JPH1153754A

JPH1153754A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH1153754A
Application number: JP9211040A
Authority: JP
Inventors: Kenji Nagashima; 賢治長島; Hiroshi Goto; 博志後藤; Yoichi Saito; 陽一斉藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-08-05
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 1999-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の光ピックアップでは、光の波長が変化す
ると、ビーム整形プリズムの第一面に入射する光の入射
角が同じ角度であっても、その第二面から出射する光の
出射角が変化するという課題があった。【解決手段】光ピックアップが、所定のピッチｐを有す
るグレーティング１１を備えることによって、半導体レ
ーザー１が発する光の波長λが変化しても、その変化し
た各波長において、グレーティング１１が光を回折する
さいの光の曲がり角度が、ビーム整形プリズム４が光を
透過させるさいの光の曲がり角度をキャンセルし、ビー
ム整形プリズム４の第二面４ｂから出射する光は、常
に、その第二面４ｂから実質上垂直に出射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＶＤなどの光デ
ィスクに情報を記録および／または再生する光ピックア
ップに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報を記録および／または再生す
る光ディスクは、６５０ＭＢの容量のＣＤ−ＲＯＭに加
えて、４．７ＧＢの大容量のＤＶＤ−ＲＯＭが実用化さ
れてきており、また、リライタブル光ディスクもより身
近なものになってきている。したがって、例えばパソコ
ンのような、これら光ディスクを取り扱う装置では、光
ディスクに情報を記録および／または再生する光ピック
アップが、必要不可欠な存在となっている。

【０００３】このような従来の光ピックアップを図３を
参照して説明する。図３に示すように、先ず、半導体レ
ーザー１が光を出射し、コリメートレンズ２がその光を
平行ビームにして、その平行ビームが、回折格子３を通
過し、ビーム整形プリズム４によって水平方向のビーム
径のみが拡大され、ビームスプリッタ５をさらに透過
し、対物レンズ６によって光ディスク７上に集光され
る。そして、その光ディスク７上に集光された光は、光
ディスク７で反射し、再び対物レンズ６で集められ、ビ
ームスプリッタ５で検出レンズ８側に反射された後、検
出レンズ８、シリンダーレンズ９を透過し、受光素子１
０にて受光される。このように、従来の光ピックアップ
は、半導体レーザー１からの光を光ディスク７上に集光
し、その光ディスク７で反射した光を受光素子１０が受
光することによって、光ディスク７に情報を記録および
／または再生する装置である。

【０００４】ところで、光ディスク７には、径が０．５
μｍ程度の微小な実質上円形の情報エンボスあるいは濃
淡ピットが存在しており、情報は、その情報エンボスあ
るいは濃淡ピットに記録されている。また、その情報エ
ンボスあるいは濃淡ピットは、幅が１μｍ程度のトラッ
ク内に配置されているので、光ディスク７に情報を記録
および／または再生する場合、光ディスク７上に集光さ
れる光は、径が１μｍ以下の微小なスポットとなる必要
があり、また、そのスポットを情報エンボスあるいは濃
淡ピットに実質上合致させる必要がある。

【０００５】このため、光ピックアップは、光ディスク
７上に集光されるスポットを、その光ディスク７上の微
小な情報エンボスあるいは濃淡ピットに合致させるトラ
ッキングサーボとフォーカスサーボとを備えている。実
際には、フォーカスサーボが、非点収差法によりフォー
カス信号を検出し、スポットのピントを常に光ディスク
７上に合焦させ、トラッキングサーボが、３ビーム法に
よりトラック信号を検出し、スポットを正確にトラック
に追従させている。なお、このような非点収差法および
３ビーム法は、公知の技術であって、３ビーム法を用い
るために、回折格子３がコリメートレンズ２からの光を
３ビームに分割し、その結果、光ディスク７には、３つ
のスポットが形成されることになる。また、このような
非点収差法および３ビーム法を用いるために、光ピック
アップの受光素子１０は、複数の受光素子から構成され
ている。

