JP2993391B2 - 光ピックアップ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ピックアップ、特
に、透明基板の表面から信号面までの距離が異なるよう
なものとして構成されている２種類の光ディスク、ある
いは透明基板の表面から信号面までの距離を異している
２つの信号面が設けられている２層構造の光ディスクか
らの記録情報の読出しに用いられる光ピックアップに関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種の情報信号を高い記録密度で記録し
たいという要望の高まりにつれて、近年来、色々な構成
原理や動作原理に基づいて作られた情報記録媒体によっ
て、情報信号の高密度記録再生が行なわれるようになっ
た。例えば情報記録媒体における強磁性体の記録層に情
報信号に応じた磁気記録を行なったり、もしくは光磁気
記録媒体を用いて記録再生を行なったり、あるいは例え
ば、情報記録媒体の信号面に、情報信号に応じた凹凸を
形成させて情報信号の記録を行ない、前記の記録された
情報信号を光学的な手段によって再生することが既に実
用されている。

【０００３】そして、安定な動作を行なう半導体レーザ
が容易に得られるようになったのに伴い、レーザ光を用
いて高密度記録再生を行なうようにした各種の光学的記
録媒体（以下、光ディスクと記載されることもある）
が、非接触状態での記録再生が可能なことから、傷や塵
埃に強く、また、高密度記録により大きな記憶容量が得
られる等の利点を有するために、既に実用化されたり、
あるいは実用化のための研究開発が行なわれている現状
にあることは周知のとおりであって、幾何学的な凹部あ
るいは凸部として形成されているピットにより情報信号
が記録された原盤から大量に複製された記録済み光ディ
スク(再生専用の光ディスク)として、例えばコンパクト
・ディスクが普及している他、書換え可能な光ディスク
としても、例えば光磁気ディスクその他の光ディスク
が、例えばオフィス用ファイルメモリ、その他の用途で
実用化されている。

【０００４】ところで、前記した光ディスクから情報信
号を光学的に読出す場合に使用される光ピックアップ
（光学ヘッド）は、周知のように記録情報の光信号を扱
う構成部分と、自動フォーカス制御系、自動トラッキン
グ制御系、自動チルト制御系等の自動制御のための構成
部分とを含んで構成されている。すなわち、光ピックア
ップは、例えば半導体レーザから放射された再生光を、
アフォーカル光学系を介し、あるいはアフォーカル光学
系を介さずに対物レンズに入射させて、光ディスクにお
ける透明基板の表面から、予め定められて距離の位置に
設けられている信号面に、前記した対物レンズによって
集束された再生光の微小な光点を結像させ、前記した信
号面上に形成された再生光の微小な光点からの反射光
を、少なくとも対物レンズを含んで構成されている光学
系を介して、例えば、所謂、４分割光検出器に与えて、
前記の４分割光検出器に接続された加算器、減算器等か
らなる演算回路から、記録情報信号、フォーカス誤差信
号、トラッキング誤差信号等が出力できるように構成さ
れている。

【０００５】そして、前記した光ピックアップは、それ
で再生の対象にしている光ディスクの構造の相違と対応
して、光学系の構成を異にしているものが必要とされ
る。すなわち、従来、光ディスクの１つとして広く普及
しているＣＤ（コンパクトディスク）は、透明基板の表
面から１.２ｍｍの位置に信号面が設置されていたか
ら、前記したＣＤ再生用の光ピックアップは、透明基板
の表面から１.２ｍｍの位置に信号面が設置されている
光ディスクからの情報信号の読取り動作を良好に行なう
ことができる。ところが、最近になりＣＤよりも高密度
記録が行なえるようにした光ディスクとして、透明基板
の表面から０.６ｍｍの位置に信号面が設置されている
ような光ディスクや、透明基板の表面から０.６ｍｍの
位置に信号面が設置されている他に、透明基板の表面か
ら１.２ｍｍの位置にも信号面が設置されているような
積層構造の光ディスクも出現して来た。

【０００６】既述のように、光ピックアップはそれで再
生の対象にしている光ディスクの構造の相違と対応し
て、光学系の構成を異にしているものが必要とされるか
ら、前記のように、透明基板の表面から１.２ｍｍの位
置に信号面が設置されているような構成を備えているＣ
Ｄ（コンパクトディスク）の再生のための光ピックアッ
プを用いたのでは、透明基板の表面から０.６ｍｍの位
置に信号面が設置されているような構成を備えている光
ディスクからの情報信号の読出しを正確に行なうことは
できない。前記の問題を解決するために、従来、例えば
特開平６ー２５９８０４号に開示されているように、２
個の半導体レーザを使用して、前記した２個の半導体レ
ーザの内の一方のものから放射されたレーザ光を用い
て、透明基板の表面から１.２ｍｍの位置に信号面が設
置されているような構成を備えているＣＤ（コンパクト
ディスク）からの情報信号の読出しが行なわれるよう
に、また、前記した２個の半導体レーザの内の他方のも
のから放射されたレーザ光を用いて、透明基板の表面か
ら０.６ｍｍの位置に信号面が設置されているような構
成を備えている光ディスクからの情報信号の読出しが行
なわれるように構成させた光ピックアップが提案され
た。

