(57)【要約】【課題】従来、信号トラックに対して楕円スポットの長径方向を傾斜させた場合、対物レンズ上の各レーザー発光点からのファーフィールドパターンの並びがトラッキング制御方向とならず、対物レンズのシフトによる光学特性の向上が図れない。【解決手段】各レーザー発光点２，３の光軸と直交する方向の高さを異ならせ、対物レンズ７上における各レーザー発光点２，３からの各レーザー光のファーフィールドパターンの短径方向と各レーザー光の並び方向とを異ならせ、この各レーザー光の並び方向を対物レンズのトラッキング制御方向に一致させた際に、各レーザー光の並び方向に対してファーフィールドパターンの短径方向を傾けるようにしている。これにより対物レンズ７をトラッキング制御方向にシフトすることによりレンズ光軸から外れているレーザー光を対物レンズ７の光軸中心に合わせることを可能としている。【選択図】    図５
2004303332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットを備えると共に、トラッキング制御方向に駆動可能な単一の対物レンズに前記２つの各レーザー発光点から発光されるレーザー光を選択的に使用して記録媒体の再生及び、若しくは記録を行う光ピックアップ装置であって、各レーザー発光点の光軸と直交する方向の高さを異ならせ、各レーザー発光点からそれぞれ発光される各レーザー光の対物レンズ上のファーフィールドパターンの短径方向と対物レンズを通過する各レーザー光の並び方向とを異ならせ、この各レーザー光の並び方向を対物レンズのトラッキング制御方向に一致させた際に、前記各レーザー光の並び方向に対して対物レンズ上の各レーザー光におけるファーフィールドパターンの短径方向の向きを傾けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記レーザーユニットの各レーザー発光点を形成するレーザーチップの活性層を一方のレーザー発光点はレーザーチップを設置する設置面側に近づけて配置されると共に、他方のレーザー発光点はレーザーチップの電極側に近づけて配置されて各レーザー発光点の高さを異ならせた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３】
レーザーチップを構成する半導体材料の結晶成長の仕方を相違させることにより前記各レーザー発光点を同一レーザーチップに形成すると共に、前記各レーザー発光点の高さを異ならせた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４】
前記各レーザー発光点を別のレーザーチップにより形成し、これらの各レーザーチップを設置する設置面の高さを相違させて各レーザー発光点の高さを異ならせた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５】
前記各レーザー光の並び方向に対して対物レンズ上の各レーザー光におけるファーフィールドパターンの短径方向の向きをπ／６〜π／３（ｒａｄ）に傾けたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットを備えると共に、トラッキング制御方向に駆動可能な単一の対物レンズに前記２つの各レーザー発光点から発光されるレーザー光を選択的に使用して記録媒体の再生及び、若しくは記録を行う光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置としては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）の記録密度に適した波長のレーザー光を発光するレーザー発光点及びＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）の記録密度に適した波長のレーザー光を発光するレーザー発光点の２種類のレーザー発光点を有するレーザーユニットを備え、ディスクの記録密度に応じて使用するレーザー光を切り換えて単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なるディスクに対応させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように２種類のレーザー発光点を有するレーザーユニットとしては、単一のレーザーチップに２つのレーザー発光点を形成させるモノリシック型と、各々別々に形成された２つのレーザーチップを半導体ベースやステムに設置したハイブリッド型とが存在する。
【０００４】
ところで、ＣＤとＤＶＤとでは、信号記録面までの透明基板の厚みが略１：２と大きく異なるので、ＣＤ及びＤＶＤ対応の光ピックアップ装置においては、使用する波長のレーザー光によって各ディスクにそれぞれ適合される光学特性となるように対物レンズのＮＡ（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ）を異ならせる必要があり、波長選択フィルタや回折格子を用いて対物レンズにより集光されるレーザー光束を制限して開口絞りの径を相違させることによりＣＤとＤＶＤとにそれぞれ対応するＮＡの対物レンズとして使用するようにしている。
【０００５】
また、レーザーユニットとしては、記録と再生とでレーザー出力が大きく異なることからレーザー発光出力の相違する２つのレーザー発光点を設けることが考えられる。
【０００６】
