JP2000311377A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ピックアップ装置において、レーザ放射角
度の非等方性の影響を除去するために、ビーム整形を行
い等方的な強度分布に変換するか、あるいはコリメータ
レンズの焦点距離を長くして光軸付近の強度分布が等方
的な部分のみを用いていた。前者の場合には、半導体レ
ーザとコリメータレンズとの間の収束光束中に偏光ビー
ムスプリッタ等の部品が配置できず、光学系が大きくな
っていた。一方、後者の場合には、光の利用効率が悪く
なっていた。 【解決手段】 半導体レーザから放射される楕円形状の
強度分布の光ビームの楕円率が２以下となるようにビー
ム整形手段の整形比を設定することで、光の利用効率が
高く小さなスポットを得ると共に、整形比を２．５以下
とすることで、半導体レーザとコリメータレンズとの間
の収束光束中に偏光ビームスプリッタ（光分離手段）等
の部品が配置できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録媒体に微
小スポットを形成して光学的に高密度の記録再生を行う
光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、いわゆるマルチメディアの興隆に
伴い、デジタルの静止画や動画などのような大容量のデ
ータが取り扱われるようになりつつある。そのようなデ
ータは、概して、光ディスクなどの大容量の記録媒体に
蓄積され、必要に応じてランダムアクセスして再生され
る。光ディスクは、ランダムアクセスが可能であり、フ
ロッピーディスクなどの磁気による記録媒体より記録密
度が高く、さらに、光磁気ディスクにおいては、書き換
えも可能であるので、上述の記録媒体として利用されて
いる。このような光磁気ディスクの多くは、情報記録層
にグルーブとランドと呼ばれる凹凸を有しており、トラ
ッキングガイドとして利用される。

【０００３】このような光ディスクや光磁気ディスクな
どの記録媒体においては、より大容量のデータを記録可
能にするために、記録データの高密度化が進められてお
り、例えば、トラックピッチを狭くしてトラック方向の
線密度を大きくしたり、最短マーク長を短くしてタンジ
ェンシャル方向の記録密度を向上したりして、高密度化
することが考えられている。

【０００４】また、例えばＭＰＥＧ２のような高効率の
データ圧縮方式を用いても、高画質の動画を記録再生す
るためには、１０Ｍｂｐｓ〜２０Ｍｂｐｓの高速のデー
タ転送が求められる。衝撃等によるサーボ外れがあって
もリアルタイムでの記録をするためには、最低でも上記
のデータ転送速度の１．５倍で記録する必要がある。そ
のためには光ディスクの回転数を上げて線速度を速くす
る必要がある。線速度が速くなるほど高い記録パワーが
必要になるので、光源からの光出力のうちどれだけを対
物レンズからの光出力として使用できるかを表わす光の
利用効率をできるだけ高くする必要があった。

【０００５】さらに、ポータブル用途では、記録媒体の
大きさが徐々に小さくなっていく傾向にあり、これに伴
い光ピックアップ装置の大きさ（重量および体積）も小
さくする必要があった。

【０００６】したがって、記録媒体の大容量化や高転送
速度化に対応した光ピックアップ装置は、記録媒体上に
形成される集光スポットをできるだけ小さくすること
と、高出力の記録パワーを確保することが求められてい
る。さらに、記録媒体の小型化に伴い光学系の小型化も
求められている。

【０００７】このような光ピックアップ装置は、光源と
して一般に半導体レーザを使用している。現在実用化さ
れている半導体レーザ１０１では、図１４に示すように
レーザチップ１０１ａおよび１０１ｂの接合面１０１ｃ
に平行なＸＹ面内におけるＹ軸方向と、上記接合面１０
１ｃに垂直なＸＺ面内におけるＺ軸方向とでは、光の発
散角の大きさが異なる。光の発散角を半値全角で表わす
と波長約６５０ｎｍのＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザ
では、Ｙ軸方向で約８度、Ｚ軸方向で約２４度となり、
光ビームの光軸に垂直なＹＺ平面における断面の光強度
が等しい領域は、Ｙ軸方向が短軸、Ｚ軸方向が長軸の楕
円形パターンとなる。長軸方向の直径と短軸方向の直径
の比率を楕円率と定義すると、上記のＧａＡｌＡｓ系半
導体レーザの楕円率は３となる。

【０００８】また、現在開発中の波長約４００ｎｍのＧ
ａＮ系の半導体レーザではさらに楕円率が大きくなり、
４程度である。

【０００９】また、半導体レ−ザ１０１の放射光の偏光
方向は、接合面１０１ｃに平行なＹ軸方向となるものが
一般であるが、波長約６３５ｎｍの半導体レーザ１０１
のように放射光の偏光方向が接合面１０１ｃに垂直なＺ
軸方向となるものもある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】記録媒体に、より大容
量のデータを記録するためには、記録媒体上に集光され
る集光スポットの面積を最小にすると共に、記録媒体の
トラックピッチと最短マーク長とを集光スポット形状に
合わせて最適化すればよい。このように集光スポットの
面積が最小となるのは、スポット径が回折限界の円形ス
ポットの場合である。楕円形断面の光ビームから円形の
集光スポットを得るためには、２つの方法がある。

【００１１】第１の方法は、整形プリズムのようなビー
ム整形手段を用いて、対物レンズに入射する非等方性の
光ビームの強度分布を等方的にする方法である。図１５
を用いて、整形プリズムの動作を説明する。整形プリズ
ム１０５の入力側には図１４に示したＸＹＺ座標系を、
また、出力側にＸ’Ｙ’Ｚ座標系を考える。Ｘ’軸は、
整形プリズム１０５から出射後の光ビームの光軸に平行
となるようにしている。両者は、Ｚ軸を回転中心とし
て、Ｘ軸及びＹ軸を所定角度だけ回転させた関係にあ
る。

【００１２】楔型の整形プリズム１０５にＹ軸方向の直
径Ｄｉｎ（Ｙ）、Ｚ軸方向の直径Ｄｉｎ（Ｚ）の平行光
ビームが入射面１０５ａに角度θ１で入射すると、光ビ
ームは屈折の作用により屈折角θ２で屈折する。整形プ
リズム１０５の材料の屈折率をｎとすると、 ｓｉｎ（θ１）＝ｎ×ｓｉｎ（θ２） の関係が成立する。屈折した光ビームは出射面１０５ｂ
に垂直に入射するので、出射面１０５ｂでは屈折の作用
を受けず直径Ｄｏｕｔ（Ｙ’）の平行ビームで出射す
る。

【００１３】以上のように、Ｙ軸方向の直径Ｄｉｎ
（Ｙ）は、整形プリズム１０５によってＤｏｕｔ
（Ｙ’）だけ拡大される。

【００１４】一方、Ｚ軸方向の直径Ｄｉｎ（Ｚ）は、整
形プリズム１０５によって整形されないので、Ｄｏｕｔ
（Ｚ）＝Ｄｉｎ（Ｚ）のまま整形プリズム１０５を出射
する。