【０００７】また、前記の問題を解決できる他の提案と
しては、例えば１９９４年の秋の応用物理学会学術講演
報告の１９ｐ−Ｓ−４「二焦点光ヘッド（Ｉ）」におい
て、１個の半導体レーザから放射されたレーザ光を、光
路長調整用レンズによって平行光にした後に、ホログラ
ム素子を介して対物レンズに入射させるようにすること
により、対物レンズにより透明基板の表面から１.２ｍ
ｍの位置に設置される信号面と、透明基板の表面から
０.６ｍｍの位置に設置される信号面との双方に再生光
による微小な光のスポットを生じさせるように構成させ
た光ピックアップが開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た２つの既提案の内で前者の解決策では、光ディスクの
透明基板の表面からの距離を異にする２つの位置に個別
に設けられる信号面における特定な一方のものからの情
報信号の読出しに用いられる再生光の光源として、それ
ぞれ専用の半導体レーザが必要とされるという問題があ
り、また、前記した２つの既提案の内で後者の解決策で
は、光ディスクの透明基板の表面からの距離を異にする
２つの位置に個別に設けられる信号面からのの情報信号
の読出しに用いられる再生光の光源としては１個しか備
えてはいないが、対物レンズまでのアフォーカル光学系
中にホログラム素子を設けているために、レーザ光源の
安定度が高度に維持されないと、所定の再生動作が行な
われ得ないという点で問題になり、それらの問題のない
光ピックアップの出現が求められた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、次の（１）〜（３）の構成を有する光ピ
ックアップを提供する。 （１） 光ディスクの表面から近い距離に位置した第１
信号面と、前記光ディスクの表面から遠い距離に位置し
た第２信号面とにそれぞれ記録されている各情報を同時
に読出し可能な光ピックアップであって、単一の再生光
束を放射する光源と、前記光源から放射される単一の再
生光束を２分割出力する第１ビームスプリッタと、前記
第１ビームスプリッタから出力する２光束の内の一方の
光束を、光路長を短く設定した第１光路を経て第２ビー
ムスプリッタに供給する第１光路手段と、前記第１ビー
ムスプリッタから出力する２光束の内の他方の光束を、
光路長を長く設定した第２光路を経て前記第２ビームス
プリッタに供給する第２光路手段と、前記第２ビームス
プリッタから出力する前記一方及び他方の光束を同時に
通過させて、前記一方の光束を前記表面側から前記第１
信号面上に集光すると共に、前記他方の光束を前記表面
側から前記第２信号面上に集光する対物レンズと、前記
第１信号面上で反射した前記一方の光束の反射光を前記
対物レンズ、前記第２ビームスプリッタを順に介して検
出する第１光検出器と、前記第２信号面上で反射した前
記他方の光束の反射光を前記対物レンズ、前記第２ビー
ムスプリッタを順に介して検出する第２光検出器とを備
えたことを特徴とする光ピックアップ。 （２） 前記第１光路手段は、前記第１光路を調整する
光路長調整用レンズ又は前記対物レンズの球面収差補正
部材を有することを特徴とする請求項１記載の光ピック
アップ。 （３） 前記第２光路手段は、前記第２光路を調整する
光路長調整用レンズ又は前記対物レンズの球面収差補正
部材あるいはその両方を有することを特徴とする請求項
１記載の光ピックアップ。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の光ピック
アップの具体的な内容を詳細に説明する。図１乃至図４
は本発明の光ピックアップの概略構成を示すブロック図
であり、また図５は光ディスクの構成例を示す断面図で
ある。図１乃至図４において、１は再生光の光源として
用いられる１個の半導体レーザである。また２〜５はビ
ームスプリッタ（ハーフプリズム、ハーフミラー）であ
り、６は対物レンズ、７，８は全反射鏡、９は対物レン
ズの球面収差補正部材、１０は光路長調整用レンズ、１
１，１２は光検出器、１３は集束レンズ、Ｄは光ディス
クである。図１乃至図４に例示してある本発明の光ピッ
クアップでは、光路調整用光路内、あるいは第１の光路
内に、対物レンズの球面収差補正部材９を備えている構
成例を示してあるが、後述のように、光ピックアップで
再生の対象にされる光ディスクＤにおける異なる位置の
信号面までの透明基板１４の表面から信号面までの距離
Ｌ1，Ｌ2の差が小さい場合には、前記した対物レンズの
球面収差補正部材９を使用しなくてもよいことは勿論で
ある。図５に例示してある光ディスクＤにおいて、１４
は透明基板、１５，１６は信号面である。光ディスクＤ
（記録済み光学的記録媒体）の信号面１５，１６には、
記録再生の対象にされているデータ語を所定の変調方式
に従って変換して得たチャンネルビットで形成される順
次のチャンネル語にマーク記録法を適用して、マーク
（ピット）、非マーク（ランド）の形態で記録情報が記
録されており、また、信号面には再生光の反射面が形成
されている。

