JPH10188331A - 光学ピックアップおよびそれを有するディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レーザビームの断面形状を整形するためのアナ
モルフィックプリズムを有するものにおいて、記録時の
レーザビームの振れを小さくする。 【解決手段】半導体レーザ３１より放射されるレーザビ
ームＬＢの断面形状をアナモルフィックプリズム３３を
使用して整形する。プリズム３３を２種類の硝材３３
Ａ，３３Ｂを組み合わせて構成し、ビームＬＢの入射側
には屈折率の小さな硝材３３Ａを配し、その出射側には
屈折率の大きな硝材３３Ｂを配する。これにより、ビー
ムＬＢの波長が変化したとき、プリズム３３より出射さ
れるビームＬＢの方向の設計値からのずれは非常に小さ
くなる。そのため、記録時に、トラックに対して記録パ
ターンはほとんどウォブルせず、記録ジッタや消し残り
を軽減でき、、トラックピッチの狭い高密度記録に適用
して好適なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光学ピックアッ
プおよびそれを有するディスク装置に関する。詳しく
は、レーザビームの断面形状を整形するためのアナモル
フィックプリズムを２種類の硝材の組み合わせで構成す
ることによって、記録時のレーザビームの振れを小さく
しようとした光学ピックアップ等に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、一般的な光ディスクの光学ピッ
クアップの構成を示している。

【０００３】半導体レーザ１０１から放射される発散光
としてのレーザビームＬＢは、コリメータレンズ１０２
によって平行光に整形され、その後に偏光ビームスプリ
ッタ１０３の偏光膜１０３ａを透過して１／４波長板１
０４に入射される。そして、このレーザビームは１／４
波長板１０４で直線偏光（Ｐ偏光）より円偏光とされ、
その後に対物レンズ１０５を介して光ディスク１１０の
記録面に照射される。

【０００４】また、光ディスク１１０の記録面より反射
されるレーザビームは対物レンズ１０５を介して１／４
波長板１０４に入射される。そして、このレーザビーム
は１／４波長板１０４で円偏光より直線偏光（Ｓ偏光）
とされ、その後に偏光ビームスプリッタ１０３の偏光膜
１０３ａで反射され、集光レンズ１０６を介してフォト
ディテクタ１０７に入射される。

【０００５】半導体レーザ１０１から放射されるレーザ
ビームＬＢは上述したように発散光であり、その強度は
図５に示すように一般的に角度をパラメータとしてガウ
ス分布をしており、しかも図６に示すように活性層１０
１ａに対して平行な方向の発散角θ_Hと活性層１０１ａ
に対して垂直な方向の発散角θ_Vとが異なっている。図
５において、ａの曲線は活性層に平行な方向の放射特性
を示し、ｂの曲線は活性層に垂直な方向の放射特性を示
している。なお、発散角はピーク強度の５０％のところ
の全幅として定義されている。

【０００６】実際に量産されている半導体レーザ１０１
のアスペクト比は２〜３．６程度である。アスペクト比
の大きな半導体レーザ１０１を用いると、光ディスク１
１０のトラックに平行な方向と直角な方向とで読み取り
性能が大きく変わることとなる。そのため、トラックと
平行な方向は記録データの最短マーク長、トラックと直
角な方向はトラックピッチを考慮してレーザビームのＬ
Ｂの断面形状を整形する必要がある。

【０００７】さて、図７に示すような三角プリズム１２
０には、レーザビームＬＢの径の拡大縮小の機能があ
る。図において、レーザビームＬＢの径は、レーザビー
ムＬＢがａ方向に通過した場合は拡大し、逆にレーザビ
ームＬＢがｂ方向に通過した場合は縮小する。拡大率
は、三角プリズム１２０を構成する硝材（ガラス材）の
屈折率と、プリズム１２０の頂角および入射角とで決ま
る。

【０００８】図７に示すように、レーザビームＬＢがａ
方向に通過し、その出射方向が出射面に対して垂直にな
るようにした場合、プリズム１２０の頂角をφ、レーザ
ビームＬＢの入射角をθa、プリズム１２０を構成する
硝材の屈折率をｎとすると、レーザビームＬＢの拡大倍
率βは、（１）式に示すようになる。 β＝cosθb／cosθa ・・・（１） 入射角θaと屈折角θbとの関係は、スネルの法則より、
（２）式で表される。 sinθa＝ｎsinθb ・・・（２） これにより、θb＝φであることから、拡大倍率βは、
（３）式で表される。 β＝cosφ／√（１−ｎ²sin²φ） ・・・（３）

