(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１の第１の入射光束の最大強度出射方向を含む第１の面における前記第１の入射光束の発散角を変更する負メニスカスシリンダレンズである第１のレンズ部と、前記λ１よりも長い波長λ２の第２の入射光束の最大強度出射方向を含み前記第１の面に直交する第２の面における前記第２の入射光束の発散角を変更する正メニスカスシリンダレンズである第２のレンズ部とが共通の基板上に形成された光学素子。
【請求項２】
前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部とは一体成形により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学素子に係り、さらに詳しくは、２つの入射光束に対応した光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、光ディスクなどの情報記録媒体が用いられ、そのスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射することにより情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置には、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【０００３】
通常、光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御などに必要な情報（サーボ制御情報）を含む信号が出力される。
【０００４】
近年、情報記録媒体として、記録容量がＣＤ（Compact Disc）よりも飛躍的に大きなＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が一般化されてきた。ＣＤに対して記録及び再生を行なうには、波長が７８０ｎｍのレーザ光が用いられ、ＤＶＤに対して記録及び再生を行なうには、波長が６５０ｎｍのレーザ光が用いられるため、従来は、ＣＤ用の光ディスク装置とＤＶＤ用の光ディスク装置とがそれぞれ独立して、パーソナルコンピュータなどの情報機器の周辺機器として用いられていた。
【０００５】
その後、上記情報機器の小型軽量化に伴い、ＣＤとＤＶＤの両方をアクセスできる光ディスク装置の必要性が高まってきた。この場合、ＤＶＤとＣＤの両方に対応するために、光ピックアップ装置は、光源として、波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＤＶＤ光源」ともいう）と波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＣＤ光源」ともいう）とが必要であり、さらにそれぞれのレーザ光を検出するための光学系が必要である。しかしながら、６５０ｎｍ用の光学系と７８０ｎｍ用の光学系とをそれぞれ個別に配置すると、光ピックアップ装置が大型化してしまうという不都合があった。以下では、２つの異なる波長の光源を備えた光ピックアップ装置を「２波長光ピックアップ装置」ともいう。
【０００６】
そこで、例えば、特許第３０２６２７９号公報には、互いに波長が異なるレーザ光を出力する２つのレーザ素子が一体に集積されたＬＤモジュールを備え、かつ各波長の戻り光束に対して受光素子を共用化した記録再生装置用レーザモジュールが開示されている。このレーザモジュールを用いた光ピックアップ装置では、光学系の共用化及び光学部品点数の削減が可能となり、部品組み付けの簡易化、低コスト化及び小型化が促進された。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、光源として用いられる半導体レーザから出射される光束（以下、「出射光束」ともいう）は、一例として図１７に示されるように、半導体レーザＬＤの活性層（ヘテロ接合面）ＡＬに対して垂直な方向を長軸方向とする楕円形の強度分布を持つ発散光である。そして、出射光束のうちで対物レンズに取り込まれ、情報記録媒体の記録面に集光される光束（以下、「取込光束」ともいう）の割合は、出射光束の中心での光強度に対する取込光束における最低の光強度の比で示され、ＲＩＭと呼ばれている。例えばＲＩＭ＝５０％の場合の取込光束の一例が図１８に示されている。そして、出射光束の光量に対する記録面での光量、すなわち光利用効率は、一例として図１９に示されるように、ＲＩＭとほぼ反比例の関係にある。すなわち、ＲＩＭが高くなるように設計すれば光利用効率が低下し、光利用効率が高くなるように設計すればＲＩＭが低くなる。
【０００８】
通常、ＣＤ光源からの出射光束に対するＲＩＭは、ＤＶＤ光源からの出射光束に対するＲＩＭに比べて低く設計されている。これは、ＤＶＤでは記録密度が高いために光スポットのスポット径を正確に制御する必要があり、一方、ＣＤでは光利用効率を高めることが重要視されるためである。
【０００９】
しかしながら、上記特許第３０２６２７９号公報のレーザモジュールを用いた光ピックアップ装置では、ＣＤ光源からの出射光束に対するＲＩＭとＤＶＤ光源からの出射光束に対するＲＩＭとがほぼ等しくなるために、例えば光学系をＤＶＤに対して最適化すると、ＣＤにおける光利用効率が低下し、アクセス速度の高速化に対応するのが困難であるという不都合があった。一方、光学系をＣＤに対して最適化すると、ＤＶＤにおける光スポットのスポット径を正確に制御することが困難であるという不都合があった。
【００１０】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、２つの入射光束の光強度分布をそれぞれ精度良く変更することができる光学素子を提供することにある。
【００３３】
本発明は、波長λ１の第１の入射光束の最大強度出射方向を含む第１の面における前記第１の入射光束の発散角を変更する負メニスカスシリンダレンズである第１のレンズ部と、前記λ１よりも長い波長λ２の第２の入射光束の最大強度出射方向を含み前記第１の面に直交する第２の面における前記第２の入射光束の発散角を変更する正メニスカスシリンダレンズである第２のレンズ部とが共通の基板上に形成された光学素子である。
