JP2005292239A - 光路長調整機構、及び光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】より容易且つ細密に光路長を調整することのできる光路長調整機構を提供すること、及び光路長を容易且つ細密に調整可能で、好適に戻り光ノイズの解消を図ることのできる光ピックアップを提供すること。
【解決手段】光ピックアップの平行光中に配設された光路長調整機構４０は、屈折率を同じくし、且つ入光面と出光面との挟み角が同一の第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を備えて構成される。第１硝材部品４１は、その入光面４１ａが平行光の進行方向に垂直をなすように配置される。第２硝材部品４２の入光面４２ａは、第１硝材部品４１の出光面に対して平行をなして対向されるように配置される。第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２は、対向面間の平行を保ちつつ、各々の入光面・出光面間の厚さが変化する方向へと相対変位可能な状態で光ピックアップに配設されており、その相対変位を通じて光ピックアップの光路長が可変とされる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、光路内の平行光中に配設されて前記光路の光路長を調整する光路長調整機構、及びレーザー素子から出射されたレーザー光を反射面に照射する光ピックアップに関する。

例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等の光ディスク装置の光ピックアップは、レーザーダイオードのようなレーザー素子から照射されたレーザー光を光ディスクの信号面又は記録面に集光させて、光ディスクに記録された信号の再生や光ディスクへの信号の記録を行うようにしている。

図１５に示す光ピックアップの一構成例では、上記レーザー素子１００から出射されたレーザー光は、偏光ビームスプリッタ１０１、コリメータレンズ１０２、１／４波長板１０３及び対物レンズ１０４を通って光ディスクの記録面に照射される。

偏光ビームスプリッタ１０１は、入射された光のＰ波成分の大部分（例えば９０％）を透過し、Ｓ波成分のほぼ全てを反射する。レーザー素子１００から偏光ビームスプリッタ１０１に入射されたレーザー光は、Ｐ波直線偏光とされており、その大部分は、偏光ビームスプリッタ１０１を透過する。ここで透過された光ビームは、コリメータレンズ１０２にて平行光に変換され、更に１／４波長板１０３にて直線偏光から円偏光へと変換される。円偏光に変換された光ビームは、対物レンズ１０４により集光され、光ディスクＯＤの信号面にて結像される。

光ディスクＯＤの信号面にて反射されたレーザー光は、対物レンズ１０４を通って１／４波長板１０３に再び入射され、円偏光から直線偏光へと変換される。ただしこのときには、レーザー素子１００の出射光とは逆位相のＳ波直線偏光に変換される。そのため、反射光は、偏光ビームスプリッタ１０１で全反射され、センサレンズ１０５を通って受光素子１０６の受光面に集光される。受光素子１０６は、その受光面に集光された光を電気信号に変換する。センサレンズ１０５には、一般的な非点収差法を用いてフォーカス誤差の検出を行う場合には、直交二断面で焦点の異なるアナモフィックレンズが使用される。

このように光ピックアップでは、光ディスクＯＤからの反射光は偏光ビームスプリッタ１０１で全て反射され、再びレーザー素子１００に入光することがないように設計されている。しかしながら実際には、上記１／４波長板１０３を通過して偏光ビームスプリッタ１０１に入射される反射光には、若干のＰ波成分が含まれており、全反射光の１％程度の僅かな量ではあるが、偏光ビームスプリッタ１０１を透過してレーザー素子１００に再入射される、いわゆる戻り光が発生する。

また偏光ビームスプリッタ１０１は、光学多層膜により構成されており、入射角度４５°で入光された光のＰ波成分を透過、Ｓ波成分を反射するように設計されている。ところが偏光ビームスプリッタ１０１に入射される光ビーム、特にその周辺光には、拡散により完全な平行光とならずに４５°とは異なる角度で入射される光が存在する。このような設計とは異なる入射角度の光については、偏光ビームスプリッタ１０１はその機能を完全に発揮できないため、反射光のＳ波成分の一部は、反射されることなく、偏光ビームスプリッタ１０１を透過してしまう。これによっても上記戻り光は発生する。

こうしてレーザー素子１００に再入射された戻り光の位相が、レーザー素子１００の発
振器内での発振光の位相と完全に一致すると、レーザー素子１００から出射されるレーザー光の光量変動が著しく増大する、いわゆる戻り光ノイズが発生し、信号の再生・記録の品質を大きく劣化させる。したがって、図１６に示すように、レーザー素子１００から出射されてから、光ディスクＯＤの信号面にて反射されてレーザー素子１００に再入射されるまでの戻り光の光路長が、レーザー素子１００のコヒーレント長Ｃの整数倍、すなわちレーザー素子１００の発振器の光路長の整数倍となると、著しい戻り光ノイズが発生することになる。

こうした戻り光ノイズを低減するための技術としては、レーザー素子１００に高周波電圧を印加して、シングルモード発振を避けてレーザー素子１００をマルチモード発振の状態に維持する高周波重畳がある。しかしながら、こうした高周波重畳だけでは、戻り光ノイズの低減には自ずと限界がある。

