(57)【要約】  【課題】  コストを低減した複数の種類のディスクに対応する光ピックアップを提供する。  【解決手段】  ＢＤ用ＬＤ１から射出された青色レーザビームはコリメータレンズ９で平行光となり、ＢＤ用対物レンズ１４に平行光で入射する。ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４から射出された赤色および赤外レーザビームはコリメータレンズ９から発散する非平行光として射出し、ＢＤ用対物レンズ１４に非平行光で入射する。【選択図】      図１
2007141283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の光源である第１の光源と、
ＤＶＤ用の光源である第２の光源とＣＤ用の光源である第３の光源とを有するモノリシックレーザダイオードチップと、
コリメータレンズと、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズと、
前記モノリシックレーザダイオードチップから前記コリメータレンズまでの光路途中に配置されたホログラム素子と、を備え、
前記第１の光源から射出される第１の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第１の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第１の光ビームの光軸の長さは、前記第１の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離と同じであることにより、前記コリメータレンズから射出され前記Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズに入射する前記第１の光ビームが平行光であり、
前記第２の光源から射出される第２の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第２の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第２の光ビームの光軸の長さが、前記第２の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離よりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズに入射する前記第２の光ビームが非平行光であり、
該非平行光の非平行度は、前記Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときにＤＶＤの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されており、
前記第３の光源から射出される第３の光ビームは前記ホログラム素子に入射し前記ホログラム素子から射出され、前記ホログラム素子から射出される前記第３の光ビームの光軸は前記第２の光ビームの光軸と重なり、
前記第３の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第３の光ビームの光軸の長さが、前記第３の光ビームと同一の波長をもつ平行光を前記コリメータレンズに入射した場合に前記ホログラム素子から射出される光が焦点を結ぶ位置から前記コリメータレンズの主平面までの光の光軸の長さよりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズに入射する前記第３の光ビームが非平行光であり、
該非平行光の非平行度は、前記Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときにＣＤの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されており、
ＤＶＤおよびＣＤの記録面上に生じる球面収差を補正する液晶素子を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
第１のディスク用の光源である第１の光源と、前記第１のディスクよりも低密度なディスクである第２のディスク用の光源である第２の光源と、コリメータレンズと、前記第１のディスク用の対物レンズとを備え、
前記第１の光源から射出される第１の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第１の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第１の光ビームの光軸の長さは、前記第１の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離と同じであることにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第１の光ビームが平行光であり、