【００１８】図５において１４ａは透明基板１４の表面
であり、対物レンズ６から射出した再生光は、前記の透
明基板１４の表面１４ａから光ディスクＤに入射され
る。図５の(ａ）は透明基板１４の表面１４aからＬ1の
距離（第１の距離）の位置に信号面１５が設けられてい
る光ディスクＤの構成例を示しており、また、図５の
(ｂ）は透明基板１４の表面１４ａからＬ2(ただし、Ｌ2
＜Ｌ1)の距離（第２の距離）の位置に信号面１６が設け
られている光ディスクＤの構成例を示しており、さらに
図５の(ｃ）は透明基板１４の表面１４ａからＬ1の距離
の位置の信号面１５と、透明基板１４の表面１４ａから
Ｌ2(ただし、Ｌ2＜Ｌ1)の距離の位置に信号面１６とが
設けられている光ディスクＤ、すなわち、２つの信号面
１５，１６が積層されている構成形態の光ディスクの構
成例を示している。例えば、コンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）では、信号面が透明基板１４の表面１４ａから１.
２ｍｍの距離の位置に構成されており、また、前記した
ＣＤよりも高密度記録を行なう例えばデジタル・ビデオ
・ディスク（ＤＶＤ）では、信号面が透明基板１４の表
面１４ａから０.６ｍｍの距離の位置、あるいは信号面
が透明基板１４の表面１４ａから０.６ｍｍ、１.２ｍｍ
の距離の位置に構成されている。

【００１９】ところで、光ピックアップの構成部材とし
て使用される対物レンズ６は、その光ピックアップによ
って、本来、再生対象の光ディスクＤとして予定してい
る構成態様の光ディスクＤの再生動作が行なわれた際
に、球面収差が良好に補正できるような構成のものとさ
れているから、再生対象の光ディスクＤとして予定して
いる構成態様の光ディスククＤが、例えば、透明基板１
４の表面１４ａからＬ1の位置に信号面１５が設けられ
ているような構成態様のものであったとすれば、その光
ピックアップによって透明基板１４の表面１４ａからＬ
2の位置に信号面１６が設けられているような構成態様
の光ディスクＤを再生対象の光ディスクとして再生動作
を行なった場合には、透明基板１４の厚さの違いに基づ
いて信号面上の微小な光点は球面収差を有しているもの
になる。

【００２０】それで、光ピックアップの特定な位置に設
けた１個の光源１（半導体レーザ１）から放射された発
散状態の再生光Ａを、ビームスプリッタ２で２分割して
得た２つの再生光束Ｂ，Ｃに対して個別に設定されてい
る２つの光路の光路長を、光路長調整用光路や、光路長
調整用レンズ１０を使用することによって、それぞれ所
定の異なる光路長を有するものとなるように調整し、前
記した２つの再生光束Ｂ，Ｃの光束が入射される１個の
対物レンズ６からの出射光を、光軸上の予め定められた
２つの異なる位置の結像点に、それぞれ結像させるよう
にすると、前記した２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の予め定
められた１方の再生光束Ｂ（またはＣ）によって、前記
した光軸上の予め定められた２つの異なる位置の内の一
方の位置の結像点において球面収差を生じさせない特性
を示すものとして作られている対物レンズ６が用いられ
た場合に、前記した２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の前記し
た予め定められた１方の再生光束Ｂ（またはＣ）以外の
再生光束Ｃ（またはＢ）によって、前記した光軸上の予
め定められた２つの異なる位置の内の他方の位置の結像
点では球面収差が生じることになる。

【００２１】そこで本発明の光ピックアップでは、前記
した他方の位置の結像点においても球面収差が生じない
ようにするために、予め定められた光路中に対物レンズ
の球面収差補正用部材９を設けて、その対物レンズの球
面収差補正用部材９の作用によって球面収差が生じない
ようにしている。前記した対物レンズの球面収差補正用
部材９としては、例えば適当な屈折率を有する所定の厚
さの透明板を使用でき、また、その対物レンズの球面収
差補正用部材９としては、光路長調整用の光学素子とし
ても兼用できるような構成のものとされてもよい。前記
した光軸上に設定される予め定められた２つの異なる位
置の結像点が近接している場合には、前記の近接した２
つの結像点間の距離の中間の位置に対物レンズによる結
像点を生じさせた状態のときに、球面収差が良好に補正
されるように設計された対物レンズを使用すれば、前記
した対物レンズの球面収差補正用部材９を特に使用しな
くても、問題になる球面収差を生じないようにできるこ
とはいうまでもない。

【００２２】前記のように、光ピックアップの特定な位
置に設けた１個の光源１から放射された発散状態の再生
光Ａをビームスプリッタ２で２分割し、ビームスプリッ
タ２から出射された２つの再生光束Ｂ，Ｃを、個別に設
定した光路を通過させた後に共通の対物レンズ６に入射
させ、対物レンズ６によって結像される再生光束Ｂによ
る結像点の位置と、対物レンズ６によって結像される再
生光束Ｃによる結像点の位置とを、光軸上で予め定めら
れた距離だけ離隔している特定な２つの位置とするため
には、前記した再生光束Ｂの光路の光路長と、前記した
再生光束Ｃの光路の光路長とは、それぞれ互いに異なる
特定な光路長に設定されることが必要とされる。