【００３４】
これによれば、例えば２つの光源が互いに近接して配置された光源ユニットに本発明の光学素子が用いられる場合に、第１のレンズ部と第２のレンズ部との位置関係に対応して各光源とを配置することにより、一方の光源から出射された光束の発散角を第１のレンズ部で変更し、他方の光源から出射された光束の発散角を第２のレンズ部で変更することができる。そして、第１のレンズ部と第２のレンズ部とがいわゆる一体化されているために、組み込み工程及び調整工程を簡略化しても、各光源から出射される光束の発散角をそれぞれ精度良く変更することが可能となる。
【００３７】
上記光学素子において、前記第１のレンズ部と前記第２のレンズ部とは一体成形により形成されていることとすることができる。かかる場合には、例えば溶融状態の透明なプラスチック素材を所定の成形用型（例えば金型）に射出する射出成形法などを用いることにより、製造コストを下げることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図１６に基づいて説明する。
【００４５】
図１には、本発明に係る光ピックアップ装置を備える一実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００４６】
この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００４７】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク（情報記録媒体）１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３の構成等については後に詳述する。
【００４８】
図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号である電流信号を電圧信号に変換し、該電圧信号に基づいてウォブル信号、再生信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８では、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出力される。さらに、再生信号処理回路２８では、再生信号に対して誤り訂正処理等を行なった後、バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、サーボ信号は再生信号処理回路２８からサーボコントローラ３３に出力される。
【００４９】
前記サーボコントローラ３３では、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御する制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
【００５０】
前記バッファマネージャ３７では、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ４０に通知する。
【００５１】
前記モータドライバ２７では、サーボコントローラ３３からの制御信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ピックアップ装置２３及びスピンドルモータ２２を制御する。
【００５２】
前記エンコーダ２５では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、エラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込みデータを作成する。そして、エンコーダ２５では、ＣＰＵ４０からの指示に基づいて、再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して、書き込みデータをレーザコントロール回路２４に出力する。
【００５３】
前記レーザコントロール回路２４では、エンコーダ２５からの書き込みデータに基づいて、光ピックアップ装置２３からのレーザ光出力を制御する。なお、レーザコントロール回路２４では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて後述する光ピックアップ装置２３の２つの光源の一方を制御対象とする。
【００５４】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えば、パーソナルコンピュータ）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）等の標準インターフェースに準拠している。
【００５５】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。
【００５６】
ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されている上記プログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００５７】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２及び図３に基づいて説明する。
【００５８】
光ピックアップ装置２３は、図２に示されるように、波長が６５０ｎｍのレーザ光及び波長が７８０ｎｍのレーザ光をそれぞれ択一的に出射するとともに、光ディスク１５の記録面からの戻り光束を受光する光源ユニットパッケージとしての受発光モジュールＬＭ、カップリングレンズ５２、λ／４板６２、対物レンズ６０及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ）（いずれも図示省略）などを備えている。
【００５９】
