(57)【要約】【課題】２波長光源モジュールを採用した光ピックアップ及び位置ずれ補正方法を提供する。【解決手段】相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化した光源モジュールと、第１及び第２光を集束して記録媒体の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズと、記第１及び第２光の進路を変換する光路変換器と、記録媒体で反射されて前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器と、第１及び第２光の進路上に配置されて、第１及び第２光のうちいずれか一つに対してのみレンズとして機能し、第１及び第２光源の光の進行方向に沿う位置ずれを補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ。【選択図】　　図１
2004014098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化した光源モジュールと、
前記第１及び第２光を集束して記録媒体の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズと、
前記第１及び第２光の進路を変換する光路変換器と、
記録媒体で反射されて前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器と、
前記第１及び第２光の進路上に配置されて、前記第１及び第２光のうちいずれか一つに対してのみレンズとして機能し、前記第１及び第２光源の光の進行方向に沿う位置ずれを補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記第１及び第２光の進路上に配置されて、前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるための第２光学素子をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記第２光学素子は、前記第１及び第２光のうちいずれか一つに対してのみ前記第１光学素子と相互補完的なレンズとして機能することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記第２光学素子は、前記光源モジュールと光路変換器との間か前記光路変換器と光検出器との間に配置されることを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記第２光学素子は前記光源モジュールのカバーガラスの役割を兼ねることを特徴とする請求項２または３に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記第１光学素子は前記第１及び第２光の進行光軸を一致させる機能を兼ねることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第１光学素子は前記光源モジュールと光路変換器との間か前記光路変換器と光検出器との間に配置されることを特徴とする請求項１ないし３、請求項６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第１光学素子は前記光源モジュールのカバーガラスの役割を兼ねることを特徴とする請求項１ないし３、請求項６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記第１光学素子は前記光路変換器と対物レンズとの間に配置され、透過型偏光ホログラムタイプであることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記第１及び第２光のうちいずれか一つは回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、残りの光は直進透過させる第１回折格子をさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３、請求項６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記第１回折格子を直進透過する波長の光は回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、前記第１回折格子により回折／分岐される波長の光は直進透過させる第２回折格子をさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記第１及び第２回折格子は一体型であることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
前記第１及び第２光学素子のうち少なくともいずれか一つは前記第１及び第２回折格子のうち少なくともいずれか一つと一体型であることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ。
【請求項１４】
前記第１及び第２光学素子のうち少なくともいずれか一つは前記第１回折格子と一体型であることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ。
【請求項１５】
前記光源モジュール及び光検出器は、前記光源モジュールから出射された第１及び第２光が前記光路変換器を透過して記録媒体側に進み、記録媒体で反射された第１及び第２光が前記光路変換器で反射されて光検出器に向かうように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項１６】
前記光源モジュール及び光検出器は、前記光源モジュールから出射された第１及び第２光が前記光路変換器で反射されて記録媒体側に進み、記録媒体で反射された第１及び第２光が前記光路変換器を透過して光検出器に向かうように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項１７】
前記光路変換器はプレート型ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１５または１６に記載の光ピックアップ。
【請求項１８】