【００１５】また、出射方向は入射方向に対し、ＸＹ平
面内において所定角度だけ偏向される。ここで、Ｄｉｎ
に対するＤｏｕｔの比率を整形比と定義する。例えば、
楕円率３の楕円形断面を円形断面に変換するには、整形
比が楕円率と同じ、すなわち３となるように、整形プリ
ズム１０５の形状、屈折率と入射角θ１、屈折角θ２を
設定して、楕円形断面の短軸方向の直径を３倍拡大すれ
ばよい。

【００１６】具体的には、光ビームの波長が６５５ｎｍ
で、整形プリズム１０５の材質がＢＫ７の場合、波長６
５５ｎｍでのＢＫ７の屈折率は１．５１３８９となり、
θ１＝７５．１３度、θ２＝３９．６８度で、整形プリ
ズム１０５の入射面１０５ａと出射面１０５ｂの成す角
度を３９．６８度とすると、整形比３が得られる。

【００１７】第２の方法は、楕円形断面の光ビームの中
で光軸付近の強度分布が等方的な部分のみを用いる方法
である。コリメータレンズの焦点距離を長くして有効Ｎ
Ａ（対物レンズの有効径半径をコリメートレンズの開口
数ＮＡで割った値）を０．１以下まで小さくすることで
実現できる。

【００１８】以下に、上記第１の方法および第２の方法
に対応する光ピックアップ装置の構成を説明する。

【００１９】第１の従来例として、第１の方法である整
形プリズムを用いてビーム整形を行う光ピックアップ装
置を図１６に示す。図１６において、半導体レーザ１０
１から放射される非等方性の光ビームは、Ｐ偏光として
回折素子１０２を介してコリメータレンズ１０４にＺ軸
方向を長軸とする楕円形断面の発散光ビームとして入射
して、コリメータレンズ１０４によって、楕円形断面の
まま平行光ビームとされる。この平行光ビームは整形プ
リズム１０５に光軸が傾斜して入射し、整形プリズム１
０５の入射面１０５ａで、ちょうど円形となって屈折さ
れ、楕円率１の円形断面の平行光ビームとして偏光ビー
ムスプリッタ１０３に入射する。

【００２０】その後、偏光ビームスプリッタ１０３を透
過した円形断面の平行光ビームは、対物レンズ１０６に
より光ディスク（光磁気ディスク）１０７上に集光され
る。光ディスク１０７からの反射光は、磁気光学効果に
より偏光面が回転してＳ偏光成分を含む光ビームとし
て、再び対物レンズ１０６を介して半導体レーザ１０１
に向かって進み、偏光ビームスプリッタ１０３に入射す
る。

【００２１】偏光ビームスプリッタ１０３は、光ディス
ク１０７からの反射光を透過及び反射する。偏光ビーム
スプリッタ１０３を透過した光は整形プリズム１０５と
コリメータレンズ１０４を介して回折素子１０２に入射
し、回折素子１０２の表面１０２ａに形成されたサーボ
信号生成用の回折格子１２１により一部の光ビームがＹ
軸方向に回折される。この回折光は光検出器１０８に入
射して、光検出器１０８の出力からフォーカスエラー信
号（ＦＥＳ）とトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）が検
出される。

【００２２】ここで、回折素子１０２の表面１０２ｂに
は、３ビーム生成用の回折格子１２０が形成されてい
る。もし、回折格子１２１からの回折光が回折格子１２
０を通過すると、その部分だけ回折により光量が低下し
てサーボ信号のオフセットの原因となる。したがって、
回折素子１０２の表面１０２ａ上での回折格子１２１か
らの回折光が、回折格子１２０に入射しないように、回
折素子１０２は十分な厚さを有している。

【００２３】回折素子１０２は、半導体レーザ１０１と
光検出器１０８が収納されたパッケージの上面に接着固
定されて、ホログラムレーザ１１２という一体化された
ユニットを構成している。

【００２４】一方、偏光ビームスプリッタ１０３で反射
した光ディスク１０７からの反射光は、ウォラストンプ
リズム１０９によりＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離さ
れ、プリズムミラー１１３で光路を折り曲げられて、凸
レンズ１１４でスポットサイズが調整されて、光検出器
１１１の受光面に２つのスポットとして収束される。２
つのスポットの差信号を演算することで、光ディスク７
の反射率変動等のノイズ成分がキャンセルされた高品質
の光磁気信号が検出できる。

【００２５】ウォラストンプリズム１０９は、水晶やニ
オブ酸リチウムのような複屈折材料で作成した２つの楔
型部材を接合して作成されており、この２つの部材は結
晶光学軸の方向がＰ偏光に対して＋４５度方向と−４５
度方向に設定され、光軸に直交する面内で互いに直交す
るようになっている。

【００２６】また、図１６に示すように整形プリズム１
０５、偏光ビームスプリッタ１０３、ウォラストンプリ
ズム１０９、プリズムミラー１１３は一体化されてお
り、部品の配置スペースが小さくなると共に、部品が取
り付けられるベース（図示せず）への接着固定も容易に
なる。

【００２７】第２の従来例として、第２の方法である光
軸付近の一部の光のみを用いた光ピックアップ装置を図
１７に示す。図１７において、半導体レーザ１０１から
放射される非等方性の光ビームは、Ｐ偏光として、回折
素子１０２、偏光ビームスプリッタ１０３を介してコリ
メータレンズ１０４にＺ軸方向を長軸とする楕円形断面
の発散光ビームとして入射して、対物レンズ１０６によ
り光ディスク（光磁気ディスク）１０７上に集光され
る。

【００２８】光ディスク１０７からの反射光は、再び対
物レンズ１０６、コリメータレンズ１０４を介して半導
体レーザ１０１に向かって進み、偏光ビームスプリッタ
１０３に入射する。

【００２９】偏光ビームスプリッタ１０３は、光ディス
ク１０７からの反射光を透過及び反射する。 偏光ビー
ムスプリッタ１０３を透過した光は回折素子１０２に入
射し、回折素子１０２の表面１０２ｂに形成された回折
格子１２１により一部の光ビームがＹ軸方向に回折され
光検出器１０８に入射し、光検出器１０８の出力からフ
ォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号が検出さ
れる。

【００３０】回折素子１０２は半導体レーザ１０１と光
検出器１０８が収納されたパッケージの上面に接着固定
されて、ホログラムレーザ１１２という一体化されたユ
ニットを構成している。

【００３１】一方、偏光ビームスプリッタ１０３で反射
した光ディスク１０７からの反射光は、ウォラストンプ
リズム１０９によりＰ偏光成分とＳ偏光成分に分離さ
れ、凹レンズ１１０でスポットサイズが調整されて、光
検出器１１１の受光面に２つのスポットとして収束され
る。