受発光モジュールＬＭは、一例として図３に示されるように、波長が６５０ｎｍのレーザ光を出射する第１の半導体レーザ５３、波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する第２の半導体レーザ５４、第１の半導体レーザ５３から出射される光束の発散角を変更する第１の光学素子５５、及び第２の半導体レーザ５４から出射される光束の発散角を変更する第２の光学素子５６などを備える光源ユニットとしての発光部ＥＬと、光ディスク１５の記録面からの反射光を分岐する分岐光学素子としての偏光ホログラム６１及び偏光ホログラム６１で分岐された光束を受光する光検出器としての受光素子５９などを備える受光部ＲＬとを含んで構成されている。第１の半導体レーザ５３は光ディスク１５がＤＶＤの場合に選択され、第２の半導体レーザ５４は光ディスク１５がＣＤの場合に選択される。
【００６０】
本実施形態では、第１の半導体レーザ５３及び第２の半導体レーザ５４は、一例として図４に示されるように、その活性層ＡＬ１、ＡＬ２がＸＺ面に平行となるように配置されているものとする。従って、各半導体レーザから出射される光束は、Ｙ軸方向を長軸方向とする楕円形の強度分布を持つ発散光である。すなわち、第１の半導体レーザ５３から出射される光束は、一例として図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、ＹＺ面内での発散角θ1YとＸＺ面内での発散角θ1Zとは同一ではなく、θ1Y＞θ1Zの関係にある。同様に、第２の半導体レーザ５４から出射される光束も、ＹＺ面内での発散角（θ2Yとする）とＸＺ面内での発散角（θ2Zとする）とは同一ではなく、θ2Y＞θ2Zの関係にある。
【００６１】
本実施形態では、一例として、第１の半導体レーザ５３から出射される光束に対しては、ＲＩＭが約３０％（光利用効率＝約４５％）となるように第１の光学素子５５を用いて発散角を変更し、第２の半導体レーザ５４から出される光束に対しては、ＲＩＭが約１５％（光利用効率＝約５０％）となるように第２の光学素子５６を用いて発散角を変更するものとする。
【００６２】
なお、図６（Ａ）に示されるように、第１の光学素子５５がない場合に、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束Ｂｄｖｄは、Ｙ軸方向に関してはほぼＲＩＭ＝３０％であるが、Ｘ軸方向に関してはＲＩＭ＜３０％であるものとする。また、図６（Ｂ）に示されるように、第２の光学素子５６がない場合に、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束Ｂｃｄは、Ｘ軸方向に関してはほぼＲＩＭ＝１５％であるが、Ｙ軸方向に関してはＲＩＭ＞１５％であるものとする。
【００６３】
そこで、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のＸＺ面内における発散角θ1Zを（θ1Y／θ1Z）倍（＞１）にして発散角を変更するために、図７に示されるように、第１の光学素子５５としてシリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズ）を用いた。以下では、このシリンドリカルレンズを第１のシリンドリカルレンズ５５ａと表記する。第１のシリンドリカルレンズ５５ａは、その円柱軸の方向がＹ軸方向と一致するように、第１の半導体レーザ５３から出射される光束の光路上に配置されている。これにより、図８（Ａ）に示されるように、第１のシリンドリカルレンズ５５ａを透過した光束の発散角は、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のＸＺ面内における発散角θ1Zよりも大きくなり、ＹＺ面内における発散角θ1Yとほぼ等しくなる。そして、対物レンズ６０に取り込まれる光束は、Ｘ軸方向に関してもほぼＲＩＭ＝３０％となる。
【００６４】
また、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のＹＺ面内における発散角θ2Yを（θ2Z／θ2Y）倍（＜１）にして発散角を変更するために、図７に示されるように、第２の光学素子５６としてシリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズ）を用いた。以下では、このシリンドリカルレンズを第２のシリンドリカルレンズ５６ａと表記する。第２のシリンドリカルレンズ５６ａは、その円柱軸の方向がＸ軸方向と一致するように、第２の半導体レーザ５４から出射される光束の光路上に配置されている。これにより、図８（Ｂ）に示されるように、第２のシリンドリカルレンズ５６ａを透過した光束の発散角は、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のＹＺ面内における発散角θ2Yよりも小さくなり、ＸＺ面内における発散角θ2Zとほぼ等しくなる。そして、対物レンズ６０に取り込まれる光束は、Ｙ軸方向に関してもほぼＲＩＭ＝１５％となる。
【００６５】
偏光ホログラム６１は、各半導体レーザから出射される光束の偏光方向（例えばＰ偏光）に対しては回折効率が低く、戻り光束の偏光方向（例えばＳ偏光）に対しては回折効率が高くなるように設定されている。そのため、偏光ホログラム６１では、例えば各半導体レーザから出射された光束の約９５％が透過され、戻り光束の約３５％が回折される。
【００６６】
受光器５９は、ウォブル信号、再生信号及びサーボ信号などを検出するのに最適な信号を出力する複数の受光素子を含んでいる。
【００６７】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を説明する。先ず、光ディスク１５がＤＶＤの場合について説明する。
【００６８】
第１の半導体レーザ５３から出射された直線偏光（例えばＰ偏光）の光束は、第１のシリンドリカルレンズ５５ａにてＸＺ面における発散角が拡大され偏光ホログラム６１に入射する。偏光ホログラム６１に入射した光束の殆どは偏光ホログラム６１を透過し、カップリングレンズ５２で略平行光となった後、λ／４板６２で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００６９】
光ディスク１５の記録面で反射した反射光（戻り光束）は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板６２で往路と直交した直線偏光（例えばＳ偏光）とされる。そして、コリメートレンズ５２を透過した後、偏光ホログラム６１に入射する。偏光ホログラム６１に入射した戻り光束は回折され、受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子では受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００７０】