【０００６】次に、ビーム整形プリズム４の構成をその
動作とともに図４を参照して説明する。図４は、回折格
子３からの３ビームのうち、真ん中のメインビームが、
頂角θのビーム整形プリズム４の第一面４ａの斜面に入
射角φ₁で入射し、第二面４ｂから垂直に出射した場合
のビームの行路を示す構成図である。ここで、φ₂をビ
ーム整形プリズム４に入射したビームの第一面４ａでの
屈折角、Ｄ₁をビーム整形プリズム４に入射したビーム
の水平方向の径、Ｄ₂をビーム整形プリズム４の第二面
４ｂから出射したビームの水平方向の径、ｎをビーム整
形プリズム４の屈折率、ｍをＤ₁に対するＤ₂の比を示す
ビーム整形倍率とすると、ｍ＝Ｄ₂／Ｄ₁＝cosφ₂／cosφ₁ の関係式が成り立つ。この式に、θ＝φ₂と、スネルの
法則sinφ₁＝ｎsinφ₂を代入すると、ｍ²＝（１−sin²θ）／（１−ｎ²sin²θ）の関係式が成り立ち、 sinθ＝√(ｍ²−１）／（ｍ²ｎ²−１） …（１）が導かれる。

【０００７】ところで、半導体レーザー１からの光の発
散角は、水平方向および垂直方向それぞれに８度、２０
度であるので、光ディスク７上に集光される光の形状
が、実質上円形となるためには、つまり、ビーム整形プ
リズム４の第二面４ｂから出射したビームの断面が円形
となるためには、ビーム整形倍率ｍは、上述した水平方
向の光の発散角に対する垂直方向の光の発散角の比であ
る２．５でなければならない。

【０００８】したがって、例えば、ビーム整形プリズム
４の材質が硝材のＳＦ１１であり、半導体レーザー１が
発する光の波長λが６６０ｎｍである場合、ビーム整形
プリズム４の屈折率ｎが、光の波長λに依存して１．７
７５５７１となるので、ビーム整形プリズム４の頂角θ
は、３１．９９度となる。なお、θ＝３１．９９度は、
（１）式に、ｍ＝２．５、ｎ＝１．７７５５７１を代入
して求められる。

【０００９】また、従来の光ピックアップは、図３に示
したように、ビーム整形プリズム４から光ディスク７ま
での距離が長く、厚みが厚いものであったので、図５に
示すように、その従来の光ピックアップを改良した、厚
みが薄い光ピックアップも存在している。その厚みが薄
い光ピックアップは、図３に示した、厚みが厚い光ピッ
クアップでのビーム整形プリズム４の代替として、反射
型ビーム整形プリズム１２を用い、その反射型ビーム整
形プリズム１２から光ディスク７までの距離を、厚みが
厚い光ピックアップのビーム整形プリズム４から光ディ
スク７までの距離に比べて、短くしている。このような
厚みが薄い光ピックアップは、例えば、ノートパソコン
に内蔵されている。なお、図５のシリンダーレンズ９と
受光素子１０は、半導体レーザー１、コリメートレンズ
２、回折格子３、ビーム整形プリズム４、ビームスプリ
ッタ５、反射型ビーム整形プリズム１２、および対物レ
ンズ６を含む平面に対して垂直な方向に設置されてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体レー
ザー１が発する光の波長λは、半導体レーザ１の周囲の
温度変化や、半導体レーザー１自身が発する光のパワー
の変化によって引き起こされる、半導体レーザー１自身
の温度変化に依存して変化する。また、ビーム整形プリ
ズム４の屈折率ｎが、光の波長λに依存しているので、
半導体レーザー１が発する光の波長λが変化すると、屈
折率ｎもそれに応じて変化する。このため、ビーム整形
プリズム４の第一面４ａに入射する光の入射角φ₁が同
じ角度であっても、ビーム整形プリズム４に入射する光
の波長λが変化すると、ビーム整形プリズム４の第二面
４ｂから出射する光の出射角は変化するので、光ディス
ク７上に集光されるスポットの位置も動いてしまう。

【００１１】ただし、半導体レーザー１の周囲の温度変
化を比較的小さくすることができるので、その半導体レ
ーザー１の周囲の温度が変化しても、半導体レーザー１
が発する光の波長λの変化は小さく、トラッキングサー
ボは、その波長λの変化に応じて変化する、光ディスク
７上に集光されるスポットの位置をトラックに追従させ
ることができる。