前記プレート型ビームスプリッタは、第１及び第２光の反射角度が４５°以下になるように配置されたことを特徴とする請求項１７に記載の光ピックアップ。
【請求項１９】
前記光検出器側に進む第１及び第２光のうちいずれか一つのデフォーカスを合せるための調整レンズをさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３、請求項６、請求項１５および１６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項２０】
前記調整レンズは非点収差レンズとして機能することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ。
【請求項２１】
前記調整レンズは検出レンズとして機能することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ。
【請求項２２】
前記光源モジュールと対物レンズとの間には前記光源モジュールから発散光形態に出射される第１及び／または第２光をコリメーティングするコリメーティングレンズをさらに具備することを特徴とする請求項１ないし３、請求項６、請求項１５および１６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項２３】
前記第１及び第２光のうちいずれか一つは赤色波長領域の光であり、他の一つは近赤外線波長領域の光であって、ＤＶＤ系列の光ディスク及びＣＤ系列の光ディスクを互換できることを特徴とする請求項１ないし３、請求項６、請求項１５および１６のうちいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項２４】
相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化した光源モジュールを具備する光ピックアップで、第１及び第２光源の位置ずれを補正する方法において、
前記第１及び第２光源の光の進行方向軸をｚ軸とする時、
前記第１光源から出射される第１光に対してデフォーカスが合わせられるように前記光ピックアップ光学系を配置する段階と、
前記第２光に対してのみレンズの役割をする前記光ピックアップの第１光学素子を前記ｚ軸に沿って調整して第２光に対するデフォーカスを合わせることによって、前記第１及び第２光源の前記ｚ軸に沿う第１位置ずれを補正する段階とを含むことを特徴とする位置ずれ補正方法。
【請求項２５】
前記第１及び第２光源から出射され、光ディスクで反射された第１及び第２光のうちいずれか一つのスポットが前記光ピックアップの光検出器の中央に受光されるように前記光検出器の位置を調整する段階と、
前記第１及び第２光源から出射された第１及び第２光の進行光軸が外れる前記第１及び第２光源の第２位置ずれを補正して前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるために、前記一つの光はそのまま透過させ、残りの光は少なくとも２回屈折させる第２光学素子を回転方向及び／または前記ｚ軸方向に調整して前記残りの光のスポットを前記光検出器の中央に受光させる段階とをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の位置ずれ補正方法。
【請求項２６】
前記光ピックアップはＤＶＤ系列の光ディスク及びＣＤ系列の光ディスクを互換でき、
前記第１及び第２光のうちいずれか一つは前記ＤＶＤ系列の光ディスクに適した赤色波長領域の光であり、残りの光は前記ＣＤ系列の光ディスクに適した近赤外線波長領域の光であることを特徴とする請求項２４または２５に記載の位置ずれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップに係り、より詳細には相異なる波長の光を出射する２つの光源が１つのパッケージ内に一体型に構成された２波長光源モジュールを採用した光ピックアップ及び位置ずれ補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、ＤＶＤとＣＤを互換できる光ピックアップはＤＶＤ用光源とＣＤ用光源とをそれぞれ使用する構成よりなっている。この場合、ＤＶＤとＣＤの特性に合うように光学レンズなどを構成して２つの光源をそれぞれ組立てなければならないので、光学系が複雑になり、かつ設置空間に制約がある。
【０００３】
最近、ＤＶＤ及びＣＤのための相異なる波長の光を出射する２つの光源（２つの半導体レーザー（ＬＤ）チップ）を１つのパッケージ内に一体型に構成した光源モジュール（いわゆる、ＴＷＩＮ−ＬＤ）が開発されているが、光源モジュール内で２つの光源間の位置ずれが大きいために、このような光源モジュールは再生用光ピックアップの一部にのみ使われているだけで記録用光ピックアップには使われていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような点を勘案して案出されたものであって、光源モジュール内の２つの光源間の位置ずれに基づいた問題点を解消するために光学系を構成して再生用だけでなく記録用にも適用できる２波長光源モジュールを具備する光ピックアップ及び位置ずれ補正方法を提供するところにその目的がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明による光ピックアップは、相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化した光源モジュールと、前記第１及び第２光を集束して記録媒体の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズと、前記第１及び第２光の進路を変換する光路変換器と、記録媒体で反射されて前記対物レンズ及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器と、前記第１及び第２光の進路上に配置されて、前記第１及び第２光のうちいずれか一つに対してのみレンズとして機能し、前記第１及び第２光源の光の進行方向に沿う位置ずれを補正する第１光学素子とを含むことを特徴とする。
【０００６】
前記第１及び第２光の進路上に配置されて、前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるための第２光学素子をさらに含む。