次に、光ディスク１５がＣＤの場合について説明する。第２の半導体レーザ５４から出射された直線偏光（例えばＰ偏光）の光束は、第２のシリンドリカルレンズ５６ａにてＹＺ面における発散角が縮小され偏光ホログラム６１に入射する。偏光ホログラム６１に入射した光束の殆どは偏光ホログラム６１を透過し、カップリングレンズ５２で略平行光となった後、λ／４板６２で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００７１】
光ディスク１５の記録面で反射した反射光（戻り光束）は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板６２で往路と直交した直線偏光（例えばＳ偏光）とされる。そして、コリメートレンズ５２を透過した後、偏光ホログラム６１に入射する。偏光ホログラム６１に入射した戻り光束は回折され、受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子では受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００７２】
また、光ディスク１５がＣＤであるかＤＶＤであるかは、その記録面からの反射光の強度から判別することができる。通常、この判別は光ディスク１５が光ディスク装置２０の所定位置に挿入されたとき、すなわちローディング時に行われる。また、光ディスク１５に予め記録されているＴＯＣ（Table Of Contents）情報、ＰＭＡ（Program Memory Area）情報及びウォブル信号などに基づいて光ディスク１５の種類を判別することも可能である。そして、その判別結果はレーザコントロール回路２４に通知され、レーザコントロール回路２４によって、第１の半導体レーザ５３及び第２の半導体レーザ５４のいずれか一方が選択される。
【００７３】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。なお、半導体レーザの選択は上述の如くして、すでに行われているものとする。
【００７４】
ＣＰＵ４０は、ホストから記録要求を受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求を受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。
【００７５】
さらに、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいて、トラックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出し、サーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３では、再生信号処理回路２８からのトラックエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいて、モータドライバ２７を介して光ピックアップ装置２３のトラッキングアクチュエータ及びフォーカシングアクチュエータを駆動する。すなわち、トラックずれ及びフォーカスずれを補正する。
【００７６】
ＣＰＵ４０は、ホストからのデータをバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータ量が所定の値を超えると、バッファマネージャ３７は、ＣＰＵ４０に通知する。
【００７７】
ＣＰＵ４０は、バッファマネージャ３７からの通知を受け取ると、エンコーダ２５に書き込みデータの作成を指示するとともに、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、指定された書き込み開始地点に光ピックアップ２３が位置するように光ピックアップ２３のシーク動作を指示する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００７８】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、光ピックアップ装置２３の位置が書き込み開始地点であると判断すると、エンコーダ２５に通知する。そして、エンコーダ２５では、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して、書き込みデータを光ディスク１５に記録する。
【００７９】
次に、前述した光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に記録されているデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。なお、半導体レーザの選択は上述の如くして、すでに行われているものとする。
【００８０】
ＣＰＵ４０は、ホストから再生要求を受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから再生要求を受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてアドレス情報を取得し、ＣＰＵ４０に通知する。
【００８１】
さらに、前述した記録の場合と同様にして、トラックずれ及びフォーカスずれが補正される。
【００８２】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、指定された読み込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシーク動作を指示する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００８３】
ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて、読み込み開始地点であるか否かをチェックし、光ピックアップ装置２３の位置が読み込み開始地点であると判断すると、再生信号処理回路２８に通知する。そして、再生信号処理回路２８では、光ピックアップ装置２３の出力信号から再生信号を検出し、誤り訂正処理等を行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。
【００８４】
バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４に蓄積されたデータがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース３８を介してホストに転送する。
【００８５】
なお、記録処理及び再生処理が終了するまで、再生信号処理回路２８は、上述した如く、光ピックアップ装置２３からの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号を検出し、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７を介してフォーカスずれ及びトラックずれを随時補正する。
【００８６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。
【００８７】
しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した構成各部の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全ての構成部分をハードウェアによって構成することとしても良い。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る光源ユニットによると、第１のシリンドリカルレンズ５５ａによって、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のＸＺ面内における発散角θ1Zを（θ1Y／θ1Z）倍（＞１）に変更している。そこで、例えば、本実施形態に係る光源ユニットがＤＶＤとＣＤの両方に対応可能な光ピックアップ装置に用いられると、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束は、Ｘ軸方向に関してもほぼＲＩＭ＝３０％となる。従って、ＤＶＤに最適な光スポットを記録面に形成することが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態に係る光源ユニットによると、第２のシリンドリカルレンズ５６ａによって、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のＹＺ面内における発散角θ2Yを（θ2Z／θ2Y）倍（＜１）に変更している。そこで、例えば、本実施形態に係る光源ユニットがＤＶＤとＣＤの両方に対応可能な光ピックアップ装置に用いられると、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束は、Ｙ軸方向に関してもほぼＲＩＭ＝１５％となる。従って、第２の半導体レーザ５４から出射される光束の大部分が対物レンズ６０に取り込まれることとなり、光利用効率を向上させることが可能となる。すなわち、ＣＤに最適な光スポットを記録面に形成することが可能となり、アクセス速度の高速化に対応することができる。
【００９０】
さらに、本実施形態に係る光源ユニットによると、半導体レーザ５３、５４及び光学素子５５、５６は、同一筐体内に収納され、一体化されている。そこで、例えば、本実施形態に係る光源ユニットが光ピックアップ装置に用いられると、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。また、各半導体レーザ及び各光学素子は、それぞれ一体化の際に精度良く位置決めされているために、組み付け工程及び調整工程を簡素化することができる。すなわち、作業コストを低減させ、低コスト化を促進することが可能となる。
【００９１】
また、本実施形態に係る光源ユニットパッケージによると、受光器５９及び偏光ホログラム６１は、発光部ＥＬと一体化されている。そこで、例えば、本実施形態に係る光源ユニットパッケージが光ピックアップ装置に用いられると、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。また、受光器５９及び偏光ホログラム６１は、一体化の際に精度良く位置決めされているために、組み付け工程及び調整工程を簡素化することができる。すなわち、作業コストを低減させ、低コスト化を促進することが可能となる。
【００９２】
また、本実施形態に係る光源ユニットパッケージによると、分岐光学素子として、各半導体レーザから出射される光束の偏光方向に対しては回折効率が低く、戻り光束の偏光方向に対しては回折効率が高くなるように設定された偏光ホログラム６１が用いられている。そこで、例えば、本実施形態に係る光源ユニットパッケージが光ピックアップ装置に用られると、各半導体レーザから出射される光束は、その光量がほとんど低下することなくカップリングレンズ５２に入射されることとなる。従って、光ディスク１５への高速アクセスが可能となる。また、受光器５９での受光量が増加するために、受光器５９を構成する各受光素子から出力される信号の信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００９３】
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置によると、カップリングレンズ５２に入射される光束は、その波長に最適な光強度分布を有しているために、対物レンズ６０に取り込まれる光束は、その波長に最適なＲＩＭを確保することができる。従って、その結果として大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを記録面に形成することができる。
【００９４】