【００３２】このように、半導体レーザ１０１とコリメ
ータレンズ１０４との間の発散光束中に偏光ビームスプ
リッタ１０３が配置されるので、対物レンズ１０６とコ
リメータレンズ１０４を近接して配置することができる
ので、光学系の小型化が可能となる。また、図１６に示
した第１の従来例と比較すると、第１の従来例では光検
出器１１１に集光するために凸レンズ１１４が必要であ
ったが、この第２の従来例では、コリメータレンズ１０
４が光検出器１１１に集光する機能を兼用しているので
光路長が短縮されて光学系の更なる小型化が実現されて
いる。

【００３３】しかしながら、第１の従来例では、集光ス
ポットは円形になるが、光の利用効率を確保するため
に、コリメータレンズ１０４の有効ＮＡを０．３程度ま
で上げると共にコリメータレンズ１０４の焦点距離を短
くする必要があった。そのため、コリメータレンズ１０
４と半導体レーザ１０１との間隔が狭くなり、この間の
収束光束中に偏光ビームスプリッタ１０３を配置するこ
とができないという課題があった。特に、ホログラムレ
ーザ１１２を使用する場合は、回折素子１０２を収束光
束中に配置するために、偏光ビームスプリッタ１０３の
配置はさらに困難であった。

【００３４】したがって、平行光束中に偏光ビームスプ
リッタ１０３等の部品を配置するため、部品の有効径と
しては平行光束の大きさをカバーする必要があり、部品
の大きさが大きくなり、さらに光検出器１１１に集光す
るための凸レンズ１１４も必要であり、光学系が大きく
なるという課題があった。

【００３５】一方、第２の従来例では、円形の集光スポ
ットを得るために、コリメータレンズの有効ＮＡを０．
１以下まで小さくして光軸付近の一部の光束のみを利用
するようにしているので、光の利用効率が著しく低下す
るという課題があった。再生専用で光の利用効率に十分
余裕が有る場合には採用できるが、光の利用効率が低い
分だけ余分に半導体レーザの出力を上げる必要があり、
低消費電力化を妨げるという課題があった。

【００３６】そこで、光の利用効率を確保するためコリ
メータレンズの開口数を０．２程度まで上げると、集光
スポットが楕円となって絞り性能が悪くなり、記録媒体
の高密度化には対応できなくなるという課題があった。
このように、第２の従来例では、円形の集光スポットを
得ることと、光の利用効率をあげることとはトレードオ
フの関係にあり、両者をともに満足させることは困難で
あった。

【００３７】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、光の利用効率を確保しつつ集光スポット
径も十分に小さくし、さらに装置サイズの小型化も実現
するようにしたものである。

【００３８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光ピッ
クアップ装置は、半導体レーザと、半導体レーザの放射
する発散光束を平行光束に変換するコリメータレンズ
と、コリメータレンズにより形成された楕円形断面の平
行光束の短径と長径の比率を変換するビーム整形手段
と、ビーム整形手段からの出力光束を情報記録媒体に集
光するとともに情報記録媒体からの反射光束を取り込む
対物レンズとを備えた光ピックアップ装置において、ビ
ーム整形手段からの楕円形断面の出力光束の短径と長径
の比率が２以下となるようビーム整形がなされることを
特徴とする。上記の構成により、対物レンズに入射する
光ビームの楕円率が改善されて、集光スポットのスポッ
ト面積を、完全に円形断面までビーム整形した場合とほ
ぼ同等となるまで小さく絞り込むことが可能である。

【００３９】請求項２に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１の構成に加えて、情報記録媒体からの反射光束
を半導体レーザ方向と半導体レ−ザ方向とは異なる方向
とに分離する光分離手段と、反射光束を回折して光検出
器に導く回折素子とを備え、光分離手段と回折素子と
が、コリメータレンズと半導体レーザとの間の光路中に
配置されることを特徴とする。

【００４０】請求項３に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１または請求項２の構成に加えて、ビーム整形手
段が楕円形断面の短径を拡大してビーム整形をすること
を特徴とする。

【００４１】請求項４に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１または請求項２の構成に加えて、ビーム整形手
段が楕円形断面の長径を縮小してビーム整形をすること
を特徴とする。

【００４２】請求項５に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１から請求項４の構成に加えて、回折素子と光分
離手段との間隔が０．５ｍｍから２．０ｍｍ、かつ、光
分離手段とコリメータレンズとの間隔が０．５ｍｍから
２．５ｍｍに設定されていることを特徴とする。

【００４３】請求項６に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１から請求項５の構成に加えて、ビーム整形手段
が少なくとも２回の屈折作用でビーム整形することを特
徴とする。

【００４４】

【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕本発明の実施の
一形態について図１ないし図７に基づいて説明すれば、
以下のとおりである。

【００４５】図１は、本実施の形態に用いられる光ピッ
クアップ装置の構成を示している。図１において、半導
体レーザ１から放射された非等方性の光ビームは、Ｐ偏
光として回折素子２、偏光ビームスプリッタ３を介して
コリメータレンズ４にＺ軸方向を長軸とする楕円形断面
となる発散光ビームとして入射して、コリメータレンズ
４により楕円形断面のまま平行光ビームとされる。

【００４６】この平行光ビームは整形プリズム５に光軸
が傾斜して入射し、整形プリズム５の入射面５ａで屈折
して楕円形断面の楕円率が補正されて整形プリズム５の
出射面５ｂから出射する。この平行光ビームは対物レン
ズ６により光ディスク７に集光される。以下の説明で
は、光ディスク７として光磁気ディスクを用いた例で説
明する。

【００４７】光ディスク７に入射した直線偏光の光ビー
ムは、反射時に磁気光学効果によって偏光面が回転して
Ｓ偏光成分を含む光ビームとして、再び対物レンズ６と
整形プリズム５を介して半導体レーザ１に向かって進
む。整形プリズム５では往路とは逆作用を受けて元の楕
円率の楕円形断面に戻り、コリメータレンズ４で集光さ
れ偏光ビームスプリッタ３に入射する。偏光ビームスプ
リッタ３を透過した光ビームは、回折素子２の表面２ｂ
に形成された回折格子２１でＹ軸方向に回折されて光検
出器８に入射する。

【００４８】一方、偏光ビームスプリッタ３で反射した
光ビームは、ウォラストンプリズム９でＰ偏光成分とＳ
偏光成分に分離されて２つの光ビームとなり、凹レンズ
１９でスポット径が調整されて光検出器１１に入射す
る。回折素子２の表面２ａには、トラッキングエラー信
号生成のための３ビームを形成するための回折格子２０
が形成されている。したがって、実際に光検出器１１に
入射する光ビームは６つである。また、図示していない
が、装置の薄型化のために整形プリズム５と対物レンズ
６の間に立上げミラーを設けて光路をＺ軸方向に折り曲
げる構成としてもよい。

【００４９】図２は光ピックアップ装置のホログラムレ
ーザ１２の構成を説明する図である。紙面垂直方向にＸ
軸（光軸）をとっている。図２（ａ）は、回折素子２の
対物レンズ側表面２ｂに形成されたサーボ信号生成用の
回折格子２１を示している。回折格子２１はＹ軸方向の
分割線とＺ軸方向の分割線で分割された３つの領域２１
ａ、２１ｂ、２１ｃで構成されている。回折格子２１の
形状は、ビーム整形の作用を考慮して不必要な領域を省
略した楕円形パターンとなっている。しかし、円形パタ
ーンの左右を直線状の境界でカットした小判形パターン
であってもよい。