【００１２】しかしながら、光ディスク７に情報を記録
する場合では、実際には、情報を記録する動作と情報を
再生する動作が随時繰り返されており、情報を記録する
動作のときには、半導体レーザー１は大きなパワーの光
を発する必要があって、情報を再生する動作のときは、
半導体レーザー１が発する光のパワーは小さなパワーと
なっているので、それら記録と再生の動作が変わる毎に
半導体レーザー１が発する光のパワーは大きく変化する
ことになる。その結果、光のパワーの変化によって引き
起こされる、半導体レーザー１自身の温度変化も大きく
なり、半導体レーザー１が発する光の波長λの変化も大
きくなる。また、光ディスク７に情報を記録した後すぐ
に再生する場合や、情報を再生した後すぐに別の情報を
記録する場合など、記録と再生の動作をすぐに切り替え
る場合でも、同様に、半導体レーザー１が発する光のパ
ワーは大きく変化し、半導体レーザー１からの光の波長
λも大きく変化する。

【００１３】このように、半導体レーザー１が発する光
の波長λの変化が大きくなると、ビーム整形プリズム４
の第一面４ａに入射するビームの入射角φ₁が同じ角度
であっても、ビーム整形プリズム４の第二面４ｂから出
射するビームの出射角は大きく変化し、光ディスク７上
に集光されるスポットの位置も大きく動くので、トラッ
キングサーボは、その大きく動いたスポットの位置をト
ラックに追従させることができなくなる。

【００１４】図６は、半導体レーザー１が発する光の波
長λが、図４で用いた光の波長λから変化した場合、そ
の変化した波長の光によるビームが、ビーム整形プリズ
ム４を透過した光路を示す構成図である。ここで、θを
ビーム整形プリズム４の頂角、φ₁をビーム整形プリズ
ム４の第一面４ａの斜面に入射したビームの入射角、φ
₂をビーム整形プリズム４に入射したビームの第一面４
ａでの屈折角、φ₃をビーム整形プリズム４の第一面４
ａで屈折したビームとビーム整形プリズム４の第二面４
ｂに対する垂線とのなす角、φ₄をビーム整形プリズム
４の第二面４ｂから出射したビームの出射角であるとす
る。なお、θおよびφ₁それぞれは、図４で用いたθま
たはφ₁と同一のものである。このとき、ビーム整形プ
リズム４の屈折率ｎとスネルの法則により、 sinφ₁＝ｎsinφ₂ …（２）ｎsinφ₃＝sinφ₄ …（３）の関係式が成り立ち、また、φ₃＝φ₂−θ …（４）の関係式も成り立つ。

【００１５】したがって、例えば、ビーム整形プリズム
４の材質が硝材のＳＦ１１であり、そのビーム整形プリ
ズム４の頂角θが３１．９９度である場合、「従来の技
術」で述べたように、半導体レーザー１が発する光の波
長λが６６０ｎｍのとき、ビーム整形プリズム４の屈折
率ｎが１．７７５５７１となり、入射角φ₁＝７０．１
６８９度であれば、出射角φ₄＝０度、すなわち、ビー
ム整形プリズム４から出射するビームは、第二面４ｂか
ら垂直に出射することになる。しかしながら、半導体レ
ーザー１が発する光の波長λが、６６０ｎｍから６６５
ｎｍに変化すれば、ビーム整形プリズム４の屈折率ｎが
１．７７５０５６３と変化し、入射角φ ₁＝７０．１６
８９度が同じであっても、出射角φ₄＝０．０１８４１
５度となるので、対物レンズ６の焦点距離ｆol＝３ｍｍ
とすると、光ディスク７上に集光されるスポットの位置
は、ｆol・tanφ₄＝０．９６μｍ変化する。

【００１６】図７に、光ディスク７上に集光されるスポ
ットの位置の変化Ｏff Ｔrackと、情報エンボスあるい
は濃淡ピットで反射される光の量の損失の割合Ｊitter
との関係図を示す。図７に示すように、Ｏff Ｔrackが
０．１μｍまでは、Ｊitterが少ないので、安定した良
好な状態で、光ディスク７に情報を記録および／または
再生することができるが、Ｏff Ｔrackが０．１μｍを
越えると、Ｊitterも多くなるので、正確に、光ディス
ク７に情報を記録および／または再生することができな
くなる。図７を参照すると、上述したように、半導体レ
ーザー１が発する光の波長λが、６６０ｎｍから６６５
ｎｍに変化した場合、光ディスク７上に集光されるスポ
ットの位置が０．９６μｍ変化するので、光ディスク７
に情報を記録および／または再生することができなくな
る。なお、図７では、Ｏff Ｔrackが０であっても、Ｊi
tterは０になっていないが、これは、情報エンボスある
いは濃淡ピットの形状が正確に円形でないことによるも
のである。