前記第２の光源から射出される第２の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第２の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第２の光ビームの光軸の長さが、前記第２の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離よりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第２の光ビームが非平行光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のディスク用の対物レンズに入射する前記第２の光ビームの非平行度は、前記第１のディスク用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときに前記第２のディスクの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されてい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のディスクの記録面上に生じる球面収差を補正する液晶素子を備えることを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記第２の光源と、前記第１のディスクよりも低密度なディスクである第３のディスク用の光源である第３の光源とを有するモノリシックレーザダイオードチップと、前記モノリシックレーザダイオードチップから前記コリメータレンズまでの光路途中に配置されたホログラム素子とを備え、
前記第３の光源から射出される第３の光ビームは前記ホログラム素子に入射し前記ホログラム素子から射出され、前記ホログラム素子から射出される前記第３の光ビームの光軸は前記第２の光ビームの光軸と重なり、
前記第３の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第３の光ビームの光軸の長さが、前記第３の光ビームと同一の波長をもつ平行光を前記コリメータレンズに入射した場合に前記ホログラム素子から射出される光が焦点を結ぶ位置から前記コリメータレンズの主平面までの光の光軸の長さよりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第３の光ビームが非平行光であ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６】
前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第３の光ビームの非平行度は、前記第１のディスク用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときに前記第３のディスクの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されていることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記第３のディスクの記録面上に生じる球面収差を補正する液晶素子を備えることを特徴とする請求項６に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、複数の種類のディスクに対応する光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、ＤＶＤよりも大容量なディスクとして、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）が登場している。ＢＤでは、波長が４０５ｎｍである青色レーザビームと、開口数が０．８５の対物レンズを使用することで、ディスク上のレーザスポットを大きく絞り込み高密度化を図っている。また、ＢＤでは、開口数がＤＶＤ（開口数＝０．６）よりも大きく、ディスクの傾き（チルト）によるコマ収差が大きくなるので、ディスクのカバー層厚みをＤＶＤの１／６である０．１ｍｍとしている。
【０００３】
このようなＢＤを記録再生する装置では、従来のＤＶＤとの互換性を保つため、ＢＤ・ＤＶＤに対応するようなピックアップが搭載されている。このようなピックアップとしてはＢＤ用の対物レンズと、ＤＶＤ用の対物レンズとを備えるものが開発されている。ＢＤを記録再生する場合は、青色レーザビーム（波長４０５ｎｍ）を青色レーザダイオードから射出させ、開口数が０．８５の対物レンズでディスクに集光させる。ＤＶＤを記録再生する場合は、赤色レーザビーム（波長６５０ｎｍ）を赤色レーザダイオードから射出させ、開口数が０．６の対物レンズでディスクに集光される。
【０００４】
上記のようなピックアップによりＢＤ・ＤＶＤに対応可能となるが、対物レンズが２枚必要であり、それらの切替え機構も必要であり、部品点数が多く、コストアップが問題となる。
【０００５】