【０００７】
前記第２光学素子は、前記第１及び第２光のうちいずれか一つに対してのみ前記第１光学素子と相互補完的なレンズとして機能する。
【０００８】
前記第２光学素子は、前記光源モジュールと光路変換器との間か前記光路変換器と光検出器との間に配置される。
【０００９】
前記第２光学素子は前記光源モジュールのカバーガラスの役割を兼ねる。
【００１０】
代案として、前記第１光学素子は前記第１及び第２光の進行光軸を一致させる機能を兼ねる。
【００１１】
前記第１光学素子は前記光源モジュールと光路変換器との間か前記光路変換器と光検出器との間に配置されることが望ましい。
【００１２】
前記第１光学素子は前記光源モジュールのカバーガラスの役割を兼ねる。
【００１３】
前記第１光学素子は前記光路変換器と対物レンズとの間に配置され、透過型偏光ホログラムタイプである。
【００１４】
前記第１及び第２光のうちいずれか一つは回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、残りの光は直進透過させる第１回折格子をさらに具備することが望ましい。
【００１５】
前記第１回折格子を直進透過する波長の光は回折により少なくとも３つのビームに分岐させ、前記第１回折格子により回折／分岐される波長の光は直進透過させる第２回折格子をさらに具備する。
【００１６】
この時、前記第１及び第２回折格子は一体型であることが望ましい。
【００１７】
ここで、前記第１及び第２光学素子のうち少なくともいずれか一つは前記第１及び第２回折格子のうち少なくともいずれか一つと一体型である。
【００１８】
前記光源モジュール及び光検出器は、前記光源モジュールから出射された第１及び第２光が前記光路変換器を透過して記録媒体側に進み、記録媒体で反射された第１及び第２光が前記光路変換器で反射されて光検出器に向かうように配置される。
【００１９】
代案として、前記光源モジュール及び光検出器は、前記光源モジュールから出射された第１及び第２光が前記光路変換器で反射されて記録媒体側に進み、記録媒体で反射された第１及び第２光が前記光路変換器を透過して光検出器に向かうように配置される。
【００２０】
前記光路変換器はプレート型ビームスプリッタであることが望ましい。
【００２１】
この時、前記プレート型ビームスプリッタは、第１及び第２光の反射角度が４５°以下になるように配置される。
【００２２】
前記光検出器側に進む第１及び第２光のうちいずれか一つのデフォーカスを合せるための調整レンズをさらに具備する。
【００２３】
前記調整レンズは非点収差レンズとして機能することが望ましい。
【００２４】
また、前記調整レンズは検出レンズとして機能することが望ましい。
【００２５】
前記光源モジュールと対物レンズとの間には前記光源モジュールから発散光形態に出射される第１及び／または第２光をコリメーティングするコリメーティングレンズをさらに具備する。
【００２６】
前記目的を達成するために本発明は、相異なる波長の第１及び第２光を出射する第１及び第２光源が単一パッケージ化した光源モジュールを具備する光ピックアップで、第１及び第２光源の位置ずれを補正する方法において、前記第１及び第２光源の光の進行方向軸をｚ軸とする時、前記第１光源から出射される第１光に対してデフォーカスが合わせられるように前記光ピックアップ光学系を配置する段階と、前記第２光に対してのみレンズの役割をする前記光ピックアップの第１光学素子を前記ｚ軸に沿って調整して第２光に対するデフォーカスを合わせることによって、前記第１及び第２光源の前記ｚ軸に沿う第１位置ずれを補正する段階とを含むことを特徴とする。
【００２７】
前記第１及び第２光源から出射され、光ディスクで反射された第１及び第２光のうちいずれか一つのスポットが前記光ピックアップの光検出器の中央に受光されるように前記光検出器の位置を調整する段階と、前記第１及び第２光源から出射された第１及び第２光の進行光軸が外れる前記第１及び第２光源の第２位置ずれを補正して前記第１及び第２光の進行光軸を一致させるために、前記一つの光はそのまま透過させ、残りの光は少なくとも２回屈折させる第２光学素子を回転方向及び／または前記ｚ軸方向に調整して前記残りの光のスポットを前記光検出器の中央に受光させる段階とをさらに含む。
【００２８】
以上、本発明による光ピックアップは、ＤＶＤ系列の光ディスク及びＣＤ系列の光ディスクを互換でき、前記第１及び第２光のうちいずれか一つは前記ＤＶＤ系列の光ディスクに適した赤色波長領域の光であり、残りの光は前記ＣＤ系列の光ディスクに適した近赤外線波長領域の光であることが望ましい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の望ましい第１実施形態による２波長光源モジュールを具備する光ピックアップの光学的構成を概略的に示す図面であり、図２及び図３は、本発明による光ピックアップに適用される２波長光源モジュール内での位置ずれを説明するための図面である。
【００３０】
図１を参照すれば、本発明の第１実施形態による光ピックアップは、相異なる波長の第１及び第２光１１ａ、１３ａを出射する第１及び第２光源１１、１３が単一パッケージ化した光源モジュール１０と、前記第１及び第２光１１ａ、１３ａを集束して光ディスク１の記録面上に光スポットを形成させる対物レンズ３５と、前記第１及び第２光１１ａ、１３ａの進路を変換する光路変換器と、光ディスク１で反射されて前記対物レンズ３５及び光路変換器を経由して入射される第１及び第２光１１ａ、１３ａを受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器３９と、前記第１及び第２光源１１、１３の光の進行方向に沿う位置ずれを補正するために前記第１及び第２光１１ａ、１３ａのうちいずれか一つに対してのみレンズの機能をする第１光学素子５０とを含んで構成される。
【００３１】
また、本発明の望ましい第１実施形態による光ピックアップは、光の進行方向をｚ軸とする時、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３とのｘ−ｙ平面内の位置ずれｄｘ、ｄｙによる第１及び／または第２光１１ａ、１３ａの光軸外れを補正するために、前記第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を一致させるための第２光学素子７０をさらに具備することが望ましい。