したがって戻り光ノイズの解消には、結局のところ、戻り光の光路長がレーザー素子１００のコヒーレント長Ｃの整数倍とならないように、光ピックアップの光学系を設計することが最も有効な対策となっている。そのためには、レーザー素子１００を含む光学素子の寸法公差やそれらの組付公差、光ディスクＯＤの面ぶれ等を見込んだ上で、上記光路長が戻り光ノイズの発生条件を確実に回避可能な長さとなるように光ピックアップを設計する必要がある。

ところが近年には、光ディスクの高密度化のためのレーザー光の短波長化が進められており、その一方で光ディスク装置の多機能化に伴って、光ピックアップに組み込まれる部品の点数は増える傾向にある。部品点数の増加に伴い、それらの寸法公差や組付公差が重畳して上記光路長のずれの範囲は増大する傾向にあるにも拘わらず、短波長化によりレーザー素子１００のコヒーレント長Ｃが短くなって、戻り光ノイズの発生する光路長の間隔は短くなっており、上記のような設計は益々困難となっている。

そこで従来、光ピックアップの製造後に上記光路長の調整を可能とする機構が提案されている。例えば特許文献１には、光ピックアップ内でレーザー素子を変位させて光路長を調整する機構が開示されている。また特許文献２には、屈曲率１以上の光路長補正用光学素子を、光ピックアップの平行光中に必要に応じて挿入することで、光路長を調整する機構が開示されている。
特開平１１−１６１８８号公報 特開２０００−１５５９７２号公報

これら従来の光路長調整機構によれば、光ピックアップの製造後、その光路長を実測しつつ、上記戻り光ノイズの発生条件を避けるように光路長を調整することができる。すなわち、こうした光路長調整機構を備える光ピックアップでは、上記寸法公差や組付公差による個体毎の光路長のずれを、その製造後に補償することができる。しかしながら、これら従来の光路長調整機構は、下記のように、調整の自由度が制限されたものとなっている。

例えば上記特許文献１のようにレーザー素子を変位させれば、それに伴い自ずとレーザー素子とそれ以外の光学素子との位置関係が変化してしまうため、光ピックアップの光学特性に好ましくない影響を与える虞がある。特に、レーザー素子と受光素子とが異なる部位に配設される構成の光ピックアップでは、レーザー素子が変位されると、集光位置が主
光線の進行方向にずれてしまい、受光素子の受光面に反射光を集光できなくなってしまうことがある。したがって現実的には、調整に伴う光学特性の変化が許容される程度に収まるような限られた範囲でしか光路長を調整することができないものとなっている。

また上記特許文献２のように光路長補正用光学素子を挿入して光路長を調整する機構では、光路長の微調整が必要となった場合には、厚さや屈曲率の異なる複数種の光学素子を用意しなければならず、また用意したとしても段階的にしか光路長を調整できないため、光路長の微調整は困難となっている。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、より容易且つ細密に光路長を調整することのできる光路長調整機構を提供すること、及び光路長を容易且つ細密に調整可能で、好適に戻り光ノイズの解消を図ることのできる光ピックアップを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。

請求項１に記載の発明は、光路内の平行光中に配設されて前記光路の光路長を調整する光路長調整機構であって、屈折率を同じくし、且つ入光面と出光面との挟み角が同一の第１硝材部品及び第２硝材部品を備えるとともに、対向して配置された前記第２硝材部品の入光面と前記第１硝材部品の出光面とを平行に保ちつつ、各硝材部品の入光面と出光面との間の厚みが変化する方向へと相対変位可能に前記第１硝材部品及び前記第２硝材部品を配設したことをその要旨とする。

第１硝材部品の入光面及び第２硝材部品の出光面を平行光の進行方向に垂直をなすように配置すると、第１硝材部品の出光面及び第２硝材部品の入光面は、光軸に対して鋭角にて傾斜されるようになる。そして光線は、第１硝材部品の入光面に垂直に入光され、その内部を通過した後、第２硝材部品の内部を通過し、同第２硝材部品の出光面から垂直に出光されるようになる。このとき、入光面と出光面との間の厚みが変化する方向へと両硝材部品を相対変位させると、光路における硝材部品の厚さが増減されて、その結果、空気と硝材部品との屈折率の違いによって光路長が変化される。そのため、上記構成では、光路長を連続的に変化させることができ、光路長の調整を容易且つ精細に行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光路長調整機構において、前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面とを摺接させたことをその要旨とする。

平行光の進行方向に対して鋭角にて傾斜した第１硝材部品の出光面と第２硝材部品の入光面との対向面が離間されていると、光線が平行移動してしまう。その点、上記構成では、それら対向面が密着されているため、光線の平行移動を生じさせることなく、光路長を調整することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の光路長調整機構において、前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面との間に、それら第１硝材部品及び第２硝材部品と略同一の屈折率を有する液体又は粘弾性体を介設したことをその要旨とする。

