(57)【要約】【課題】  液晶素子等の波面収差補正素子を用いる場合よりも低コストで小型な構成にして、複数の記録面を持つ光記録媒体に対する記録又は再生動作を波面収差の影響なく行うことができるようにする。【解決手段】  複数の記録面１ａ，１ｂを持つ光記録媒体１を対象とする光ピックアップ装置に関して、各記録面１ａ，１ｂ毎に設けられて、共通の対物レンズ８を経て対応する記録面１ａ，１ｂに照射するレーザ光の光学特性が球面収差を生じないように相互の光軸方向の位置が調整設定された複数のレーザ発光部ａ，ｂを有する光源を備えることにより、各々の記録面１ａ，１ｂに対応する発光部ａ，ｂを用いて記録又は再生動作を行わせればよく、液晶素子などの波面収差補正素子を用いた光学系よりも低コスト、小型にして良好なる記録又は再生動作を実現できる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録面が積層形成された光記録媒体に対して照射する光ピックアップ装置であって、
レーザ光を前記光記録媒体に対して集光照射させる対物レンズと、
前記各記録面毎に設けられて、前記対物レンズを経て対応する記録面に照射するレーザ光を発する複数のレーザ発光部を有する光源と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光源は、各々前記発光部となる複数の半導体レーザチップの発光点を光軸垂直方向に接近させて１つのパッケージ内に配置させてなる、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３】
前記光源から出射されるレーザ光を平行化するコリメータレンズの焦点距離をｆcl、前記対物レンズの焦点距離をｆol、記録面間の距離をｄ、記録面間の屈折率をｎとすると、隣接する記録面に対する２つの半導体レーザチップの光軸方向の発光点位置間距離Ｌは、
Ｌ＝（ｆol／ｆcl）２×ｎｄ
なる関係を満たすように相互の光軸方向の位置が調整設定されている、ことを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記半導体レーザチップの作製段階で、隣接する記録面に対する２つの半導体レーザチップ同士の同時作製により相互の光軸方向の位置が調整設定されている、ことを特徴とする請求項２又は３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか一記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の記録層（記録面）を有する光ディスクに対する球面収差の影響を補正するために、液晶素子を用いる提案例がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、情報量の増大と共に光ディスクの記録密度を高くすることが求められている。そこで、光ディスクの情報記録層における線記録密度を高めることやトラックの狭ピッチ化によって、光ディスクの高記録密度化が行われてきた。この光ディスクの高記録密度化に対応するためには、光ディスクの情報記録層上に集光される光ビームのビーム径を小さくすることが必要である。光ビームのビーム径を小さくする方法としては、光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置の集光光学系としての対物レンズから照射される光ビームの開口数ＮＡ（Numerical Aperture）を大きくすることや、光ビームの短波長化が考えられる。例えば、光ビームの短波長化に関しては、光源を、赤色半導体レーザから、本格的に商品化の道が開かれてきた青紫色半導体レーザへ変更することにより実現可能と考えられる。一般に、光ディスクでは、埃や傷から情報記録層を保護するために、情報記録層がカバーガラスで覆われている。従って、光ピックアップ装置の対物レンズを透過した光ビームは、カバーガラスを通過して、その下にある情報記録層上で集光されて焦点を結ぶことになる。このように光ビームがカバーガラスを通過すると、球面収差ＳＡ（Spherical Aberration）が発生する。球面収差ＳＡは、次式（１）
ＳＡ∝ｄ・ＮＡ４      ………………（１）
で示され、カバーガラスの厚さｄ及び対物レンズの開口数ＮＡの４乗に比例する。通常、対物レンズは、この球面収差を相殺するように設計されているので、対物レンズとカバーガラスを通過した光ビームの球面収差は十分に小さくなっている。しかしながら、カバーガラスの厚さが、予め定められた値からずれると、情報記録層に集光された光ビームには、球面収差が発生し、ビーム径が大きくなってしまい、情報を正しく読み書きすることができなくなるという問題が生じる。また、上記の式（１）よりカバーガラス厚さ誤差Δｄによって発生する球面収差の誤差ΔＳＡは、カバーガラス厚さ誤差Δｄに比例する。即ち、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが大きくなればなるほど、球面収差の誤差ΔＳＡが大きくなる。これにより、情報を正しく読み書きすることができなくなる。