更に、記録、再生及び相違するタイプの記録媒体に対応させるべく、あるいはＤＶＤより更に高密度の記録媒体（例えばＢｌｕ−Ｒａｙディスク）にも対応させるべく３つ以上のレーザー発光点を設けたレーザーユニットが製造されることも考えられる。
【０００７】
ところで、レーザー発光点はレーザーダイオードのレーザーチップの活性層（接合面）に形成され、レーザー発光点から発光されるレーザー光のファーフィールドパターンはその構造から活性層と直交する方向が長径となる楕円形となる。
【０００８】
したがって、ディスクの記録面に形成される光スポットは楕円形となり、この楕円の向きが信号トラックに対してどのような角度に設定されるかでディスクに記録されたピットの読み取り精度に影響する。
【０００９】
すなわち、楕円スポットの短径方向を信号トラックの方向に一致させれば、信号トラック方向の分解能が向上し、楕円スポットの短径方向を信号トラックと直交する方向にすれば、信号トラック間のクロストークによる影響を減少させることが出来る。
【００１０】
その為、信号トラック方向の分解能及び信号トラック間のクロストーク性能の両立を図る場合、楕円スポットの長径方向が信号トラックの方向に対してπ／４（ｒａｄ）を中心に振られた角度に設定される（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平７−２８５８９９号公報
【特許文献２】
特開平８−６３７７７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、少なくとも２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットにおいて、単一のレーザーチップの活性層に各レーザー発光点が形成されるモノリシック型はもちろん、個別のレーザーチップを備えるハイブリッド型であっても各レーザー発光点の高さが同一となっている。
【００１３】
２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットの場合、各レーザー発光点の光軸と直交する方向の高さが同一であると、楕円スポットの長径方向を信号トラックの方向に対して傾けた場合、図２に示す如く、各レーザー発光点における対物レンズ上のファーフィールドパターンＡ，Ｂの並びが対物レンズを駆動するアクチュエータのトラッキング制御方向に駆動可能な方向とならない。
【００１４】
各レーザー発光点におけるファーフィールドパターンの並びがアクチュエータのトラッキング制御方向に駆動可能な方向であれば、対物レンズの外周側のファーフィールドパターン、すなわちレンズ光軸から外れているレーザー発光点から発光されるレーザー光を使用する場合、アクチュエータをトラッキング制御方向に駆動してその外周側のファーフィールドパターンを対物レンズの光軸中心にシフトするべくバイアスをかけてトラッキング制御を行うことが可能である。
【００１５】
光ピックアップ装置において、レーザー発光点と設計上のレンズ光軸とがずれた場合、光学収差が発生して光学特性が劣化する。２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットを使用した光ピックアップ装置においては、各レーザー発光点を両方ともレンズ光軸に合わせることが不可能であるので、少なくとも一方のレーザー発光点がレンズ光軸から外れることになる。
【００１６】
対物レンズ及び他のレンズにおいて、光軸をずれると光学収差特性、すなわち軸外収差特性は劣化するが、前述したように、レンズ光軸から外れているレーザー発光点から発光されるレーザー光を対物レンズの光軸中心にシフトすることが出来れば、前記レーザー光が使用される状態であっても光学特性の劣化を抑制することが可能である。
【００１７】
しかしながら、通常の各レーザー発光点の高さが同一である２つのレーザー発光点を有するレーザーユニットを使用した場合、前述したように、各レーザー発光点におけるファーフィールドパターンの並びがトラッキング制御方向とならないので、対物レンズをトラッキング制御方向へシフトさせても対物レンズの外周側を通過するレーザー光を対物レンズの光軸中心に合わせることが出来ず、このレーザー光の光学特性の向上が図れなかった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、２つのレーザー発光点の光軸と直交する方向の高さを互いに異ならせ、各レーザー発光点からそれぞれ発光される各レーザー光の対物レンズ上のファーフィールドパターンの短径方向と対物レンズ上の各レーザー光の並び方向とを異ならせ、この各レーザー光の並び方向を対物レンズのトラッキング制御方向に一致させた際に、前記各レーザー光の並び方向に対して対物レンズ上の各レーザー光におけるファーフィールドパターンの短径方向の向きを傾けるようにしている。これにより対物レンズをトラッキング制御方向にシフトすることによりレンズ光軸から外れているレーザー発光点からのレーザー光を対物レンズの光軸中心に合わせることを可能としている。
【００１９】
【実施例】
図１は本発明の一実施例を示す光ピックアップ装置の光学配置図である。
【００２０】
図１の光ピックアップ装置は、ＣＤ及びＤＶＤの信号読み取りに対応した２波長レーザーユニットを備える基本的な光学構成を示している。
【００２１】
１はＣＤに適した波長、例えば７８０ｎｍのレーザー光を発光する第１レーザー発光点２と、ＤＶＤに適した波長、例えば６５０ｎｍのレーザー光を発光する第２レーザー発光点３とを有する２波長対応のレーザーユニットである。