【００５０】図２（ｂ）は、回折素子２の半導体レーザ
側表面２ａに形成された３ビーム生成用の回折格子２０
を示している。回折格子２０は、ほぼＹ軸方向に沿った
直線格子パターンがＺ軸方向に並んで形成されており、
半導体レーザ１から放射された光ビームをＺ軸方向に回
折して光ディスク７上に３ビームを生成する。図４に示
すように、光ディスク７上に１つのメインビームＭＢと
２つのサブビームＳＢ１、ＳＢ２が照射される。

【００５１】図２（ｃ）は、光検出器８の受光部形状
と、光検出器８と半導体レーザ１との位置関係を説明す
る図である。半導体レーザ１からＹ軸方向に約１．２ｍ
ｍずれたところに中心が位置するように光検出器８が配
置されている。光検出器８は受光部３１〜４０の１０個
の受光部で構成されている。

【００５２】メインビームＭＢのディスク７からの反射
光は、領域２１ａで回折されたスポットＳＰ１ａが受光
部３１と受光部３２の境界に入射し、領域２１ｂ、２１
ｃで回折されたスポットＳＰ１ｂ、ＳＰ１ｃがそれぞれ
受光部３３、３４に入射する。また、サブビームＳＢ１
のディスク７からの反射光は、領域２１ａ、２１ｂ、２
１ｃからの回折光によるスポットＳＰ２ａ，ＳＰ２ｂ，
ＳＰ２ｃがそれぞれ受光部３９、３５、３６に入射し、
サブビームＳＢ２のディスク７からの反射光は、領域２
１ａ、２１ｂ、２１ｃで回折されたスポットＳＰ３ａ，
ＳＰ３ｂ，ＳＰ３ｃがそれぞれ受光部４０、３７、３８
に入射する。

【００５３】受光部３１〜４０の出力信号をＡ〜Ｊで表
わすと、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）はフーコー法
により、 ＦＥＳ＝Ｂ−Ａ の演算で検出され、また、トラッキングエラー信号（Ｔ
ＥＳ）はＤＰＰ法により、 ＴＥＳ＝（Ｄ−Ｃ）−ｋ１×｛｛Ｈ−Ｇ｝＋ｋ２×（Ｆ
−Ｅ）｝ の演算で検出される。ここで、ｋ１とｋ２はゲインバラ
ンスを調整するための回路定数である。上記の演算では
出力ＩとＪを用いていないので、点線で示した受光部３
９、４０は省略可能である。また、受光部の形状は、半
導体レーザの発振波長変動による回折光の移動と形状変
化を考慮して、略放射状の形状となっている。一般に、
半導体レーザの波長及び光出力は、周囲温度の影響を受
けやすく、たとえば、温度の上昇に伴いレーザの発振波
長は長波長側にシフトする。また、上記構成のように、
回折作用を有する光学素子を用いた場合には、波長変動
により回折角が変化するために、回折光位置が変化する
のである。

【００５４】また、図４に示すように、メインビームＭ
ＢとサブビームＳＢ１、ＳＢ２とのトラッキング方向
（Ｙ軸方向）の間隔はＤＰＰ法に適したトラックピッチ
の１／２となるように設定されているが、３ビーム法に
適したトラックピッチの１／４に変更すれば、３ビーム
法によるＴＥＳ検出が可能になる。この場合には、 ＴＥＳ＝（Ｅ＋Ｆ＋Ｉ）−（Ｇ＋Ｈ＋Ｊ） の演算を行えばよい。このように３ビーム法を用いる場
合には、受光部３９、４０は省略できない。トラックピ
ッチが約２倍異なる２種類の光ディスクの互換再生をす
る場合には、トラックピッチが広い光ディスクに対して
は３ビーム法を用い、トラックピッチが狭い光ディスク
に対してはＤＰＰ法を用いるようにＴＥＳ演算を切替え
ることで２種類の光ディスクへのトラッキングが可能に
なる。

【００５５】図３は光検出器１１の受光部形状を説明す
る図である。図３（ａ）に示すように、光検出器１１は
受光部４１〜４６の６個の受光部を備えている。図４に
示すように、光ディスク７上にはメインビームＭＢとサ
ブビームＳＢ１、ＳＢ２の３つの光ビームが照射され
る。そして、光ディスク７からの反射光は、さらにウォ
ラストンプリズム９でＰ偏光成分とＳ偏光成分に２分割
されるので、光検出器１１には６つのスポットＳＰ１
ｐ、ＳＰ１ｓ、ＳＰ２ｐ、ＳＰ２ｓ、ＳＰ３ｐ、ＳＰ３
ｓが入射することになる。整形プリズム５の作用でスポ
ット形状はＺ軸方向が長軸の楕円形となる。

【００５６】メインビームＭＢに対応するスポットＳＰ
１ｐ、ＳＰ１ｓはそれぞれ受光部４１と受光部４２の境
界および受光部４３と受光部４４の境界に入射する。サ
ブビームＳＢ１に対応するスポットＳＰ２ｐ，ＳＰ２ｓ
は受光部４５に入射する。サブビームＳＢ２に対応する
スポットＳＰ３ｐ，ＳＰ３ｓは受光部４６に入射する。

【００５７】受光部４１と受光部４２の出力が等しくな
るように位置調整することで光検出器１１のＺ軸方向の
位置決めがなされ、受光部４３と受光部４４の出力が等
しくなるように位置調整することで光検出器１１のＹ軸
方向の位置決めがなされる。実際に光磁気信号の検出に
必要なのはメインビームＭＢに対応するスポットＳＰ１
ｐ，ＳＰ１ｓのみであるが、光磁気信号には１０ＭＨｚ
程度の高い周波数の信号が含まれており、この信号帯域
に対応するため受光部４１〜４４の面積は極端に小さく
なっている。信号再生時においては信号記録時よりもさ
らに高速で光ディスク７を回転して情報読み出しが行わ
れるので２０ＭＨｚ以上の信号帯域が要求される。した
がって、受光面積の小さな受光部４１〜４４のみでは受
光部４１〜４４とスポットＳＰ１ｐ，ＳＰ１ｓとの位置
関係の初期調整が困難である。そのため、光磁気信号検
出には利用しないので面積を大きくすることが可能な受
光部４５，４６を設けて、ここにサブビームＳＢ１、Ｓ
Ｂ２に対応するスポットを入射させることで、容易に初
期調整が行えるようになる。メインビームＭＢとサブビ
ームＳＢ１、ＳＢ２とのトラッキング方向の間隔をトラ
ックピッチの１／４近傍に設置した場合には、受光部４
５と受光部４６の差信号から３ビーム法によるＴＥＳが
検出できる。この場合にはホログラムレーザ１２からＴ
ＥＳ検出機能を省略することが可能で、光検出器８の受
光部の数を減らすことができる。