また、本実施形態に係る光ディスク装置によると、ＤＶＤ及びＣＤいずれに対しても、それぞれに最適な光スポットを記録面に形成することができるため、ＤＶＤ及びＣＤいずれにも対応可能で、正確な情報の記録及び再生を安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置２３の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば、携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、さらに長時間の使用が可能となる。
【００９５】
なお、上記実施形態では、各光学素子が個別に配置された場合について説明したが、これに限らず、各光学素子が一体化されていても良い。例えば図９に示されるように、第１のシリンドリカルレンズ５５ａと同等の光学的機能を有する第１のレンズ部６３ａと、第２のシリンドリカルレンズ５６ａと同等の光学的機能を有する第２のレンズ部６３ｂとを備えた光学素子６３を用いても良い。すなわち、この光学素子６３は、第１のシリンドリカルレンズ５５ａと第２のシリンドリカルレンズ５６ａとを一体化したものとみなすことができる。第１の半導体レーザ５３に対して第１のレンズ部６３ａの位置合わせを行うときは、光学素子６３をＸ軸方向に移動させるが、この時、第２のレンズ部６３ｂが同時にＸ軸方向に移動しても、第２の半導体レーザ５４から出射される光束に対する第２のレンズ部６３ｂの光学的作用に変化はない。また、第２の半導体レーザ５４に対して第２のレンズ部６３ｂの位置合わせを行うときは、光学素子６３をＹ軸方向に移動させるが、この時、第１のレンズ部６３ａが同時にＹ軸方向に移動しても、第１の半導体レーザ５３から出射される光束に対する第１のレンズ部６３ａの光学的作用に変化はない。これは、第１のレンズ部６３ａ及び第２のレンズ部６３ｂでの半導体レーザに対する位置合わせの方向が互いに直交しているため、各レンズ部は、互いに干渉することなく、各半導体レーザに対して最適な位置に配置することができる。従って、組み付け工程および調整工程を簡素化することが可能となる。すなわち、作業コストが低減され、低コスト化を促進することができる。
【００９６】
また、半導体レーザ及び光学素子に、それらの位置合わせ用のマークを付加しても良い。それによって、組み付け工程および調整工程を簡素化することが可能となる。上記実施形態では、第１のシリンドリカルレンズ５５ａは、第１の半導体レーザ５３に対してＸ軸方向に位置調整を行うために、一例として図１０に示されるように、第１の半導体レーザ５３の活性層に直交する方向（Ｙ軸方向）に延びる直線状のマークを第１の半導体レーザ５３側と第１のシリンドリカルレンズ５５ａ側に付加すると良い。そして、組み付け工程では、第１の半導体レーザ５３側のマークＡＭ１と第１のシリンドリカルレンズ５５ａ側のマークＡＭ２とを一致させることで、第１の半導体レーザ５３と第１のシリンドリカルレンズ５５ａとの位置を正確に合わせることができる。一方、第２のシリンドリカルレンズ５６ａは、第２の半導体レーザ５４に対してＹ軸方向に位置調整を行うために、一例として図１０に示されるように、第２の半導体レーザ５４の活性層に平行な方向（Ｘ軸方向）に延びるマークを第２のシリンドリカルレンズ５６ａ側に付加すると良い。そして、組み付け工程では、第２の半導体レーザ５４の活性層と第２のシリンドリカルレンズ５６ａ側のマークＡＭ３とを一致させることで、第２の半導体レーザ５４と第２のシリンドリカルレンズ５６ａとの位置を正確に合わせることができる。半導体レーザにおける活性層の厚みは通常０．２μｍ程度であるため、活性層を位置合わせ用のマークとして利用することができる。なお、位置合わせ用のマークは直線状のマークに限定されるものではない。また、位置合わせ用のマークを付加する位置についても図１０に示される位置に限定されるものではない。さらに、位置合わせ用のマークによって光学素子の表裏を識別することが可能となる。
【００９７】
また、各半導体レーザを組み付ける際の位置ずれ（実装ずれ）や、各半導体レーザにおける活性層のずれがあると、各半導体レーザから出射される光束の出射方向が一致しない場合がある。各半導体レーザから出射される光束の出射方向がずれていると、カップリングレンズを共用化しているため、いずれかの半導体レーザから出射される光束は、対物レンズの光軸に対して光軸ずれを引き起こす。例えば、上記実施形態において、図１１（Ａ）に示されるように、第１の半導体レーザ５３から出射される光束の出射方向がＸＺ面内においてＺ軸方向と一致していない場合に、図１１（Ｂ）に示されるように、第１のシリンドリカルレンズ５５ａのＸ軸方向に関する位置をずらすことにより、第１のシリンドリカルレンズ５５ａを透過した光束の出射方向をＺ軸方向とほぼ一致させることができる。これにより、対物レンズ６０の光軸に対する光軸ずれを低減することが可能となる。
【００９８】
ここで、光学素子５５、５６の配置位置について考察する。第１の半導体レーザ５３の発光点（以下、「第１発光点」ともいう）と第２の半導体レーザ５４の発光点（以下、「第２発光点」ともいう）とがＸ軸方向に関して近接しているために、一例として図１２（Ａ）に示されるように、第１の半導体レーザ５３から出射される光束が通過する領域と第２の半導体レーザ５４から出射される光束が通過する領域とが重なる領域（以下、「干渉領域」ともいう）ＫＡが各半導体レーザの発光点の近くに存在する。そこで、例えば図１２（Ｂ）に示されるように、第１の光学素子５５が干渉領域ＫＡを含む位置に配置されると、第２の半導体レーザ５４から出射された光束の外周部が第１の光学素子５５を通過することとなり、光利用効率の低下、収差の悪化、迷光の発生といった不都合が生じる場合がある。すなわち、各光学素子は、対応する半導体レーザ以外の半導体レーザから出射される光束が通過しないようにするために、それぞれ干渉領域ＫＡよりも、対応する半導体レーザ側に配置するのが望ましい。
【００９９】
そこで、図１３に示されるように、第１発光点と第２発光点とのＸ軸方向に関する距離（以下、「発光点間隔」ともいう）をｘ、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のＸＺ面内での発散角をθ１、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のＸＺ面内での発散角をθ２、第１の光学素子５５と第２の光学素子５６とのＸ軸方向に関する間隔（各光学素子における非有効領域を含む）をεとすると、発光点と光学素子の出射面とのＺ軸方向に関する距離の最大値Ｌは、次の（１）式で示される。