【０００５】
従来の光ディスクにおいては、例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のように、用いる光ピックアップ装置における対物レンズの開口数ＮＡは０．６程度と小さい。従って、カバーガラス厚さ誤差Δｄによって発生する球面収差の誤差ΔＳＡは小さく、情報記録層ごとに、光ビームを十分小さく集光することができた。一方、光ディスクの厚さ方向へ記録情報の高密度化を進めることができるように、情報記録層を積層化して形成された多層光ディスクとして、例えば情報記録層が２層のＤＶＤが既に商品化されている。このような多層光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置は、光ディスクの情報記録層ごとに光ビームを十分小さく集光させることが必要である。しかしながら、上記のような多層光ディスクでは、積層化された情報記録層ごとに、光ディスクの表面（カバーガラス表面）から各情報記録層までの厚みがそれぞれ異なる。これにより、光ビームが光ディスクのカバーガラスを通過する際に発生する球面収差が、各情報記録層毎に異なることとなる。この場合、例えば、隣接する情報記録層で発生する球面収差の差異（誤差ΔＳＡ）は、上記式（１）より、隣接する情報記録層の層間距離ｔ（厚さｄに相当）に比例する。
【０００６】
また、カバーガラスの厚さ誤差Δｄが等しくても、開口数ＮＡが大きくなるほど大きな球面収差ＳＡが発生する。例えば、ＮＡ＝０．６に比べて、ＮＡ＝０．８５では、約４倍の球面収差ＳＡが発生する。従って、上記式（１）より、ＮＡ＝０．８５のように高開口数になればなるほど、カバーガラスの厚さ誤差Δｄによって発生する球面収差が大きくなることが分かる。
【０００７】
よって、多層記録再生では球面収差の影響を補正する必要があるが、前述の特許文献１のように、例えば液晶素子を用いる対応策では、液晶素子本体とそれを駆動させるドライブ回路系が必要となり、光ディスク装置の大きなコストアップになってしまう。また、液晶素子自体を光学系光路内に配置しなければならず、光ピックアップ装置の小型化の大きな壁になっている。
【０００８】
本発明の目的は、液晶素子等の波面収差補正素子を用いる場合よりも低コストで小型な構成にして、複数の記録面を持つ光記録媒体に対する記録又は再生動作を波面収差の影響なく行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の発明は、複数の記録面が積層形成された光記録媒体に対して照射する光ピックアップ装置であって、レーザ光を前記光記録媒体に対して集光照射させる対物レンズと、前記各記録面毎に設けられて、前記対物レンズを経て対応する記録面に照射するレーザ光を発する複数のレーザ発光部を有する光源と、を備える。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記光源は、各々前記発光部となる複数の半導体レーザチップの発光点を光軸垂直方向に接近させて１つのパッケージ内に配置させてなる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記光源から出射されるレーザ光を平行化するコリメータレンズの焦点距離をｆcl、前記対物レンズの焦点距離をｆol、記録面間の距離をｄ、記録面間の屈折率をｎとすると、隣接する記録面に対する２つの半導体レーザチップの光軸方向の発光点位置間距離Ｌは、
Ｌ＝（ｆol／ｆcl）２×ｎｄ
なる関係を満たすように相互の光軸方向の位置が調整設定されている。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の光ピックアップ装置において、前記半導体レーザチップの作製段階で、隣接する記録面に対する２つの半導体レーザチップ同士の同時作製により相互の光軸方向の位置が調整設定されている。
【００１３】
請求項５記載の発明の光ディスク装置は、請求項１ないし４の何れか一記載の光ピックアップ装置を備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の記録面を持つ光記録媒体を対象とする光ピックアップ装置に関して、各記録面毎に設けられて、共通の対物レンズを経て対応する記録面に照射するレーザ光を発する複数のレーザ発光部を有する光源を備えるので、各々の記録面に対応する発光部を用いて記録又は再生動作を行わせればよく、液晶素子などの波面収差補正素子を用いた光学系よりも低コスト、小型にして良好なる記録又は再生動作を実現できる。特に、発光部を半導体レーザチップ構成としてその作製段階でチップ間の光軸方向の位置関係を設計管理して調整設定しておくことで、精度よく作製できる上に後での位置関係の調整を不要にすることもできる。