なお、本発明に関連する文献としては、下記特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開２００５−１６６１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記問題点を鑑み、コストを低減した複数の種類のディスクに対応する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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、第１のディスク用の光源である第１の光源と、前記第１のディスクよりも低密度なディスクである第２のディスク用の光源である第２の光源と、コリメータレンズと、前記第１のディスク用の対物レンズとを備え、
前記第１の光源から射出される第１の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第１の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第１の光ビームの光軸の長さは、前記第１の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離と同じであることにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第１の光ビームが平行光であり、
前記第２の光源から射出される第２の光ビームの光軸は前記コリメータレンズの光軸と重なり、前記第２の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第２の光ビームの光軸の長さが、前記第２の光ビームの波長における前記コリメータレンズの焦点距離よりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第２の光ビームが非平行光であることを特徴とする。
【０００８】
このような構成によれば、１枚の対物レンズで、２種類のディスクについて球面収差を抑えた記録再生が可能となり、光ピックアップのコストが低減する。
【０００９】
また、本発明の光ピックアップは、前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第２の光ビームの非平行度は、前記第１のディスク用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときに前記第２のディスクの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されていることを特徴とする。これにより、第２のディスク上で生じる球面収差と共にコマ収差を抑えることができ、再生誤りや記録不良を防げる。
【００１０】
また、本発明の光ピックアップは、前記第２のディスクの記録面上に生じる球面収差を補正する液晶素子を備えることを特徴とする。これにより、上記でコマ収差を抑えたために残存する第２のディスク上で生じる球面収差を補正することができる。
【００１１】
また、本発明の光ピックアップは、前記第２の光源と、前記第１のディスクよりも低密度なディスクである第３のディスク用の光源である第３の光源とを有するモノリシックレーザダイオードチップと、前記モノリシックレーザダイオードチップから前記コリメータレンズまでの光路途中に配置されたホログラム素子とを備え、
前記第３の光源から射出される第３の光ビームは前記ホログラム素子に入射し前記ホログラム素子から射出され、前記ホログラム素子から射出される前記第３の光ビームの光軸は前記第２の光ビームの光軸と重なり、
前記第３の光源から前記コリメータレンズの主平面までの前記第３の光ビームの光軸の長さが、前記第３の光ビームと同一の波長をもつ平行光を前記コリメータレンズに入射した場合に前記ホログラム素子から射出される光が焦点を結ぶ位置から前記コリメータレンズの主平面までの光の光軸の長さよりも小さいことにより、前記コリメータレンズから射出され前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第３の光ビームが非平行光であることを特徴とする。
【００１２】
これにより、モノリシックレーザダイオードチップを用いて３種類のディスクに対応する場合でも、１枚の対物レンズで球面収差を抑えた記録再生が可能となる。
【００１３】
また、本発明の光ピックアップは、前記第１のディスク用の対物レンズに入射する前記第３の光ビームの非平行度は、前記第１のディスク用の対物レンズが最大量トラッキング方向にシフトしたときに前記第３のディスクの記録面上に生じるコマ収差が許容範囲内となるよう設定されていることを特徴とする。これにより、第３のディスク上で生じる球面収差と共にコマ収差を抑えることができ、再生誤りや記録不良を防げる。
【００１４】
また、本発明の光ピックアップは、前記第３のディスクの記録面上に生じる球面収差を補正する液晶素子を備えることを特徴とする。これにより、上記でコマ収差を抑えたために残存する第３のディスク上で生じる球面収差を補正することができる。