【００５８】図３（ｂ）は光検出器１１の変形例で、受
光部４５、４６の代わりに受光部４７，４８を設けて、
受光部４７にスポットＳＰ２ｐ、ＳＰ３ｐ、受光部４８
にスポットＳＰ２ｓ，ＳＰ３ｓを入射させる構成となっ
ている。この場合も面積が大きい受光部４７，４８を利
用して、容易に初期調整を行うことができる。しかし、
３ビーム法によるＴＥＳ信号の演算は不可能となる。

【００５９】図４は、光ピックアップ装置に使用する光
ディスク７と、光ディスク７上でのトラックと３ビーム
との配置を説明する図である。光ディスク７は、基板７
０の裏面７ｂに凹部として形成されたグルーブ７１と、
凸部として残されたランド７２の２種類の形態でトラッ
クが形成されており、グルーブ７１とランド７２の両方
に情報の記録再生が行われる。グルーブ７１とランド７
２の一組でガイドトラック７３が構成され、ガイドトラ
ックとガイドトラックとの間隔をトラックピッチと定義
する。この基板７０の表面７ａから光ビームを入射し
て、グルーブ７１またはランド７２に集光し、情報の記
録再生が行われる。

【００６０】ディスク７への光磁気信号の記録再生は以
下のように行われる。図１に示す光ピックアップ装置に
おいて、半導体レーザ１をクロック信号に同期したパル
ス状に高出力で発光させ、対物レンズ６で光ディスク７
上に光スポットを形成し、光磁気材料で形成された記録
膜の微小領域を所定温度以上に昇温する。この昇温によ
り記録膜に保持力を失った昇温領域を形成する。そこに
光ディスク７を挟んで対物レンズ６と対向する位置に配
置される磁気ヘッド（図示せず）によって外部磁界を印
加する。昇温領域が常温に戻るときに、記録膜の磁化の
向きが外部磁界の向きに固定されて記録される。

【００６１】信号の再生は、記録時よりも低出力で半導
体レーザ１を発光させて、記録膜に照射する。記録膜に
入射した直線偏光の光ビームは記録膜の磁化の向きによ
って、磁気光学効果による反射光の偏光面の回転方向が
異なる。この偏光状態の変化を検光子（ウォラストンプ
リズム９）で光量変化に変換して光検出器１１で検出す
る。また、記録膜の上に、さらに所定温度以上に昇温さ
れた領域のみが記録膜の磁化方向と同じ磁化方向とな
り、その他の領域は面内磁化となって記録膜の磁化情報
を遮断する特性を持った再生膜を形成することで、光ス
ポットよりも小さな領域の情報が再生できるようになっ
ている。

【００６２】図１から図４を具体的な数値を示して説明
すると以下の通りである。対物レンズ６は開口数（Ｎ
Ａ）が０．６５で、焦点距離が２ｍｍ、半導体レーザ１
は波長が６５５ｎｍで、Ｙ軸方向の放射角（半値全角）
が８度、Ｚ軸方向の放射角（半値全角）が２４度であ
る。偏光ビームスプリッタ３は、Ｐ偏光の７５％を透
過、２５％を反射し、Ｓ偏光は１００％反射する特性の
偏光膜が形成されている。回折格子２０はメインビーム
とサブビームの強度比が１０：１となるように格子形状
が設定されている。回折格子２１は０次回折光の回折効
率が８０％、１次回折光の回折効率が８％となるように
格子形状が設定されている。ウォラストンプリズム９
は、結晶光学軸の方向が光軸に直交する面内で互いに直
交し且つＰ偏光に対して４５度の角度を成すようにし
た、ニオブ酸リチウムを材料とする２つの楔型部材を接
合して作成されている。

【００６３】光ディスク７の基板７０の厚さは０．４７
ｍｍで、グルーブ７１の深さは約５５ｎｍで、トラック
ピッチは１．０４μｍでグルーブ７１の幅とランド７２
の幅は共に約０．５２μｍとなっている。ここに最短マ
ーク長約０．１８μｍの信号を記録する。

【００６４】光ディスク７上のスポット形状は、対物レ
ンズ６に入射するスポット形状が完全な円形ではないた
めにＹ軸方向が長軸の楕円形となっているが、半導体レ
ーザ１から放射された楕円率を整形しない場合よりは改
善されており、たとえば、Ｙ軸方向のスポット径が０．
９４μｍ、Ｚ軸方向のスポット径が０．８３μｍとなっ
ている。

【００６５】したがって、トラッキング方向（Ｙ軸方
向）のスポット径がそれと直交するスポット径より大き
いので、円形スポットの場合に比べ隣接トラックからの
クロストークが若干大きくなる。そのため、トラックピ
ッチはやや広めに設定し、最短マーク長を短くするとい
う手法により高密度の記録再生に対応するのが好まし
い。

【００６６】メインビームＭＢとサブビームＳＢ１、Ｓ
Ｂ２との間隔は、Ｚ軸方向が１５μｍ、Ｙ軸方向が０．
５２μｍ（トラックピッチの１／２）に設定されてい
る。ビーム整形の方向はＹ軸方向（トラッキング方向）
に一致している。ビーム整形の作用でＹ軸方向の３ビー
ムの分離角度が縮小される。したがって、ホログラムレ
ーザ１２を回転して行うサブビームＳＢ１、ＳＢ２をメ
インビームＭＢに隣接するトラックに乗せるための３ビ
ーム調整を、大きな回転角で調整することができるの
で、調整の分解能が向上するとともに、経時変化による
ホログラムレーザ１２の回転の影響を受けにくくなる。

【００６７】光ビームの等強度線で形成される楕円形断
面において、長軸方向（Ｚ軸方向）の直径と短軸方向
（Ｙ軸方向）の直径の比率を楕円率と定義すると、上述
した半導体レーザ１からの出射光ビームの楕円率は３で
ある。

【００６８】整形プリズム５の作用により短軸方向（Ｙ
軸方向）の直径をＭ倍拡大すると、整形後の楕円率は３
／Ｍとなる。このＭの値を整形比と定義する。整形比Ｍ
の値が１（整形プリズム無し）、１．５、２、２．５、
３となる各条件、すなわち整形後の楕円率が３、２、
１．５、１．２、１となる各条件に対して、コリメータ
レンズ４の有効ＮＡ（対物レンズ６の有効径半径をコリ
メータレンズ４の焦点距離で割った値）を変えて、集光
スポットのスポット面積と光の利用効率に対応する記録
パワーの上限値を求めた。このとき、半導体レーザ１の
最大光出力は５０ｍＷとした。

【００６９】図５はコリメータレンズ４の有効ＮＡとス
ポット面積との関係を表わすグラフである。このグラフ
から、楕円率が小さいほど、また、コリメータレンズ４
の有効ＮＡが小さいほど、スポット面積が小さくなるこ
とがわかる。