【００３２】
本発明による光ピックアップが例えば、ＤＶＤ系列の光ディスク１ａ（以下、ＤＶＤ）及びＣＤ系列の光ディスク１ｂ（以下、ＣＤ）を互換採用可能とされた場合、前記光源モジュール１０は第１光源１１が赤色波長領域、例えば、６５０ｎｍ波長の第１光１１ａを出射し、第２光源１３が近赤外線波長領域、例えば、７８０ｎｍ波長の第２光１３ａを出射するように設けられる。すなわち、第１光源１１にはＤＶＤ用半導体レーザーチップを具備し、第２光源１３にはＣＤ用半導体レーザーチップを具備する。
【００３３】
ここで、光の進行方向に沿う軸をｚ軸とする時、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３との間には図２に示すように、ｚ軸に沿う位置ずれｄｚが存在する。
【００３４】
また、図３に示すように、光源モジュール１０内で第１光源１１と第２光源１３との間にはｘ−ｙ平面内に位置ずれｄｘ、ｄｙが存在する。図３でｐ１は第１光源１１の発光位置、ｐ２は第２光源１３の発光位置を示す。
【００３５】
図２及び図３でＬは第１及び第２光源１１、１３間の間隔であって、ＤＶＤ用半導体レーザーチップとＣＤ用半導体レーザーチップとよりなるＴＷＩＮ−ＬＤの場合、前記間隔Ｌは約１１０±１０μｍである。
【００３６】
一方、図１は、前記光源モジュール１０及び光検出器３９が、光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ、１３ａが光路変換器を透過して光ディスク１側に進み、光ディスク１で反射された第１及び第２光１１ａ、１３ａが光路変換器で反射されて光検出器３９に向かうように配置された例を示す。
【００３７】
前記光路変換器には、入射される第１及び第２光１１ａ、１３ａを所定割合で透過及び反射させるプレート型ビームスプリッタ３３を具備できる。前記プレート型ビームスプリッタ３３は第１及び第２光１１ａ、１３ａの反射角度が４５°以下、例えば、３０°になるように配置されることが望ましい。本発明による光ピックアップを構成する残りの光学部品もそのようなプレート型ビームスプリッタ３３の配置に対応して配置されることはもちろんである。
【００３８】
ここで、前記プレート型ビームスプリッタ３３の入射／反射角度はプレート型ビームスプリッタの光学特性、すなわち、透過／反射率、光学部品配置の制限有無（主にスリム型の場合）を考慮して決定される。
【００３９】
記録機器の場合、プレート型ビームスプリッタの透過／反射率は９０：１０または１０：９０であり、複屈折まで考慮すれば二つの直交する線形偏光、すなわち、Ｐ偏光とＳ偏光との透過率が可能な限り同様であることが望ましいが、プレート型ビームスプリッタの反射面のコーティング特性は入射角度が小さいほど所望の分光特性を満足し易い。
【００４０】
したがって、本発明のプレート型ビームスプリッタ３３のように、反射角度が４５°より小になるように配置すれば、プレート型ビームスプリッタのコーティング設計が容易であり、一部のスリム型でのように光学部品の配置が制限される場合に対応できる。
【００４１】
ここで、前記プレート型ビームスプリッタ３３は必ずしも反射角度が４５°より小になるように配置される必要はない。すなわち、前記プレート型ビームスプリッタ３３は反射角度が４５°になるように配置されてもよい。
【００４２】
一方、前記光路変換器にはプレート型ビームスプリッタ３３の代りに立方体形ビームスプリッタを具備してもよい。また、例えば、前記第１光学素子５０が後述する実施形態のように透過型偏光ホログラムタイプである場合、前記光路変換器には前記第１光学素子５０により進行方向の軸に沿う位置ずれ補正対象である光に対しては偏光状態によって選択的に透過または反射させ、他の光に対しては所定割合で透過及び反射させる鏡面を有するプレート型または立方体形偏光ビームスプリッタを具備してもよい。
【００４３】
前記第１光学素子５０は前記第１及び第２光１１ａ、１３ａの進路上に配置されて、第１及び第２光１１ａ、１３ａのうちいずれか一つはそのまま透過させ、他の光に対してはレンズの役割をするように適切に光学的パワーが与えられたホログラム素子よりなる。
【００４４】
例えば、本発明の第１実施形態による互換型光ピックアップをなす全体光学系、特に、受光部側が前記第１光源１１から出射された第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるならば、前記第１光学素子５０は、第２光源１３の光の進行軸に沿う位置ずれ（光の進行軸に対して第１光源１１から第２光源１３が外れた違い）を補正するように設けられることが望ましい。
【００４５】
ここで、第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるということは、例えば、本発明による光ピックアップが非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する場合、第１光１１ａに対して対物レンズ３５と光ディスク１の記録面との距離がオンフォーカス状態である時、光検出器３９に受光される第１光１１ａのビーム形状が円形になるように光ピックアップの光学系全体を配置するということを意味する。
【００４６】
逆に、本発明による光ピックアップが第２光源１３から出射された第２光１３ａに対してデフォーカスが合わせられるならば、前記第１光学素子５０は第１光源１１の進行軸に沿う位置ずれを補正するように設けられることが望ましい。
【００４７】
このように設けられた第１光学素子５０を進行光軸方向、すなわち、ｚ軸方向に微細調整すれば、光源モジュール１０の進行光軸に沿う位置ずれを補正できる。
【００４８】
図１には、前記第１光学素子５０が光路変換器と光検出器３９との間に配置されると図示されているが、光源モジュール１０と光路変換器との間に配置してもよい。
【００４９】
前記第２光学素子７０は前記第１及び第２光１１ａ、１３ａの進路上に配置されて、第１及び第２光源１１、１３のうち本発明による光ピックアップの光学系の中心光軸ｃｍから外れて配置される光源から出射された光と、前記中心光軸ｃｍ上に配置された光源から出射された光の進行光軸を互いに一致させる。図１は、前記第２光学素子７０が光路変換器と光検出器３９との間に配置される例を示す。前記第２光学素子７０は光源モジュール１０と光路変換器との間に配置されてもよい。