【００１５】
なお、例えば、前記第１のディスクはＢＤ、前記第２のディスクはＤＶＤ、前記第３のディスクはＣＤである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、複数の種類のディスクに対応した光ピックアップのコスト低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。図１に、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの記録再生に対応した光ピックアップの構成を概略的に示す。
【００１８】
この光ピックアップは、ＢＤ用レーザダイオード（以下、ＬＤ）１、ダイクロプリズム２、ホログラム素子３、ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５、波長選択性焦点位置可変素子６、シリンドリカルレンズ７、フォトディテクタ８、コリメータレンズ９、ミラー１０、波長選択性アパーチャ１１、液晶素子１２、１／４波長板１３、ＢＤ用対物レンズ１４、レンズホルダ１５、アクチュエータ１６を有する。
【００１９】
ＢＤを記録再生する場合、ＢＤ用ＬＤ１は波長が４０５ｎｍの青色レーザビームを射出する。ＢＤ用ＬＤ１から射出された青色レーザビームはダイクロプリズム２、ＰＢＳ５を順に透過し、コリメータレンズ９に入射する。
【００２０】
ここで、青色レーザビームはＢＤ用ＬＤ１が有するＬＤチップの発光点から射出され、青色レーザビームの光軸はコリメータレンズ９の光軸と重なるよう設定されている。そして、上記発光点からコリメータレンズ９の主平面までの青色レーザビームの光軸の長さは、青色レーザビームの波長におけるコリメータレンズの焦点距離と同じとなるよう設定されているので、コリメータレンズ９に入射した青色レーザビームは平行光となってコリメータレンズ９から射出される。
【００２１】
コリメータレンズ９から射出された平行光である青色レーザビームは、ミラー１０で反射し、波長選択性アパーチャ１１に入射する。波長選択性アパーチャ１１は、波長に応じて開口制限を行うものであるが、青色レーザビームは素通しする。波長選択性アパーチャ１１を素通りした青色レーザビームは液晶素子１２に入射する。液晶素子１２は不図示の液晶ドライバにより電圧を印加され、通過するレーザビームの波面を変化させるものであるが、ここでは液晶素子１２に電圧は印加せず通過する青色レーザビームは素通しさせる。液晶素子１２を素通りした青色レーザビームは、１／４波長板１３を通過し、平行光でＢＤ用対物レンズ１４に入射する。そして、ＢＤ用対物レンズ１４により青色レーザビームは開口数０．８５でディスク１７のカバー層（厚み０．１ｍｍ）を介して記録面に集光される。
【００２２】
ディスク１７の記録層で反射された青色レーザビームは、ＢＤ用対物レンズ１４、１／４波長板１３、液晶素子１２、波長選択性アパーチャ１１を順に通過し、ミラー１０で反射され、コリメータレンズ９を通過し、ＰＢＳ５に入射する。ここで青色レーザビームは１／４波長板１３を２回通過しているのでＰＢＳ５では反射され、波長選択性焦点位置可変素子６に入射する。波長選択性焦点位置可変素子６は波長に応じて通過するレーザビームの焦点位置を調整するものであるが、青色レーザビームは素通しさせる。波長選択性焦点位置可変素子６を素通りした青色レーザビームは、シリンドリカルレンズ７により非点収差を与えられ、フォトディテクタ８の受光面に集光される。
【００２３】
フォトディテクタ８の出力信号から再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が生成される。そして、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づきアクチュエータ１６が、ＢＤ用対物レンズ１４、１／４波長板１３、液晶素子１２、波長選択性アパーチャ１１を内部に備えたレンズホルダ１５をフォーカス方向（ディスク面垂直方向）、トラッキング方向（ディスク面半径方向）に駆動し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われる。
【００２４】
次に、ＤＶＤを記録再生する場合、ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４は波長が６５０ｎｍの赤色レーザビームを射出する。ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４から射出された赤色レーザビームは、ホログラム素子３を素通りし、ダイクロプリズム２で反射し、ＰＢＳ５を通過し、コリメータレンズ９に入射する。
【００２５】
