら、光ピックアップの記録再生特性に関してジッター特性を良化させ、記録再生余裕度の大きい光ピックアップを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１における光ピックアップの構成を示す模式図である。図１において、１は光軸に垂直な平面上の光強度分布が長円形である光ビームを発散する半導体レーザーなどの第１の光源であり、その中心波長は赤色と呼ばれるもので６６０［ｎｍ］であり、２は光軸に垂直な平面上の光強度分布が長円形である光ビームを発散する第２の光源であり、その中心波長は赤外と呼ばれるもので７９０［ｎｍ］であることが好ましい。第１の光源１と第２の光源２はモノリシックと呼ばれる一つのチップであってもよく、光源ユニット３に搭載されている。４０は光学素子であり、光源ユニット３側に配置された第１の硝材４１の第１の面４１ａと、隣接する第２の硝材４２の第１の面４２ａの間に、例えば光源からのＳ波は透過しＰ波は反射する光学膜４３を介して貼り合わせて構成されている。第１の硝材４１の屈折率はｎ１、第２の硝材４２の屈折率はｎ２であり、この関係を数式１に示す。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
５は第１の光源１または第２の光源２からの放射された発散光を集光して略平行光とするコリメートレンズ、６はコリメートレンズ５からの略平行光を偏向するミラー、７は偏光板、８はミラー６からの略平行光を集光して光情報記録媒体９に光スポット１０を投影する対物レンズである。１４は対物レンズ８および偏光板７を搭載して光情報記録媒体９の面ぶれ方向（フォーカス方向と称する）、偏心方向（トラッキング方向と称する）および回転方向（タンジェンシャル方向）を軸に傾斜する方向（チルティング方向と称する）に光スポット１０を移動させる機構を有する対物レンズ駆動装置である。１１は光情報記録媒体９からの反射光、すなわち信号光を集光する検出レンズである。１２は検出レンズ１１によって集光される信号光を受光しサーボ信号に変換する受光素子である。１３は、第１の光源１や第２の光源２に駆動電流を流す回路を有し、受光素子１２からのサーボ信号を配線するなどの機能を有するピックアップ基板である。これらの要素部品で光ピックアップ２０を構成している。
【００１８】
次に、光ピックアップ２０の動作について説明する。ピックアップ回路１３に搭載された回路により第１の光源１または第２の光源２へ駆動電流が流れ、第１の光源１からはレーザー光１ａ、第２の光源２からはレーザー光２ａが放射される。放射されるレーザー光１ａまたは２ａは光軸に垂直な平面上の光強度分布が長円形である発散光であり光学素子４０の光源ユニット側３に配置された第１の硝材４１の第２の面４１ｂから入射し、光学膜４３を透過して隣接したコリメートレンズ５側に配置された第２の硝材４２を通り、コリメートレンズ５、ミラー６によって偏向され、偏光板７を通って対物レンズ８により光情報記録媒体９の盤面上に光スポット１０を投影する。光スポット１０によって、光情報記録媒体９の未記録部や記録部の信号を反射光、すなわち信号光とし、往路とは逆の光路である集光レンズ８、偏光板７、ミラー６、コリメートレンズ５を通って光学素子４０の第２の硝材４２の第２の面４２ｂより入射し、光学膜４３によって反射して検出レンズ１１に入射し、集光して受光素子１２に受光される。受光された信号光は受光素子１２によってサーボ信号に変換され、図示しない信号処理回路によってフィードバックをかけ光スポット１０を光情報記録媒体９の目標の位置に制御する。
【００１９】
ここで、光スポット１０には、光学収差が発生する。その中でも図２に概略を示すような非点収差成分、特に光情報記録媒体９のラジアル方向、タンジェンシャル方向に発生する非点収差は光情報記録媒体９の記録部を読みとるときに影響を及ぼし、その大きさによって記録再生特性であるジッター特性が良化したり悪化したりする。特に収差に対する許容量は、ＤＶＤとＣＤを比較するとＤＶＤの方が小さい。第１の光源１の波長６６０［ｎｍ］の帯域では、ジッター特性の良好なものとするために、図２に示すような光スポット１０の形状となるマイナス側とすることが好ましい。図３に第１の硝材４１の屈折率ｎ１と第２の硝材の屈折率ｎ２の差（ｎ２−ｎ１）と非点収差の値の関係を示す。このように第１の硝材４１と第２の硝材４２の屈折率を数式１とすることで、長円形である発散光の縦横比を変化させ、つまり光源１の放射拡がり角がラジアル方向とタンジェンシャル方向で大きさが異なるために発散光は長円形となり、光学素子４０の第１の硝材４１と第２の硝材４２の屈折率の違いによって、この場合数式１となることでラジアル方向の放射拡がり角の変化量と、タンジェンシャル方向の放射拡がり角の変化量が異なることとなるために、光ビームの縦横比が変化し非点収差を変えることができ、図３のグラフに示すように非点収差の設定値をマイナス側に設定することができる。特に第１の光源１の中心波長６６０［ｎｍ］の場合は、光スポット１０の非点収差の設定値は実効的に−０．００２〜−０．０１８［λ］であることが好ましい。一般に光ディスク装置において、光情報記録媒体に安定した記録再生を行う定量的な値として、ジッター特性が１３％以下であることが好ましい。ジッター特性が１３％を超えるとエラー率が増大して正確な記録ができなくなり、またはデータが正確に再生できなくなる。このような状態になるとＤＶＤなどでは再生画像にブロックノイズが発生する課題となる。