【０００９】ところで、半導体レーザ１０１より放射さ
れるレーザビームＬＢは環境温度で波長が変化する。ま
た、プリズム１２０を構成する硝材はレーザビームＬＢ
の波長が変化すると屈折率が変化する。このことによ
り、レーザビームＬＢの波長が設計波長からずれた場合
は、屈折角θbが変化し、プリズム１２０を通過したレ
ーザビームＬＢの方向が設計値からずれることになる。

【００１０】半導体レーザ１０１より放射されるレーザ
ビームＬＢの波長がΔλだけ変化し、プリズム１２０を
構成する硝材の屈折率がΔｎだけ変化した場合、入射角
θaと屈折角θb′との関係は（４）式で表される。図８
の破線は図７と同様のレーザビームＬＢの進行状態を示
しており、同図の実線はレーザビームＬＢの波長がΔλ
だけ変化した場合の入射面以降のレーザビームＬＢの進
行状態を示している。 sinθa＝（ｎ＋Δｎ）sinθb′ ・・・（４）

【００１１】この場合、入射面での屈折光の振れΔθb
は、（５）式で表され、またプリズム１２０より出射さ
れるレーザビームＬＢの出射角θcは、（６）式で表さ
れる。 Δθb＝θb−θb′ ＝sin^-（sinθa／ｎ）−sin^-｛sinθa／（ｎ＋Δｎ）｝ ・・・（５） θc＝sin^-｛（ｎ＋Δｎ）sinΔθb｝ ・・・（６）

【００１２】図９は、上述した三角プリズム１２０と同
様の構成のアナモルフィックプリズムを使用した相変化
ディスク装置の光学ピックアップの構成を示している。

【００１３】半導体レーザ２０１から放射される発散光
としてのレーザビームＬＢは、コリメータレンズ２０２
によって平行光に整形され、その後にアナモルフィック
プリズム（三角プリズム）２０３で断面形状が整形され
る。

【００１４】プリズム２０３で整形されたレーザビーム
はグレーティング（回折格子）２０４に入射され、この
グレーティング２０４によって３ビームが形成される。
この場合、０次光によるメインビームＢｍと、トラッキ
ングのための１次光によるサイドビームＢs1，Ｂs2が形
成される。

【００１５】グレーティング２０４より出射されるレー
ザビームは偏光ビームスプリッタ２０５に入射される。
この偏光ビームスプリッタ２０５の偏光膜２０５ａを透
過するレーザビームは１／４波長板２０６で直線偏光
（Ｐ偏光）より円偏光とされ、その後に対物レンズ２０
７を介して相変化ディスク２２０の記録面に照射され
る。

【００１６】この場合、ディスク２２０の記録面には、
図１０Ａに示すように、メインビームＢｍによるスポッ
トＳＰｍと、サイドビームＢs1，Ｂs2によるスポットＳ
Ｐs1，ＳＰs2とが形成される。後述するようにトラッキ
ングエラー信号をＤＰＰ法（Differential Push Pull m
ethod）で得るようにするため、スポットＳＰs1，ＳＰ2
は、スポットＳＰｍに対し、半径方向にトラックピッチ
の半分だけずれた位置に形成されるようになっている。

【００１７】また、ディスク２２０の記録面より反射さ
れるレーザビームは対物レンズ２０７を介して１／４波
長板２０６に入射される。このレーザビームは１／４波
長板２０６で円偏光より直線偏光（Ｓ偏光）とされ、そ
の後に偏光ビームスプリッタ２０５の偏光膜２０５ａお
よび反射面２０５ｂで順に反射される。そして、偏光ビ
ームスプリッタ２０５より出射されるレーザビームは集
光レンズ２０８およびマルチレンズ２０９を介してフォ
トディテクタ２１０に入射される。マルチレンズ２０９
は凹レンズおよび円筒レンズの組み合わせで構成されて
いる。円筒レンズを使用するのは、フォーカスエラー信
号を周知の非点収差法で得るようにするためである。

【００１８】フォトディテクタ２１０は、図１０Ｂに示
すように、４分割フォトダイオード部２１０Ｍと、２個
の２分割フォトダイオード部２１０Ｓ₁，２１０Ｓ₂とで
構成されている。フォトダイオード部２１０Ｍ，２１０
Ｓ₁，２１０Ｓ₂には、それぞれ上述したディスク２２０
の記録面に形成されたスポットＳＰｍ，ＳＰs1，ＳＰs2
で反射されたレーザビームによるスポットＳＰｍ′，Ｓ
Ｐs1′，ＳＰs2′が形成される。