【００１７】また、例えば、ビーム整形プリズム４の材
質が、波長に依存してビームを曲げる角度を変化させる
割合が硝材ＳＦ１１より小さい、硝材ＢＫ７である場
合、波長λ＝６６０ｎｍのとき、ビーム整形プリズム４
の屈折率ｎが１．５１３７４０となるので、ビーム整形
倍率ｍを考慮すると、（１）式よりθ＝３８．８８６度
となり、入射角φ₁＝７１．８５９０度であれば、ビー
ム整形プリズム４から出射する光は、その第二面４ｂか
ら垂直に出射することになるが、半導体レーザー１が発
する光の波長λが、６６０ｎｍから６６５ｎｍに変化す
ると、ビーム整形プリズム４の屈折率ｎも１．５１３５
８７６と変化し、入射角φ₁＝７１．８５９０度が同じ
であっても、出射角φ₄＝０．００７０４度となる。し
たがって、半導体レーザー１が発する光の波長λが６６
５ｎｍに変化した場合、対物レンズ６の焦点距離ｆol＝
３ｍｍとすると、光ディスク７上に集光されるスポット
の位置は、ｆol・tanφ₄＝０．３７μｍ変化することに
なり、光ディスク７に情報を記録および／または再生す
ることができなくなる。

【００１８】本発明は、このような従来の光ピックアッ
プでは、半導体レーザーが発する光の波長が変化する
と、ビーム整形プリズムに入射する光の入射角が同じ角
度であっても、ビーム整形プリズムから出射する光の出
射角が変化するという課題を考慮し、半導体レーザーが
発する光の波長が変化しても、ビーム整形プリズムから
出射する光の出射角が実質上変化しない光ピックアップ
を提供することを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の本発明は、光
を発する半導体レーザーと、前記半導体レーザーが発し
た光を平行ビームにするコリメートレンズと、前記ビー
ムを回折するグレーティングと、前記グレーティングが
回折した回折ビームの径を拡大するビーム整形プリズム
と、ビームをディスクに集光する対物レンズとを備え、
前記半導体レーザーが発した光の波長が所定の範囲で変
化した場合、各波長において、前記グレーティングが光
を回折するさいの光の曲がり角度は、前記ビーム整形プ
リズムが光を透過させるさいの光の曲がり角度をキャン
セルする関係になることを特徴とする光ピックアップで
ある。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００２１】（実施の形態１）本発明の実施の形態１の
光ピックアップの構成をその動作とともに述べる。

【００２２】図１に、本発明の実施の形態１の光ピック
アップの構成図を示す。

【００２３】半導体レーザー１が出射した光が、コリメ
ートレンズ２で平行ビームになり、回折格子３によって
３ビームが作成されて、所定のピッチｐを有するグレー
ティング１１に入射する。なお、半導体レーザー１が出
射した光の波長λは、６６０ｎｍであり、また、その光
は、水平方向および垂直方向それぞれに、角度８度、２
０度発散する。

【００２４】そして、グレーティング１１に入射した３
ビームは、グレーティング１１によって回折され、ビー
ム整形プリズム４の第一面４ａに入射し、ビーム整形プ
リズム４の第二面４ｂから出射するビームの断面が円形
となるように、水平方向のビーム径のみが２．５倍拡大
されて、ビーム整形プリズム４の第二面４ｂに対して垂
直に出射する。なお、２．５倍は、水平方向の光の発散
角８度に対する、垂直方向の光の発散角２０度の比であ
る。また、ビーム整形プリズム４では、垂直方向のビー
ム径は拡大されない。さらに、ビーム整形プリズム４の
材質は、硝材のＳＦ１１であり、そのビーム整形プリズ
ム４の頂角θは、３１．９９度であって、そのビーム整
形プリズム４の屈折率ｎは、波長λの変化△λに実質上
正比例して変化するものとする。