【００２３】それで本発明の光ピックアップでは、前記
した再生光束Ｂの光路の光路長と、前記した再生光束Ｃ
の光路の光路長とを、それぞれ所定の光路長とするため
に、光路長の調整を行なっているのであり、前記した光
路長の調整手段としては、光路長調整用光路や、光路長
調整用レンズ１０等の光路長調整手段を使用して、前記
した再生光束Ｂの光路の光路長と、再生光束Ｃの光路の
光路長とを、それぞれ所定の光路長に設定させている。
図１乃至図４に示されている光ピックアップでは、ビー
ムスプリッタ２とビームスプリッタ３との間に構成され
ている第１の光路に対して側路（迂回路）形式の光路、
すなわち、ビームスプリッタ２→全反射鏡７→全反射鏡
８→ビームスプリッタ３で示されているような構成の光
路を構成させ、それで光路長調整用光路として機能する
ようにしている。しかし、前記の光路長調整用光路の構
成態様としては、図１乃至図４中に例示されているよう
な構成態様に限られるものではなく、例えば前記したビ
ームスプリッタ２→全反射鏡７→全反射鏡８→ビームス
プリッタ３の光路中に、適当な屈折率を有する透明平行
板、適当な屈折率を有する媒質で作られた適当な曲率の
正レンズ（または負レンズ）を挿入して、それにより必
要とされる光路長が得られるようにされてもよい。

【００２４】図１〜図４にそれぞれ例示してある本発明
の光ピックアップの構成例において、光ディスクＤは図
示していない回転駆動機構によって、所定の回転数で駆
動回転されている。まず、図１に示されている光ピック
アップにおいて、前記したビームスプリッタ２によって
２分割されて得られる２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の一方
の再生光束Ｂは、ビームスプリッタ２とビームスプリッ
タ３との間に構成されている第１の光路を通過してビー
ムスプリッタ３に入射し、前記のビームスプリッタ３を
通過した再生光束Ｂは、ビームスプリッタ３と対物レン
ズ６との間に構成されている第２の光路中のビームスプ
リッタ４で反射して対物レンズ６に入射する。対物レン
ズ６に入射した前記の再生光束Ｂは、光ディスクＤにお
ける透明基板１４の表面１４ａから距離Ｌ1の位置に設
けられている信号面１５に微小な径の光スポットを生じ
させる。

【００２５】また、前記したビームスプリッタ２によっ
て２分割されることによって得られる２つの再生光束
Ｂ，Ｃの内の他方の再生光束Ｃは、全反射鏡７，８を備
えて構成されている光路長調整用光路を通過してからビ
ームスプリッタ３に入射する。球面収差補正用部材９
は、ビームスプリッタ２とビームスプリッタ３との間に
構成されている光路長調整用光路中のどの部分に設置さ
れてもよい。前記の光路長調整用光路を通過した後にビ
ームスプリッタ３に入射し、ビームスプリッタ３で反射
した再生光束Ｃ’は、前記した第２の光路中のビームス
プリッタ４で反射して対物レンズ６に入射する。そし
て、対物レンズ６に入射した前記の再生光束Ｃ’は、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ2の位置に設けられている信号面１６に微小な径の光
スポットを生じさせる。

【００２６】図１中に示されている光ディスクＤは、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置に設けられている信号面１５と、前記の透明
基板１４の表面１４ａから距離Ｌ2の位置に設けられて
いる信号面１６とが積層されているような構成態様のも
の｛図５の（ｃ）参照｝とされているが、光ピックアッ
プによって再生の対象にされる光ディスクＤとして、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置にだけ信号面１５が設けられている図５の
（ａ）に例示されているような構成態様のもの、あるい
は光ディスクＤにおける前記の透明基板１４の表面１４
ａから距離Ｌ2の位置だけに信号面１６が設けられてい
る図５の（ｂ）に例示されているような構成態様のもの
が使用されてもよいことは勿論である。

【００２７】さて前記のように、光ディスクＤにおける
信号面１５に結像された再生光束Ｂによる微小な光スポ
ットからの反射光束Ｂ’と、光ディスクＤにおける信号
面１６に結像された再生光束Ｃによる微小な光スポット
からの反射光束Ｃ’とは、共通の１個の対物レンズ６に
よって集束された状態で対物レンズ６から出射する。前
記した対物レンズ６から集束しつつある状態で出射され
た前記の２つの反射光束Ｂ’，Ｃ’の内で、ビームスプ
リッタ４を透過した反射光束Ｂ',Ｃ'は、ビームスプリ
ッタ５によって２分割される。

【００２８】前記のビームスプリッタ５を透過した反射
光束Ｂ’，Ｃ’と、ビームスプリッタ５で反射した反射
光束Ｂ’，Ｃ’とは、その双方ともに前記した光ディス
クＤにおける信号面１５に結像された再生光束Ｂによる
微小な光スポットからの反射光束Ｂ’と、光ディスクＤ
における信号面１６に結像された再生光束Ｃによる微小
な光スポットからの反射光束Ｃ’とからなるものであ
る。前記したビームスプリッタ５を透過した前記した反
射光束Ｂ’，Ｃ’の内の一方の反射光束Ｂ’は、前記の
反射光束Ｂ’の結像位置付近に設けられている光検出器
１２によって電気信号に変換され、また、前記のビーム
スプリッタ５で反射した前記した反射光束Ｂ’，Ｃ’の
内の他方の反射光束Ｃ’は、前記の反射光束Ｃ’の結像
位置付近に設けられている光検出器１１によって電気信
号に変換される。なお、前記した光検出器１１，１２に
よって光電変換の対象にされるべき反射光が、前記の説
明の場合とは逆にされてもよいことは勿論である。