【０１００】
Ｌ＝（ｘ−ε）／｛ｔａｎ（θ１／２）＋ｔａｎ（θ２／２）｝……（１）
【０１０１】
また、各光学素子のＺ軸方向に関する厚さをｄとすると、発光点と光学素子の出射面とのＺ軸方向に関する距離の最小値はｄとなる。従って、発光点と光学素子の出射面とのＺ軸方向に関する距離（ｚとする）は、次の（２）式で示される範囲内の値となるようにすれば良い。
【０１０２】
ｄ≦ｚ≦Ｌ  ……（２）
【０１０３】
ところで、例えば発散角を２倍にするような光学素子を考えると、その曲率半径とｚの関係は、一例として図１４に示されるように、距離ｚが大きいほど光学素子の曲率半径が大きくなる。一般的に、曲率半径が大きくなると、レンズの加工が容易になり製造コストを下げることができる。また組み付け工程での許容誤差が大きくなり、組み付け後の信頼性が向上するとともに、調整工程を簡略化することが可能となり、作業コストを下げることができる。そこで、第１の光学素子５５及び第２の光学素子５６としては、ｄ≦ｚ≦Ｌを満たす範囲内で最大の曲率半径を有する光学素子を用いるのが望ましい。
【０１０４】
また、光源ユニットパッケージを小型化するために、受光器を半導体レーザに近接した位置に配置する傾向にあるが、戻り光束の光量が低下しないように考慮する必要がある。特に、半導体レーザの発光点の前面に光学素子が配置されている場合には、光学素子の有効領域だけでなくコバなどの非有効領域に対しても戻り光束が通過しないようにする必要がある。これは非有効領域でも光の透過率は１００％ではないので、戻り光束が非有効領域を通過しても受光器での受光量が低下するためである。そこで、上記実施形態において、一例として図１５に示されるように、偏光ホログラム６１で回折された戻り光束の一部が第１の光学素子５５の非有効領域を通過する場合には、第１の光学素子５５の非有効領域に切り込みや穴をあけるなどして、戻り光束が第１の光学素子５５を通過しないようにすると良い。これによって、受光器５９での受光量を低下させることなく光源ユニットパッケージを小型化することができる。
【０１０５】
なお、上記実施形態では、各半導体レーザから出射される光束の発散角を変更するための光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた場合について説明したが、これに限らず、例えば球面レンズ、非球面レンズ、非球面シリンドリカルレンズ、非球面シリンドリカルレンズなどを用いても良い。
【０１０６】
また、上記実施形態では、１面のシリンドリカルレンズを用いているために、発散角を変えると同時に、非点収差が発生する。これは、シリンドリカルレンズの円柱軸方向についてはパワーが０（焦点距離∞）であるのに対して、円柱軸と直交する方向については焦点を持つためである。従って、非点収差が問題となる場合には、例えば平−アナモルフィックレンズ、平−トロイダルレンズ、正（負）メニスカスレンズ、アナモルフィック−アナモルフィックレンズ、トロイダル−トロイダルレンズ、及びトロイダル−アナモルフィックレンズなどのように、発散角を変更すると同時に、非点収差を補正する光学素子を用いれば良い。
【０１０７】
例えば、メニスカスレンズを用いる場合には、一例として図１６に示すように、第１の半導体レーザ５３から出射される光束に対しては負メニスカスレンズ５５ｂを用い、第２の半導体レーザ５４から出射される光束に対しては正メニスカスレンズ５６ｂを用いることで、それぞれ発散角を変更するとともに、非点収差の発生を補正することが可能となる。
【０１０８】
なお、上記実施形態では、第１の光学素子５５がない場合に、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束におけるＹ軸方向のＲＩＭが約３０％の場合について説明したが、これに限らず、例えばＹ軸方向のＲＩＭが３０％より小さくても良い。但し、その場合には、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に関してほぼＲＩＭ＝３０％となるように、第１のシリンドリカルレンズ５５ａの代わりに、第１の半導体レーザ５３から出射される光束のＹＺ面における発散角θ1Y及びＸＺ面における発散角θ1Zの両方を大きくする作用を有する光学素子が用いられることとなる。
【０１０９】
同様に、上記実施形態では、第２の光学素子５６がない場合に、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のうち、対物レンズ６０に取り込まれる光束におけるＸ軸方向のＲＩＭが約１５％の場合について説明したが、これに限らず、例えばＸ軸方向のＲＩＭが１５％より大きくても良い。但し、その場合には、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に関してほぼＲＩＭ＝１５％となるように、第２のシリンドリカルレンズ５６ａの代わりに、第２の半導体レーザ５４から出射される光束のＹＺ面における発散角θ2Y及びＸＺ面における発散角θ2Zの両方を大きくする作用を有する光学素子が用いられることとなる。
【０１１０】
なお、上記実施形態では、第１の半導体レーザ５３から出射される光束の発散角を大きくする第１のシリンドリカルレンズ５５ａと第２の半導体レーザ５４から出射される光束の発散角を小さくする第２のシリンドリカルレンズ５６ａとが用いられる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば第１の半導体レーザ５３から出射される光束に最適なカップリングレンズが用いられる場合には、第１のシリンドリカルレンズ５５ａは不要である。なお、この場合には、第２の半導体レーザ５４から出射される光束に対しては、その発散角の変更量が大きくなるために、第２のシリンドリカルレンズ５６ａとは異なる光学素子が用いられることとなる。また、例えば第２の半導体レーザ５４から出射される光束に最適なカップリングレンズが用いられる場合には、第２のシリンドリカルレンズ５６ａは不要である。なお、この場合には、第１の半導体レーザ５３から出射される光束に対しては、その発散角の変更量が大きくなるために、第１のシリンドリカルレンズ５５ａとは異なる光学素子が用いられることとなる。