【００１９】この場合、４分割フォトダイオード部２１
０Ｍを構成する４個のダイオードＤａ〜Ｄｄの検出信号
をＳａ〜Ｓｄとし、２分割フォトダイオード部２１０Ｓ
₁を構成する２個のダイオードＤｅ，Ｄｆの検出信号を
Ｓe，Ｓfとし、さらに２分割フォトダイオード部２１０
Ｓ₂を構成する２個のフォトダイオードＤｇ，Ｄｈの検
出信号をＳg，Ｓhとするとき、再生信号Ｓｐ、トラッキ
ングエラー信号Ｅ_T、フォーカスエラー信号Ｅ_Fは、それ
ぞれ以下の演算により得られる。すなわち、再生信号Ｓ
ｐの演算式は、Ｓｐ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄである。
また、トラッキングエラー信号Ｅ_Tの演算式は、Ｅ_T＝
［（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）］−Ｋ［（Ｓｅ−Ｓ
ｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）］である。ここで、Ｋは、対物レ
ンズ２０７が移動してフォトダイオード部２１０Ｍ，２
１０Ｓ₁，２１０Ｓ₂に形成されるスポットＳＰｍ′，Ｓ
Ｐs1′，ＳＰs2′の位置にオフセットが生じた場合で
も、トラッキングエラー信号Ｅ_Tの直流成分が一定とな
るような値に設定されている。

【００２０】また、図９に戻って、グレーティング２０
４より出射され、偏光ビームスプリッタ２０５の偏光膜
２０５ａで反射されるレーザビームはフロントＡＰＣ
（AutoPower Control）用のフォトディテクタ２１１に
入射される。このフォトディテクタ２１１の検出信号が
レーザパワー検出出力Ｓ_PCとなり、レーザパワーの制御
に使用される。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すような三角
プリズム１２０と同様の構成のアナモルフィックプリズ
ム２０３を使用した図９に示す光学ピックアップにおい
ては、半導体レーザ２０１より放射されるレーザビーム
ＬＢの波長が環境温度によって変化したとき、プリズム
２０３より出射されるレーザビームＬＢの方向が設計値
からずれる（図８の実線参照）。

【００２２】実際に量産されている半導体レーザでは、
出射パワーが５ｍＷから３０ｍＷになると波長が約５ｎ
ｍだけ変化することがわかっている。そして、プリズム
２０３の頂角φ＝３８．１゜、レーザビームＬＢの入射
角θa＝６９．４゜、プリズム２０３を構成する硝材が
ＢＫ７（アッベ数は６４．１）であるとき（入射角θ
a、頂角φは図８参照）、波長約５ｎｍの変化で、プリ
ズム２０３より出射されるレーザビームＬＢの方向は初
期値から０．１１ｍｒａｄだけ傾く。そのため、対物レ
ンズ２０７の焦点距離が２．６ｍｍであるとき、ディス
ク２２０の記録面上ではスポットＳＰｍ，ＳＰs1，ＳＰ
s2（図１０Ａ参照）が例えば半径方向に約０．３μｍだ
け動くことになる。

【００２３】このスポットＳＰｍ，ＳＰs1，ＳＰs2の動
きの周波数がトラッキングサーボが追従する帯域内にあ
れば問題はない。しかし、相変化ディスク装置では、半
導体レーザ２０１より放射されるレーザビームＬＢのレ
ーザパワーを、データ（図１１Ａに図示）の「１」，
「０」の変化に応じて数１０ＭＨｚの高速で変調し（図
１１Ｂに図示）、このレーザパワーの強弱でディスク２
２０の記録面にデータを記録している。このとき、半導
体レーザ２０１の活性層付近の温度が高速で変化し、放
射されるレーザビームＬＢの波長が高速で変化する。そ
のため、ディスク２２０の記録面上ではスポットＳＰ
ｍ，ＳＰs1，ＳＰs2が高速で例えば半径方向に動き、ト
ラックに対する記録パターンが、図１２Ｂに示すように
ウォブルしたものとなる。これは、高密度化のためにト
ラックピッチが狭くなればなるほど記録再生特性に悪影
響を及ぼすものとなる。なお、図１２Ａはトラックに沿
った理想的な記録パターンを示している。

【００２４】上述した点に鑑み、この発明では、レーザ
ビームの断面形状を整形するためのアナモルフィックプ
リズムを有するものにおいて、記録時のレーザビームの
振れを小さくし、高密度記録に適用して好適な光学ピッ
クアップ等を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光学ピッ
クアップは、レーザビームの断面形状を整形するための
アナモルフィックプリズムを有してなる光学ピックアッ
プにおいて、アナモルフィックプリズムは入射レーザビ
ームの波長の変化による出射レーザビームの振れを小さ
くするように複数種類の硝材の組み合わせで構成される
ものである。例えば、アナモルフィックプリズムは２種
類の硝材の組み合わせで構成され、レーザビームの入射
側に屈折率の小さな硝材が配され、その出射側に屈折率
の大きな硝材が配される。