上記構成では、光線は、第１硝材部品の入光面より入光されてその内部を通過し、両硝材部品間に介設された液体又は粘弾性体を通り、更に第２硝材部品の内部を通過して、その出光面から出光される。こうして光路長調整機構の内部を通過する間、屈折率がほとんど変化されないため、光線の平行移動は生じないようになる。また両硝材部品間に介設された液体又は粘弾性体が光路長調整に係る相対変位に追従して柔軟に変形して間隙を埋めるため、間隙の形成による不要な反射の発生を抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、レーザー素子から出射されたレーザー光を反射面に照射する光ピックアップにおいて、当該光ピックアップの光路内の平行光中に、厚さが可変となる平行平板状の硝材部品を配設したことをその要旨とする。

平行光路内に配設された硝材部品の板厚が変化すれば、光路中での硝材部品内の長さ及び空気内での長さがそれぞれ変化し、空気と硝材部品との違いにより、光ピックアップの光路長が変化する。そのため、硝材部品の厚さの変化に応じて光ピックアップの光路長を連続的に変化させることができ、戻り光ノイズを回避するように光路長を調整することができる。したがって上記構成によれば、好適に戻り光ノイズの解消を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光ピックアップにおいて、前記硝材部品は、屈折率を同じくし、且つ入光面と出光面との挟み角が同一の第１硝材部品及び第２硝材部品からなり、前記第１硝材部品をその入光面が前記平行光の進行方向に対して略垂直をなすよう配置し、且つ前記第２硝材部品をその入光面が前記第１硝材部品の出光面に対して平行をなして対向するように配置したことをその要旨とする。

上記構成では、入光面と出光面との間の厚みが変化する方向へと両硝材部品を相対変位させると、光路における硝材部品の厚さが増減されて、空気と硝材部品との屈折率の違いによって光路長が変化される。そのため、上記構成では、光路長を連続的に変化させることができ、光路長の調整を容易且つ精細に行うことができる。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光ピックアップにおいて、前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面とを摺接させたことをその要旨とする。

平行光の進行方向に対して鋭角にて傾斜した第１硝材部品の出光面と第２硝材部品の入光面との対向面が離間されていると、光線が平行移動してしまう。その点、上記構成では、それら対向面が密着されているため、光線の平行移動を生じさせることなく、光路長を調整することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項５に記載の光ピックアップにおいて、前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面との間に、それら第１硝材部品及び第２硝材部品と略同一の屈折率を有する液体又は粘弾性体を介設したことをその要旨とする。

上記構成によれば、光線の平行移動を回避しつつ、両硝材部品間での間隙の形成による不要な反射の発生を抑制することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載の光ピックアップにおいて、当該光ピックアップは、光ディスクの信号面又は記録面を前記反射面として、該光ディスクに記録された信号の再生及び該光ディスクへの信号の記録の少なくとも一方を行うものであって、前記第１硝材部品及び第２硝材部品は、それらの入光面と出光面と間の厚さの変化方向が、前記光ディスクのトラックの接線方向と一致するように配設されたことをその要旨とする。

第１硝材部品と第２硝材部品とが離間されると光線が、各硝材部品の厚さの変化する方向に対して平行移動する。そしてその平行移動により、平行光の対物レンズへの入射位置が同方向に移動する。一方、光ピックアップの対物レンズは、トラッキング誤差の補正のため、光ディスクのラジアル方向に移動される。上記入射位置の移動が、そうした対物レンズの移動方向と一致すると、対物レンズの移動方向の順逆により、同対物レンズへの入射の総光量の変化の様相が異なるようになり、制御上問題となる。

その点、上記構成では、第１硝材部品及び第２硝材部品で光線の平行移動は、対物レンズの移動方向である光ディスクのラジアル方向に直交する、同光ディスクのトラックの接
線方向に対して生じるようになっている。そのため、対物レンズの移動に伴う総入光量変化に対して光線の平行移動が与える影響を、必要最小限に留めることができる。

本発明の光路長調整機構によれば、平行光中に介設された第１及び第２硝材部品をそれらの厚さ変化方向に対して相対変位させることで、光路長を容易且つ細密に調整することができる。また本発明の光ピックアップによれば、平行光中に配設された硝材部品の厚さを変化させることで、光ピックアップの光路長さを調整して、好適に戻り光ノイズの解消を図ることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の光路長調整機構及び光ピックアップを具体化した第１実施形態を、図１〜図９を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施形態の光学調整機構及びそれを備える光ピックアップの適用される光ディスク装置の構成を示している。

同図に示すように、光ディスク装置１０のシャーシ１１には、光ディスクＯＤを保持する保持部１２、及びその保持部１２に保持された光ディスクＯＤを回転させるスピンドルモータ１３が設置されている。またシャーシ１１には、シャフト１４が固定され、そのシャフト１４には、同シャフト１４に沿って変位可能に光ピックアップ２０が設けられている。

光ピックアップ２０は、光ディスクＯＤの信号面又は記録面（反射面）にレーザー光を照射して、同光ディスクＯＤに記録された信号の再生や同光ディスクＯＤへの信号の記録を行う。こうした光ピックアップ２０を上記シャフト１４に沿って変位されることで、上記レーザー光の照射位置が光ディスクＯＤのラジアル方向に変位されるようになっている。

