(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク記録用光ビームである第一の光ビームおよびディスク再生用光ビームまたはディスク記録用光ビームである第二の光ビームを射出するモノリシックレーザダイオードと、前記第一の光ビームを受光する第一の受光部と前記第二の光ビームを受光する第二の受光部とを一つの基板上に設けた受光手段と、対物レンズとを有する光ピックアップであって、
下記（Ａ）式と下記（Ｂ）式とのうち少なくとも一つと、下記（Ｃ）式と下記（Ｄ）式とに基づき、射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度のばらつきと、前記モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差のばらつきを考慮しつつ、各光ビーム射出部における射出方向誤差の仕様を決定された前記モノリシックレーザダイオードを用いることを特徴とする光ピックアップ。
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ２｜≦α    （Ａ）
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ１｜≦α    （Ｂ）
Δθ⊥１＝Δθ⊥Ｌ１＋Δθ⊥Ｍ    （Ｃ）
Δθ⊥２＝Δθ⊥Ｌ２＋Δθ⊥Ｍ    （Ｄ）
（ただし上式中、添え字は１：前記第一の光ビーム、２：前記第二の光ビームに対応することを示し、
各パラメータは
Δθ⊥：射出角度
Δθ：射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度
Ｄｏｂ：対物レンズ射出直後の光ビーム径
Ｄｐｄ：受光部における光ビームスポット径
Ｋｐｄ：受光部ずれ対受光バランスずれ感度
Δθ⊥Ｌ：モノリシックレーザダイオードの光ビーム射出部における射出方向誤差
Δθ⊥Ｍ：モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差
を示し、αは受光バランス残差の許容値を示す。）
【請求項２】
ディスク記録用光ビームである第一の光ビームおよびディスク再生用光ビームまたはディスク記録用光ビームである第二の光ビームを射出するモノリシックレーザダイオードと、前記第一の光ビームを受光する第一の受光部と前記第二の光ビームを受
光する第二の受光部とを一つの基板上に設けた受光手段と、対物レンズとを有する光ピックアップであって、
下記（Ａ）式と下記（Ｂ）式とのうち少なくとも一つと、下記（Ｃ）式と下記（Ｄ）式とに基づき、前記モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差のばらつきを考慮しつつ、各光ビーム射出部における射出方向誤差の仕様を決定された前記モノリシックレーザダイオードを用いることを特徴とする光ピックアップ。
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ２｜≦α    （Ａ）
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ１｜≦α    （Ｂ）
Δθ⊥１＝Δθ⊥Ｌ１＋Δθ⊥Ｍ    （Ｃ）
Δθ⊥２＝Δθ⊥Ｌ２＋Δθ⊥Ｍ    （Ｄ）
（ただし上式中、添え字は１：前記第一の光ビーム、２：前記第二の光ビームに対応することを示し、
各パラメータは
Δθ⊥：射出角度
Δθ：射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度
Ｄｏｂ：対物レンズ射出直後の光ビーム径
Ｄｐｄ：受光部における光ビームスポット径
Ｋｐｄ：受光部ずれ対受光バランスずれ感度
Δθ⊥Ｌ：モノリシックレーザダイオードの光ビーム射出部における射出方向誤差
Δθ⊥Ｍ：モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差
を示し、αは受光バランス残差の許容値を示す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置が有する光ピックアップの設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤ等の光ディスクの再生や記録を行う光ディスク装置には光ピックアップが