【００７０】図６はコリメータレンズ４の有効ＮＡと記
録パワーの上限値との関係を表わすグラフである。この
グラフから、楕円率が大きいほど、また、コリメータレ
ンズ４の有効ＮＡが大きいほど、記録パワー上限値が高
くなることがわかる。

【００７１】図７は、グラフ１とグラフ２とに基づい
て、記録パワー上限値とスポット面積との相関を表わし
たものである。このグラフから、ビーム整形を行って楕
円率を２以下にした場合には、ビーム整形を行わない楕
円率３の場合に比べ、同じ記録パワーを確保しようとし
た時に極端にスポット面積を小さくできることがわか
る。

【００７２】さらに、記録パワーとして１０ｍＷ〜１５
ｍＷを確保する場合、楕円率が２以下であれば、楕円率
によらずにスポット面積はほとんど同じであることがわ
かる。

【００７３】これより、対物レンズ６に入射する光ビー
ムの楕円率を２以下、より好ましくは１以上２以下に設
定すればよいことが分かる。

【００７４】一方、記録パワー１０ｍＷ以上を満足する
ためのコリメータレンズ４の焦点距離は、整形比１．５
（整形後の楕円率２．０）の場合は９．０ｍｍ以下、整
形比２．０（整形後の楕円率１．５）の場合は７．５ｍ
ｍ以下、整形比２．５（整形後の楕円率１．２）の場合
は７．０ｍｍ以下、整形比３．０（整形後の楕円率１．
０）の場合は５．５ｍｍ以下となる。以上を表１に、ま
とめて示す。

【００７５】

【表１】 ここで、回折格子２１からの回折光が回折格子２０に入
射しないようにするためには、回折素子２の厚みとして
は２ｍｍ以上が必要である。また、偏光ビームスプリッ
タ３と回折素子２の間隔を０．５ｍｍ以上、コリメータ
レンズ４と偏光ビームスプリッタ３の間隔を０．５ｍｍ
以上確保しようとすると、整形比２．５（整形後の楕円
率１．２）の場合の焦点距離７ｍｍが限界となる。部品
の間隔として０．５ｍｍ以上を確保しておけば、部品寸
法、部品取付け面の誤差、温度変化や経時変化による移
動等を考慮しても、着実に部品の機械的干渉を無くすこ
とができる。

【００７６】これより、対物レンズ６に入射する光ビー
ムの楕円率を１．２以上２以下、より好ましくは１．５
以上２以下の範囲に設定すればよいことが分かる。

【００７７】本実施の形態では、整形比を１．５（楕円
率は２）としている。コリメータレンズ４は焦点距離が
７．６５ｍｍで、有効ＮＡが０．１７で、偏光ビームス
プリッタ３と回折素子２との間隔が約０．８ｍｍ、コリ
メータレンズ４と偏光ビームスプリッタとの間隔が約
１．５ｍｍとなっている。

【００７８】図８は、半導体レーザ１として、波長が４
１０ｎｍで楕円率が３．７５のものを用いた場合の、記
録パワー上限値とスポット面積との相関を表わしたもの
である。

【００７９】図７と比較すると、波長が短くなっている
分だけスポット面積が全体的に小さくなっていることが
わかる。また、このグラフからビーム整形を行って楕円
率を小さくした場合には、ビーム整形を行わない楕円率
３．７５の場合に比べ、同じ記録パワーを確保しようと
した時に極端にスポット面積を小さくできることがわか
る。

【００８０】また、楕円率２．５以下について詳細に見
ると、ビーム整形を行っても楕円率２．５の場合にはス
ポット面積が十分小さくはなっていないことがわかる。
楕円率１．８８以下の場合には、十分小さなスポット径
が得られており、また、楕円率によるスポット径の変化
は見られない。

【００８１】さらに、記録パワーとして１０ｍＷ〜１５
ｍＷを確保する場合、楕円率が１．８８以下であれば、
楕円率によらずにスポット面積はほとんど同じであるこ
とがわかる。

【００８２】これより、対物レンズ６に入射する光ビー
ムの楕円率を２．５以下、より好ましくは１．８８以下
の範囲に設定すればよいことが分かる。

【００８３】以上の説明は、光ディスク７上に３ビーム
を形成する３ビームの光ピックアップ装置の場合であっ
たが、回折素子２に回折格子２０が形成されていない１
ビームの光ピックアップ装置に対しても本発明は適用可
能である。この場合、回折格子２１からの回折光と回折
格子２０との干渉を考慮する必要がないので、回折素子
２の厚みに関して設計の自由度が増えるという長所があ
る。

【００８４】〔実施の形態２〕本発明の他の実施の形態
について図９ないし図１２に基づいて説明すれば以下の
通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１の図面
に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符
号を付記してその説明を省略する。また、実施の形態１
と同様の特徴については説明を省略する。

【００８５】本実施の形態に用いられる光ピックアップ
装置の構成は図９に示す通りである。構成部品は図１と
同じであるが、整形プリズム５が対物レンズ６の光軸を
中心に９０度回転して取り付けられており、Ｚ軸方向
（タンジェンシャル方向）にビーム整形がなされる点が
異なっている。

【００８６】図１０は光ピックアップ装置のホログラム
レーザ１２の構成を説明する図である。図１０（ｃ）に
示すように、本実施の形態では偏光方向が接合面１ｃに
垂直な方向の半導体レ−ザ１を用いる場合に有効な構成
である。

【００８７】偏光ビームスプリッタ３の偏光特性からＰ
偏光の方向は所定方向に設定する必要があるので、半導
体レーザ１が９０度回転して取り付けられている。図１
０（ａ）は回折素子２の表面２ｂに形成されたサーボ信
号生成用の回折格子２１を示している。ビーム整形の方
向が９０度回転しているので、回折格子２１の楕円方向
も９０度回転しＹ軸方向が長軸となっている。

【００８８】図１１は光検出器１１の受光部形状を説明
する図である。ビーム整形の方向が前実施形態に対し９
０度回転しているので、受光部上の光ビームの形状はＹ
軸方向が長軸の楕円形となっている。

【００８９】図１２は光ディスク７上でのトラックと３
ビームとの配置を説明する図である。光ディスク７上の
スポット形状は、前実施形態同様、対物レンズ６に入射
するスポット形状が完全な円形ではないためにＺ軸方向
が長軸の楕円形となっているが、半導体レーザ１から放
射された楕円率を整形しない場合よりは改善されてお
り、たとえば、Ｚ軸方向のスポット径が０．９４μｍ、
Ｙ軸方向のスポット径が０．８３μｍとなっている。

【００９０】トラッキング方向（Ｙ軸方向）のスポット
径が小さいので隣接トラックからのクロストークが発生
しにくいが、タンジェンシャル方向（Ｚ軸方向）のスポ
ット径が大きいので最短マーク長は長めに設定すること
が望ましい。そのため、最短マーク長はやや長めに設定
するが、トラックピッチを狭くすることで高密度の記録
再生に対応するのが好ましい。