図２は、上記光ピックアップ２０の光学系の斜視構造を示している。光ピックアップ２０は、レーザー光を出射するレーザー素子２１、そのレーザー光を上記光ディスクＯＤの信号面や記録面に結像させるべく集光させる対物レンズ２２、及び光ディスクＯＤの信号面や記録面にて反射されたレーザー光を受光して電気信号に変換する受光素子２３を備えて構成されている。

レーザー素子２１のレーザー光の出射方向には、回折格子２４、偏光ビームスプリッタ２５、コリメータレンズ２６、１／４波長板２７及び反射ミラー２８がレーザー素子２１側から順に配列されており、更に反射ミラー２８の上方には上記対物レンズ２２が配設されている。また偏光ビームスプリッタ２５の両側方には、上記受光素子２３とフロントモニタ２９とがそれぞれ配設されており、偏光ビームスプリッタ２５と受光素子２３との間にはセンサレンズ３０が介設されている。なおこの光ピックアップ２０では、１／４波長板２７と反射ミラー２８との間に、光路長調整機構４０が介設されている。

図３に示すように、レーザー素子２１から出射されたレーザー光は、回折格子２４に入射され、０次光と±１次光とに分岐される。ここで分岐された０次光は、信号の記録・再生に係る光ディスクＯＤへの照射光や主たるサーボ信号として用いられるメインビームとなり、偏光ビームスプリッタ２５に入射される。これに対して±１次光は、補助的なサーボ信号に用いられる。

偏光ビームスプリッタ２５は、入射光のＰ波成分の大部分（約９０％）を透過し、同Ｐ
波成分の残りの部分及びＳ波成分を反射する。レーザー素子２１から出射されたレーザー光は、Ｐ波直線偏光とされており、上記メインビームの大部分は、これを透過してコリメータレンズ２６に入射される。またメインビームの残りの部分は、ここでフロントモニタ２９側に反射される。

フロントモニタ２９は、入射された光を電気信号に変換して出力する。この電気信号は、レーザー素子２１から出射されるレーザー光のパワー制御に用いられる。

一方、コリメータレンズ２６は、入射された光を平行光に変換する。よって上記偏光ビームスプリッタ２５を透過したメインビームは、ここで平行光に変換された後、１／４波長板２７に入射される。

１／４波長板２７は、入射されたメインビームを、直線偏光から円偏光へと変換する。円偏光とされたメインビームは、上記光路長調整機構４０を通過した後、反射ミラー２８で反射され、対物レンズ２２に入射される。対物レンズ２２は、入射されたメインビームを集光して光ディスクＯＤの信号面や記録面に結像させる。

図４に示すように、光ディスクＯＤの信号面や記録面からの反射光は、往路とは逆に、対物レンズ２２及び反射ミラー２８を介して１／４波長板２７に再入射され、円偏光から直線偏光へと再変換される。ただしこのときに変換された光は、レーザー素子２１からの出射時とは逆位相のＳ波直線偏光となる。

Ｓ波直線偏光に変換された反射光は、偏光ビームスプリッタ２５に入射される。偏光ビームスプリッタ２５は、ここで入射された反射光のほぼ全てを受光素子２３側に反射する。そしてその反射光は、センサレンズ３０を通って受光素子２３の受光面に集光される。受光素子２３は、この集光された光を電気信号に変換して出力する。この電気信号からは、光ディスクＯＤに記録された信号の再生や、光ディスクＯＤでのフォーカッシング誤差やトラッキング誤差の補償等が行われる。

ただし上述したように若干の反射光は、偏光ビームスプリッタ２５にて反射されることなく、これを透過し、戻り光としてレーザー素子２１に再入射される。本実施形態の光ピックアップ２０には、こうした戻り光によるノイズが回避されるように、すなわち戻り光の光路長がレーザー素子２１のコヒーレント長Ｃの整数倍とならないように光路長の調整を行う機構として、上記光路長調整機構４０が設けられている。上記のようにこの光路長調整機構４０は、コリメータレンズ２６と対物レンズ２２との間の平行光中に配設されている。

図５に、光路長調整機構４０の斜視構造を示す。同図に示すように、光路長調整機構４０は、第１硝材部品４１及び第２硝材部品からなる硝材部品の対によって構成されている。これら第１硝材部品４１及び第２硝材部品は、同一材質とされ、ゆえに両者の屈折率は全く同じとなっている。ここでは、屈折率が１より大きいガラスやプラスティック等の硝材がそれらの材質として用いられている。

ちなみに以下の説明では、これら第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２の入光面及び出光面を、光ピックアップ２０の光路における往路、すなわちレーザー素子２１から出射されてから光ディスクＯＤに照射されるまでの光路での光ビームの通過方向を基準として定義する。よって復路の反射光については、その名称とは逆であるが、各硝材部品の出光面から入光され、入光面から出光されることになる。