【００２０】
図４に非点収差の設定値が−０．０１０［λ］であるときの焦点深度とジッター特性の関係を示す。図４のように、非点収差の設定値が中心値で−０．０１０［λ］、範囲として−０．００２〜−０．０１８［λ］であれば、焦点深度における光ディスク装置としての学習誤差が発生しても余裕度があるためにジッター特性は安定となる。したがって屈折率の差ｎ２−ｎ１が０．０００１から０．０００９であれば、非点収差の設定値は−０．００２〜−０．０１８［λ］となり、最適な非点収差の値として設定することができる。例えば非点収差の設定値が−０．０１０［λ］とするためには図３のように第１の硝材４１の屈折率ｎ１は実効的に１．５１４１５、第２の硝材４２の屈折率ｎ２は１．５１４６５と設定、すなわち屈折率差として０．０００５とすればよい。
【００２１】
係る構成によれば、収差に対する許容量の少ないＤＶＤにおいて、非点収差の設定値を予めマイナス側に設定することができ、記録再生余裕度が拡大できるため市場のバラツキの多いさまざまな光情報記録媒体に対しても安定した記録再生が行うことができる光ピックアップを提供することができる。
【００２２】
係る構成によれば、一つの光源ユニットで構成できるため、小型化、軽量化が容易に構成できる光ピックアップを提供することができる。
【００２３】
係る構成によれば、光学素子の二つの硝材の屈折率に差をつけるだけで簡単に非点収差を所定の設定値とすることができ、部品加工や光学素子の配置も容易となる光ピックアップを提供することができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は実施の形態２における光ピックアップの構成を示す模式図である。実施の形態１と同一の構成要素の働きは、実施の形態１と同様なので省略する。図５において、２３は光源ユニット３に搭載された光軸に垂直な平面上の光強度分布が長円形である光ビームを発散する第３の光源であり、その中心波長は青色と呼ばれるもので４０５［ｎｍ］であることが好ましい。４４は第３の硝材であり、光学素子４０は、光学膜４３を介して、第１の硝材４１と第２の硝材４２を貼り合わせているのに加え、第２の硝材４２の第２の面４２ｂと、隣接する第３の硝材４４の第１の面４４ａの間に、例えば光源からのＳ波は透過しＰ波は反射する第２の光学膜４５を介して貼り合わせて構成されている。３３は楔形で非点収差を補正するビーム整形素子、２６は第２のミラー、２７は第２の偏光板、２８は第２の対物レンズである。３１は光情報記録媒体９からの反射光、すなわち信号光を集光する第２の検出レンズである。３２は第２の検出レンズ３１によって集光される信号光を受光しサーボ信号に変換する第２の受光素子である。第１の硝材４１の屈折率はｎ１、第２の硝材４２の屈折率はｎ２、第３の硝材４４の屈折率はｎ３であり、この関係を数式２に示す。
【００２５】
【数２】
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【００２６】
次に、第３の光源２３による、光ピックアップ２０の動作について説明する。ピックアップ回路１３に搭載された回路により第３の光源２３へ駆動電流が流れ、第３の光源２３からはレーザー光２３ａが放射される。放射されるレーザー光２３ａは光軸に垂直な平面上の光強度分布が長円形である発散光であり光学素子４０の光源ユニット側３に配置された第１の硝材４１の第２の面４１ｂから入射し、光学膜４３を透過して隣接した第２の硝材４２を通り、第２の光学膜４５を透過して第３の硝材４４を通り、コリメートレンズ５、ここで４０５［ｎｍ］は透過、７９０［ｎｍ］および６６０［ｎｍ］は反射する特性を有した波長選択性の蒸着膜（図示しない）を塗布したミラー６を透過し、非点収差を補正するビーム整形素子３３を透過して第２のミラー２６によって偏向し、第２の偏光板２７を通って第２の対物レンズ２８により光情報記録媒体９の盤面上に光スポット３０を投影する。光スポット３０によって、光情報記録媒体９の未記録部や記録部の信号を反射光、すなわち信号光とし、往路とは逆の光路である第２の対物レンズ２８、第２の偏光板２７、第２のミラー２６、ビーム整形素子３３、ミラー６、コリメートレンズ５を通って光学素子４０の第３の硝材４４の第２の面４４ｂより入射し、第２の光学膜４５によって反射して第２の検出レンズ３１に入射し、集光して第２の受光素子３２に受光される。受光された信号光は第２の受光素子３２によってサーボ信号に変換され、図示しない信号処理回路によってフィードバックをかけ光スポット３０を光情報記録媒体９の目標の位置に制御する。