内蔵されている。そして従来から、異なる種類のディスクの記録再生に対応した光ピック
アップが開発されている。
【０００３】
例えば、ＤＶＤレコーダにおいては、ＤＶＤへの記録とＣＤの再生に対応した光ピック
アップが用いられる。図１、図２にＤＶＤレコーダ用の光ピックアップの光学系を示す。
図１は側面から見た図であり、図２は上面から見た図である。なお、図中の座標軸（Ｘ、
Ｙ、Ｚ）は他の図面と共通のものとする。
【０００４】
レーザダイオード１からレーザが射出される。レーザダイオード１の構成を図３に示す
。円盤状のステム３から突設された突起部４上にサブマウント５が固定される。サブマウ
ント５上部の先端にはモノリシックレーザダイオード（以下、モノリシックＬＤ）６が配
置され、モノリシックＬＤ６後方のサブマウント５上にはＰＩＮダイオード７が形成され
る。モノリシックＬＤ６からはＤＶＤ用波長（６５０ｎｍ帯）とＣＤ用波長（７８０ｎｍ
帯）である波長が異なるレーザが射出される。ＰＩＮダイオード７は、モノリシックＬＤ
６から射出されるレーザの出力を一定とする制御であるＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐ
ｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）のために、モノリシックＬＤ６から後方に射出されたレーザ
を受光し強度を検出する素子である。また、ステム３には複数の端子２が貫通しており、
端子２とモノリシックＬＤ６やＰＩＮダイオード７とがリード線８により接続され、端子
２を介してそれぞれのダイオードに駆動電流が供給される。
【０００５】
図４は、モノリシックＬＤ６周辺をレーザ射出方向側から見た（図３中の矢印Ｌ方向に
見た）図である。モノリシックＬＤ６は、ＤＶＤ用波長（６５０ｎｍ帯）とＣＤ用波長（
７８０ｎｍ帯）の２種類の波長出力が可能なレーザ構造を１チップに集積したものであり
、共通負電極９、ＧａＡｓ基板１０、活性層１１、ＤＶＤ側ｐ電極１４、ＣＤ側ｐ電極１
５を有する。ＧａＡｓ基板１０上に、活性層１１を含む各種層が積層され、最下層にＤＶ
Ｄ側ｐ電極１４、ＣＤ側ｐ電極１５が接続される。活性層１１にＤＶＤ側レーザ射出部１
２、ＣＤ側レーザ射出部１３が形成される。ＤＶＤ側ｐ電極１４にはサブマウント５上に
形成されたＤＶＤ側正電極１６が接続され、ＣＤ側ｐ電極１５にはサブマウント５上に形
成されたＣＤ側正電極１７が接続される。また、ＧａＡｓ基板１０には共通負電極９が接
続される。電極に電流を流すと、ＤＶＤ側レーザ射出部１２からＤＶＤ記録用のレーザ（
波長６５０ｎｍ帯）が射出され、ＣＤ側レーザ射出部１３からＣＤ再生用のレーザ（波長
７８０ｎｍ帯）が射出される。ＤＶＤ記録用のレーザは、ＣＤ再生用のレーザよりも高出
力である。ＤＶＤ側レーザ射出部１２とＣＤ側レーザ射出部１３の位置は半導体ウェハー
プロセスで決定されるため、高精度である。
【０００６】
以上のような構成のレーザダイオード１から射出されたＤＶＤ記録用レーザまたはＣＤ
再生用レーザはグレーティング１８で１つのメインビームと２つのサブビームに分割され
る。そして、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１９、１/４波長板２０を通過したレーザ
は打上げミラー２１で反射され、コリメータレンズ２２に入光する。コリメータレンズ２
２に入光したレーザは平行光にされ、アパーチャ２３に入光する。アパーチャ２３は波長
選択性があり、ＤＶＤ記録用レーザ（波長６５０ｎｍ帯）を素通しさせ、ＣＤ再生用レー
ザ（波長７８０ｎｍ帯）を開口制限する。アパーチャ２３を通過したレーザは対物レンズ
２４によりディスク２５の記録面上に集光される。
【０００７】
ディスク２５で反射されたレーザは、対物レンズ２４、アパーチャ２３、コリメータレ
ンズ２２を通過し、打上げミラー２１で反射され、１/４波長板２０を通過し、ＰＢＳ１
９に入光する。ＰＢＳ１９に入光するレーザは１/４波長板２０を２回通過しているので
ＰＢＳ１９で反射され、シリンドリカルレンズ２６に入光する。
【０００８】
シリンドリカルレンズ２６は、図５（ａ）のように曲面が凹面の円筒レンズであり、凹
面がＰＢＳ１９に対向するよう配置される。また、図５（ｂ）はシリンドリカルレンズ２
６を図２中矢印Ａ方向に見た図であるが、このように母線ＳをＸＹ平面内でＸ方向から４