図６（ａ）に示すように、第１硝材部品４１の入光面４１ａと出光面４１ｂとの挟み角、及び第２硝材部品４２の入光面４２ａと出光面４２ｂとの挟み角とは、互いに等しい鋭
角θ（０＜θ＜π／２）とされている。なお本実施形態では、第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２は、合同形状に形成されている。

光ピックアップ２０において第１硝材部品４１は、その入光面４１ａが上記平行光の進行方向に垂直となるように配置される。また第２硝材部品４２は、その入光面４２ａが第１硝材部品４１の出光面４１ｂに対して若干の間隔をおいて対向し、且つそれらの対向面（出光面４１ｂ、入光面４２ａ）が平行をなすように、光ピックアップ２０に配置されている。したがって第２硝材部品４２は、その出光面４２ｂが、第１硝材部品４１の入光面４１ａと平行で、且つ上記平行光の進行方向に垂直をなすように配置されることになる。なおこの光路長調整機構４０では、第１硝材部品４１の入光面４１ａ及び第２硝材部品４２の出光面４２ｂは矩形状に形成されている。

これら第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２は、光ピックアップ２０において、それらの対向面（出光面４１ｂ、入光面４２ａ）を平行に保ちつつ、各硝材部品の入光面と出光面との間の厚みが変化する方向Ｆへと相対変位可能な状態で配設されている。実際には、第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２のうちの一方が上記方向Ｆに変位可能な状態で光ピックアップ２０に配設されている。

こうした光路長調整機構４０をレーザー光が通過する際には、第１硝材部品４１の出光面４１ｂ及び第２硝材部品４２の入光面４２ａが光軸に対して鋭角にて傾斜しているため、通過光の光線は、上記方向Ｆへと平行移動することになる。ただしそれら出光面４１ｂ及び入光面４２ａは平行に配置されているため、全体としては、上記光線の平行移動を除いて平行平板の硝材部品とほぼ等価となり、通過光に対してプリズムのような作用を及ぼすことはない。

こうした光路長調整機構４０では、第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２の上記方向Ｆへの相対変位を通じて、光ピックアップ２０の光路長を変化させられる。例えば図６（ｂ）に示すように第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を相対変位させると、各硝材部品内での光路が長くなる。すなわち平行光の進行方向方向における硝材部品の厚さが増大する。また図６（ｃ）に示すように第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を相対変位させると、各硝材部品内での光路が短くなり、平行光の進行方向方向における硝材部品の厚さが減少する。更にこうして平行光の進行方向方向における硝材部品の厚さが増減すれば、光路内での空気層の厚さがそれに併せて減増されることになる。

ここで上記方向Ｆへの第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２の相対変位量を「Δｓ」とすると、相対変位に伴う上記光軸方の硝材部品の厚さの変化量Δｔは、下式（１）の通りとなる。また空気の屈折率を「１．０」、両硝材部品の屈折率を「ｎ」とすると、上記相対変位に伴う光路長の変化量ΔＯＰは、下式（２）の通りとなる。

Δｔ＝Δｓ×ｔａｎθ …（１）

ΔＯＰ＝ｎ×Δｔ−１．０×Δｔ＝（ｎ−１．０）×Δｔ＝Δｓ×ｔａｎθ …（２）

以上説明したように構成された光ピックアップ２０では、その各構成部品の組み付け後に、光ディスクＯＤの信号面や記録面を想定した反射面に対してレーザー光の照射試験を行うようにしている。そして光ディスクＯＤのディスク面の振れに追従した光ピックアップ２０の対物レンズ２２の垂直方向の変位の範囲内で、戻り光ノイズの発生するか否かを確認するようにしている。ここで戻り光ノイズの発生が確認されると、上記光路長調整機構４０の第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２の少なくとも一方の上記方向Ｆの位置を
調整し、戻り光ノイズが解消されるように光路長の調整が行われる。

ところで、こうした光ピックアップ２０では、光路長調整機構４０において上述した光線の平行移動が発生する。そしてこの光線の平行移動が下記のような不具合を招くことがある。

図７に示すように、光路長調整機構４０にて光線が平行移動すると、対物レンズ２２に対するメインビームの入射位置もそれに併せて平行移動する。こうして入射位置が移動し、メインビームのビーム中心ＣＯと対物レンズ２２の入光面中心ＯとのずれΔが縮小・拡大すると、対物レンズ２２への総入光量が変化して、受光素子２３に受光される反射光の光量が増減されるようになる。

一方、光ピックアップ２０では、光ディスクＯＤ上の結像位置のトラッキング誤差を補正するため、対物レンズ２２を光ディスクＯＤのラジアル方向に移動させている。ここでそうした対物レンズ２２の移動方向と上記入射位置の平行移動の方向とが一致していると、対物レンズ２２の移動方向の順逆により、上記総入光量の変化の様相が違ってしまうことになる。