【００２２】
レーザーユニット１の第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３からそれぞれ発光されるレーザー光は、回折格子４を介してトラッキング制御に使用される±１次光ビームが形成されて３ビームに成された後、斜めに配置された平行平板型のハーフミラー５の表面により光軸が折曲されてコリメータレンズ６により平行光に成され、その後、対物レンズ７に入射され、該対物レンズ７により収束されてディスクＤの信号記録面に照射される。
【００２３】
対物レンズ７は、レーザー波長により入射されるレーザー光束を制限する開口絞りの径が切り替えられるようになっていたり、あるいは２焦点レンズにより構成されることによりＣＤ再生とＤＶＤ再生とでそれぞれ対応するＮＡのレンズとして作用するように成されている。
【００２４】
ディスクＤの信号記録面により変調されて反射されたレーザー光は対物レンズ７に戻り、コリメータレンズ６を介してハーフミラー５に戻り、該ハーフミラー５を透過して光検出器８に到達し、該光検出器８により受光される。
【００２５】
光検出器８には、ＣＤ再生に用いられるＣＤ受光部（図示せず）とＤＶＤ再生に用いられるＤＶＤ受光部（図示せず）とが形成されており、第１レーザー素子２により発光されるレーザー光は前記ＣＤ受光部の各受光領域に受光され、ＣＤの記録信号が得られると共に、ＣＤに対応したフォーカシング制御及びトラッキング制御に用いられる各制御信号が得られる。
【００２６】
一方、第２レーザー素子３により発光されるレーザー光は光検出器８のＤＶＤ受光部の各受光領域に受光され、ＤＶＤの記録信号が得られると共に、ＤＶＤに対応したフォーカシング制御及びトラッキング制御に用いられる各制御信号が得られる。
【００２７】
ところで、レーザーユニット１は第１レーザー発光点２と第２レーザー発光点３との光軸と直交する方向の高さが互いに異ならせてあり、各レーザー発光点２，３からそれぞれ発光される各レーザー光の対物レンズ７上のファーフィールドパターンａ，ｂは図３に示すとおりとなり、対物レンズ７上の各レーザー光の並び方向に対してファーフィールドパターンａ，ｂの短径方向が０及びπ／２（ｒａｄ）でないθの角度を有している。
【００２８】
そして、各レーザー光の並び方向は信号トラックの方向に対して垂直（π／２（ｒａｄ））に設定されている。すなわち、ディスクの記録面に形成される楕円スポットの向きが信号トラックに対してπ／２（ｒａｄ）−θの角度に設定され、信号トラック方向の分解能及び信号トラック間のクロストーク性能の両立が図られている。この場合、信号トラック方向の分解能及び信号トラック間のクロストーク性能の両立を図ることからθ＝π／４（ｒａｄ）を中心にしてある程度の角度範囲に設定され、θ＝π／６〜π／３（ｒａｄ）に設定される。
【００２９】
また、対物レンズ７はアクチュエータ（図示せず）によって信号トラックの方向に対して垂直なトラッキング方向に駆動可能に成されており、その為、アクチュエータをトラッキング制御方向に駆動するトラッキング制御信号にバイアスをかけることによりレンズ光軸から外れているレーザー発光点から発光される外周側のレーザー光を対物レンズ７の光軸中心にシフトすることが出来、これにより前記外周側のレーザー光が使用される状態であってもディスクからの読み取り信号であるＲＦ信号品位やジッタ性能等の光学特性の劣化を抑制することが可能である。
【００３０】
対物レンズ７のトラッキング制御方向のシフトに対する光学特性を図４に概念的に示すと、図３、あるいは図２に示すファーフィールドパターンａ，あるいはＡが対物レンズ７の光軸中心にある場合は○点を結んだ曲線に示すようになり、図３に示すファーフィールドパターンｂが対物レンズ７の光軸中心からトラッキング制御方向にシフトしている場合は△点を結んだ曲線に示すようになり、一方、図２に示すファーフィールドパターンＢが対物レンズ７の光軸中心からトラッキング制御方向だけでなくトラッキング制御方向と直交する方向にもシフトしている場合は×点を結んだ曲線に示すようになる。
【００３１】
すなわち、対物レンズ７上のファーフィールドパターンｂが対物レンズ７の光軸中心からトラッキング制御方向にシフトしている場合は、対物レンズ７をトラッキング制御方向にシフトさせて破線の位置を光軸中心に変位させることにより光学特性が良好になる。
【００３２】
上述したように、対物レンズ７上の各レーザー光の並び方向に対するファーフィールドパターンの短径方向をθの角度とするために、レーザーユニット１の第１レーザー発光点２と第２レーザー発光点３との高さが光軸と直交する方向に異ならせてあるが、これらの各発光点の高さを異ならせるための１つの方法としては図５（イ）に示す如く、直接ステム１４に設置する場合はステム１４が、図５（ロ）に示す如く、ステム１４上にシリコンのサブストレート１５を形成する場合はサブストレート１５がそれぞれ第１レーザー発光点２を有する第１レーザーチップ１２及び第２レーザー発光点３を有する第２レーザーチップ１３の設置面となり、第１レーザーチップ１２及び第２レーザーチップ１３を設置する際に第１レーザーチップ１２を第１レーザー発光点２が形成される活性層１２ａを設置面となるステム１４、あるいはサブストレート１５側に近づけて配置し、第２レーザーチップ１３を第２レーザー発光点３が形成される活性層１３ａを電極１３ｂが形成される上側に近づけて配置する。尚、第１レーザーチップ１２の上側にも電極１２ｂが形成されている。