【００５０】
前記第２光学素子７０には、第１及び第２光１１ａ、１３ａのうち一つはそのまま透過させ、他の一つは＋１次または−１次に回折させて第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を互いに一致させるホログラム素子を具備できる。この時、第２光学素子７０をなすホログラム素子には光学的パワーがなく位置係数だけ与えられる。
【００５１】
図１は、前記第１光源１１が前記中心光軸ｃｍ上に配置されて、第２光源１３が第１光源１１に対してｘ−ｙ平面内で位置ずれを有する場合を例示したものである。この場合、第２光学素子７０は図４及び図５に示すように、波長がλ１である第１光１１ａに対しては作用することなくそのまま透過させ、波長がλ２である第２光１３ａに対してはホログラム素子として作用して第２光１３ａを＋１次または−１次に回折させることによって、第２光１３ａが屈折されて第１光１１ａと同じ光軸に進むように設けられる。
【００５２】
図４は、前記第２光学素子７０が受光部側、すなわち、光路変換器と光検出器３９との間に配置される時の第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行を示す。
【００５３】
図５は、前記第２光学素子７０が送光部側、すなわち、光源モジュール１０と光路変換器との間に配置される時の第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行を示す。前記第２光学素子７０を送光部側に配置する場合には、後述する実施形態で説明するように、第２光学素子７０を回折格子２０と一体に形成するか、光源モジュール１０のカバーガラスとして使用することも可能である。もちろん、第２光学素子７０を光源モジュール１０のカバーガラスとして使用する場合には、光源モジュール１０の製作段階であらかじめ第２光学素子７０を回転方向及びｚ軸方向に調整して光源モジュール１０の第１及び第２光源１１、１３から出射された第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を一致させる。
【００５４】
一方、前記第２光学素子７０は第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を一致させる役割に加えて、前記第１及び第２光１１ａ、１３ａのうちいずれか一つに対してのみ前記第１光学素子５０と相互補完的なレンズの役割をするように設けてもよい。例えば、前記第１光学素子５０が＋パワーを有するレンズの役割をすれば、前記第２光学素子７０は−パワーを有するレンズの役割をするように設けられる。この場合、第１及び第２光学素子いずれも第１及び第２光源１１、１３の進行光軸に沿う位置ずれを補正する役割をする。ここで、＋パワーは凸レンズの役割をし、−パワーは凹レンズの役割をするということを意味する。
【００５５】
一方、本発明による光ピックアップは３ビーム法によるトラッキングエラー信号検出ができるように前記光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ、１３ａのうち少なくともいずれか一つを少なくとも３つのビームに分岐させる回折格子２０をさらに具備できる。
【００５６】
例えば、本発明による光ピックアップが第１光１１ａに対してのみ３ビーム法によるトラッキングエラー信号を検出できるようになっている場合、前記回折格子２０は、図６に示すように入射される第１光１１ａは少なくとも３つのビームに分岐させ、第２光１３ａはそのまま直進透過させるように設けられる。
【００５７】
逆に、本発明による光ピックアップが第２光１３ａに対してのみ３ビーム法によるトラッキングエラー信号を検出できるようになっている場合、前記回折格子２０は入射される第１光１１ａはそのまま直進透過させ、第２光１３ａは少なくとも３つのビームに分岐させるように設けてもよい。
【００５８】
ここで、前記第１及び第２光学素子５０、７０のうち少なくともいずれか一つが光源モジュール１０と光路変換器との間に配置される場合、前記第１及び第２光学素子５０、７０のうち少なくともいずれか一つは前記回折格子２０と一体型に形成されてもよい。第１及び第２光学素子５０、７０のうちいずれか一つと回折格子２０とが一体型に形成される実施形態については、図面を参照して説明する本発明の実施形態による光ピックアップの光学的構成から十分に応用できるため、図示及び詳細な説明を省略する。
【００５９】
本発明による光ピックアップが第１及び第２光１１ａ、１３ａ両方に対して３ビーム法によるトラッキングエラー信号を検出できるようになっている場合、前記回折格子２０は図７に示すように、第１光１１ａは３つのビームに分岐させ、第２光１３ａはそのまま直進透過させる第１回折格子２１と、入射される第１光１１ａはそのまま直進透過させ、第２光１３ａは３つのビームに分岐させる第２回折格子２３とよりなる。図７では、前記第１及び第２回折格子２１、２３が透明部材の両面に形成されて一体化した構造として図示されているが、前記第１及び第２回折格子２１、２３は互いに分離されてもよい。
【００６０】
ここで、前記第１及び第２光学素子５０、７０のうち少なくともいずれか一つが光源モジュール１０と光路変換器との間に配置される場合、前記第１及び第２光学素子５０、７０のうち少なくともいずれか一つは前記第１及び第２回折格子２１、２３のうち少なくともいずれか一つと一体型に形成されてもよい。第１及び第２光学素子５０、７０のうちいずれか一つと第１及び第２回折格子２１、２３のうち少なくともいずれか一つとが一体型に形成される実施形態については、図面を参照して説明する本発明の実施形態による光ピックアップの光学的構成から十分に応用できるため、図示を省略する。
【００６１】
本発明の第１実施形態による光ピックアップは、第１及び第２光１１ａ、１３ａのうち一つに対してデフォーカスを合せるための調整レンズ３７をさらに具備することが望ましい。前記調整レンズ３７は、前記光検出器３９に受光される光スポットを適正サイズにする検出レンズとして使われる。また、この調整レンズ３７は、本発明の第１実施形態による光ピックアップが非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出可能にする非点収差レンズの役割をするように設けてもよい。すなわち、前記調整レンズ３７は検出レンズ及び非点収差レンズの機能を兼ねてもよい。