【００２９】なぜならばそれぞれの光検出器１１，１２
に反射光束Ｂ’，Ｃ’の混合光を与えても、前記した光
検出器１１，１２の設置されている位置が、前記した混
合光を構成している２つの反射光束Ｂ',Ｃ’の内の一方
の反射光束Ｂ'またはＣ'の結像位置とされているからで
ある。すなわち前記した光検出器１１，１２に入射した
２つの反射光束の内で、光検出器１１，１２の位置で結
像しない状態の反射光束は、その反射光束中に含まれて
いる情報が光検出器１１，１２によっては読取れないよ
うなぼけた状態になっていて、前記した光検出器１１，
１２では、検出の対象にされている反射光に含まれてい
る情報を良好に検出できるのである。

【００３０】既述のように、光ピックアップの構成部材
として使用される対物レンズ６は、その光ピックアップ
によって、本来、再生対象の光ディスクＤとして予定し
ている構成態様の光ディスクＤの再生動作が行なわれた
際に、球面収差が良好に補正できるような構成のものと
されているが、図１に示す光ピックアップは、再生対象
の光ディスクＤとして予定している構成態様の光ディス
クＤが、透明基板１４の表面１４ａからＬ1の距離（第
１の距離）の位置に信号面１５が設けられたような構成
態様のものであった場合に、球面収差が生じないように
作られている対物レンズ６が使用されている場合の実施
例であったが、図２に示す光ピックアップは、再生対象
の光ディスクＤとして予定している構成態様の光ディス
クＤが、透明基板１４の表面１４ａからＬ2の距離（第
２の距離）の位置に信号面１６が設けられているような
構成態様のものであった場合に、球面収差が生じないよ
うに作られている対物レンズ６が使用される場合の実施
例である。

【００３１】この図２に示す光ピックアップにおいて、
既述した図１に示す光ピックアップとの間の構成上の差
異は、対物レンズ６にもともと施されている球面収差の
補正が、再生対象の光ディスクＤとして予定している構
成態様の光ディスクＤが、透明基板１４の表面１４ａか
らＬ2の距離（第２の距離）の位置に信号面１６が設け
られているような構成態様のものであった場合に適合す
るものとされているような対物レンズ６が使用されてい
ることと、それに伴ない、前記した光ディスクＤの透明
基板１４の表面１４ａからＬ1の距離（第１の距離）の
位置に設けられている信号面１５に結像される再生光束
Ｂだけの光路（第１の光路）中に対物レンズの球面収差
補正部材９が設けられている点とであり、その他の構成
については図１について説明した光ピックアップとの間
に差がなく、また、動作についても前記した構成上の差
異点と対応する動作だけが異なるだけであるから、その
具体的な詳細な説明は省略する。

【００３２】次に、図３に示されている光ピックアップ
において、再生光の光源１から放射された発散光の状態
の再生光の光束Ａは、ビームスプリッタ２で２分割され
て２つの再生光束Ｂ，Ｃとされる。前記したビームスプ
リッタ２で２分割して得た２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の
一方の再生光束Ｂは、ビームスプリッタ２とビームスプ
リッタ３との間に構成されていて、光路長調整用レンズ
１０を備えている第１の光路を通過してビームスプリッ
タ３に入射する。以下の説明においては、前記した第１
の光路中に設けられる光路長調整用レンズ１０が、コリ
メートレンズであるとされており、前記した第１の光路
からビームスプリッタ３に入射する再生光束Ｂは平行光
束である。なお、本発明の実施に当っては前記した光路
長調整用レンズ１０がコリメートレンズに限られること
はなく、必要な光路長調整を行なうことができる特性を
備えている正（または負）レンズが使用されてもよい。

【００３３】前記のビームスプリッタ３を通過した再生
光束Ｂは、ビームスプリッタ３と対物レンズ６との間に
構成されている第２の光路中のビームスプリッタ４で反
射して対物レンズ６に入射する。対物レンズ６に入射し
た前記の再生光束Ｂは、光ディスクＤにおける透明基板
１４の表面１４ａから距離Ｌ2の距離の位置に設けられ
ている信号面１６に微小な径の光スポットを生じさせ
る。前記した光ディスクＤにおける透明基板１４の表面
１４ａから距離Ｌ2の距離の位置に設けられている信号
面１６は、対物レンズ６の後側焦点の位置である。

【００３４】また、前記したビームスプリッタ２によっ
て２分割されることによって得られる２つの再生光束
Ｂ，Ｃの内の他方の再生光束Ｃは、全反射鏡７，８を備
えて構成されている光路長調整用光路を通過してからビ
ームスプリッタ３に入射する。球面収差補正用部材９
は、ビームスプリッタ２とビームスプリッタ３との間に
構成されている光路長調整用光路中のどの部分に設置さ
れてもよい。前記の光路長調整用光路を通過した後にビ
ームスプリッタ３に入射し、ビームスプリッタ３で反射
した再生光束Ｃ’は、前記した第２の光路中のビームス
プリッタ４で反射して対物レンズ６に入射する。そし
て、対物レンズ６に入射した前記の再生光束Ｃ’は、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置に設けられている信号面１５に微小な径の光
スポットを生じさせる。