【００２５】次に、ビーム整形プリズム４を出射した３
ビームそれぞれは、ビームスプリッタ５を透過し、対物
レンズ６によって光ディスク７上に３ビームそれぞれの
スポットとして集光される。

【００２６】その後、それら光ディスク７上に集光され
た光は、光ディスク７で反射し、再び対物レンズ６で集
められ、ビームスプリッタ５で検出レンズ８側に反射
し、検出レンズ８およびシリンダーレンズ９を通り、受
光素子１０にて受光される。

【００２７】また、本発明の実施の形態１の光ピックア
ップは、「従来の技術」で述べたような、非点収差法に
よりフォーカス信号を検出し、スポットのピントを常に
光ディスク７上に合焦させるフォーカスサーボと、３ビ
ーム法によりトラック信号を検出し、スポットを正確に
トラックに追従させるトラッキングサーボとを備えてお
り、それらフォーカスサーボとトラッキングサーボと
が、光ディスク７上に集光されるスポットを、その光デ
ィスク７上の微小な情報エンボスあるいは濃淡ピットに
合致させている。

【００２８】このように、本発明の実施の形態１の光ピ
ックアップは、半導体レーザー１からの光を光ディスク
７上に集光し、その光ディスク７で反射した光を受光素
子１０が受光することによって、光ディスク７に情報を
記録および／または再生している。

【００２９】ところで、「発明が解決しようとする課
題」で述べたように、光ディスク７に情報を記録する場
合など、半導体レーザー１が発する光の波長λが変化す
る場合がある。このように、半導体レーザー１が発する
光の波長λが変化すると、ビーム整形プリズム４の屈折
率ｎも、波長λの変化△λに実質上正比例して変化する
ので、ビーム整形プリズム４に入射する入射角φ₁が、
波長λが変化する前の光の入射角φ₁と同じであって
も、ビーム整形プリズム４を出射する光の出射角φ
₄は、波長λの変化△λに実質上正比例して変化するこ
とになる。その結果、光ディスク７上に集光されたスポ
ットの位置も変化し、正確に、光ディスク７に情報を記
録および／または再生することができなくなる。

【００３０】そこで、実施の形態１の光ピックアップ
は、半導体レーザー１が発する光の波長λが変化して
も、正確に、光ディスク７に情報を記録および／または
再生することができるようにするグレーティング１１を
備えている。そのグレーティング１１は、半導体レーザ
ー１が発する光の波長λが変化しても、その変化した各
波長において、グレーティング１１が光を回折するさい
の光の曲がり角度が、ビーム整形プリズム４が光を透過
させるさいの光の曲がり角度をキャンセルするものであ
る。

【００３１】そのグレーティング１１は、所定のピッチ
ｐを有しているために、光を回折することができ、その
所定のピッチｐによって、グレーティング１１が光を回
折するさいの光の曲がり角度が、ビーム整形プリズム４
が光を透過させるさいの光の曲がり角度をキャンセルす
るものであるから、グレーティング１１は、適切なピッ
チｐを有する必要がある。

【００３２】次に、以下に示す（５）および（６）式に
基づいて、グレーティング１１の適切なピッチｐを求め
る手順を述べる。そのグレーティング１１によって回折
された光の１次回折光の回折角をωとすると、半導体レ
ーザー１が発する光の波長λと、グレーティング１１の
ピッチｐとを用いると、ｐ＝λ／sinω …（５）の関係式が成り立つので、半導体レーザー１が発する光
の波長λの変化△λによる回折角ωの変化△ωは、 △ω／△λ＝tanω／λ …（６）と表現される。

【００３３】また、「発明が解決しようとする課題」で
述べたように、半導体レーザー１が発する光の波長λが
６６０ｎｍで、ビーム整形プリズム４に入射する入射角
φ₁が７０．１６８９度であったときに出射角φ₄が０で
あって、半導体レーザー１が発する光の波長λが６６０
ｎｍから６６５ｎｍに変化した場合、入射角φ₁が、波
長λが６６０ｎｍの光の入射角φ₁と同じ７０．１６８
９度であっても、出射角φ₄は０ではなく０．０１８４
１５度となる。