５°傾けるようシリンドリカルレンズ２６は傾けられて配置される。
【０００９】
このようなシリンドリカルレンズ２６を通過したレーザはフォトディテクタ２７で受光
される。図６に、フォトディテクタ２７を図２中矢印Ｂ方向に見た図を示す。フォトディ
テクタ２７は、１つのシリコン基板２８上に２波長のレーザに対応した受光部が形成され
た構造となっている。受光面が４分割された受光部３０は、ＤＶＤ記録用レーザのメイン
ビームを受光する。受光面が２分割された受光部２９、３１は、ＤＶＤ記録用レーザのサ
ブビームを受光する。受光面が４分割された受光部３３は、ＣＤ再生用レーザのメインビ
ームを受光する。受光面が分割されていない受光部３２、３４は、ＣＤ再生用レーザのサ
ブビームを受光する。各受光部で受光されたレーザは電気信号に変換され、この電気信号
を用いてディスクに記録されたＲＦ信号や、フォーカスエラー信号およびトラッキングエ
ラー信号が生成される。
【００１０】
ここで、以上のような構成の光ピックアップには以下のような問題点がある。
【００１１】
図７は、前述したモノリシックＬＤ６からのレーザ射出の様子を示す図である。ＤＶＤ
側レーザ射出部１２またはＣＤ側レーザ射出部１３から射出されるレーザの強度分布は、
活性層１１のレーザ射出部の形状を反映して、活性層１１に垂直な方向に広がった楕円パ
ターンとなる。レーザの光強度分布は活性層１１に平行な方向、垂直な方向共にガウス分
布をしており、光強度がピーク値の所定の割合（例えば半値）以上になる部分の角度を放
射角と呼ぶ。活性層１１に平行な方向の放射角（図７中のθ//）を以下、平行放射角と呼
び、活性層１１に垂直な方向の放射角（図７中のθ⊥）を以下、垂直放射角と呼ぶことと
する。図８に、ＣＤ再生用レーザとＣＤ再生用レーザよりも高出力であるＤＶＤ記録用レ
ーザそれぞれにおける活性層１１に垂直な方向の光強度分布を示す。高出力であるＤＶＤ
記録用レーザでは垂直放射角が小さく、急峻な分布となり、低出力であるＣＤ再生用レー
ザでは垂直放射角が大きく、なだらかな分布となる。
【００１２】
ここで、図９のように、モノリシックＬＤ６の各射出部から射出されるレーザのうち光
強度がピーク値となるレーザの射出方向（以下、単に射出方向と呼ぶ）が、モノリシック
ＬＤ６の各射出部からフォトディテクタ２７の受光部３０（ＤＶＤメインビーム用）また
は受光部３３（ＣＤメインビーム用）の中心に至る光路上の基準軸から、モノリシックＬ
Ｄ６の活性層１１に垂直方向にずれることが起こりうる。このずれ角度を以下、射出角度
（図９中のΔθ⊥）と呼ぶ。このずれは、モノリシックＬＤ６の製造誤差による各射出部
における射出方向誤差、およびサブマウント５やステム３等の誤差によるモノリシックＬ
Ｄ６自体の取り付け誤差に起因する。
【００１３】
図９のように射出方向が基準軸からＸ軸下方向にずれた場合の対物レンズ２４射出直後
の光強度分布を図１０（ａ）に示す。また、射出方向が基準軸からずれていない場合、お
よび図９のようにずれた場合の対物レンズ２４射出直後の光強度分布のＺ軸方向に見た断
面図を、図１０（ｂ）に示す。なお、図１０中のＤｏｂは対物レンズ２４射出直後のレー
ザの径を示す。このように、レーザの射出方向が基準軸からＸ軸方向にずれると、アパー
チャ２３や対物レンズ２４の固定具により絞られた対物レンズ２４射出直後の光強度分布
の偏りがＹ軸方向に生じ、光強度の重心もＹ軸方向にずれる。
【００１４】
このような対物レンズ２４射出直後の光強度分布のずれに対応して、フォトディテクタ
２７の受光部における光強度分布にもずれが生じる。図９のように射出方向が基準軸から
Ｘ軸下方向にずれた場合の、受光部３０（ＤＶＤメインビーム用）および受光部３３（Ｃ
Ｄメインビーム用）における光強度分布と光強度重心位置（×印）を図１１（ａ）に示す
。このように、レーザの射出方向が基準軸からＸ軸方向にずれると、受光部における光強
度分布がＹ軸方向に偏り、光強度重心も受光部の中心からＹ軸方向にずれる。
【００１５】
ここで図１１のように、受光部３０の４つの受光面をａ、ｂ、ｃ、ｄとし、受光部３３
の４つの受光面をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすれば、下記（１）式、（２）式で表される受光バラ
ンスが理想的には０となるようフォトディテクタ２７を調整する必要がある。