【００６２】
例えば、第１光学素子５０による進行方向軸に沿う位置ずれ調整対象が第２光源１３であれば、前記調整レンズ３７は第１光１１ａに対してデフォーカスを合せるのに使われる。すなわち、本発明による光ピックアップがＤＶＤ及びＣＤ互換型であれば、前記調整レンズ３７はＤＶＤに対するデフォーカスを調整するのに使われ、第１光学素子５０はＣＤに対するデフォーカスを調整するのに使われる。
【００６３】
一方、本発明の第１実施形態による光ピックアップは、前記光源モジュール１０と対物レンズ３５との間に光源モジュール１０から発散光形態に出射される第１及び第２光１１ａ、１３ａをコリメーティングするためのコリメーティングレンズ３１をさらに具備できる。このコリメーティングレンズ３１は図１に示したように光源モジュール１０と光路変換器との間に配置されてもよく、光路変換器と対物レンズ３５との間に配置されてもよい。図１に示したように、コリメーティングレンズ３１が光源モジュール１０と光路変換器との間に配置される場合、受光部側には概略平行光形態に入射される第１及び第２光１１ａ、１３ａを集束するための集束レンズ３６をさらに具備することが望ましい。図１で参照符号３４は反射ミラーである。
【００６４】
前記のような構成を有する本発明の第１実施形態による光ピックアップで第１及び第２光源１１、１３の位置ずれは次のように補正できる。
【００６５】
第１光学素子５０が第２光１３ａに対してのみレンズの機能をするように設けられ、前記第１及び第２光源１１、１３の光の進行方向軸をｚ軸とする時、前記第１光源１１から出射される第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるように本発明の第１実施形態による光ピックアップ光学系を配置する。その後、前記第２光１３ａに対してのみレンズの役割をする第１光学素子５０を前記ｚ軸に沿って調整して第２光１３ａに対するデフォーカスを合せれば、前記第１及び第２光源１１、１３の前記ｚ軸に沿う位置ずれが補正される。
【００６６】
ここで、第１光学素子５０が第１光１１ａに対してのみレンズの機能をするように設けられた場合には、本発明の第１実施形態による光ピックアップ光学系を第２光１３ａに対してデフォーカスが合わせられるように配置した後、第１光学素子５０を利用して第１光１１ａに対するデフォーカスを合せればよい。
【００６７】
本発明の第１実施形態による光ピックアップが中心光軸ｃｍからはずれて配置される光源の位置ずれを補正するための光学素子、例えば、第２光学素子７０を具備する場合には第１及び第２光源１１、１３のｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙは次のように補正できる。
【００６８】
まず、前記第１及び第２光源１１、１３から出射され、光ディスク１で反射された第１及び第２光１１ａ、１３ａのうちいずれか一つ、すなわち、中心光軸ｃｍ上に配置された光源から出射された光のスポットが前記光検出器３９の中央に受光されるように前記光検出器３９の位置を調整する。
【００６９】
その後、前記第２光学素子７０を回転方向及び／または前記ｚ軸方向に調整し、残りの光のスポットも光検出器３９の中央に受光させれば、第１及び第２光源１１、１３の位置ずれが補正されて前記第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸が一致する。この時、前記第２光学素子７０は前記一つの光をそのまま透過させ、他の光を少なくとも２回屈折させる。
【００７０】
前記のような構成を有する本発明の第１実施形態による光ピックアップで第１及び第２光源１１、１３の進行方向軸ｚ軸に沿う位置ずれｄｚ及びｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙを補正する過程を図８ないし図１２を参照してより具体的に説明すれば次の通りである。
【００７１】
第１光源１１が中心光軸ｃｍ上に配置され、第２光源１３が第１光源１１に対して進行方向軸ｚ軸に対して位置ずれｄｚがあると仮定する。
【００７２】
第１光源１１を作動させて光源モジュール１０から第１光１１ａが出射される時、図８はデフォーカスが合わせられる前の光検出器３９に受光される第１光１１ａのビーム形態（以下、第１光スポット１１ａ’）を示す。図８は、光検出器３９の位置をｘ軸、ｙ軸方向に調整して第１光スポット１１ａ’の中心が光検出器３９の中心と一致するように調整された状態を示す。
【００７３】
図８に示したように、第１光スポット１１ａ’が光検出器３９の中心と一致する状態で調整レンズ３７をｚ軸に調整すれば、図９に示したように第１光１１ａに対するデフォーカスが合わされて光検出器３９には円形の第１光スポット１１ａ’が形成される。ここで、図８及び図９は本発明による光ピックアップが調整レンズ３７を具備する場合を例示したものであり、本発明による光ピックアップが調整レンズ３７を具備していない構造であり、本発明による光ピックアップ光学系が組立段階で第１光１１ａに対してデフォーカスが合わせられるように配置される場合にも、第１光スポット１１ａ’は図９のように光検出器３９の中心に円形に形成される。
【００７４】
第１光１１ａに対するデフォーカスが合わせられた状態で第１光源１１はオフさせ、第２光源１３を作動させれば、光検出器３９と同一平面に照射される第２光１３ａのビーム形態（以下、第２光スポット１３ａ’）は第１及び第２光源１１、１３間のｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙに起因して第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸が互いに外れるので、第２光スポット１３ａ’は図１０に示したように、光検出器３９の中心から外れており、また、第１及び第２光源１１、１３間の進行方向軸に対する位置ずれｄｚに起因して第２光スポット１３ａ’がデフォーカスされた状態になる。ここで、図１０は、ｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙを補正するための第２光学素子７０及び進行方向軸に沿う位置ずれｄｚを補正するための第１光学素子５０が光ピックアップ光学系に挿入されていない状態を示したものである。