【００３５】図３中に示されている光ディスクＤは、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置に設けられている信号面１５と、前記の透明
基板１４の表面１４ａから距離Ｌ2の位置に設けられて
いる信号面１６とが積層されているような構成態様のも
の｛図５の（ｃ）参照｝とされているが、光ピックアッ
プによって再生の対象にされる光ディスクＤとして、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置にだけ信号面１５が設けられている図５の
（ａ）に例示されているような構成態様のもの、あるい
は光ディスクＤにおける前記の透明基板１４の表面１４
ａから距離Ｌ2の位置だけに信号面１６が設けられてい
る図５の（ｂ）に例示されているような構成態様のもの
が使用されてもようことは勿論である。

【００３６】さて前記のように、光ディスクＤにおける
信号面１６に結像された再生光束Ｂによる微小な光スポ
ットからの反射光束Ｂ’と、光ディスクＤにおける信号
面１５に結像された再生光束Ｃによる微小な光スポット
からの反射光束Ｃ’とは、共通の１個の対物レンズ６に
入射される。そして、前記した光ディスクＤにおける信
号面１６に結像された再生光束Ｂによる微小な光スポッ
トからの反射光束Ｂ’は対物レンズ６から平行光束の再
生光束Ｂ’として出射し、また前記した光ディスクＤに
おける信号面１５に結像された再生光束Ｃによる微小な
光スポットからの反射光束Ｃ’は、対物レンズ６から集
束されつつある反射光束Ｃ’として出射する。

【００３７】前記のように対物レンズ６から出射された
平行光束の状態の反射光束Ｂ’と、集束しつつある状態
の反射光束Ｃ’との２つの反射光束Ｂ’，Ｃ’の内で、
ビームスプリッタ４を透過した反射光束Ｂ',Ｃ'は、ビ
ームスプリッタ５によって２分割される。前記のビーム
スプリッタ５を透過した反射光束Ｂ’，Ｃ’と、ビーム
スプリッタ５で反射した反射光束Ｂ’，Ｃ’とは、その
双方ともに前記した光ディスクＤにおける信号面１６に
結像された再生光束Ｂによる微小な光スポットからの反
射光束Ｂ’と、光ディスクＤにおける信号面１５に結像
された再生光束Ｃによる微小な光スポットからの反射光
束Ｃ’とからなるものである。前記したビームスプリッ
タ５で反射した前記した反射光束Ｂ’，Ｃ’の内の一方
の反射光束Ｂ’は、集束レンズ１３によって集束され
て、前記した集束レンズ１３の後側焦点位置付近に設け
られている光検出器１１によって電気信号に変換され、
また、前記のビームスプリッタ５を透過した前記した反
射光束Ｂ’，Ｃ’の内の他方の反射光束Ｃ’は、前記の
反射光束Ｃ’の結像位置付近に設けられている光検出器
１２によって電気信号に変換される。なお、前記した光
検出器１１，１２によって光電変換の対象にされるべき
反射光が、前記の説明の場合とは逆にされてもよいこと
は勿論であるが、反射光束Ｂ’の光電変換に用いられる
光検出器には集束レンズを前置すべきことは当然であ
る。

【００３８】前記のように、それぞれの光検出器１１，
１２に反射光束Ｂ’，Ｃ’の混合光を与えても、前記し
た光検出器１１，１２の設置されている位置が、前記し
た混合光を構成している２つの反射光束Ｂ’，Ｃ’の内
の一方の反射光束Ｂ’またはＣ’の結像位置とされてい
るからであり、前記した光検出器１１，１２に入射した
２つの反射光束の内で、光検出器１１，１２の位置で結
像しない状態の反射光束は、その反射光束中に含まれて
いる情報が光検出器１１，１２によっては読取れないよ
うなぼけた状態になっていて、前記した光検出器１１，
１２では、検出の対象にされている反射光に含まれてい
る情報を良好に検出できるのである。なお、図３に示す
光ピックアップは、本来、再生対象の光ディスクＤとし
て予定している構成態様の光ディスククＤが、透明基板
１４の表面１４ａからＬ2の距離（第２の距離）の位置
に信号面１６が設けられているような構成態様のもので
あった場合に、球面収差が生じないように作られている
対物レンズ６が使用される場合の実施例である。

【００３９】また、本来、再生対象の光ディスクＤとし
て予定している構成態様の光ディスククＤが、透明基板
１４の表面１４ａからＬ1の距離（第１の距離）の位置
に信号面１５が設けられているような構成態様のもので
あった場合に、球面収差が生じないように作られている
対物レンズ６を使用して、図３に示されているように第
１の光路中に光路長調整用レンズ１０を設けた構成態様
の光ピックアップを構成させる場合には、図３中の光路
調整用光路中に設けられている球面収差補正用部材９
を、ビームスプリッタ２とビームスプリッタ３との間に
構成されている第１の光路中に設けられている光路調整
用レンズ１０の入射光側の光路中に設けるように構成を
変更すればよい。