【００２６】また、この発明に係るディスク装置は、デ
ィスク媒体の記録面に光学ピックアップより出射される
レーザビームを照射して記録または再生を行うディスク
装置において、光学ピックアップはレーザビームの断面
形状を整形するためのアナモルフィックプリズムを有
し、このアナモルフィックプリズムは入射レーザビーム
の波長の変化による出射レーザビームの振れを小さくす
るように複複数種類の硝材の組み合わせで構成されるも
のである。

【００２７】例えば、半導体レーザより放射されるレー
ザビームＬＢはアナモルフィックプリズムでその断面形
状が整形され、その後にディスク媒体の記録面に照射さ
れる。例えば、アナモルフィックプリズムは２種類の硝
材が組み合わされて構成され、レーザビームは最初屈折
率の小さな硝材を透過し、その次に屈折率の大きな硝材
を透過する。

【００２８】レーザビームの波長が変化するとき、入射
側の硝材では屈折率の変化によりレーザビームの方向が
設計値よりずれる。このとき、出射側の硝材でも屈折率
の変化によってレーザビームの方向が設計値よりずれ
る。この場合、入射側の硝材は屈折率が小さく、出射側
の硝材は屈折率が大きいことから、出射側の硝材でのレ
ーザビームの方向の設計値からのずれは非常に小さくな
る。

【００２９】例えば半導体レーザより放射されるレーザ
ビームのレーザパワーの強弱でディスク媒体にデータを
記録する際、半導体レーザの活性層付近の温度がデータ
に応じて変化し、レーザビームの波長も変化するが、こ
の波長の変化によるアナモルフィックプリズムより出射
されるレーザビームの方向の設計値からのずれは上述し
たように非常に小さく、トラックに対して記録パターン
がウォブルすることがなく、ディスク媒体にはトラック
に沿ったほぼ理想的な記録パターンが形成される。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、この
発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形
態としての相変化ディスク装置１０の構成を示してい
る。

【００３１】このディスク装置１０は、相変化ディスク
１１を角速度一定で回転駆動するためのスピンドルモー
タ１２と、後述するように半導体レーザ、対物レンズ、
フォトディテクタ等から構成される光学ピックアップ１
３と、この光学ピックアップ１３のレーザダイオードを
駆動するためのレーザ駆動回路１４とを有している。

【００３２】レーザ駆動回路１４には、光学ピックアッ
プ１３よりレーザパワー検出出力Ｓ_DPが供給されると共
に、後述するシステムコントローラよりパワー制御信号
Ｓ_PCが供給され、光学ピックアップ１３の半導体レーザ
より放射されるレーザビームＬＢのレーザパワーが記録
時および再生時のそれぞれで最適パワーとなるように制
御される。

【００３３】レーザ駆動回路１４には、データ書き込み
時に、後述するチャネルエンコーダ／デコーダより記録
データＤｒが供給される。そのため、光学ピックアップ
１３の半導体レーザは、データ書き込み時には、記録デ
ータＤｒに対応してレーザパワーが変化するようにレー
ザ駆動回路１４で駆動される。これにより、ディスク１
１の記録面に記録データＤｒがマークとして記録され
る。光学ピックアップ１３からは、記録時および再生時
には、ディスク１１からの再生信号Ｓｐが得られる他、
ＤＰＰ法によるトラッキングエラー信号Ｅ_Tおよび非点
収差法によるフォーカスエラー信号Ｅ_Fが得られる。

【００３４】また、ディスク装置１０は、ＣＰＵ（cent
ral processing unit）を備えるサーボ回路１５を有し
ている。サーボ回路１５には光学ピックアップ１３より
出力されるエラー信号Ｅ_T，Ｅ_Fが供給される。サーボ回
路１５の動作は後述するシステムコントローラによって
制御される。このサーボ回路１５によって、トラッキン
グコイルやフォーカスコイル、さらには光学ピックアッ
プ１３をラジアル方向に移動させるためのリニアモータ
を含むアクチュエータ１６が制御され、トラッキングや
フォーカスのサーボが行われ、また光学ピックアップ１
３のラジアル方向への移動が制御される。さらに、サー
ボ回路１５によって、スピンドルモータ１２の回転が制
御され、ディスク１１が角速度一定で回転するようにさ
れる。

【００３５】また、ディスク装置１０は、ＣＰＵを備え
るシステムコントローラ（以下、「シスコン」という）
１７と、データを連続的に入力して離散的に出力あるい
はその逆の動作をさせるために必要なバッファメモリ１
８とを有している。シスコン１７はシステム全体を制御
するためのものである。ディスク装置１０は、このシス
コン１７を通じてホストコンピュータ（図示せず）に接
続される。