【００７５】
しかし、本発明の第１実施形態による光ピックアップは第１及び第２光学素子５０、７０を具備しているので、第２光スポット１３ａ’は図１１に示したように、第２光学素子７０の作用により光検出器３９の中心に形成され、図１２に示したように、第１光学素子５０の作用によりデフォーカスが合わせられる。したがって、光検出器３９の中心には円形の第２光スポット１３ａ’が形成される。
【００７６】
図１１及び図１２のような第２光スポット１３ａ’の位置調整及びデフォーカス調整は光ピックアップ光学系の組立段階で行われる。
【００７７】
第２光源１３が第１光源１１に対してｘ−ｙ平面内からどこに外れているか、いかほど外れているかが正確に分からないため、組立段階で第２光学素子７０をｘ−ｙ平面と平行した平面内で回転（θ軸）させ、ｚ軸に沿って位置を調整して第２光スポット１３ａ’が光検出器３９の中心に正確に移動すれば第２光学素子７０の調整を止め、第２光学素子７０の位置を固定させる。
【００７８】
また、第２光源１３が第１光源１１に対して進行方向軸ｚ軸に沿っていかほどの位置ずれｄｚを有しているか分からないので、組立段階で、第１光学素子５０を進行方向軸ｚ軸に沿って動かしながら第２光スポット１３ａ’のデフォーカスが合わせられれば第１光学素子５０の調整を止め、第１光学素子５０の位置を固定させる。
【００７９】
ここで、本発明による光ピックアップは第１及び第２光源１１、１３間の進行方向軸に沿う位置ずれｄｚだけを補正する光学素子だけを具備してもよい。この場合には、光検出器３９を第１及び第２光源１１、１３のｘ−ｙ平面内での位置ずれを考慮して第１及び第２光１１ａ、１３ａスポットをそれぞれ受光して検出するように構成すればよい。
【００８０】
図８ないし図１２では本発明による光ピックアップを利用すれば、２波長光源モジュール１０内での２つの光源間の位置ずれを補正できることを説明しながら、光検出器３９が４分割構造よりなると示したが、図６及び図７を参照して説明した回折格子２０を具備する場合には、分岐した残りのビームも受光できるように、前記光検出器３９はサブ光検出器をさらに具備する。
【００８１】
図８ないし図１２では、本発明による光ピックアップを利用すれば、２波長光源モジュール１０内での２つの光源１１、１３間の位置ずれを補正できることを説明するために、デフォーカスが合わせられていない光スポットは楕円形であり、デフォーカスが合わせられた光スポットは円形であると説明及び図示したが、これは例示に過ぎず、光スポットの形状は前記とは異なってもよい。
【００８２】
以下、本発明による光ピックアップの他の実施形態について説明する。本発明の他の実施形態の場合にも前記の位置ずれ補正方法が適用される。
【００８３】
図１３は、本発明の第２実施形態による光ピックアップの光学的配置構成を示すものであり、第２光学素子１７０が光源モジュール１０と光路変換器との間に配置され、光源モジュール１０のカバーガラスの役割をするように設けられた点を特徴とする。ここで、図１と実質的に同様の機能をする部材は同一の参照符号で表して反復説明を省略する。
【００８４】
図１３に示したように、第２光学素子１７０が光源モジュール１０のカバーガラスの役割をするように設けられた場合には、光源モジュール１０の製作段階であらかじめ第２光学素子１７０をθ軸とｚ軸方向に調整して第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を一致させる。
【００８５】
図１３では、第２光学素子１７０が光源モジュール１０のカバーガラスの役割をする実施形態を示すが、第２光学素子１７０の代りに第１光学素子５０が光源モジュール１０のカバーガラスの役割をすることも可能である。
【００８６】
一方、図１４は、本発明の第３実施形態による光ピックアップの光学的構成を示すものであり、一つの光学素子１５０だけを具備する場合を示す。ここで、図１と実質的に同様の機能をする部材は同一の参照符号で表して反復説明を省略する。
【００８７】
前記光学素子１５０は第１及び第２光源１１、１３の進行光軸に沿う位置ずれｄｚを補正する機能をし、図１４に示したように、第１及び第２光１１ａ、１３ａの進行光軸を一致させる機能を兼ねることがさらに望ましい。前記光学素子１５０は、図１４に示したように光路変換器と光検出器３９との間に配置され、光源モジュール１０と光路変換器との間に配置されてもよい。
【００８８】
光源モジュール１０と光路変換器との間に配置される場合、前記光学素子１５０は前記実施形態でと同じく光源モジュール１０のカバーガラスの役割を兼ねるように構成されてもよい。
【００８９】
本発明の第３実施形態に適用される光学素子１５０については前記実施形態から十分に類推できるので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００９０】
図１５は、本発明の第４実施形態による光ピックアップの光学的構成を示す。本実施形態は、第１光学素子２５０を光路変換器と対物レンズ３５との間に配置した点を特徴とする。ここで、前記実施形態と実質的に同一または同様の機能をする部材は同一の参照符号で表して反復説明は省略する。
【００９１】
図１５に示した本発明の第４実施形態のように、前記第１光学素子２５０が光路変換器と対物レンズ３５間の光路上に配置される場合には、前記第１光学素子２５０は、第１及び第２光１１ａ、１３ａのうち進行光軸に沿う位置ずれ補正対象光に対してのみ作用し、他の光に対しては作用しない透過型偏光ホログラムタイプで構成されることが望ましい。
【００９２】
進行光軸に沿う位置ずれ補正対象光が第２光１３ａであり、前記第１光学素子２５０が第２光１３ａに対してのみ作用するようになっている場合を例とすれば次の通りである。
【００９３】
前記第１光学素子２５０は、第１光１１ａをそのまま透過させながら第２光１３ａに対しては一偏光成分に対してのみレンズの役割をする偏光ホログラム２５１と、入射される光の偏光を変える波長板２５３、望ましくは、第２光１３ａの波長に対する１／４波長板とよりなる。
【００９４】