【０１１１】
なお、上記実施形態では、光源から出射される光束の波長が２種類の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１２】
なお、上記実施形態では、戻り光束を受光器５９の受光面方向に分岐するための分岐光学素子として偏光ホログラム６１が用いられる場合について説明したが、これに限らず、例えば無偏光ホログラム、ビームスプリッター、偏光ビームスプリッターなどを用いても良い。この場合に、分岐光学素子が偏光性を有しないときはλ／４板６２は不要である。
【０１１３】
なお、上記実施形態では、発光部ＥＬと受光部ＲＬとが一体化した場合について説明したが、これに限らず、発光部ＥＬと受光部ＲＬとがそれぞれ個別に配置されていても良い。
【０１１４】
なお、上記実施形態では、光源から出射される光束の形状が楕円形の強度分布を持つ発散光である場合について説明したが、これに限らず、光源から出射される光束の形状がほぼ円形の強度分布を持つ発散光であっても良い。
【０１１５】
なお、上記実施形態では、光ディスク１５がＤＶＤの場合には、目標とするＲＩＭが３０％、光ディスク１５がＣＤの場合には、目標とするＲＩＭが１５％の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１６】
なお、上記実施形態では、受発光モジュールＬＭと偏光ホログラム６１とが一体化した場合について説明したが、これに限らず、一体化していなくても良い。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光源ユニットによれば、複数の光源から出射される光束の光強度分布をともに最適化することができるという効果がある。
【０１１８】
また、本発明に係る光源ユニットパッケージによれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光強度分布が最適化された光束を出射するとともに、外部からの光束を安定して受光することができるという効果がある。
【０１１９】
また、本発明に係る光学素子によれば、２つの入射光束の光強度分布をそれぞれ精度良く変更することができるという効果がある。
【０１２０】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができるという効果がある。
【０１２１】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、高速度でのアクセスを安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置における光学系の概略構成を示す図である。
【図３】図２の受発光モジュールの詳細構成を説明するための図である。
【図４】各半導体レーザから出射される光束の形状を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ第１の半導体レーザから出射される光束の発散角を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）は、発散角を変更しない場合に、第１の半導体レーザから出射される光束のうち対物レンズに取り込まれる光束のＲＩＭを説明するための図であり、図６（Ｂ）は、発散角を変更しない場合に、第２の半導体レーザから出射される光束のうち対物レンズに取り込まれる光束のＲＩＭを説明するための図である。
【図７】光学素子としてシリンドリカルレンズを用いた例を説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）は、第１の半導体レーザから出射される光束の発散角をシリンドリカルレンズを用いて大きくする例を説明するための図であり、図８（Ｂ）は、第２の半導体レーザから出射される光束の発散角をシリンドリカルレンズを用いて小さくする例を説明するための図である。
【図９】各シリンドリカルレンズが一体化された例を説明するための図である。
【図１０】半導体レーザ及びシリンドリカルレンズに位置合わせ用のマークを付加した例を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ光束の最大強度出射方向を光学素子で変更する例を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ第１の半導体レーザから出射された光束と第２の半導体レーザから出射された光束とが重なる領域を説明するための図である。
【図１３】光学素子の最適な配置位置を説明するための図である。
【図１４】発散角を２倍にする場合における、光学素子の曲率半径とｚ（発光点と光学素子の出射面との距離）との関係を説明するための図である。
【図１５】戻り光束が光学素子の一部を通過する例を説明するための図である。
【図１６】光学素子としてメニスカスレンズを用いた例を説明するための図である。
【図１７】半導体レーザから出射される光束の強度分布と活性層との位置関係を説明するための図である。
【図１８】半導体レーザから出射される光束におけるＲＩＭ＝５０％を説明するための図である。
【図１９】半導体レーザから出射される光束の光利用効率とＲＩＭとの関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、４０…ＣＰＵ、ＬＭ…受発光モジュール、５３…第１の半導体レーザ、５４…第２の半導体レーザ、５５…第１の光学素子、５５ａ…第１のシリンドリカルレンズ、５６…第２の光学素子、５６ａ…第２のシリンドリカルレンズ、５９…受光器、６０…対物レンズ、６１…偏光ホログラム、５５ｂ…負のメニスカスレンズ、５６ｂ…正のメニスカスレンズ。
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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