【００９１】メインビームＭＢとサブビームＳＢ１、Ｓ
Ｂ２との間隔はＺ軸方向が１０μｍ、Ｙ軸方向が０．５
２μｍ（トラックピッチの１／２）に設定されている。
ビーム整形の方向はＺ軸方向（タンジェンシャル方向）
に一致している。このためメインビームＭＢとサブビー
ムＳＢ１、ＳＢ２とのＺ軸方向の間隔はビーム整形の作
用で整形比分だけ縮小される。したがって、整形比が
１．５の場合、光検出器８と光検出器１１上でのスポッ
ト間隔を前記の実施の形態１と同じにしても、Ｚ軸方向
のスポット間隔は１／１．５の１０μｍとなる。このよ
うにスポット間隔が狭いほど、光ピックアップ装置をト
ラッキング方向に送る機構（図示せず）に光ピックアッ
プ装置を取り付ける際の精度が緩和される。また、ホロ
グラムレーザ１２の回転で行う、サブビームをメインビ
ームに隣接するトラックに乗せるための３ビーム調整が
大きな角度変化で実行できるので、調整精度が向上する
と共に、経時変化の影響を受けにくくなる。

【００９２】〔実施の形態３〕本発明のさらに他の実施
の形態について図１３に基づいて説明すれば以下の通り
である。なお、説明の便宜上、実施の形態１、２の図面
に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一の符
号を付記してその説明を省略する。また、実施の形態
１、２と同様の特徴については説明を省略する。

【００９３】図１３は、本実施の形態に用いられる光ピ
ックアップ装置の構成を示している。図９と異なる点
は、整形プリズム５の代わりに整形プリズム５１、５２
の２つのプリズムを組み合わせてビーム整形をするよう
にしたことと、ビーム整形の方向がＹ軸方向であること
と、ビーム整形が長軸方向を縮小することでなされるこ
とである。整形プリズム５１、５２の形状と配置を工夫
することで、部品の配置をほぼ直線状にすることができ
る。また、２回に分けて整形するので１回当たりの整形
比が小さくて済み、整形プリズム５１、５２への入射角
を小さくすることができる。また、入射角が小さいほど
入射面でのＳ偏光成分の反射が生じにくくなる。このＳ
偏光成分の反射は復路光学系でも発生する。したがっ
て、このように整形プリズム５１，５２への入射角が小
さいと光磁気ディスク７からの反射光に含まれる磁気光
学効果によるＳ偏光成分が失われにくくなるので、光磁
気信号の品質劣化が生じにくくなる。なお、整形プリズ
ム５１、５２としては同じ部品を使用することができ
る。

【００９４】ホログラムレーザ１２の構成と光検出器１
１の受光部形状は、それぞれ図１０、図１１と同じであ
るので説明を省略する。

【００９５】前記の実施の形態１、２では、コリメータ
レンズ４の焦点距離が７．６５ｍｍで、有効ＮＡが０．
１７であり、半導体レーザ１から放射される楕円率３の
楕円形断面の短軸方向を整形比１．５倍だけ拡大して、
楕円率２に補正している。

【００９６】しかし、本実施の形態ではコリメータレン
ズ４の焦点距離が１１．４７ｍｍであり、半導体レーザ
１から放射される楕円率３の楕円形断面の長軸方向を１
／１．５に縮小して、楕円率２に補正している。したが
って、前記の実施の形態２と同じく、光ディスク７上の
スポット形状はＺ軸方向が長軸の楕円形で、Ｚ軸方向の
スポット径が０．９４μｍ、Ｙ軸方向のスポット径が
０．８３μｍとなる。また、整形プリズム５１に入射す
る光ビームの楕円形断面の長軸方向（Ｙ軸方向）の半径
は、整形プリズム５２から出射する光ビームの半径の
１．５倍であるから、このコリメータレンズ４の有効Ｎ
Ａは対物レンズ６の有効径半径を１．５倍した値をコリ
メータレンズ４の焦点距離で割ればよく、有効ＮＡは
０．１７で前記の実施の形態１、２と同じであり、光の
利用効率も同じになる。このように集光スポットのスポ
ット面積と光の利用効率を変えることなくコリメータレ
ンズ４の焦点距離を長くすることができるので、コリメ
ータレンズ４と半導体レーザ１との間の収束光束中への
偏光ビームスプリッタ３等の部品の配置が容易になる。
ただし、長軸方向を縮小しているので、部品の有効径が
大きくなり光学系の小型化には若干不利である。

【００９７】また、コリメータレンズ４と対物レンズ６
との倍率が大きくなるので、ＦＥＳの引き込み範囲の拡
大や、光検出器８、１１上での３ビームの分離の拡大と
いう効果もある。

【００９８】なお、以上のいずれの実施形態においても
３ビームの場合を示したが、これに限ることはなく、５
あるいは７ビームに分離する場合であってもよい。さら
に、読みとり専用とはなるが、半導体レーザ１からの出
射光を回折素子２により２ビーム以上に分離し、各分離
されたビームを所望のランドあるいはグルーブあるいは
ランドとグルーブに照射し、照射位置に記録されている
記録情報を読み出すことに利用する形態であってもよ
い。

【００９９】たとえば、トラックがスパイラル状に形成
されている光ディスク７の場合には、ランド及びそれに
隣接するグルーブに２つのビームを照射することによ
り、２カ所の記録情報を同時に読み出すことができる。

【０１００】

【発明の効果】請求項１に記載の光ピックアップ装置
は、半導体レーザと、半導体レーザの放射する発散光束
を平行光束に変換するコリメータレンズと、コリメータ
レンズにより形成された楕円形断面の平行光束の短径と
長径の比率を変換するビーム整形手段と、ビーム整形手
段からの出力光束を情報記録媒体に集光するとともに情
報記録媒体からの反射光束を取り込む対物レンズとを備
えた光ピックアップ装置において、ビーム整形手段から
の楕円形断面の出力光束の短径と長径の比率が２以下と
なるようビーム整形がなされる構成である。

【０１０１】それゆえ、集光スポットのスポット面積
を、完全に円形断面までビーム整形した場合とほぼ同等
となるまで小さく絞り込むことができるという効果を奏
する。

【０１０２】好ましくは、請求項１の構成に加えて、ビ
ーム整形手段からの楕円形断面の出力光束の短径と長径
の比率を１よりも大きくなるようビーム整形を設定す
る。

【０１０３】それゆえ、請求項１の効果に加えて、光の
利用効率が高くなるという効果を奏する。

【０１０４】請求項２に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１の構成に加えて、情報記録媒体からの反射光束
を半導体レーザ方向と半導体レ−ザ方向とは異なる方向
とに分離する光分離手段と、反射光束を回折して光検出
器に導く回折素子とを備え、光分離手段と回折素子と
が、コリメータレンズと半導体レーザとの間の光路中に
配置される構成である。

【０１０５】それゆえ、コリメータレンズと半導体レー
ザとの間の発散光束中に光学部品が配置できるので、光
学部品の有効径が小さくて済み、部品サイズが小さくな
って、部品コストが安くなり、コンパクトな光学系が実
現できるという効果を奏する。