【００３６】また、ディスク装置１０は、ホストコンピ
ュータからシスコン１７およびバッファメモリ１８を通
じて供給される書き込みデータに対して誤り訂正符号の
付加処理を行うと共に、後述するチャネルエンコーダ／
デコーダより供給される読み出しデータに対して誤り訂
正処理を行うためのＥＣＣ（error correction code）
エンコーダ／デコーダ１９を有している。このＥＣＣエ
ンコーダ／デコーダ１９より出力される読み出しデータ
は、シスコン１７およびバッファメモリ１８を通じてホ
ストコンピュータに供給される。

【００３７】また、ディスク装置１０は、ＥＣＣエンコ
ーダ／デコーダ１９で誤り訂正符号が付加された書き込
みデータに対してディジタル変調処理をして記録データ
Ｄｒを得ると共に、後述するデータ識別器より出力され
る再生データＤｐに対してディジタル復調処理をして読
み出しデータを得るためのチャネルエンコーダ／デコー
ダ２０と、光学ピックアップ１３より得られる再生信号
Ｓｐに対して波形等化処理をする波形等化器２１と、こ
の波形等化器２１の出力信号にデータの識別処理をして
再生データＤｐを得るデータ識別器２２とを有してい
る。データ識別器２２は、２値化回路やビタビ復号器等
で構成される。

【００３８】また、ディスク装置１０は、ディスク１１
の各セクタのヘッダ部の再生信号Ｓｐに対応してデータ
識別器２２から得られる再生データＤｐよりアドレスデ
ータＡＤを得るためのアドレスデコーダ２３を有してい
る。このアドレスデータＡＤは、シスコン１７に供給さ
れ、データ書き込み時やデータ読み出し時におけるアク
セス制御に利用される。

【００３９】図１に示す相変化ディスク装置１０の動作
について説明する。

【００４０】データ書き込み時の動作について説明す
る。ホストコンピュータからの書き込みデータは、シス
コン１７およびバッファメモリ１８を介してＥＣＣエン
コーダ／デコーダ１９に供給されて誤り訂正符号が付加
され、その後にチャネルエンコーダ／デコーダ２０に供
給されてディジタル変調処理される。そして、チャネル
エンコーダ／デコーダ２０より出力される記録データＤ
ｒがレーザ駆動回路１４に供給される。これにより、光
学ピックアップ１３の半導体レーザより放射されるレー
ザビームＬＢが記録データＤｒに応じて光強度変調さ
れ、ディスク１１の記録面に記録データＤｒに対応した
マークが記録される。

【００４１】データ読み出し時の動作を説明する。光学
ピックアップ１３からの再生信号Ｓｐは波形等化器２１
で波形等化処理され、その後にデータ識別器２２でデー
タの識別が行われて再生データＤｐが得られる。そし
て、この再生データＤｐがチャネルエンコーダ／デコー
ダ２０に供給されてディジタル復調処理され、さらにＥ
ＣＣエンコーダ／デコーダ１９に供給されて誤り訂正処
理される。そして、ＥＣＣエンコーダ／デコーダ１９よ
り出力される読み出しデータはシスコン１７およびバッ
ファメモリ１８を介してホストコンピュータに供給され
る。

【００４２】次に、光学ピックアップ１３について詳細
に説明する。図２は、光学ピックアップ１３の構成を示
している。

【００４３】この光学ピックアップ１３は、レーザビー
ムＬＢを得るための半導体レーザ３１と、この半導体レ
ーザ３１より出力されるレーザビームＬＢを発散光より
平行光に整形するためのコリメータレンズ３２と、その
レーザビームＬＢの断面形状を整形するためのアナモル
フィックプリズム３３と、３ビームを形成するグレーテ
ィング（回折格子）３４とを有している。グレーティン
グ３４では、０次光によるメインビームＢｍと、ＤＰＰ
法のトラッキングのための１次光によるサイドビームＢ
s1，Ｂs2が形成される。

【００４４】アナモルフィックプリズム３３は、２種類
の硝材３３Ａ，３３Ｂが、例えば紫外線硬化型の接着剤
によって接着されて構成される。この場合、レーザビー
ムＬＢの入射側には屈折率の小さな硝材３３Ａが配さ
れ、その出射側には屈折率の大きな硝材３３Ｂが配され
る。例えば、硝材３３ＡとしてはＢＫ７（屈折率ｎ1＝
１．５１３８５）が使用され、硝材３３ＢとしてはＳＦ
１１（屈折率ｎ2＝１．７７５９７）が使用される。

【００４５】このように２種類の硝材３３Ａ，３３Ｂの
組み合わせでプリズム３３が構成されることで、レーザ
ビームＬＢの波長が変化したとき、プリズム３３より出
射されるレーザビームＬＢの方向の設計値からのずれは
非常に小さくなる。