【００３４】したがって、（５）および（６）式に基づ
いてピッチｐを求めるためには、先ず、グレーティング
１１によって回折された光の１次回折光の回折角ωを、
ビーム整形プリズム４が水平方向のビーム径を２．５倍
拡大することを考慮して（６）式を利用し、２．５・
（０．０１８４１５／５）＝tanω／６６０の式を解い
て、ω＝６．０５５度を求め、次に、このωの値を
（５）式に代入して、ピッチｐを求めればよい。実施の
形態１では、グレーティング１１が有するピッチｐは、
６．２６μｍとなる。

【００３５】このように、実施の形態１の光ピックアッ
プが、ピッチｐ＝６．２６μｍを有するグレーティング
１１を備えることによって、半導体レーザー１が発する
光の波長λが変化しても、その変化した各波長におい
て、グレーティング１１が光を回折するさいの光の曲が
り角度が、ビーム整形プリズム４が光を透過させるさい
の光の曲がり角度をキャンセルし、出射角φ₄が、常に
実質上０度となるので、半導体レーザー１が発する光の
波長λが変化しても、正確に、光ディスク７に情報を記
録および／または再生することができるようになる。

【００３６】（実施の形態２）本発明の実施の形態２の
光ピックアップの構成をその動作とともに述べる。

【００３７】図２に、本発明の実施の形態２の光ピック
アップの構成図を示す。図５に示し、「従来の技術」で
述べた、厚みが薄い光ピックアップと同様に、本発明の
実施の形態２の光ピックアップは、本発明の実施の形態
１の光ピックアップのビーム整形プリズム４の代替とし
て、反射型ビーム整形プリズム１２を用い、その反射型
ビーム整形プリズム１２から光ディスク７までの距離
を、本発明の実施の形態１の光ピックアップのビーム整
形プリズム４から光ディスク７までの距離に比べて、短
くしている。なお、実施の形態１の各構成手段と同じ符
号を有する構成手段は、実施の形態１の各構成手段が行
う動作と同等な動作を行う構成手段である。また、上述
した厚みが薄い光ピックアップと同様に、図２に示す、
本発明の実施の形態２の光ピックアップのシリンダーレ
ンズ９と受光素子１０は、半導体レーザー１、コリメー
トレンズ２、回折格子３、ビーム整形プリズム４、ビー
ムスプリッタ５、グレーティング１１、反射型ビーム整
形プリズム１２、および対物レンズ６を含む平面に対し
て垂直な方向に設置されている。

【００３８】このような本発明の実施の形態２の光ピッ
クアップでは、先ず、半導体レーザー１が光を出射し、
その光が、コリメートレンズ２で平行ビームになり、回
折格子３によって３ビームが作成されて、ビームスプリ
ッタ５を透過し、所定のピッチを有するグレーティング
１１に入射する。

【００３９】そして、グレーティング１１に入射した３
ビームは、グレーティング１１によって回折され、反射
型ビーム整形プリズム１２の第一面１２ａに入射し、屈
折して、反射型ビーム整形プリズム１２の第二面１２ｂ
で反射し、反射型ビーム整形プリズム１２の第一面１２
ａから、入射方向と９０度偏向されて、対物レンズ６に
対して垂直に出射する。このとき、実施の形態１のビー
ム整形プリズム４と同様にして、反射型ビーム整形プリ
ズム１２の第一面１２ａから出射する光の断面が円形と
なるように、水平方向のビーム径のみが２．５倍拡大さ
れる。なお、反射型ビーム整形プリズム１２では、垂直
方向のビーム径は拡大されない。また、実施の形態１に
おいて、半導体レーザー１が発する光の波長λが変化し
た場合、その変化した各波長において、グレーティング
１１が光を回折するさいの光の曲がり角度が、ビーム整
形プリズム４が光を透過させるさいの光の曲がり角度を
キャンセルしたように、実施の形態２においても、半導
体レーザー１が発する光の波長λが変化した場合、その
変化した各波長において、グレーティング１１が光を回
折するさいの光の曲がり角度が、反射型ビーム整形プリ
ズム１２が光を透過させるさいの光の曲がり角度をキャ
ンセルする。

【００４０】その後、反射型ビーム整形プリズム１２を
出射した３ビームそれぞれは、対物レンズ６によって、
光ディスク７上に３ビームそれぞれのスポットとして集
光される。