ＰＤＹ1＝（（Ｉa＋Ｉb）―（Ｉc＋Ｉd））/（Ｉa＋Ｉb＋Ｉc＋Ｉd）×１００（１）
ＰＤＹ2＝（（ＩA＋ＩB）―（ＩC＋ＩD））/（ＩA＋ＩB＋ＩC＋ＩD）×１００（２）
ただし、ＰＤＹ1[％]：ＤＶＤ受光部の受光バランス、ＰＤＹ2[％]：ＣＤ受光部の受光
バランス、Ｉi：受光面ｉにおける光強度
ここで図１１（ａ）において、ＤＶＤ受光部である受光部３０における光強度重心が受
光部３０の中心に位置するようフォトディテクタ２７をＹ軸方向に移動させて調整した場
合を図１１（ｂ）に示す。これにより、ＤＶＤ受光部である受光部３０における受光バラ
ンス（上記（１）式）は０となるが、ＣＤ受光部である受光部３３においては、光強度重
心の受光部３３の中心からのずれが残存し、これに対応して受光バランス（上記（２）式
）が０とならず残存することとなる。これを受光バランス残差と呼ぶ。モノリシックＬＤ
の射出部の射出方向誤差やモノリシックＬＤ自体の取り付け誤差により、レーザの射出角
度には光ピックアップ毎にばらつきがあり、射出角度の大きさによっては図１１（ａ）の
状態における光強度重心ずれが大きく、フォトディテクタ調整後の上記受光バランス残差
が許容範囲を超えてしまう場合がある。受光バランス残差が許容範囲を超えると、ディス
クの読み取りやサーボ動作に悪影響を及ぼすのでさらに調整が必要であるが、受光バラン
ス残差はフォトディテクタの回転調整では除去できないため、その光ピックアップはその
まま不良品となり、歩留まりが悪化する。または、受光バランス残差が許容範囲内になる
ようにフォトディテクタ以外の光学系の調整をすることが必要となり、コストアップの要
因となる。
【００１６】
なお、特許文献１には、ＬＤからのレーザ射出方向の活性層に平行方向の基準軸からの
ずれによる受光バランスずれを、ＬＤを傾けて調整することで受光バランスを調整するも
のが開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２２５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記問題点を鑑みて本発明はなされたものであり、光ピックアップの歩留まり向上やコ
ストダウンが可能となる光ピックアップの設計方法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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、ディスク記録用光ビームである第一の光ビームおよびディスク再生用光ビームまたはディスク記録用光ビームである第二の光ビームを射出するモノリシックレーザダイオードと、前記第一の光ビームを受光する第一の受光部と前記第二の光ビームを受光する第二の受光部とを一つの基板上に設けた受光手段と、対物レンズとを有する光ピックアップであって、
下記（Ａ）式と下記（Ｂ）式とのうち少なくとも一つと、下記（Ｃ）式と下記（Ｄ）式とに基づき、前記モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差のばらつきを考慮しつつ、各光ビーム射出部における射出方向誤差の仕様を決定された前記モノリシックレーザダイオードを用いることを特徴としている。
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ２｜≦α    （Ａ）
｜（Δθ⊥１×Δθ１×Ｄｐｄ１/Ｄｏｂ１−Δθ⊥２×Δθ２×Ｄｐｄ２/Ｄｏｂ２）
×Ｋｐｄ１｜≦α    （Ｂ）
Δθ⊥１＝Δθ⊥Ｌ１＋Δθ⊥Ｍ    （Ｃ）
Δθ⊥２＝Δθ⊥Ｌ２＋Δθ⊥Ｍ    （Ｄ）
（ただし上式中、添え字は１：前記第一の光ビーム、２：前記第二の光ビームに対応することを示し、
各パラメータは
Δθ⊥：射出角度
Δθ：射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度
Ｄｏｂ：対物レンズ射出直後の光ビーム径
Ｄｐｄ：受光部における光ビームスポット径
Ｋｐｄ：受光部ずれ対受光バランスずれ感度
Δθ⊥Ｌ：モノリシックレーザダイオードの光ビーム射出部における射出方向誤差
Δθ⊥Ｍ：モノリシックレーザダイオードの取り付け誤差
を示し、αは受光バランス残差の許容値を示す。）
このとき、射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度のばらつきを考慮して、前記モノリシックレーザダイオードの各光ビーム射出部における射出方向誤差の仕様を決定することがより望ましい。