【００４０】次に図４は、再生対象の光ディスクＤとし
て予定している構成態様の光ディスククＤが、透明基板
１４の表面１４ａからＬ1の距離（第１の距離）の位置
に信号面１５が設けられているような構成態様のもので
あった場合に、球面収差が生じないように作られている
対物レンズ６を使用し、また、光路長調整用光路中の全
反射鏡７と全反射鏡８との間に対物レンズの球面収差補
正用部材９と光路調整用レンズ１０とを設けて構成した
光ピックアップの実施例を示している。この図４に示す
光ピックアップにおいて、再生光の光源１から放射され
た発散光の状態の再生光の光束Ａは、ビームスプリッタ
２により２分割されて、２つの再生光束Ｂ，Ｃとされ
る。前記したビームスプリッタ２によって２分割されて
得られる２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の一方の再生光束Ｂ
は、ビームスプリッタ２とビームスプリッタ３との間に
構成されている第１の光路を通過してビームスプリッタ
３に入射する。

【００４１】前記のビームスプリッタ３を通過した再生
光束Ｂは、ビームスプリッタ３と対物レンズ６との間に
構成されている第２の光路中のビームスプリッタ４で反
射して対物レンズ６に入射する。対物レンズ６に入射し
た前記の再生光束Ｂは、光ディスクＤにおける透明基板
１４の表面１４ａから距離Ｌ1の位置に設けられている
信号面１５に微小な径の光スポットを生じさせる。ま
た、前記したビームスプリッタ２によって２分割される
ことによって得られる２つの再生光束Ｂ，Ｃの内の他方
の再生光束Ｃは、全反射鏡７，８と球面収差補正用部材
９と光路調整用レンズ１０とを備えて構成されている光
路長調整用光路を通過してからビームスプリッタ３に入
射する。以下の説明においては、前記した光路長調整用
光路中に設けられる光路長調整用レンズ１０が、コリメ
ートレンズであるとされており、前記した光路長調整用
光路からビームスプリッタ３に入射する再生光束Ｃは平
行光束である。

【００４２】本発明の実施に当って使用される前記した
光路長調整用レンズ１０は、コリメートレンズに限られ
ることはなく、必要な光路長調整を行なうことができる
特性を備えている正（または負）レンズが使用されても
よい。さて、前記のビームスプリッタ３を通過した再生
光束Ｃは、ビームスプリッタ３と対物レンズ６との間に
構成されている第２の光路中のビームスプリッタ４で反
射して対物レンズ６に入射する。対物レンズ６に入射し
た前記の再生光束Ｃは、光ディスクＤにおける透明基板
１４の表面１４ａから距離Ｌ2の距離の位置に設けられ
ている信号面１６に微小な径の光スポットを生じさせ
る。前記した光ディスクＤにおける透明基板１４の表面
１４ａから距離Ｌ2の距離の位置に設けられている信号
面１６は、対物レンズ６の後側焦点の位置である。

【００４３】図４中に示されている光ディスクＤは、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置に設けられている信号面１５と、前記の透明
基板１４の表面１４ａから距離Ｌ2の位置に設けられて
いる信号面１６とが積層されているような構成態様のも
の｛図５の（ｃ）参照｝とされているが、光ピックアッ
プによって再生の対象にされる光ディスクＤとして、光
ディスクＤにおける透明基板１４の表面１４ａから距離
Ｌ1の位置にだけ信号面１５が設けられている図５の
（ａ）に例示されているような構成態様のもの、あるい
は光ディスクＤにおける前記の透明基板１４の表面１４
ａから距離Ｌ2の位置だけに信号面１６が設けられてい
る図５の（ｂ）に例示されているような構成態様のもの
が使用されてもようことは勿論である。

【００４４】さて前記のように、光ディスクＤにおける
信号面１６に結像された再生光束Ｃによる微小な光スポ
ットからの反射光束Ｃ’と、光ディスクＤにおける信号
面１５に結像された再生光束Ｂによる微小な光スポット
からの反射光束Ｂ’とは、共通の１個の対物レンズ６に
入射される。そして、前記した光ディスクＤにおける信
号面１６に結像された再生光束Ｃによる微小な光スポッ
トからの反射光束Ｃ’は対物レンズ６から平行光束の再
生光束Ｃ’として出射し、また前記した光ディスクＤに
おける信号面１５に結像された再生光束Ｂによる微小な
光スポットからの反射光束Ｂ’は、対物レンズ６から集
束されつつある反射光束Ｂ’として出射する。

【００４５】前記のように対物レンズ６から出射された
平行光束の状態の反射光束Ｃ’と、集束しつつある状態
の反射光束Ｂ’との２つの反射光束Ｃ’，Ｂ’の内で、
ビームスプリッタ４を透過した反射光束Ｃ',Ｂ'は、ビ
ームスプリッタ５によって２分割される。前記のビーム
スプリッタ５を透過した反射光束Ｃ’，Ｂ’と、ビーム
スプリッタ５で反射した反射光束Ｃ’，Ｂ’とは、その
双方ともに前記した光ディスクＤにおける信号面１５に
結像された再生光束Ｃによる微小な光スポットからの反
射光束Ｃ’と、光ディスクＤにおける信号面１６に結像
された再生光束Ｂによる微小な光スポットからの反射光
束Ｂ’とからなるものである。