図８の曲線Ａは、図７に実線で示される位置から矢印Ｒ側及び矢印Ｌ側に対物レンズ２２を移動させたときの受光素子２３での受光量の変化を示す。同図に示すように、図７の矢印Ｒ側に対物レンズ２２が移動されると上記ずれΔが縮小されるため、対物レンズ２２への総入光量が増大し、受光素子２３での受光量が増大する。一方、図７の矢印Ｌ側に対物レンズ２２が移動されると上記ずれΔが拡大されるため、対物レンズ２２への総入光量が減少し、受光素子２３での受光量は減少する。こうした対物レンズ２２の移動方向の順逆による入光量変化の非対称性の存在は、制御上問題となる。また対物レンズ２２の移動による総入光量の変化幅が増大して、対物レンズ２２の移動に伴い受光素子２３の受光量に過不足が生じてしまう虞もある。

そこで本実施形態では、図９に示すように、両硝材部品４１，４２の厚さの変化する方向Ｆが、集光スポットＳにおける光ディスクＯＤのトラックＴＲの接線方向Ｐとなるように、両硝材部品４１，４２を配置するようにしている。この場合、光路長調整機構４０での光線の平行移動の方向、及びそれによる対物レンズ２２に対するメインビームの入射位置の移動方向は、光ディスクＯＤのトラックの接線方向、すなわち対物レンズ２２の移動方向である光ディスクＯＤのラジアル方向と直交する方向となる。そのため、光路長調整機構４０での光線の平行移動は、対物レンズ２２の移動に伴う総入光量の変化に対しては、ほとんど影響しないようになる。

図８には、こうした本実施形態での対物レンズ２２の移動量と受光素子２３での受光量との関係が曲線Ｂにて示されている。同図に示されるように本実施形態では、対物レンズ２２の移動に対する受光素子２３の受光量の変化の態様は、対物レンズ２２の移動方向の順逆に拘わらず、ほぼ同様となる。

以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。

（１）光ピックアップ２０の平行光中に配設された第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を相対変位させてそれら硝材部品の厚さを変えることで、光ピックアップ２０の光路長が連続的に変化されるため、戻り光ノイズを回避するための光路長の調整を容易且つ精細に行うことができる。

（２）各硝材部品４１，４２の厚さが変化する方向が光ディスクＯＤのトラックＴＲの接線方向となるように各硝材部品４１，４２を配設するようにしている。これにより、光
路長調整機構４０での光線の平行移動に伴う対物レンズ２２の入射位置のずれは、光ディスクＯＤのトラックＴＲの接線方向に、すなわち対物レンズ２２の移動方向に直交する方向に生じるようになる。そのため、対物レンズ２２の移動に伴う総入光量の変化に対して光路長調整機構４０での光線の平行移動が与える影響を、必要最小限に留めることができる。

（第２実施形態）
続いて本発明を具体化した第２実施形態を、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第１実施形態の光路長調整機構４０のように、第１硝材部品４１の出光面４１ｂと第２硝材部品４２の入光面４１ａとの対向面に間隙が形成されていると、上述したような光線の平行移動が生じてしまう。そこで本実施形態では、硝材部品をそれらの対向面間に間隙が生じないように配置することで、光線の平行移動の防止を図っている。

図１０は、そうした本実施形態の光路長調整機構１４０の斜視構造を示している。同図に示すように、本実施形態の光路長調整機構１４０を構成する硝材部品（第１硝材部品４１，第２硝材部品４２）の各々は、第１実施形態と同一のものが用いられている。ただし本実施形態の光路長調整機構１４０では、図１１（ａ）に示すように、第１硝材部品４１の出光面４１ｂと第２硝材部品４２の入光面４２ａとが摺接した状態で両硝材部品４１，４２が配置されている。

こうした光路長調整機構１４０では、出光面４１ｂに沿って入光面４２ａをスライドさせつつ、両硝材部品４１，４２の厚さの変化方向Ｆにそれら両硝材部品４１，４２を相対変位させることで、光ピックアップ２０の光路長を変化させるようにしている。例えば図１１（ｂ）に示すように第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を相対変位させると、平行光の進行方向方向における硝材部品の厚さが減少されて、光ピックアップ２０の光路長が短縮される。また図１１（ｃ）に示すように第１硝材部品４１及び第２硝材部品４２を相対変位させると、平行光の進行方向方向における硝材部品の厚さが増大されて、光ピックアップ２０の光路長が伸長される。

こうした本実施形態の光路長調整機構１４０は、実質的に平行光中に平行平板を挿入した状態とほぼ等価であるため、光線を平行移動させることなく、光路長の調整が可能となる。そのため、第１実施形態のように、各硝材部品４１，４２の厚さが変化する方向が光ディスクＯＤのトラックＴＲの接線方向となるように各硝材部品４１，４２を配設せずとも、対物レンズ２２の移動に伴う受光素子２３の受光量の過不足は生じないようになる。

（第３実施形態）
続いて本発明を具体化した第３実施形態を、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。

第２実施形態の光路長調整機構１４０では、第１硝材部品４１と第２硝材部品４２とが密着されているため、光線の平行移動は生じないようになっている。ところが、光路長の調整に係る相対変位に際しての力の掛かり方によっては、両硝材部品４１，４２の摺接面（出光面４１ｂ、入光面４２ａ）間に僅かな隙間が形成されてしまうことがあり、これにより摺接面間に空気層が介在されると、硝材部品間の界面で不要な反射が生じてしまう虞がある。