【００４６】例えば、図３に示すように、硝材３３Ａ，
３３Ｂの頂角がそれぞれφ1，φ2で、その屈折率がそれ
ぞれｎ1，ｎ2であるとする。レーザビームＬＢの進行状
態が実線に示すように設計値通りである場合を考える。
プリズム３３の出射方向は出射面に対して垂直であると
する。この場合、硝材３３Ａに対する入射角θdと屈折
角θeとの関係は、スネルの法則より、（７）式で表さ
れる。 sinθd＝ｎ1sinθe ・・・（７）

【００４７】また、硝材３３Ｂに対する入射角θfと屈
折角θgとの関係は、スネルの法則より、（８）式で表
される。ここで、θf＝φ1−θeとなる。 ｎ1sinθｆ＝ｎ2sinθｇ ・・・（８）

【００４８】次に、レーザビームＬＢの波長がΔλだけ
変化することにより、レーザビームＬＢの進行状態が破
線に示すように変化した場合を考える。この場合、硝材
３３Ａ，３３Ｂの屈折率がそれぞれΔｎ1，Δｎ2だけ変
わるものとする。硝材３３Ａに対する入射角θdと屈折
角θe′との関係は（９）式で表される。 sinθd＝（ｎ1＋Δｎ1）sinθe′ ・・・（９）

【００４９】この場合、硝材３３Ａの入射面での屈折光
の振れΔθeは、（１０）式で表される。 Δθe＝θe−θe′ ＝sin^-（sinθd／ｎ1）−sin^-｛sinθd／（ｎ1＋Δｎ1）｝ ・・・（１０）

【００５０】また、硝材３３Ｂに対する入射角θf′と
屈折角θg′との関係は（１１）式で表される。 （ｎ1＋Δｎ1）sinθｆ′＝（ｎ2＋Δｎ2）sinθｇ′ ・・・（１１）

【００５１】この場合、硝材３３Ｂの入射面での屈折光
の振れΔθgは、（１２）式で表され、またプリズム３
３より出射されるレーザビームＬＢの出射角θhは、
（１３）式で表される。 Δθg＝θg′−θg ＝sin^-｛（ｎ1＋Δｎ1）・sinθf′／（ｎ2＋Δｎ2）｝ −sin^-｛ｎ1・sinθf／ｎ2） ・・・（１２） θh＝sin^-｛（ｎ2＋Δｎ2）sinΔθg｝ ・・・（１３）

【００５２】上述したように硝材３３Ａの屈折率は小さ
いと共に硝材３３Ｂの屈折率は大きいことから、（１
２）式に示す硝材３３Ｂの入射面での屈折光の振れΔθ
gは非常に小さくなる。したがって、（１３）式に示す
プリズム３３より出射されるレーザビームＬＢの出射角
θhも非常に小さい。つまり、レーザビームＬＢの波長
が変化したとき、プリズム３３より出射されるレーザビ
ームＬＢの方向の設計値からのずれは非常に小さくな
る。

【００５３】例えば、硝材３３ＡとしてＢＫ７を使用
し、硝材３３ＢとしてＳＦ１１を使用し、φ1＝４７．
８゜、φ2＝１７．８゜、θd＝６８．５゜とした場合、
レーザビームＬＢの波長の５ｎｍの変化に対して、レー
ザビームＬＢの出射角θhはほぼ０となる。

【００５４】また、図２に戻って、光学ピックアップ１
３は、光アイソレータを構成する偏光ビームスプリッタ
３５および１／４波長板３６と、レーザビームをディス
ク１１の記録面に照射するための対物レンズ３７とを有
している。この場合、光アイソレータによって、グレー
ティング３４より偏光ビームスプリッタ３５側にはレー
ザビームが供給されるが、その逆は禁止される。すなわ
ち、偏光ビームスプリッタ３５より１／４波長板３６に
入射されるレーザビームは直線偏光（Ｐ偏光）であっ
て、これが１／４波長板３６で円偏光とされる。これに
対して、対物レンズ３７より１／４波長板３６に入射さ
れるレーザビーム（円偏光）は、この１／４波長板３６
で直線偏光（Ｓ偏光）とされる。そのため、この１／４
波長板３６より偏光ビームスプリッタ３５に入射される
レーザビームは、偏光膜３５ａで反射され、さらに反射
面３５ｂで反射されて外部に出射される。

【００５５】また、光学ピックアップ１３は、偏光ビー
ムスプリッタ３５の反射面３５ｂで反射されて外部に出
射される平行光としてのレーザビームを集光させるため
の集光レンズ３８と、この集光レンズ３８より出射され
るレーザビームより再生信号Ｓｐや、トラッキングエラ
ー信号Ｅ_T、フォーカスエラー信号Ｅ_Fを得るためのフォ
トディテクタ４０と、集光レンズ３８とフォトディテク
タ４０との間に配されたマルチレンズ３９とを有してい
る。