【００４６】そして前記したビームスプリッタ５で反射
した前記した反射光束Ｃ’，Ｂ’の内の一方の反射光束
Ｃ’は、集束レンズ１３によって集束されて、前記した
集束レンズ１３の後側焦点位置付近に設けられている光
検出器１１によって電気信号に変換され、また前記のビ
ームスプリッタ５を透過した前記した反射光束Ｃ’，
Ｂ’の内の他方の反射光束Ｂ’は、前記の反射光束Ｂ’
の結像位置付近に設けられている光検出器１２によって
電気信号に変換される。なお、前記した光検出器１１，
１２によって光電変換の対象にされるべき反射光が、前
記の説明の場合とは逆にされてもよいことは勿論である
が、反射光束Ｃ’の光電変換に用いられる光検出器まで
の光路中には集束レンズを前置すべきことは当然であ
る。

【００４７】前記のように、それぞれの光検出器１１，
１２に反射光束Ｃ’，Ｂ’の混合光を与えても、前記し
た光検出器１１，１２の設置されている位置が、前記し
た混合光を構成している２つの反射光束Ｃ’，Ｂ’の内
の一方の反射光束Ｃ’またはＢ’の結像位置とされてい
るからであり、前記した光検出器１１，１２に入射した
２つの反射光束の内で、光検出器１１，１２の位置で結
像しない状態の反射光束は、その反射光束中に含まれて
いる情報が光検出器１１，１２によっては読取れないよ
うなぼけた状態になっていて、前記した光検出器１１，
１２では、検出の対象にされている反射光に含まれてい
る情報を良好に検出できるのである。

【００４８】また、本来、再生対象の光ディスクＤとし
て予定している構成態様の光ディスククＤが、透明基板
１４の表面１４ａからＬ2の距離（第２の距離）の位置
に信号面１６が設けられているような構成態様のもので
あった場合に、球面収差が生じないように作られている
対物レンズ６を使用して、図４に示されているように光
路調整用光路中に光路長調整用レンズ１０を設けた構成
態様の光ピックアップを構成させる場合には、図４中の
光路調整用光路中に設けられている球面収差補正用部材
９を、ビームスプリッタ２とビームスプリッタ３との間
に構成されている第１の光路中に設けるように構成態様
を変更すればよい。

【００４９】

【発明の効果】 以上、詳細に説明したところから明ら
かなように、本発明の光ピックアップは、次の（１）〜
（３）の３種類の構造の光ディスクの再生をいずれも行
なうことができるのである。即ち、（１）再生光が入射
する透明基板の表面から信号面までの距離が深い（距離
Ｌ１）単層構造の光ディスク（図５（ａ）に図示）の再
生を行なうことができる。また、（２）再生光が入射す
る透明基板の表面から信号面までの距離が浅い（距離Ｌ
２）単層構造の光ディスク（図５（ｂ）に図示）の再生
を行なうことができる。さらに、（３）再生光が入射す
る透明基板の表面から２つの各信号面までの距離が異な
る距離（距離Ｌ１，Ｌ２）の２層構造の光ディスク（図
５（ｃ）に図示）の再生をいずれも同時に行なうことが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの概略構成を示すブロ
ック図である。

【図２】本発明の光ピックアップの概略構成を示すブロ
ック図である。

【図３】本発明の光ピックアップの概略構成を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明の光ピックアップの概略構成を示すブロ
ック図である。

【図５】光ディスクの構成例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…再生光の光源（半導体レーザ）、２〜５…ビームス
プリッタ（ハーフプリズム、ハーフミラー）、６…対物
レンズ、７，８…全反射鏡、９…対物レンズの球面収差
補正部材、１０…光路長調整用レンズ、１１，１２…光
検出器、１３…集束レンズ、１４…透明基板、１４ａ…
透明基板１４の表面、１５，１６…信号面、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−66429（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−178931（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242551（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−282866（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−215406（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−65407（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−249708（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクの表面から近い距離に位置し
   た第１信号面と、前記光ディスクの表面から遠い距離に
   位置した第２信号面とにそれぞれ記録されている各情報
   を同時に読出し可能な光ピックアップであって、 単一の再生光束を放射する光源と、 前記光源から放射される単一の再生光束を２分割出力す
   る第１ビームスプリッタと、 前記第１ビームスプリッタから出力する２光束の内の一
   方の光束を、光路長を短く設定した第１光路を経て第２
   ビームスプリッタに供給する第１光路手段と、 前記第１ビームスプリッタから出力する２光束の内の他
   方の光束を、光路長を長く設定した第２光路を経て前記
   第２ビームスプリッタに供給する第２光路手段と、 前記第２ビームスプリッタから出力する前記一方及び他
   方の光束を同時に通過させて、前記一方の光束を前記表
   面側から前記第１信号面上に集光すると共に、前記他方
   の光束を前記表面側から前記第２信号面上に集光する対
   物レンズと、 前記第１信号面上で反射した前記一方の光束の反射光を
   前記対物レンズ、前記第２ビームスプリッタを順に介し
   て検出する第１光検出器と、 前記第２信号面上で反射した前記他方の光束の反射光を
   前記対物レンズ、前記第２ビームスプリッタを順に介し
   て検出する第２光検出器とを備えたことを特徴とする光
   ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記第１光路手段は、前記第１光路を調
   整する光路長調整用レンズ又は前記対物レンズの球面収
   差補正部材を有することを特徴とする請求項１記載の光
   ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記第２光路手段は、前記第２光路を調
   整する光路長調整用レンズ又は前記対物レンズの球面収
   差補正部材あるいはその両方を有することを特徴とする
   請求項１記載の光ピックアップ。