【００４１】さらに、それら集光された光は、光ディス
ク７で反射し、再び対物レンズ６で集められ、上述した
グレーティング１１からのビームが、反射型ビーム整形
プリズム１２を経て対物レンズ６に通過した光路と逆の
光路を通って、反射型ビーム整形プリズム１２を透過す
る。このとき、反射型ビーム整形プリズム１２におい
て、水平方向のビーム径のみが２．５倍縮小される。そ
の反射型ビーム整形プリズム１２を透過した光は、グレ
ーティング１１で再び回折され、ビームスプリッタ５に
入射し、ビームスプリッタ５で検出レンズ８側に反射さ
れ、検出レンズ８およびシリンダーレンズ９を通り、受
光素子１０にて受光される。

【００４２】このように、本発明の実施の形態２の光ピ
ックアップは、半導体レーザー１からの光を光ディスク
７上に集光し、その光ディスク７で反射した光を受光素
子１０が受光することによって、光ディスク７に情報を
記録および／または再生している。

【００４３】なお、グレーティング１１と反射型ビーム
整形プリズム１２が、対物レンズ６とビームスプリッタ
５の間の光路に設置されているため、半導体レーザー１
からグレーティング１１の光路、および、検出レンズ８
から受光素子１０の光路それぞれについて、水平方向の
ビーム径は、つまり、図２の面内方向のビーム径は、対
物レンズ６に入射および出射するビームの径よりも小さ
くなる。そのため、上述した２光路それぞれについて
も、実施の形態１の半導体レーザー１からグレーティン
グ１１、および、検出レンズ８から受光素子１０の光路
それぞれに比べて、距離は短くなり、コリメートレンズ
２、回折格子３、ビームスプリッタ５、検出レンズ８、
および、シリンダーレンズ９それぞれは、実施の形態１
のコリメートレンズ２、回折格子３、ビームスプリッタ
５、検出レンズ８、または、シリンダーレンズ９に比べ
て、小さくなっている。したがって、本発明の実施の形
態２の光ピックアップは、上述した２光路それぞれにつ
いても、薄型化されている。

【００４４】また、グレーティング１１と反射型ビーム
整形プリズム１２が、対物レンズ６とビームスプリッタ
５の間の光路に設置されているため、光ディスク７で反
射し、受光素子１０が受光する光は、半導体レーザー１
が発する光の波長λが変化しても、波長λの変化△λの
影響をうけることがない。したがって、フォーカス信号
およびトラック信号には、誤差信号が入り込まず、フォ
ーカスサーボおよびトラッキングサーボは、光ディスク
７上に集光されるスポットを、容易に、その光ディスク
７上の微小な情報エンボスあるいは濃淡ピットに合致さ
せることができる。

【００４５】なお、本発明では、ビーム分岐手段として
ビームスプリッタ５を用いた。

【００４６】また、実施の形態１で述べたように、フォ
ーカスサーボが、非点収差法によりフォーカス信号を検
出し、スポットのピントを常に光ディスク７上に合焦さ
せ、トラッキングサーボが、３ビーム法によりトラック
信号を検出し、スポットを正確にトラックに追従させて
いるので、本発明の光ピックアップの受光素子１０は、
複数の受光素子から構成されている。

【００４７】また、実施の形態１では、ビーム整形プリ
ズム４の材質が硝材のＳＦ１１、そのビーム整形プリズ
ム４の頂角θが３１．９９度であるとしたが、ビーム整
形プリズム４の材質は、硝材のＢＫ７であり、そのビー
ム整形プリズム４の頂角θは、３８．８８６度であって
もよい。そして、実施の形態１では、ビーム整形プリズ
ム４の材質が硝材のＳＦ１１、そのビーム整形プリズム
４の頂角θが３１．９９度であり、半導体レーザー１が
発する光の波長λが６６０ｎｍであったので、グレーテ
ィング１１のピッチｐは、６．２６μｍであるとした
が、上述したように、ビーム整形プリズム４の材質が硝
材のＢＫ７、そのビーム整形プリズム４の頂角θが３
８．８８６度である場合、半導体レーザー１が発する光
の波長λが６６０ｎｍから６６５ｎｍに変化したとき、
入射角φ₁が、「従来の技術」で述べたように、波長λ
が６６０ｎｍの光がビーム整形プリズム４に入射した入
射角φ ₁と同じ７１．８５９０度であっても、出射角φ₄
は０ではなく０．００７０４度となるので、ビーム整形
プリズム４が水平方向のビーム径を２．５倍拡大するこ
とを考慮し、（６）式を参照して、２．５・（０．００
７０４／５）＝tanω／６６０の式を解いてω＝２．３
２３度を求め、このωを（５）式に代入して、ピッチｐ
＝１６．２８μｍを求めて、グレーティング１１のピッ
チｐは、１６．２８μｍであるとしてもよい。要する
に、本発明のグレーティングは、半導体レーザーが発す
る光の波長が変化した場合、その変化した各波長におい
て、グレーティングが光を回折するさいの光の曲がり角
度が、ビーム整形プリズムが光を透過するさいの光の曲
がり角度をキャンセルする関係を有するものでありさえ
すればよい。