ここで、図２にＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４からコリメータレンズ９までのレーザビームの光軸を示す。ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４は、モノリシックＬＤチップ４ａ、サブマウント４ｄ、基台４ｅ、ステム４ｆ、端子４ｇを有する。円盤状のステム４ｆに略垂直に基台４ｅが突設され、基台４ｅ上にサブマウント４ｄが設けられ、サブマウント４ｄ上にモノリシックＬＤチップ４ａが設けられる。また、複数の端子４ｇがステム４ｆを貫通し、モノリシックＬＤチップ４ａと不図示のリード線で接続される。モノリシックＬＤチップ４ａは１チップで２波長に対応し、ＤＶＤ用発光点４ｂと、ＣＤ用発光点４ｃとを有し、端子４ｇから駆動電流が供給されると、ＤＶＤ用発光点４ｂからは赤色レーザビーム（波長６５０ｎｍ）、ＣＤ用発光点４ｃからは赤外レーザビーム（波長７８０ｎｍ）が射出される。図２のように、ＤＶＤ用発光点４ｂから射出される赤色レーザビームの光軸は、コリメータレンズ９の光軸と重なるよう設定されている。そして、コリメータレンズ９に入射した赤色レーザビームは後述するように発散する非平行光としてコリメータレンズ９から射出される。
【００２６】
図１に戻り、コリメータレンズ９から射出された非平行光である赤色レーザビームは、ミラー１０で反射し、波長選択性アパーチャ１１に入射する。波長選択性アパーチャ１１により開口数が０．６に制限され、赤色レーザビームは液晶素子１２に入射する。液晶素子１２は不図示の液晶ドライバにより電圧を印加され、通過する赤色レーザビームの波面を変化させる。これにより、ディスク１７の記録面上に生じる球面収差を補正できる。
【００２７】
そして、赤色レーザビームは、１／４波長板１３を通過し、非平行光でＢＤ用対物レンズ１４に入射する。そして、ＢＤ用対物レンズ１４により赤色レーザビームは開口数０．６でディスク１７のカバー層（厚み０．６ｍｍ）を介して記録面に集光される。
【００２８】
ディスク１７の記録層で反射された赤色レーザビームは、ＢＤ用対物レンズ１４、１／４波長板１３、液晶素子１２、波長選択性アパーチャ１１を順に通過し、ミラー１０で反射され、コリメータレンズ９を通過し、ＰＢＳ５に入射する。ここで赤色レーザビームは１／４波長板１３を２回通過しているのでＰＢＳ５では反射され、波長選択性焦点位置可変素子６に入射する。そして、波長選択性焦点位置可変素子６により焦点位置を調整された赤色レーザビームは、シリンドリカルレンズ７により非点収差を与えられ、フォトディテクタ８の受光面に集光される。
【００２９】
フォトディテクタ８の出力信号から再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が生成され、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われるのは前述したＢＤの場合と同様である。
【００３０】
次に、ＣＤを記録再生する場合、ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ４は波長が７８０ｎｍの赤外レーザビームを射出する。図２のように、ＣＤ用発光点４ｃから射出されホログラム素子３に入射する赤外レーザビームの光軸はホログラム素子３に対して斜めであり、ホログラム素子３から射出される赤外レーザビームの光軸は、ホログラム素子３により、ＤＶＤ用発光点４ｂから射出される赤色レーザビームの光軸と重なる。ホログラム素子３から射出された赤外レーザビームは、ダイクロプリズム２で反射し、ＰＢＳ５を通過し、コリメータレンズ９に入射する。そして、コリメータレンズ９に入射した赤外レーザビームは後述するように発散する非平行光としてコリメータレンズ９から射出される。
【００３１】
図１において、コリメータレンズ９から射出された非平行光である赤外レーザビームは、ミラー１０で反射し、波長選択性アパーチャ１１に入射する。波長選択性アパーチャ１１により開口数が０．４５に制限され、赤外レーザビームは液晶素子１２に入射する。液晶素子１２は不図示の液晶ドライバにより電圧を印加され、通過する赤外レーザビームの波面を変化させる。これにより、ディスク１７の記録面上に生じる球面収差を補正できる。
【００３２】
そして、赤外レーザビームは、１／４波長板１３を通過し、非平行光でＢＤ用対物レンズ１４に入射する。そして、ＢＤ用対物レンズ１４により赤外レーザビームは開口数０．４５でディスク１７のカバー層（厚み１．２ｍｍ）を介して記録面に集光される。
【００３３】
ディスク１７の記録層で反射された赤外レーザビームは、ＢＤ用対物レンズ１４、１／４波長板１３、液晶素子１２、波長選択性アパーチャ１１を順に通過し、ミラー１０で反射され、コリメータレンズ９を通過し、ＰＢＳ５に入射する。ここで赤外レーザビームは１／４波長板１３を２回通過しているのでＰＢＳ５では反射され、波長選択性焦点位置可変素子６に入射する。そして、波長選択性焦点位置可変素子６により焦点位置を調整された赤外レーザビームは、シリンドリカルレンズ７により非点収差を与えられ、フォトディテクタ８の受光面に集光される。
【００３４】