【００１９】
これによれば、受光部移動調整後に受光バランス残差が許容範囲を超えて不良品となる光ピックアップが減少し、歩留まりが向上する。また、受光部移動調整後に許容範囲を超えた受光バランス残差を許容範囲内に収めるための調整が不要となり、光ピックアップのコストダウンが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の光ピックアップの設計方法により、光ピックアップの歩留まり向上やコストダ
ウンが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ここでは前述したＤＶＤ
レコーダ用光ピックアップを例として説明する。光ピックアップの光学系については前述
した図１、図２と同様であるので説明を省く。
【００２２】
ここでは、図９のように、モノリシックＬＤ６の各射出部から射出されるレーザの射出
方向が、モノリシックＬＤ６の各射出部からフォトディテクタ２７の受光部３０（ＤＶＤ
メインビーム用）または受光部３３（ＣＤメインビーム用）の中心に至る光路上の基準軸
から、モノリシックＬＤ６の活性層１１に垂直方向にΔθ⊥だけずれた場合、つまり射出
角度がΔθ⊥の場合に、前述した受光バランス残差がどのような量になるかを表す数式を
導出する。
【００２３】
前述したように、レーザの射出方向が基準軸からずれると、図１０のように対物レンズ
２４射出直後の光強度重心がずれるが、ここで、レーザの射出方向の基準軸からのずれ量
の変化に対する対物レンズ２４射出直後の光強度重心のずれ量の変化の比を、射出角度対
対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθとして定義する。すると、対物レンズ２４射出直
後の光強度重心のずれ量は、Δθ⊥×Δθとなる。
【００２４】
次に、対物レンズ２４射出直後の光強度重心がずれるとそれに対応して、図１１（ａ）
のように受光部３０（ＤＶＤメインビーム用）および受光部３３（ＣＤメインビーム用）
における光強度重心が各受光部中心からずれる。光強度重心のずれ量はレーザの径に比例
するので、対物レンズ２４射出直後のレーザの径をＤｏｂ、受光部３０または受光部３３
におけるレーザのスポット径をＤｐｄとすれば、受光部３０または受光部３３における光
強度重心の各受光部中心からのずれ量は、Δθ⊥×Δθ×Ｄｐｄ/Ｄｏｂとなる。
【００２５】
次に、図１１（ｂ）のように、ＤＶＤ受光部である受光部３０における光強度重心が受
光部３０の中心に位置するようフォトディテクタ２７をＹ軸方向に移動させて調整した場
合を考える。この場合、フォトディテクタ２７調整後のＣＤ受光部である受光部３３にお
ける光強度重心の受光部中心からのずれ量は、Δθ⊥2×Δθ2×Ｄｐｄ2/Ｄｏｂ2−Δθ
⊥1×Δθ1×Ｄｐｄ1/Ｄｏｂ1で表せる。ただし、添え字は１：ＤＶＤ記録用レーザ、２
：ＣＤ再生用レーザに対応することを示すものとし、以下これに準ずる。
【００２６】
ここで、ＣＤ受光部である受光部３３のＹ軸方向位置変化に対する前述した受光バラン
ス（上記（２）式）の変化の比を、受光部ずれ対受光バランスずれ感度Ｋｐｄ2と定義す
る。すると、ＣＤ受光部である受光部３３における受光バランス残差は、（Δθ⊥2×Δ
θ2×Ｄｐｄ2/Ｄｏｂ2−Δθ⊥1×Δθ1×Ｄｐｄ1/Ｄｏｂ1）×Ｋｐｄ2となる。
【００２７】
通常は上記のようにＤＶＤ受光部である受光部３０における受光バランスが０になるよ
うにフォトディテクタ２７を移動調整するが、ＣＤ受光部である受光部３３における光強
度重心が受光部３３の中心に位置するようフォトディテクタ２７をＹ軸方向に移動させて
、ＣＤ受光部である受光部３３における受光バランスが０になるように調整してもよい。
この場合、上記と同様の考え方により、ＤＶＤ受光部である受光部３０における受光バラ
ンス残差は、（Δθ⊥1×Δθ1×Ｄｐｄ1/Ｄｏｂ1−Δθ⊥2×Δθ2×Ｄｐｄ2/Ｄｏｂ2）
×Ｋｐｄ1となる。
【００２８】
ここで、ディスク読み取りやサーボ動作に悪影響を与えない受光バランス残差の許容値
としては２５％程度であるが、光ピックアップ出荷後の信頼性試験や経時変化等による精
度劣化を考慮すると、フォトディテクタ調整時の受光バランス残差の許容値としては７％