【００１５】
例えば、第１，第２の２つの記録面を持つ２層光記録媒体への適用例を想定すると、各々の第１，第２の記録面に対応させた発光部である半導体レーザチップＡ，Ｂを、第１，第２の記録面間の距離に応じた所定の距離だけ光軸方向にずらして配置させることで各々の半導体レーザチップＡ，Ｂを用いた場合の第１，第２の記録面に対する光学特性が最適となるようにし、第１の記録面の記録又は再生動作時には半導体レーザチップＡを用い、第２の記録面の記録又は再生動作時には半導体レーザチップＢを用いることで、何れの記録面の記録又は再生動作時にも波面収差の影響を受けることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、光記録媒体としてのＤＶＤディスク１を対象とする光ピックアップ装置２への適用例を示す。図１は光ディスク装置において搭載されるこのような光ピックアップ装置２の構成例を概略的に示す光学系構成図である。
【００１７】
この光ピックアップ装置２は、光記録媒体１に対して照射する波長約６６０ｎｍのレーザ光を発する光源としてのＬＤパッケージ３と、このＬＤパッケージ３から発せられたレーザ光を例えばメインビーム、２つのサブビームなる３ビームに分離するための回折格子４と、入射光と戻り光とを分離する偏光ビームスプリッタ５と、発散状態のレーザ光を平行化するコリメータレンズ６と、直線偏光・円偏光変換する１／４波長板７と、レーザ光を記録面に集光照射するための対物レンズ８と、偏光ビームスプリッタ５により分離された戻り光を集光させるためのシリンドリカルレンズ９と、集光される戻り光を受光してＲＦ信号情報、サーボ信号等を検出するための適宜分割構成の受光素子１０とを備えて構成されている。
【００１８】
このような基本的な構成において、ＬＤパッケージ３から出射されたレーザ光は回折格子４により３ビームに分離されながら偏光ビームスプリッタ５、コリメータレンズ６を透過し、平行光束として１／４波長板７に入射して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ８によって光記録媒体１の記録面上に集光照射される。この場合、３ビームに基づく３つのスポットは所定の間隔で分離して照射される。光記録媒体１から反射される戻り光は、対物レンズ８、１／４波長板７を再び通過して円偏光から今度は入射光とは９０°偏光方向が異なる直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ５に入射することにより入射光とは分離されてシリンドリカルレンズ９により受光素子１０上に集光される。この受光素子１０の受光信号に基づきＲＦ信号情報やサーボ信号等が検出される。
【００１９】
このような基本的構成において、本実施の形態は、複数の記録面、例えば１層目の記録面１ａと２層目の記録面１ｂとの２つの記録面を有するＤＶＤディスク１を適用対象としており、このような複数の記録面に対応させてＬＤパッケージ３に関しても、各々の記録面１ａ，１ｂに専用の複数、ここでは２個の発光部となる半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂを備える構成とされている。即ち、半導体レーザチップ１１ａが１層目の記録面１ａ用、半導体レーザチップ１１ｂが２層目の記録面１ｂ用として設けられている。これらの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂはＤＶＤディスク１に対応して何れも発光点から波長が約６６０ｎｍのレーザ光を発するものである。さらに、これらの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂはその光軸方向の発光点位置間距離が、記録面１ａ，１ｂ間の距離に応じて所定の距離となるように、両者の位置関係が調整設定されている。
【００２０】
即ち、半導体レーザチップ１１ａから発せられたレーザ光を対物レンズ８等の光学系を介して１層目の記録面１ａに照射したときにそのレーザ光の光学特性（記録再生機能）が最適となる光軸上の位置に半導体レーザチップ１１ａが位置付けられ、同様に、半導体レーザチップ１１ｂから発せられたレーザ光を対物レンズ８等の光学系を介して２層目の記録面１ｂに照射したときにそのレーザ光の光学特性（記録再生機能）が最適（即ち、球面収差の発生が極めて少ない状態）となる光軸上の位置に半導体レーザチップ１１ｂが位置付けられることにより、結果的に、これらの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂはその光軸方向に所定の発光点位置間距離を持つように配置されている。