フォトディテクタ８の出力信号から再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が生成され、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行われるのは前述したＢＤの場合と同様である。
【００３５】
ここで、前述したように、ＤＶＤを記録再生する場合、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色レーザビームは発散する非平行光である。もし、ＢＤ用対物レンズ１４に赤色レーザビームが平行光で入射すると、赤色レーザビームとＢＤ用の青色レーザビームとの波長の違い、また、ＤＶＤとＢＤとのディスクのカバー層厚みの違いにより、ＤＶＤのディスク記録面において球面収差が生じてしまう。この球面収差を低減するため、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色レーザビームを発散する非平行光としている。
【００３６】
図３（ａ）に、モノリシックＬＤチップ４ａのＤＶＤ用発光点４ｂからＢＤ用対物レンズ１４までの光路を示す。ただし、モノリシックＬＤチップ４ａ、コリメータレンズ９、波長選択性アパーチャ１１、ＢＤ用対物レンズ１４以外の図１に示す光学部品は省略している。図３（ａ）のように、ＤＶＤ用発光点４ｂからコリメータレンズ９の主平面Ｓまでの赤色レーザビームの光軸の長さが、赤色レーザビームの波長におけるコリメータレンズ９の焦点距離ｆよりも小さくなるようにモノリシックＬＤチップ４ａとコリメータレンズ９が配置されている。これにより、コリメータレンズ９から射出される赤色レーザビームが発散する非平行光となり、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色レーザビームが発散する非平行光となる。
【００３７】
ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色レーザビームの非平行度を大きくすれば、球面収差をほぼ０とすることも可能であるが、非平行度を大きくし過ぎると、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキングサーボによりトラッキング方向にシフトした場合にディスクの記録面で生じるコマ収差が大きくなり、許容値を超えてしまう。コマ収差が許容値を超えるとクロストークにより再生誤りや記録不良が起こる。これを防ぐため、本発明では次のようにしている。
【００３８】
ここで、図３（ｂ）のように、ＢＤ用対物レンズ１４の表面から距離Ｒだけ離れた位置に赤色光源１８を配置し、赤色光源１８から射出される赤色光の光軸からＢＤ用対物レンズ１４の光軸をずらすようＢＤ用対物レンズ１４をトラッキング方向にシフトさせ、赤色光源１８とＢＤ用対物レンズ１４の間に配置される波長選択性アパーチャ１１もＢＤ用対物レンズ１４と一体としてシフトさせる（前述したようにＢＤ用対物レンズ１４と波長選択性アパーチャ１１とは同じレンズホルダ１５に搭載されているため）という状況を想定し、この場合にディスク記録面にコマ収差がどれだけ生じるかのシミュレーションを行った。
【００３９】
図４に、距離Ｒを変化させながらＢＤ用対物レンズ１４をトラッキング方向に最大量シフトさせた状態で生じるコマ収差をシミュレーションした結果を示す。図４の横軸は１／Ｒとしており、１／Ｒが０、つまりＲが無限大でＢＤ用対物レンズ１４への入射光が平行光となる場合に、コマ収差は０で発生しない。そして、１／Ｒが０より大きくなる程、つまりＢＤ用対物レンズ１４への入射光の非平行度が大きくなる程、コマ収差が大きくなる。
【００４０】
ここで、図５に、ＤＶＤディスク記録面に生じたコマ収差と、そのときに測定した再生信号のジッタとの関係を示す。ここでは、コマ収差が０のときにジッタは最小値６．４％となっている。ジッタの許容値を最小値６．４％から１％大きい７．４％とすると、図５より、コマ収差の許容範囲は−０．０２８〜０．０２８[λｒｍｓ]となる。図４において、コマ収差が０．０２８[λｒｍｓ]となるのは、１／Ｒが０．０１２[１／ｍｍ]のときであるから、１／Ｒが０．０１２[１／ｍｍ]以下の条件で、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向に最大量シフトしてもコマ収差は許容範囲内となる。
【００４１】
ここで、図３（ｂ）のようにＢＤ用対物レンズ１４の表面と赤色光源１８との距離がＲである光学系において、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色光の非平行度と同一の非平行度で図（ａ）のような光学系においてＢＤ用対物レンズ１４に赤色レーザビームが入射するための条件は（１）式で表される。
【００４２】
｜ｆ2／Ｚ｜＋ｄ＝Ｒ    （１）
ただし、ｆ：赤色波長におけるコリメータレンズ９の焦点距離
Ｚ：上記ｆと、ＤＶＤ用発光点４ｂからコリメータレンズ９の主平面Ｓまでの赤色レーザビームの光軸の長さとの差