本実施形態の光路長調整機構には、上記のような隙間の形成を防止して、不要な反射の発生を抑制する対策が施されている。図１２に、そうした対策の施された本実施形態の光
路長調整機構２４０の斜視構造を示す。同図に示すように、光路長調整機構２４０を構成する硝材部品（第１硝材部品４１、第２硝材部品４２）の各々は、第１実施形態と同一のものが用いられている。

本実施形態の光路長調整機構２４０では、第１硝材部品４１の出光面４１ｂと第２硝材部品４２の入光面４２ａとの対向面間に、透明グリース４３が介設されている。この透明グリース４３は、両硝材部品４１，４２とほぼ同一の屈折率を有するものが用いられている。したがって、こうした光路長調整機構２４０では、その内部での屈折率の変化がほとんど無く、これを通過する平行光は入光から出光まで直線に進むため、光線の平行移動は生じないようになっている。

また光路長の調整に係る相対変位に際して、隙間が生じたとしても、その隙間は透明グリース４３によって直に充填されてしまうため、両硝材部品４１，４２の界面での不要な反射の発生を抑制することができる。ちなみに、両硝材部品４１，４２間に介設する充填物質としては、屈折率が硝材部品とほぼ同一で、光路長調整に係る相対変位に追従して柔軟に変形可能な液体や粘弾性体であれば、透明グリース４３に代えて採用することが可能である。

以上説明した各実施形態は、下記のように変形して実施することもできる。

・上記各実施形態では、第１硝材部品４１の入光面４１ａ及び第２硝材部品４２の出光面４２ｂを矩形状としていたが、光ピックアップ２０の配置スペース等の都合に応じて、これらの形状を任意に変更しても良い。例えば図１３（ａ）には、第１硝材部品の入光面及び第２硝材部品の出光面を円形状とした光路長調整機構の構成例が示されている。

・第１硝材部品４１、第２硝材部品４２とは必ずしも合同形状でなくても良い。要は、両硝材部品が同一屈折率とされ、且つそれらの入光面と出光面との挟み角が同じ鋭角に形成されているのであれば、上記各実施形態と同様の光路長調整機構を構成することが可能である。

・上記各実施形態の光路長調整機構を構成する硝材部品の対を、平行光の進行方向に沿って複数並べて配置するようにしても良い。例えば図１３（ｂ）には、第１硝材部品４１、第２硝材部品４２の対を、２対並べて配置した光路長調整機構の構成例が示されている。

・図１４（ａ）に示されるような３つの硝材部品５１，５２，５３によって光路長調整機構を構成するようにしても良い。

この光路長調整機構にあって、同機構の配設される平行光に対して最も入光側に配置される硝材部品５１は、平行光の進行方向に垂直をなすように配置された入光面とその入光面に対して鋭角で交叉する出光面とを有して形成されている。また最も出光側に配置される硝材部品５３は、平行光の進行方向に垂直をなすように配置される出光面とその出光面に対して鋭角で交叉する入光面とを有して形成されている。

一方、それら硝材部品５１，５３の中間に介設される硝材部品５２は、その入光面と出光面との挟み角θ３は、上記硝材部品５１の入光面・出光面間の挟み角θ１と硝材部品５２の入光面・出光面間の挟み角θ２との合計と等しい角度とされている（θ３＝θ１＋θ２）。また硝材部品５３は、その入光面が上記硝材部品５１の出光面と平行をなして対向され、且つその出光面が上記硝材部品５２の入光面と平行をなして対向されるように配設されている。

こうした光路長調整機構においても、３つの硝材部品のうちの２つを、それらの厚さ変
化方向に対して相対変位させることで光路長を変更することができる。

ちなみに、こうした光路長調整機構は、同図に示される光軸に垂直な平面Ｄで硝材部品５２を２つに切断することで形成される、図１４（ｂ）のような２組の硝材部品の対（硝材部品５１と硝材部品５２’とからなる対Ａ、硝材部品５２”と硝材部品５３とからなる対Ｂ）と実質的に等価である。すなわち、図１４（ｂ）の硝材部品５２’の出光面と硝材部品５２”の入光面とを完全に密着させて一体化すれば、図１４（ａ）の光路長調整機構となる。したがって同図（ａ）に示されるような光路長調整機構は、結局は、本発明に係る光路長調整機構を平行光の進行方向に沿って２つ並べて配置したものと実質的に同等である。

・上記各実施形態では、光ピックアップ２０の１／４波長板２７と反射ミラー２８との間に光路長調整機構を設置しているが、平行光中であればその設置位置は適宜変更しても良い。すなわち、図２に例示したような光ピックアップ２０であれば、メインビームの光路中のコリメータレンズ２６と対物レンズ２２との間の部位であれば、任意の部位に光路長調整機構を設置することができる。