【０１０６】請求項３に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１または請求項２の構成に加えて、ビーム整形手
段が楕円形断面の短径を拡大してビーム整形をする構成
である。

【０１０７】それゆえ、焦点距離の短いコリメータレン
ズを用いて光の利用効率が高い光学系を構成できるの
で、コンパクトな光学系が実現できるという効果を奏す
る。

【０１０８】請求項３の構成に加えて、ビーム整形の方
向をトラッキング方向に一致させると、３ビーム調整が
大きな回転角でできるので、調整の分解能が向上する
し、経時変化によるホログラムレーザの回転の影響が小
さくなるという効果を奏する。

【０１０９】請求項３の構成に加えて、ビーム整形の方
向をタンジェンシャル方向に一致させると、タンジェン
シャル方向の３ビーム間隔が縮小されて、光ピックアッ
プ装置をトラッキング方向に送る機構への取り付け精度
が緩和されるという効果を奏する。さらに、３ビーム間
隔が狭いと、３ビーム調整が大きな角度変化で実行でき
るので、調整精度が向上すると共に、経時変化の影響を
受けにくくなるという効果を奏する。

【０１１０】請求項４に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１または請求項２の構成に加えて、ビーム整形手
段が楕円形断面の長径を縮小してビーム整形をする構成
である。

【０１１１】それゆえ、ビーム整形手段の整形比が大き
くなるほどコリメータレンズの焦点距離が長くなるの
で、コリメータレンズと半導体レ−ザとの間の光路中に
光学部品が配置しやすくなるという効果を奏する。

【０１１２】また、対物レンズとコリメータレンズとの
倍率が大きくなるので、ＦＥＳの引き込み範囲が拡大す
るという効果を奏する。

【０１１３】さらに、対物レンズとコリメータレンズと
の倍率が大きくなるので、光検出器上での３ビームの分
離間隔が大きく取れるので、受光部形状の自由度が増す
という効果を奏する。

【０１１４】請求項５に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１から請求項４の構成に加えて、回折素子と光分
離手段との間隔が０．５ｍｍから２．０ｍｍ、かつ、光
分離手段とコリメータレンズとの間隔が０．５ｍｍから
２．５ｍｍに設定されている構成である。

【０１１５】それゆえ、光学部品間の無駄な空間を減ら
せるので、コンパクトな光学系が実現できるという効果
を奏する。

【０１１６】請求項６に記載の光ピックアップ装置は、
請求項１から請求項５の構成に加えて、ビーム整形手段
が少なくとも２回の屈折作用でビーム整形する構成であ
る。

【０１１７】それゆえ、ビーム整形手段への入射角が小
さくなり、入射面でのＳ偏光成分の反射が生じにくくな
るので、光磁気ディスクからの反射光に含まれる磁気光
学効果によるＳ偏光成分が失われにくくなるので、光磁
気信号の品質劣化が生じにくくなるという効果を奏す
る。さらに、光学系の配置を直線状にして、光学部品が
取り付けられるベースの加工や、組立調整治具の設計が
容易になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップ装置の一実施例の構成
を説明する図である。

【図２】図１の光ピックアップ装置のホログラムレーザ
１２の構成を説明する図である。

【図３】図１の光ピックアップ光検出器１１の受光部形
状を説明する図である。

【図４】図１の光ピックアップ装置に使用する光ディス
ク７と、光ディスク上でのトラックと３ビームとの配置
を説明する図である。

【図５】コリメータレンズ４の有効ＮＡとスポット面積
との関係を表わすグラフである。

【図６】コリメータレンズ４の有効ＮＡと記録パワーの
上限値との関係を表わすグラフである。

【図７】記録パワー上限値とスポット面積との相関を表
わすグラフである。

【図８】記録パワー上限値とスポット面積との相関を表
わす他のグラフである。

【図９】本発明の光ピックアップ装置の他の実施例の構
成を説明する図である。

【図１０】図９の光ピックアップ装置のホログラムレー
ザ１２の構成を説明する図である。

【図１１】図９の光ピックアップ光検出器１１の受光部
形状を説明する図である。

【図１２】図９の光ピックアップ装置に使用する光ディ
スク７と、光ディスク上でのトラックと３ビームとの配
置を説明する図である。

【図１３】本発明の光ピックアップ装置のさらに他の実
施例の構成を説明する図である。

【図１４】半導体レーザから放射される非等方的な光ビ
ームを説明する斜視図である。

【図１５】整形プリズムの作用を説明する図である。

【図１６】第１の従来例であるビーム整形を行う光ピッ
クアップ装置の構成を説明する図である。

【図１７】第２の従来例であるビーム整形を行わない光
ピックアップ装置の構成を説明する図である。

【符号の説明】

１ 半導体レ−ザ ２ 回折素子 ３ 偏光ビームスプリッタ ４ コリメータレンズ ５ 整形プリズム ６ 対物レンズ ７ 光ディスク ８ 光検出器 ９ ウォラストンプリズム １０ 凹レンズ １１ 光検出器 １２ ホログラムレーザ ２０ 回折格子 ２１ 回折格子 ３１〜４０ 受光部 ４１〜４８ 受光部 ７０ 基板 ７１ グルーブ ７２ ランド ７３ ガイドトラック ＭＢ メインビーム ＳＢ１ サブビーム１ ＳＢ２ サブビーム２

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀山 真 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 南 功治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 三宅 隆浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中田 泰男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA43 JA06 JA24 LB05 LB12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザと、半導体レーザの放射す
   る発散光束を平行光束に変換するコリメータレンズと、
   コリメータレンズにより形成された楕円形断面の平行光
   束の短径と長径の比率を変換するビーム整形手段と、ビ
   ーム整形手段からの出力光束を情報記録媒体に集光する
   とともに情報記録媒体からの反射光束を取り込む対物レ
   ンズとを備えた光ピックアップ装置において、 ビーム整形手段からの楕円形断面の出力光束の短径と長
   径の比率が２以下となるようビーム整形がなされること
   を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 情報記録媒体からの反射光束を半導体レ
   ーザ方向と半導体レ−ザ方向とは異なる方向とに分離す
   る光分離手段と、反射光束を回折して光検出器に導く回
   折素子とを備え、光分離手段と回折素子とが、コリメー
   タレンズと半導体レーザとの間の光路中に配置されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 ビーム整形手段が楕円形断面の短径を拡
   大してビーム整形することを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 ビーム整形手段が楕円形断面の長径を縮
   小してビーム整形することを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 回折素子と光分離手段との間隔が０．５
   ｍｍから２．０ｍｍの範囲、かつ、光分離手段とコリメ
   ータレンズとの間隔が０．５ｍｍから２．５ｍｍの範囲
   に設定されていることを特徴とする請求項１から請求項
   ４に記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 ビーム整形手段が少なくとも２回の屈折
   作用でビーム整形することを特徴とする請求項１から請
   求項５に記載の光ピックアップ装置。