ｄ：コリメータレンズ９の主平面からＢＤ用対物レンズ１４表面までの距離から上記ｆを差し引いた距離
そして、（１）式中のＲを、前述した１／Ｒが０．０１２[１／ｍｍ]となるようなＲとおき、Ｚが求められる。この求められたＺの値以下にＺを設定すれば、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向に最大量シフトしてもコマ収差が許容範囲内となるようにＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤色レーザビームの非平行度が設定されることになる。
【００４３】
また、前述したように、ＣＤを記録再生する場合、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外レーザビームは発散する非平行光である。もし、ＢＤ用対物レンズ１４に赤外レーザビームが平行光で入射すると、赤外レーザビームとＢＤ用の青色レーザビームとの波長の違い、また、ＣＤとＢＤとのディスクのカバー層厚みの違いにより、ＣＤのディスク記録面において球面収差が生じてしまう。この球面収差を低減するため、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外レーザビームを発散する非平行光としている。
【００４４】
図６に、モノリシックＬＤチップ４ａのＣＤ用発光点４ｃからＢＤ用対物レンズ１４までの光路を示す。ただし、モノリシックＬＤチップ４ａ、ホログラム素子３、コリメータレンズ９、波長選択性アパーチャ１１、ＢＤ用対物レンズ１４以外の図１に示す光学部品は省略している。図６のように、ＣＤ用発光点４ｃからコリメータレンズ９の主平面Ｓまでの赤外レーザビームの光軸の長さが、平行光である赤外レーザビームをコリメータレンズ９に入射した場合に赤外レーザビームがコリメータレンズ９から射出しホログラム素子３に入射しホログラム素子３により焦点を結ぶ位置からコリメータレンズ９の主平面までの赤外レーザビームの光軸の長さｆ'よりも小さく設定されている。これにより、コリメータレンズ９から射出される赤外レーザビームが発散する非平行光となり、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外レーザビームが発散する非平行光となる。
【００４５】
ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外レーザビームの非平行度を大きくすれば、球面収差をほぼ０とすることも可能であるが、非平行度を大きくし過ぎると、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向にシフトした場合にディスクの記録面で生じるコマ収差が大きくなり、許容値を超えてしまう。コマ収差が許容値を超えるとクロストークにより再生誤りや記録不良が起こる。これを防ぐため、本発明では次のようにしている。
【００４６】
ここで、前述した図３（ｂ）と同様に、ＢＤ用対物レンズ１４の表面から距離Ｒだけ離れた位置に赤外光源を配置し、赤外光源から射出される赤外光の光軸からＢＤ用対物レンズ１４の光軸をずらすようＢＤ用対物レンズ１４をトラッキング方向にシフトさせ、赤外光源とＢＤ用対物レンズ１４の間に配置される波長選択性アパーチャ１１もＢＤ用対物レンズ１４と一体としてシフトさせるという状況を想定し、この場合にディスク記録面にコマ収差がどれだけ生じるかのシミュレーションを行った。
【００４７】
図７に、距離Ｒを変化させながらＢＤ用対物レンズ１４をトラッキング方向に最大量シフトさせた状態で生じるコマ収差をシミュレーションした結果を示す。図７の横軸は１／Ｒとしており、１／Ｒが０、つまりＲが無限大でＢＤ用対物レンズ１４への入射光が平行光となる場合に、コマ収差は０で発生しない。そして、１／Ｒが０より大きくなる程、つまりＢＤ用対物レンズ１４への入射光の非平行度が大きくなる程、コマ収差が大きくなる。ここで、図７において、前述したＤＶＤを記録再生する場合にＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向に最大量シフトしてもコマ収差が許容範囲内となる１／Ｒの最大値である０．０１２[１／ｍｍ]のとき、コマ収差は０．０１２[λｒｍｓ]である。
【００４８】
ここで、図８に、ＣＤディスク記録面に生じたコマ収差と、そのときに測定した再生信号のジッタとの関係を示す。ここでは、コマ収差が０のときにジッタは最小値３．４％となっている。ジッタの許容値を最小値３．４％から１％大きい４．４％とすると、図８より、コマ収差の許容範囲は−０．０４[λｒｍｓ]〜０．０５[λｒｍｓ]となる。よって、上記のように１／Ｒが０．０１２[１／ｍｍ]であれば、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向に最大量シフトしてもコマ収差は許容範囲内となる。
【００４９】