・上記各実施形態では、光路長調整機構による光路長の調整を、製造直後に行う場合を説明したが、硝材部品を相対変位させるアクチュエータを設けて、光ピックアップの使用中に光路長を調整させるようにしても良い。例えば戻り光ノイズの発生を検出し、その検出結果に応じてアクチュエータを制御して光路長を調整させるように、光路長調整機構を構成することもできる。

・上記各実施形態のような硝材部品の対を用いるとともにそれらを相対変位させる以外の手段にて、硝材部品の入光面と出光面との厚さを可変とする手段があれば、それを光ピックアップの光路長調整機構として採用しても良い。例えば電圧の印加に応じて厚さの変わる特性の硝材で形成された硝材の平行平板を平行光中に配設することでも、光ピックアップの光路長の容易且つ細密な調整は可能である。

・上記各実施形態では、光ピックアップでの光路長を調整する機構として本発明を実施した場合を例に説明したが、本発明の光路長調整機構は、光ピックアップ以外の光学機器に対しても、上記同様或いはそれに準じた態様で採用することができる。

第１実施形態の適用される光ディスク装置の斜視図。 同実施形態の光ピックアップについてその光学系の斜視図。 同実施形態の光ピックアップでの往路における光路を示す模式図。 同実施形態の光ピックアップでの復路における光路を示す模式図。 同実施形態の光路長調整機構の斜視図。 （ａ）〜（ｃ）同光路長調整機構の光路長の可変態様を示す模式図。 光ピックアップの光路長調整機構近傍での光線の状態を示す模式図。 対物レンズの移動量と受光素子の受光量との関係を示すグラフ。 光ピックアップの光路長調整機構近傍の（ａ）斜視構造及び（ｂ）その平面構造を併せ示す図。 第２実施形態の光路長調整機構の斜視図。 （ａ）〜（ｃ）同光路長調整機構の光路長の可変態様を示す模式図。 第３実施形態の光路長調整機構について（ａ）その斜視構造及び（ｂ）側面構造を併せ示す図。 （ａ）、（ｂ）光路長調整機構の変形例の斜視構造をそれぞれ示す斜視図。 （ａ）光路長調整機構の変形例の斜視構造及び（ｂ）その変形例の等価な光路長調整機構の斜視図。 従来の光ピックアップの模式図。 戻り光の光路長と戻り光ノイズの大きさとの関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…光ディスク装置、１１…シャーシ、１２…保持部、１３…スピンドルモータ、１４…シャフト１４、２０…光ピックアップ、２１…レーザー素子２１…対物レンズ、２３…受光素子、２４…回折格子、２５…偏光ビームスプリッタ、２６…コリメータレンズ、２７…１／４波長板、２８…反射ミラー、２９…フロントモニタ、３０…センサレンズ、４０，１４０，２４０…光路長調整機構、４１…第１硝材部品（４１ａ…入光面、４１ｂ…出光面）、４２…第２硝材部品（４２ａ…入光面、４２ｂ…出光面）、４３…透明グリース。

Claims (8)

1. 光路内の平行光中に配設されて前記光路の光路長を調整する光路長調整機構であって、
   屈折率を同じくし、且つ入光面と出光面との挟み角が同一の第１硝材部品及び第２硝材部品を備えるとともに、
   対向して配置された前記第２硝材部品の入光面と前記第１硝材部品の出光面とを平行に保ちつつ、各硝材部品の入光面と出光面との間の厚みが変化する方向へと相対変位可能に前記第１硝材部品及び前記第２硝材部品が配設されてなる
   ことを特徴とする光路長調整機構。
2. 前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面とが摺接されてなる請求項１に記載の光路長調整機構。
3. 前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面との間に、それら第１硝材部品及び第２硝材部品と略同一の屈折率を有する液体又は粘弾性体が介設されてなる請求項１に記載の光路長調整機構。
4. レーザー素子から出射されたレーザー光を反射面に照射する光ピックアップにおいて、
   当該光ピックアップの光路内の平行光中に、厚さが可変となる平行平板状の硝材部品を配設した
   ことを特徴とする光ピックアップ。
5. 前記硝材部品は、屈折率を同じくし、且つ入光面と出光面との挟み角が同一の第１硝材部品及び第２硝材部品からなり、
   前記第１硝材部品をその入光面が前記平行光の進行方向に対して略垂直をなすよう配置し、且つ前記第２硝材部品をその入光面が前記第１硝材部品の出光面に対して平行をなして対向するように配置した
   ことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
6. 前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面とが摺接されてなる請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 前記第１硝材部品の出光面と前記第２硝材部品の入光面との間に、それら第１硝材部品及び第２硝材部品と略同一の屈折率を有する液体又は粘弾性体が介設されてなる請求項５に記載の光ピックアップ。
8. 当該光ピックアップは、光ディスクの信号面又は記録面を前記反射面として、該光ディスクに記録された信号の再生及び該光ディスクへの信号の記録の少なくとも一方を行うものであって、前記第１硝材部品及び第２硝材部品は、それらの入光面と出光面と間の厚さの変化方向が、前記光ディスクのトラックの接線方向と一致するように配設されてなる請求項５〜７のいずれか１項に記載の光ピックアップ。

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