が必要となる。
【００２９】
従って、ＤＶＤ受光部である受光部３０における受光バランスが０になるようにフォト
ディテクタ２７を移動調整する場合は、下記（３）式を満たす必要がある。
｜（Δθ⊥1×Δθ1×Ｄｐｄ1/Ｄｏｂ1−Δθ⊥2×Δθ2×Ｄｐｄ2/Ｄｏｂ2）
×Ｋｐｄ2｜≦７      （３）
また、ＣＤ受光部である受光部３３における受光バランスが０になるようにフォトディ
テクタ２７を移動調整する場合は、下記（４）式を満たす必要がある。
｜（Δθ⊥1×Δθ1×Ｄｐｄ1/Ｄｏｂ1−Δθ⊥2×Δθ2×Ｄｐｄ2/Ｄｏｂ2）
×Ｋｐｄ1｜≦７      （４）
次に、これら（３）式、（４）式を用いた光ピックアップの設計について以下具体例を
示しながら説明する。
【００３０】
ここで、図１、図２のような光学系が設計され試作されているものとする。対物レンズ
２４射出直後のレーザの径Ｄｏｂは、開口数と対物レンズ２４の焦点距離で決まり、ここ
ではＤＶＤ記録用レーザにおいてはＤｏｂ1＝４[ｍｍ]、ＣＤ再生用レーザにおいてはＤ
ｏｂ2＝３．１４[ｍｍ]であった。また、フォトディテクタ２７の受光部におけるスポッ
ト径Ｄｐｄは、シリンドリカルレンズ２６のフォトディテクタ２７からの距離で変化し、
ここではＤＶＤ用受光部である受光部３０におけるスポット径Ｄｐｄ1＝０．１[ｍｍ]、
ＣＤ用受光部である受光部３３におけるスポット径Ｄｐｄ2＝０．０８[ｍｍ]であった。
【００３１】
このような光学系について、射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθを測定
した。射出角度の変化は対物レンズ２４を図１中Ｙ軸方向に移動させることで擬似的に行
えるので、対物レンズ２４を図１中Ｙ軸方向に揺動させながら、対物レンズ２４射出直後
のレーザ光強度分布および光強度重心ずれを測定した。対物レンズ２４射出直後のレーザ
光強度分布および光強度重心ずれの測定は、図１２のようにＣＣＤ３６および顕微鏡レン
ズ系３５から成る光学系を用いて対物レンズ２４表面の像をＣＣＤ３６に結像させて像の
強度を測定することで行った。モノリシックＬＤ６からＤＶＤ記録用レーザ（出力１３５
[ｍＷ]）、ＣＤ再生用レーザ（出力８[ｍＷ]）それぞれを射出させて、対物レンズ２４を
図１中Ｙ軸方向に揺動させながら、対物レンズ２４射出直後のレーザ光強度重心ずれを測
定した結果例を図１３に示す。ただし、図１３のグラフ横軸については、下記（５）式に
より対物レンズ２４の揺動量を射出角度に換算している。
Δθ⊥＝tan-1（Ｙ/ｆ）    （５）
ただし、Ｙ：対物レンズの揺動量、ｆ：コリメータレンズの焦点距離
各プロットの回帰直線の傾きが射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθを表
しており、ＤＶＤ記録用レーザではΔθ1＝４３．１[μｍ/ｄｅｇ]、ＣＤ再生用レーザで
はΔθ2＝１１．０[μｍ/ｄｅｇ]である。ここで、前述したように図８のように、モノリ
シックＬＤ６の活性層１１に垂直方向の光強度分布は、高出力であるＤＶＤ記録用レーザ
では垂直放射角が小さく、急峻な分布であり、低出力であるＣＤ再生用レーザでは垂直放
射角が大きく、なだらかな分布であるため、光強度のピーク値付近に絞られた対物レンズ
２４射出直後の光強度分布もＤＶＤ記録用レーザでは急峻となり、ＣＤ再生用レーザでは
なだらかとなる。これにより、ＤＶＤ記録用レーザとＣＤ再生用レーザの射出角度が同じ
変化をすれば、対物レンズ２４射出直後の光強度分布における光強度重心のずれ量の変化
は、ＤＶＤ記録用レーザの方がＣＤ再生用レーザよりも大きくなり、射出角度対対物レン
ズ射出光強度重心ずれ感度ΔθはＤＶＤ記録用レーザの方がＣＤ再生用レーザよりも大き
くなる。
【００３２】
ここで、モノリシックＬＤ６の垂直放射角は製造誤差によりＬＤ毎にばらつく。そこで
、垂直放射角の射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθへの影響を調べるため
、垂直放射角が様々なモノリシックＬＤ６をサンプルとして用意し、これらを用いて垂直
放射角を変化させながら射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθを上記と同様
な方法で測定した。図１４に、ＤＶＤ記録用レーザ（出力１３５[ｍＷ]）の放射角を１７