【００２１】
模式的に半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂの光学系を分離して示す図２を参照して具体的な距離の設定について説明する。いま、コリメータレンズ６の焦点距離をｆcl、対物レンズ８の焦点距離をｆol、１，２層目の記録面１ａ，１ｂ間の距離をｄ、１，２層目の記録面１ａ，１ｂ間の屈折率をｎとすると、２つの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂの光軸方向の発光点ａ，ｂ位置間距離Ｌは、
Ｌ＝（ｆol／ｆcl）２×ｎｄ
なる関係を満たすように相互の光軸方向の位置が調整設定されている。
【００２２】
本実施の形態の光ピックアップ装置２の構成によれば、各記録面１ａ，１ｂ毎に設けられて、共通の対物レンズ８を経て対応する記録面１ａ，１ｂに照射するレーザ光の光学特性が最適となるように相互の光軸方向の位置が調整設定された２つの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂを有するＬＤパッケージ３を備えているので、各々の記録面1ａ，１ｂに対応する半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂを用いて記録又は再生動作を行わせればよく、液晶素子などの波面収差補正素子を用いた光学系よりも低コスト、小型にして良好なる記録又は再生動作を実現できる。即ち、各々の半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂを用いた場合の１層目、２層目の記録面１ａ，１ｂに対する光学特性が最適となるように調整設定されているので、１層目の記録面１ａの記録又は再生動作時には半導体レーザチップ１１ａを用い、２層目の記録面１ｂの記録又は再生動作時には半導体レーザチップ１１ｂを用いることで、何れの記録面１ａ，１ｂの記録又は再生動作時にも球面収差の影響を受けることはない。
【００２３】
ところで、このような半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂ間相互の位置関係は、これらのチップ作製段階で同時作製により相互の光軸方向の位置関係が所定値となるように設計管理しておくことが望ましい。図３を参照して説明すると、半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂを同一基板１２上に隣接させて同時に積層形成し、これらの半導体レーザチップ１１ａ，１１ｂの発光点ａ，ｂの光軸方向の距離が上述のＬに関する関係式を満たすようにチップをカットすることにより設定するものである。図３中、１３ａ，１３ｂは各々のチップのｐ電極、１４ａ，１４ｂはｎ電極である。このように、発光部に関して、半導体レーザチップ構成としてその作製段階でチップ間の光軸方向の位置関係を設計管理して調整設定しておくようにすれば、精度よく作製できる上に後での位置関係の調整を不要にすることもできる。
【００２４】
なお、本実施の形態は、２つの記録面１ａ，１ｂを有するＤＶＤディスク１を対象とする場合への適用例で説明したが、３つ以上の記録面を有する光記録媒体の場合にも同様に適用することができる。また、光記録媒体としてもＤＶＤディスクに限らず、波長約７８０ｎｍのレーザ光を用いるＣＤディスクであってもよく、或いは、ＣＤ／ＤＶＤディスクの両方を記録再生できる光ピックアップ装置の場合であってもよい。さらには、本実施の形態では、光源３と受光素子１０とを別々に用いたバルク型と呼ばれる光学系構成例の場合への適用例としたが、近年光ピックアップ構成において用いられている受発光素子を２１つのキャンの中に設置しホログラム、若しくは偏光ホログラムを用いて光束の分離合成を行うホログラムユニット、若しくは偏光ホログラムユニットを用いる光学系構成のものであってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光ディスク装置が備える本発明の一実施の形態の光ピックアップ装置の構成例を概略的に示す光学系構成図である。
【図２】模式的に半導体レーザチップの光学系を分離して示す説明図である。
【図３】光源部の構成例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１      光記録媒体
１ａ，１ｂ      記録面
２      光ピックアップ装置
３      光源
６      コリメータレンズ
８      対物レンズ
１１ａ，１１ｂ      発光部、半導体レーザチップ
ａ，ｂ      発光点
【図１】
2005149596.tif 000003
【図２】
2005149596.tif 000004
【図３】
2005149596.tif 000005