【００２７】
ここで、光スポット３０には、光学収差が発生する。第１の硝材４１と第２の硝材４２と第３の硝材４４の屈折率を数式２とすることで、長円形である発散光の縦横比を変化させ、つまり光源１の放射拡がり角がラジアル方向とタンジェンシャル方向で大きさが異なるために発散光は長円形となり、光学素子４０の第１の硝材４１と第２の硝材４２と第３の硝材４４の屈折率の違いによって、この場合数式２のようにｎ３がｎ２と等しいか大きくなることでラジアル方向の放射拡がり角の変化量と、タンジェンシャル方向の放射拡がり角の変化量が異なることとなるために、光ビームの縦横比が変化し非点収差を変えることができ、第１の光源１（中心波長６６０［ｎｍ］）により形成される光スポット１０の非点収差は良好なマイナス側に設定され、第３の光源２３（中心波長４０５［ｎｍ］）は光学素子４０によって決定される非点収差と、ビーム整形素子３３によって決定される非点収差の加算となり、ビーム整形素子３３の設定値を補正することでジッター特性が良好となるよう非点収差を設定することができる。
【００２８】
係る構成によっても、収差に対する許容量の少ないＤＶＤにおいて、非点収差の設定値を予めマイナス側に設定することができ、かつ収差に対する許容量のさらに少ないＢＤにおいても、非点収差の設定値をビーム整形素子で簡単に所定の値に設定することができ、記録再生余裕度が拡大できるため市場のバラツキの多いさまざまな光情報記録媒体に対しても安定した記録再生が行うことができる光ピックアップを提供することができる。
【００２９】
なお、実施の形態１および２において、光源は複数としたが一つの光源でも良く、一つの光源で形成される光スポットの非点収差を所定の値に設定することで同様の効果を得ることができる。
【００３０】
さらに上記実施例は基本的な構成であり、本発明の権利の範囲において細部の変更を加え、また従来公知の技術に加えて実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
以上のように、本発明にかかる光ピックアップは、ＤＶＤ等の、複数種類の高記録密度の光情報記録媒体を記録または再生する光ピックアップとして有用であり、特に光学素子の貼り合わせた硝材に屈折率差をつけることで、非点収差を所定の設定値とし、安定した光ピックアップの記録再生動作を行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態１における光ピックアップの構成を示す模式図
【図２】実施の形態１における光ピックアップの光スポットの非点収差の符号を示す模式図
【図３】実施の形態１における硝材の屈折率差と非点収差の関係を示す図
【図４】実施の形態１における光ピックアップのジッター特性と焦点深度の関係を示す図
【図５】実施の形態２における光ピックアップの構成を示す模式図
【図６】従来の光ピックアップの構成を示す模式
【図７】従来の他の光ピックアップの構成を示す模式図
【符号の説明】
【００３３】
１    光源１
２    光源２
３    光源ユニット
５    コリメートレンズ
６    ミラー
７    偏光板
８    対物レンズ
９    光情報記録媒体
１０    光スポット
１１    検出レンズ
１２    受光素子
１３    ピックアップ回路
１４    対物レンズ駆動装置
２０    光ピックアップ
４０    光学素子
４１    第１の硝材
４２    第２の硝材
４３    光学膜
【図１】
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【図２】
2008027471.tif 000006
【図３】
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【図４】
2008027471.tif 000008
【図５】
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【図６】
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【図７】
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