．３〜１９．１[ｄｅｇ]で変化させてプロットしたグラフを示す。なお、曲線はプロット
の回帰曲線である。このように、垂直放射角θ⊥のばらつきによる射出角度対対物レンズ
射出光強度重心ずれ感度Δθのばらつきが存在する。これは、垂直放射角が変化すると、
モノリシックＬＤ６の活性層１１に垂直方向の光強度分布の形状、および光強度のピーク
値付近に絞られた対物レンズ２４射出直後の光強度分布の形状が変化するからである。
【００３３】
次に、上記試作された光学系について、受光部ずれ対受光バランスずれ感度Ｋｐｄを測
定した。これは、受光部にスポットが照射された状態で、フォトディテクタ２７をＹ軸方
向にずらしながら、上記（１）式または（２）式で表される受光バランスを測定し、フォ
トディテクタ２７のずらし量に対する受光バランスの変化量の比を算出した。ここでは、
モノリシックＬＤ６からＤＶＤ記録用レーザ（出力１３５[ｍＷ]、垂直放射角１８〜２１
[ｄｅｇ]）およびＣＤ再生用レーザ（出力８[ｍＷ]、垂直放射角２７〜３６[ｄｅｇ]）を
射出させ、ＤＶＤ受光部である受光部３０およびＣＤ受光部である受光部３３における受
光部ずれ対受光バランスずれ感度を測定したところ、Ｋｐｄ1＝１．９７[％/μｍ]、Ｋｐ
ｄ2＝１．７５[％/μｍ]で、垂直放射角のばらつきによるばらつきはほとんどなかった。
【００３４】
次に、ＤＶＤ受光部である受光部３０における受光バランスが０になるようにフォトデ
ィテクタ２７を移動調整する場合を想定し、以上のように測定された各パラメータに基づ
き上記（３）式を満たすように、モノリシックＬＤ６の各射出部における射出方向誤差の
仕様を決定する。決定に用いたパラメータ値を表１に示す。ここで、ＤＶＤ記録用レーザ
に対応する射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθ1は、ＤＶＤ側の垂直放射
角が１８〜２１[ｄｅｇ]でばらつく製造精度のモノリシックＬＤ６を使用するとして、前
述した図１４の回帰曲線により２６．４〜５３．９[μｍ/ｄｅｇ]でばらつくとした。ま
た、ＣＤ再生用レーザに対応する射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθ2に
ついては、ＣＤ側の垂直放射角が２７〜３６[ｄｅｇ]でばらつく製造精度のモノリシック
ＬＤ６を使用するとして、ＣＤ再生用レーザ（出力８[ｍＷ]）の垂直放射角を２７〜３６
[ｄｅｇ]で変化させて射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθ2を測定し、Ｄ
ＶＤ記録用レーザほどΔθ2にばらつきはないため、その平均的な値である１１．０[μｍ
/ｄｅｇ]を使用した。なお、厳密にはΔθ2のばらつきを考慮しても良い。
【００３５】
【表１】
0004696794.tif 000002
【００３６】
このようにＤＶＤ記録用レーザに対応する射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感
度Δθ1のばらつきを考慮して、上記（３）式を満たすようにモノリシックＬＤ６の各射
出部における射出方向誤差の仕様を決定する。ここで、各射出角度は、モノリシックＬＤ
６の射出部の射出方向誤差と、サブマウント５やステム３等の誤差によるモノリシックＬ
Ｄ６自体の取り付け誤差との和で表され、下記（６）式のようになる。
Δθ⊥i＝Δθ⊥Li＋Δθ⊥M（i＝１または２）  （６）
ただし、Δθ⊥Li：モノリシックＬＤ射出部の射出方向誤差、Δθ⊥M：モノリシック
ＬＤの取り付け誤差
ここで、モノリシックＬＤの取り付け誤差は±０．５[ｄｅｇ]のばらつきで抑えられる
ものとし（Δθ⊥M＝−０．５〜０．５[ｄｅｇ]）、ＤＶＤ記録用レーザに対応する射出
角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθ1のばらつきを考慮して、上記（３）式を
満たすようにモノリシックＬＤ６の各射出部における射出方向誤差の仕様として、ＤＶＤ
側Δθ⊥L1＝−２．０〜１．０[ｄｅｇ]、ＣＤ側Δθ⊥L2＝−２．５〜２．５[ｄｅｇ]と
決定した。このような各射出部における射出方向誤差の仕様をもつモノリシックＬＤを用
いれば、Δθ⊥1＝Δθ⊥L1＋Δθ⊥M＝−２．０−０．５＝−２．５[ｄｅｇ]、Δθ⊥2
＝Δθ⊥L2＋Δθ⊥M＝２．５−０．５＝２．０[ｄｅｇ]、Δθ1＝５３．９[μｍ/ｄｅｇ