【００５６】マルチレンズ３９は凹レンズおよび円筒レ
ンズの組み合わせで構成される。円筒レンズを使用する
のは、フォーカスエラー信号を周知の非点収差法で得る
ようにするためである。また、フォトディテクタ４０
は、図１０Ｂに示すように、４分割フォトダイオード部
４０Ｍと、２個の２分割フォトダイオード部４０Ｓ₁，
４０Ｓ₂とで構成される。

【００５７】また、光学ピックアップ１３は、フロント
ＡＰＣ用のフォトディテクタ４１を有している。

【００５８】次に、図２に示す光学ピックアップ１３の
動作について説明する。

【００５９】半導体レーザ３１から放射される発散光と
してのレーザビームＬＢは、コリメータレンズ３２によ
って平行光に整形され、その後にアナモルフィックプリ
ズム３３で断面形状が整形される。

【００６０】プリズム３３で整形されたレーザビームは
グレーティング３４に入射され、このグレーティング３
４によって３ビームが形成される。そして、このグレー
ティング３４より出射されるレーザビームは偏光ビーム
スプリッタ３５に入射される。この偏光ビームスプリッ
タ３５の偏光膜３５ａを透過するレーザビームは１／４
波長板３６で直線偏光（Ｐ偏光）より円偏光とされ、そ
の後に対物レンズ３７を介して相変化ディスク１１の記
録面に照射される。

【００６１】この場合、ディスク１１の記録面には、図
１０Ａに示すように、メインビームＢｍによるスポット
ＳＰｍと、サイドビームＢs1，Ｂs2によるスポットＳＰ
s1，ＳＰs2とが形成される。後述するようにトラッキン
グエラー信号をＤＰＰ法で得るため、スポットＳＰs1，
ＳＰs2は、スポットＳＰｍに対し、半径方向にトラック
ピッチの半分だけずれた位置に形成される。

【００６２】また、ディスク１１の記録面より反射され
るレーザビームは対物レンズ３７を介して１／４波長板
３６に入射される。このレーザビームは１／４波長板３
６で円偏光より直線偏光（Ｓ偏光）とされ、その後に偏
光ビームスプリッタ３５の偏光膜３５ａおよび反射面３
５ｂで順に反射される。そして、偏光ビームスプリッタ
３５より出射されるレーザビームは集光レンズ３８およ
びマルチレンズ３９を介してフォトディテクタ４０に入
射される。

【００６３】このフォトディテクタ４０を構成するフォ
トダイオード部４０Ｍ，４０Ｓ₁，４０Ｓ₂には、図１０
Ｂに示すように、それぞれ上述したディスク１１の記録
面に形成されたスポットＳＰｍ，ＳＰs1，ＳＰs2で反射
されたレーザビームによるスポットＳＰｍ′，ＳＰs
1′，ＳＰs2′が形成される。

【００６４】この場合、４分割フォトダイオード部４０
Ｍを構成する４個のフォトダイオードＤａ〜Ｄｄの検出
信号をＳａ〜Ｓｄとし、２分割フォトダイオード部４０
Ｓ₁を構成する２個のフォトダイオードＤｅ，Ｄｆの検
出信号をＳe，Ｓfとし、さらに２分割フォトダイオード
部４０Ｓ₂を構成する２個のフォトダイオードＤｇ，Ｄ
ｈの検出信号をＳg，Ｓhとするとき、再生信号Ｓｐ、ト
ラッキングエラー信号Ｅ_T、フォーカスエラー信号Ｅ
_Fは、図９に示した光学ピックアップと同様の演算で得
られる。

【００６５】また、グレーティング３４より出射され、
偏光ビームスプリッタ３５の偏光膜３５ａで反射される
レーザビームはフォトディテクタ４１に入射される。こ
のフォトディテクタ４１より検出信号としてレーザパワ
ー検出出力Ｓ_PCが得られ、これが上述したようにレーザ
パワーの制御に使用される。

【００６６】このように本実施の形態においては、光学
ピックアップ１３が有する、レーザビームの断面形状を
整形するためのアナモルフィックプリズム３３が２種類
の硝材３３Ａ，３３Ｂの組み合わせで構成されるもので
あり、半導体レーザ３１より放射されるレーザビームＬ
Ｂの波長が変化した場合にプリズム３３より出射される
レーザビームの方向の設計値からのずれは非常に小さく
なる。