前記第１及び第２光源１１、１３に半導体レーザーチップを具備し、半導体レーザーからはＰ偏光及びＳ偏光のうちいずれか一偏光が優勢なレーザー光ビームが出射される点を考慮する時、前記第１光学素子５０は光源モジュール１０側または光ディスク１で反射された後いずれか一方向に進行する第２光１３ａに対してのみレンズの機能をする。
【００９５】
例えば、光源モジュール１０側から主にＳ偏光の第２光１３ａが出射され、前記第１光学素子５０のホログラムがＳ偏光の第２光１３ａに対してのみレンズの役割をするようになっているとしよう。
【００９６】
この場合、光源モジュール１０側から入射される第１光１１ａは第１光学素子５０をそのまま透過する。この第１光１１ａは光ディスク１で反射された後でも第１光学素子５０をそのまま透過する。逆に、光源モジュール１０側から入射されるＳ偏光の第２光１３ａは第１光学素子５０の偏光ホログラム２５１により集束または発散され、波長板２５３を経由しながら一円偏光に変わる。一円偏光の第２光１３ａは光ディスク１で反射されながら直交する他の円偏光になる。他の円偏光の第２光１３ａは波長板２５３を経由しながらＰ偏光になり、第２光学素子７０の偏光ホログラム２５１をそのまま透過する。
【００９７】
もちろん、波長板２５３の存在により第１光１１ａの偏光が変わるが、第１光学素子５０の偏光ホログラム２５１がＳ偏光であり、第２光１３ａの波長と同じ波長の光に対してのみレンズの役割をするために、波長板２５３による第１光１１ａの偏光変化は問題にならない。
【００９８】
ここで、前記第１光学素子５０は進行光軸に沿う位置ずれ補正対象光が第１光１１ａである場合には第１光１１ａに対してのみ作用するように設けられる。
【００９９】
一方、本発明による光ピックアップは、図１６に示すように、光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ、１３ａが光路変換器で反射されて光ディスク１側に進むように配置されてもよい。もちろん、このような光学的配置を有し、前記光路変換器がプレート型ビームスプリッタ３３構造である場合には、光ディスク１で反射されてプレート型ビームスプリッタ３３を透過した第１及び第２光１１ａ、１３ａに発生するコマ収差を補正するように調整レンズ３７を前記プレート型ビームスプリッタ３３の傾斜方向と反対側に傾くように配置することが望ましい。
【０１００】
図１６では、光源モジュール１０側から入射される発散光形態の第１及び第２光１１ａ、１３ａをコリメーティングするためのコリメーティングレンズ３１’を光路変換器と対物レンズ３５との間に配置した例を示す。コリメーティングレンズ３１’を光路変換器と対物レンズ３５との間に配置する場合、前記実施形態で使用した集束レンズ３６は省略できる。
【０１０１】
ここで、光源モジュール１０から出射された第１及び第２光１１ａ、１３ａが光路変換器で反射されて光ディスク１側に進むようになっている光ピックアップの実施形態は図１６の構成に限定されず、前述した多様な実施形態に基づいて多様に変形できる。
【０１０２】
【発明の効果】
前記のような本発明による光ピックアップは、光源モジュールから出射された相異なる波長の２つの光のうちいずれか一つに対してのみレンズの機能をする光学素子を具備する。
【０１０３】
また、本発明による光ピックアップは、前記光学素子が前記２つの光の進行軸を一致させる作用をするか、２つの光の進行軸を一致させるための別途の光学素子をさらに具備する。
【０１０４】
したがって、本発明による光ピックアップによれば、光源モジュール内の２つの光源光の進行軸に沿う位置ずれを補正でき、付加的に光源モジュールから出射される２つの光の進行軸を一致させることもできるので、再生用だけでなく記録用にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の望ましい第１実施形態による２波長光源モジュールを採用した光ピックアップの光学的構成を概略的に示す図面である。
【図２】図１の光源モジュールでの第１及び第２光源間の光の進行方向軸ｚ軸に沿う位置ずれを示す図面である。
【図３】図１の光源モジュールの第１及び第２光源間のｘ−ｙ平面内での位置ずれを示す図面である。
【図４】図１の第２光学素子が受光部側、すなわち、光路変換器と光検出器との間に配置される時の第１及び第２光の進行を示す図面である。
【図５】図１の第２光学素子が送光部側、すなわち、光源モジュールと光路変換器との間に配置される時の第１及び第２光の進行を示す図面である。
【図６】図１の回折格子の第１実施形態を示す図面である。
【図７】図１の回折格子の第２実施形態を示す図面である。
【図８】光検出器の中央に受光されるデフォーカスが合わせられる前の第１光のビーム形態を示す図面である。
【図９】光検出器に受光されるデフォーカスが合わせられた状態の第１光のビーム形態を示す図面である。
【図１０】第１及び第２光源間のｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙが補正される前の状態の光検出器が位置する平面内での第２光の位置を示す図面である。
【図１１】第１及び第２光源間のｘ−ｙ平面内での位置ずれｄｘ、ｄｙが補正された後の光検出器の中央に受光される第２光を示す図面である。
【図１２】光検出器に受光されるデフォーカスが合わせられた状態の第２光のビーム形態を示す図面である。
【図１３】本発明の第２実施形態による光ピックアップの光学的配置構成を示す図面である。
【図１４】本発明の第３実施形態による光ピックアップの光学的構成を示す図面である。
【図１５】本発明の第４実施形態による光ピックアップの光学的構成を示す図面である。
【図１６】本発明の第５実施形態による光ピックアップの光学的構成を示す図面である。
【符号の説明】
１　光ディスク
１ａ　ＤＶＤ
１ｂ　ＣＤ
１０　光源モジュール
１１　第１光源
１１ａ　第１光
１３　第２光源
１３ａ　第２光
２０　回折格子
３１　コリメーティングレンズ
３３　プレート型ビームスプリッタ
３４　反射ミラー
３５　対物レンズ
３６　集束レンズ
３７　調整レンズ
３９　光検出器
５０　第１光学素子
７０　第２光学素子
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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