【００３３】
第１レーザーチップ１２及び第２レーザーチップ１３は、それぞれ活性層１２ａ及び活性層１３ａの位置が厚みの中央から外れており、それぞれステム１４上の平面に互いに反対に実装されており、第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３の高さの差及び間隔によって対物レンズ７上の各レーザー光の並び方向に対するファーフィールドパターンの短径方向を角度θに設定している。
【００３４】
別の方法としては、第１レーザーチップ１２及び第２レーザーチップ１３を直接ステムに設置する場合において図６（イ）に示す如くステム１４に段差を設け、ステム上にシリコンのサブストレート１５を形成する場合において図６（ロ）及び図６（ハ）に示す如くサブストレート１５及び若しくはステム１４に段差を設け、これらのサブストレート１５及び若しくはステム１４の段差によってそれぞれ第１レーザーチップ１２及び第２レーザーチップ１３の設置面の高さを異ならせることにより第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３の高さを異ならせることが出来る。
【００３５】
したがって、第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３の高さの差及び間隔によって対物レンズ７上の各レーザー光の並び方向に対するファーフィールドパターンの短径方向を角度θに設定している。
【００３６】
上記実施例において説明したレーザーユニット１は、第１レーザーチップ１２及び第２レーザーチップ１３を同一パッケージ内に実装した、いわゆるハイブリッド型であるが、レーザーチップを構成する半導体材料の結晶成長方法により第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３を１チップのレーザーチップに形成するモノリシック型により第１レーザー発光点２及び第２レーザー発光点３の高さを異ならせ、対物レンズ７上の各レーザー光の並び方向に対するファーフィールドパターンの短径方向を角度θに設定することが可能である。
【００３７】
尚、上記実施例においては２波長対応のレーザーユニットを用いたＣＤとＤＶＤとの再生に対応した光ピックアップ装置について説明しているが、レーザーユニットとしては記録に対応するレーザー発光点と再生に対応するレーザー発光点とのレーザー発光出力の相違する２つのレーザー発光点を設けた構成や、あるいは記録、再生及び相違するタイプの記録媒体に対応させるべく３つ以上のレーザー発光点を設けた構成であっても本発明の特許請求の範囲を逸脱しない範囲で対応可能である。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明は、レーザーユニットの少なくとも２つのレーザー発光点の高さを互いに異ならせているので、各レーザー光の並び方向を対物レンズのトラッキング制御方向に一致させた際に、前記各レーザー光の並び方向に対して対物レンズ上の各レーザー光におけるファーフィールドパターンの短径方向の向きを傾けることが出来、対物レンズをトラッキング制御方向にシフトすることによりレンズ光軸から外れているレーザー発光点からのレーザー光を対物レンズの光軸中心に合わせて光学特性を良好にすることが出来る。
【００３９】
特に、各レーザー発光点の高さを異ならせるのに、各レーザー発光点を形成するレーザーチップの活性層を一方のレーザー発光点を設置面側に近づけて配置すると共に、他方のレーザー発光点をレーザーチップの電極側に近づけて配置することで、前記設置面を平らにすることが出来、作り易い構成とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の光学系の一例を示す光学配置図である。
【図２】各レーザー発光点の高さが同一である場合の楕円スポットの長径方向を信号トラックの方向に対して傾斜させた際における各レーザー発光点におけるファーフィールドパターンの並び方向を説明する説明図である。
【図３】各レーザー発光点の高さを異ならせた場合の楕円スポットの長径方向を信号トラックの方向に対して傾斜させた際における各レーザー発光点におけるファーフィールドパターンの並び方向を説明する説明図である。
【図４】対物レンズ７のトラッキング制御方向のシフトに対する光学特性を概念的に示す特性図である。
【図５】レーザーユニット１の第１レーザー発光点２と第２レーザー発光点３との高さを異ならせる一実施例を示す構成図である。
【図６】レーザーユニット１の第１レーザー発光点２と第２レーザー発光点３との高さを異ならせる別の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
１            レーザーユニット
２            第１レーザー発光点
３            第２レーザー発光点
７            対物レンズ
８            光検出器
１２      第１レーザーチップ
１２ａ      活性層
１３      第２レーザーチップ
１３ａ      活性層
１４        ステム
１５        サブストレート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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