【００６７】したがって、記録時に、半導体レーザ３１
の活性層付近の温度がデータに応じて変化し、レーザビ
ームＬＢの波長が変化しても、トラックに対して記録パ
ターンはほとんどウォブルすることがなく、ディスク１
１にはトラックに沿ったほぼ理想的な記録パターンを形
成でき、記録ジッタや消し残りを軽減できる。これによ
り、記録再生特性を良好にでき、トラックピッチの狭い
高密度記録に適用して好適なものとなる。

【００６８】なお、上述実施の形態においては、レーザ
ビームの断面形状を整形するためのアナモルフィックプ
リズム３３が２種類の硝材３３Ａ，３３Ｂの組み合わせ
で構成されるものを示したが、３種類以上の硝材の組み
合わせで構成し、半導体レーザ３１より放射されるレー
ザビームＬＢの波長が変化した場合にプリズム３３より
出射されるレーザビームの方向の設計値からのずれを小
さくするようにしてもよい。

【００６９】また、上述実施の形態においては、この発
明を相変化ディスク装置に適用したものであるが、この
発明は光学ピックアップにレーザビームの断面形状を整
形するためのアナモルフィックプリズムを有する光磁気
ディスク装置等のその他のディスク装置にも同様に適用
できることは勿論である。

【００７０】

【発明の効果】この発明によれば、レーザビームの断面
形状を整形するためのアナモルフィックプリズムを複数
種類、例えば２種類の硝材の組み合わせで構成するもの
であり、記録時のレーザビームの振れを非常に小さくで
き、ディスク媒体にトラックに沿ったほぼ理想的な記録
パターンを形成でき、記録ジッタや消し残りを軽減でき
る。したがって、記録再生特性を良好にでき、トラック
ピッチの狭い高密度記録に適用して好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態としての相変化ディスク装置の構成
を示すブロック図である。

【図２】実施の形態における光学ピックアップの構成を
示す図である。

【図３】光学ピックアップのアナモルフィックプリズム
の構成例を示す図である。

【図４】一般的な光学ピックアップの構成を示す図であ
る。

【図５】半導体レーザの放射特性を示す図である。

【図６】半導体レーザからのレーザビームの発散角を示
す図である。

【図７】三角プリズムのビーム拡大縮小機能を説明する
ための図である。

【図８】レーザビームの波長が変化した場合のレーザビ
ームの進行状態を説明するための図である。

【図９】アナモルフィックプリズム（三角プリズム）を
使用した光学ピックアップの構成例を示す図である。

【図１０】ディスク上のスポットとフォトディテクタ上
のスポットを示す図である。

【図１１】データとレーザパワーとの関係を示す図であ
る。

【図１２】理想的な記録パターンとウォブルした記録パ
ターンを示す図である。

【符号の説明】

１０・・・相変化ディスク装置、１１・・・相変化ディ
スク、１３・・・光学ピックアップ、１４・・・レーザ
駆動回路、１５・・・サーボ回路、１６・・・アクチュ
エータ、１７・・・システムコントローラ、１８・・・
バッファメモリ、１９・・・ＥＣＣエンコーダ／デコー
ダ、２０・・・チャネルエンコーダ／デコーダ、２１・
・・波形等化器、２２・・・データ識別器、２３・・・
アドレスデコーダ、３１・・・半導体レーザ、３２・・
・コリメータレンズ、３３・・・アナモルフィックプリ
ズム、３３Ａ，３３Ｂ・・・硝材、３４・・・グレーテ
ィング、３５・・・偏光ビームスプリッタ、３６・・・
１／４波長板、３７・・・対物レンズ、３８・・・集光
レンズ、３９・・・マルチレンズ、４０，４１・・・フ
ォトディテクタ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザビームの断面形状を整形するため
   のアナモルフィックプリズムを有してなる光学ピックア
   ップにおいて、 上記アナモルフィックプリズムは、入射レーザビームの
   波長の変化による出射レーザビームの振れを小さくする
   ように複数種類の硝材の組み合わせで構成されることを
   特徴とする光学ピックアップ。
2. 【請求項２】 上記アナモルフィックプリズムは２種類
   の硝材の組み合わせで構成され、 上記レーザビームの入射側に屈折率の小さな硝材が配さ
   れ、上記レーザビームの出射側に屈折率の大きな硝材が
   配されることを特徴とする請求項１に記載の光学ピック
   アップ。
3. 【請求項３】 ディスク媒体の記録面に光学ピックアッ
   プより出射されるレーザビームを照射して記録または再
   生を行うディスク装置において、 上記光学ピックアップは上記レーザビームの断面形状を
   整形するためのアナモルフィックプリズムを有し、この
   アナモルフィックプリズムは入射レーザビームの波長の
   変化による出射レーザビームの振れを小さくするように
   複数種類の硝材の組み合わせで構成されることを特徴と
   するディスク装置。