]のときに、上記（３）式の左辺は最大値である６．９[％]となり、常に（３）式を満た
すことになる。
【００３７】
これにより、モノリシックＬＤの各射出部における射出方向誤差やモノリシックＬＤ自
体の取り付け誤差がばらつき、ＤＶＤ記録用レーザ垂直放射角ばらつきによって射出角度
対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度Δθ1がばらついたとしても、ＤＶＤ受光部である
受光部３０における受光バランスが０になるようにフォトディテクタ２７を移動調整した
場合の受光バランス残差が常に許容範囲以内となり、不良品となる光ピックアップが大幅
に減少し歩留まりが向上する。また、許容範囲を超えた受光バランス残差を許容範囲以内
とするフォトディテクタ移動調整以外の調整が必要なくなり、コストダウンが可能となる
。
【００３８】
また、ＣＤ受光部である受光部３３における受光バランスが０になるようにフォトディ
テクタ２７を移動調整する場合は、（３）式の代わりに上記（４）式を用いて同様にモノ
リシックＬＤ６の各射出部における射出方向誤差の仕様を決定すればよい。
【００３９】
なお、以上ではモノリシックＬＤとして、ＤＶＤ記録用レーザおよびＣＤ再生用レーザ
を射出するもので説明したが、両方の射出部から記録用のレーザを射出するモノリシック
ＬＤでも本発明を適用できる。この場合、垂直放射角ばらつきによる射出角度対対物レン
ズ射出光強度重心ずれ感度ばらつきを両方のレーザについて測定し考慮すればよい（Δθ
1およびΔθ2のばらつきを考慮）。
【００４０】
また、本発明が対象とするディスクがＤＶＤおよびＣＤ以外であってもよいのは勿論で
ある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、従来および本発明に係る光ピックアップにおける光学系の側面図である。
【図２】は、従来および本発明に係る光ピックアップにおける光学系の上面図である。
【図３】は、レーザダイオードの斜視図である。
【図４】は、モノリシックＬＤ周辺をレーザ射出方向側から見た図である。
【図５】は、シリンドリカルレンズを示す図である。
【図６】は、フォトディテクタを示す図である。
【図７】は、モノリシックＬＤからのレーザ射出の様子を示す図である。
【図８】は、モノリシックＬＤから射出されたレーザの活性層に垂直方向の光強度分布を示す図である。
【図９】は、モノリシックＬＤから射出されたレーザの射出方向ずれを示す図である。
【図１０】は、モノリシックＬＤから射出されたレーザの射出方向ずれに伴う対物レンズ射出直後の光強度分布ずれを示す図である。
【図１１】は、フォトディテクタの移動調整による受光バランス調整を示す図である。
【図１２】は、対物レンズ射出直後の光強度分布を測定する光学系を示す図である。
【図１３】は、射出角度と対物レンズ射出直後の光強度重心ずれとの関係を示すグラフである。
【図１４】は、ＤＶＤ記録用レーザの垂直放射角と射出角度対対物レンズ射出光強度重心ずれ感度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４２】
１    レーザダイオード
６    モノリシックレーザダイオード
１８  グレーティング
１９    ＰＢＳ
２０    １/４波長板
２１    打上げミラー
２２    コリメータレンズ
２３    アパーチャ
２４    対物レンズ
２５    ディスク
２６    シリンドリカルレンズ
２７    フォトディテクタ
２８    シリコン基板
２９〜３４    受光部
３５    顕微鏡レンズ系
３６    ＣＣＤ
【図１】
0004696794.tif 000003
【図２】
0004696794.tif 000004
【図３】
0004696794.tif 000005
【図４】
0004696794.tif 000006
【図５】
0004696794.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
0004696794.tif 000010
【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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