ここで、ＢＤ用対物レンズ１４の表面と赤外光源との距離がＲである光学系において、ＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外光の非平行度と同一の非平行度で図６のような光学系においてＢＤ用対物レンズ１４に赤外レーザビームが入射するための条件は（２）式で表される。
【００５０】
｜ｆ'2／Ｚ'｜＋ｄ'＝Ｒ    （２）
ただし、ｆ'： 平行光である赤外レーザビームをコリメータレンズ９に入射した場合にコリメータレンズ９から射出しホログラム素子３に入射しホログラム素子３により焦点を結ぶ位置からコリメータレンズ９の主平面までの赤外レーザビームの光軸の長さ
Ｚ'：上記ｆ'と、ＣＤ用発光点４ｃからコリメータレンズ９の主平面Ｓまでの赤外レーザビームの光軸の長さとの差
ｄ'：コリメータレンズ９の主平面からＢＤ用対物レンズ１４表面までの距離から上記ｆ'を差し引いた距離
ここで、前述したＺの設定によりＤＶＤ用発光点４ｂの位置が決定されているので、同時にＣＤ用発光点４ｃの位置が決定されている。よって、（２）式中のＲを前述した１／Ｒが０．０１２[１／ｍｍ]となるようなＲとおいた式を満たすようにホログラム素子を設計および配置すれば、ＢＤ用対物レンズ１４がトラッキング方向に最大量シフトしてもコマ収差が許容範囲内となるようにＢＤ用対物レンズ１４に入射する赤外レーザビームの非平行度が設定されることになる。
【００５１】
以上により、ＤＶＤおよびＣＤの記録再生時にＢＤ用対物レンズ１４に入射するレーザビームの非平行度がコマ収差を考慮して設定されるが、このままでは球面収差が残存してしまう。そこで、本発明では、液晶素子１２（図１）で球面収差を補正するようにしている。液晶素子１２は、液晶材料とそれを両側から挟み込む電極を備え、電極の少なくとも一方は輪帯パターンが形成される。そして、電極に液晶ドライバから駆動電圧が印加されることで、液晶素子１２を通過するレーザビームの波面が変化し、球面収差が補正される。電極に印加する電圧については、ＤＶＤおよびＣＤそれぞれについて予め再生信号のジッタが最小となるような電圧パターンをディスク装置組立段階で調べておき、それをディスク装置が有するメモリに記憶しておき、ＤＶＤおよびＣＤそれぞれを記録再生するときに、メモリから電圧パターンを読み出して、電極に電圧を印加すればよい。また、ディスクが交換される毎に、電極に印加する電圧パターンを変化させながら再生信号のジッタを測定し、再生信号のジッタが最小となるような電圧パターンを決定し、記録再生時にその電圧パターンで電極に電圧を印加するようにして、ディスクの個体差に対応するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】は、本発明に係るＢＤ・ＤＶＤ・ＣＤに対応した光ピックアップの概略構成図である。
【図２】は、ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤからコリメータレンズまでのレーザビームの光軸を示す図である。
【図３】は、モノリシックＬＤチップのＤＶＤ用発光点からＢＤ用対物レンズまでの光路（（ａ））と、コマ収差シミュレーションの光学系（（ｂ））を示す図である。
【図４】は、ＢＤ用対物レンズを最大量シフトさせた場合にＤＶＤに生じるコマ収差のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】は、ＤＶＤで生じたコマ収差とそのときに測定した再生信号のジッタの関係を示す図である。
【図６】は、モノリシックＬＤチップのＣＤ用発光点からＢＤ用対物レンズまでの光路を示す図である。
【図７】は、ＢＤ用対物レンズを最大量シフトさせた場合にＣＤに生じるコマ収差のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】は、ＣＤで生じたコマ収差とそのときに測定した再生信号のジッタの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１    ＢＤ用ＬＤ
２    ダイクロプリズム
３    ホログラム素子
４    ＤＶＤ／ＣＤ用ＬＤ
４ａ    モノリシックＬＤチップ
４ｂ    ＤＶＤ用発光点
４ｃ    ＣＤ用発光点
４ｄ    サブマウント
４ｅ    基台
４ｆ    ステム
４ｇ    端子
５    ＰＢＳ
６    波長選択性焦点位置可変素子
７    シリンドリカルレンズ
８    フォトディテクタ
９    コリメータレンズ
１０    ミラー
１１    波長選択性アパーチャ
１２    液晶素子
１３    １／４波長板
１４    ＢＤ用対物レンズ
１５    レンズホルダ
１６    アクチュエータ
１７    ディスク
１８    赤色光源
Ｓ    主平面
【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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