【００４８】また、本発明のグレーティング１１は、そ
のグレーティング１１によって回折された光の１次回折
光の強度を強めるために、ブレーズ化したものであって
もよい。

【００４９】また、本発明の半導体レーザー１が発する
光の波長は、６６０ｎｍや６６５ｎｍに限ることはな
く、その光の発散角も、水平方向および垂直方向それぞ
れに、角度８度、２０度に限ることはない。また、本発
明のビーム整形プリズムの材質も硝材のＳＦ１１や硝材
のＢＫ７に限ることはなく、その場合、その形状は、材
質や、半導体レーザー１が発する光の波長等を考慮して
特定されればよい。さらに、グレーティング１１のピッ
チｐは、半導体レーザー１が発する光の波長、ビーム整
形プリズムの材質、形状、およびビーム整形プリズムに
入射するビームの入射角等を考慮し、実施の形態１の
（５）および（６）式を利用して、求めてやればよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、半導体レーザーが発する光の波長が変化
しても、ビーム整形プリズムから出射する光の出射角が
実質上変化しない光ピックアップを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の光ピックアップの構成
図

【図２】本発明の実施の形態２の光ピックアップの構成
図

【図３】従来の光ピックアップの構成図

【図４】ビームが、図３に示したビーム整形プリズムの
第一面の斜面に入射し、第二面から垂直に出射した場合
のビームの行路を示す構成図

【図５】図３に示した、従来の厚みが厚い光ピックアッ
プを改良した、厚みが薄い光ピックアップの構成図

【図６】半導体レーザーが発する光の波長が、図４で用
いた光の波長から変化した場合、ビーム整形プリズムを
透過したビームの行路を示す構成図

【図７】光ディスク上に集光されるスポットの位置の変
化Ｏff Ｔrackと、情報エンボスあるいは濃淡ピットで
反射される光の量の損失の割合Ｊitterとの関係図

【符号の説明】

１半導体レーザー２コリメートレンズ３回折格子４ビーム整形プリズム４ａビーム整形プリズム４の第一面４ｂビーム整形プリズム４の第二面５ビームスプリッタ６対物レンズ７光ディスク８検出レンズ９シリンダーレンズ１０受光素子１１グレーティング１２反射型ビーム整形プリズム１２ａ反射型ビーム整形プリズム１２の第一面１２ｂ反射型ビーム整形プリズム１２の第二面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光を発する半導体レーザーと、前記半導体
レーザーが発した光を平行ビームにするコリメートレン
ズと、前記ビームを回折するグレーティングと、前記グ
レーティングが回折した回折ビームの径を拡大するビー
ム整形プリズムと、ビームをディスクに集光する対物レ
ンズとを備え、前記半導体レーザーが発した光の波長が
所定の範囲で変化した場合、各波長において、前記グレ
ーティングが光を回折するさいの光の曲がり角度は、前
記ビーム整形プリズムが光を透過させるさいの光の曲が
り角度をキャンセルする関係になることを特徴とする光
ピックアップ。
【請求項２】前記ディスクからの反射光を分岐するビー
ム分岐手段を備え、前記グレーティングと前記ビーム整
形プリズムは、前記ビーム分岐手段と前記対物レンズと
の間の光路に設置されたことを特徴とする請求項１記載
の光ピックアップ。