JP2001176117A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

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JP2001176117A
JP2001176117A JP35561799A JP35561799A JP2001176117A JP 2001176117 A JP2001176117 A JP 2001176117A JP 35561799 A JP35561799 A JP 35561799A JP 35561799 A JP35561799 A JP 35561799A JP 2001176117 A JP2001176117 A JP 2001176117A
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recording
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light beam
recording medium
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Osamu Nakano
治 中野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単かつ小型、安価にでき、深さ方向の各記
録層に対して安定して記録／再生できる光ピックアップ
装置を提供する。 【解決手段】 波長の異なる第１，第２の光ビーム10，
20を放射する第１，第２の光源12，21と、第１，第２の
光ビーム10，20の共通光路に選択的に配置され、第１，
第２の光ビーム10，20を異なるスポット間隔で集光させ
る複数の対物レンズ17ａ、17bと、情報記録媒体１の記
録／再生すべき所望の記録層６の深さ位置に応じて、複
数の対物レンズ17ａ、17bのなかから共通光路に配置す
る対物レンズを選択する対物レンズ選択手段とを有し、
共通光路に配置された対物レンズを経て、第１の光ビー
ム10をガイドトラック層２に集光させると共に、第２の
光ビーム20を所望の記録層６に集光させて、深さ方向に
ガイドトラック層２と複数の記録層６とを有する情報記
録媒体１に情報を光学的に記録／再生する。

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、深さ方向にガイ
ドトラック層と複数の記録層とを有する情報記録媒体に
対して情報の記録および／または再生を行なう光ピック
アップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の光ピックアップ装置として、例
えば特開平４−３０１２２６号公報に記載されているも
のがある。この光ピックアップ装置は、対物レンズに近
い側にガイドトラック層を、対物レンズから離れる側に
複数の記録層を有する情報記録媒体に対してガイド用光
源と記録再生用の走査用光源とを用いて情報の記録／再
生を行なうもので、ガイド用光源からのガイドビームは
ガイド用コリメータレンズで平行光束に変換した後、ビ
ーム結合素子、ガルバノミラーおよび対物レンズを経て
情報記録媒体のガイドトラック層に集光させている。ま
た、走査用光源からの走査ビームは、走査用コリメータ
レンズで平行光束に変換した後、光軸方向偏移器により
収束度、発散度を調整して上記ビーム結合素子でガイド
ビームと結合し、上記ガルバノミラーおよび対物レンズ
を経て情報記録媒体の所望の深さの記録層に集光させる
ようにしている。
【０００３】このようにして、情報の記録においては、
ガイドビームをガイドトラック層に集光させ、その戻り
光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング制御を
行なうと共に、対物レンズに入射する走査ビームの平行
度を光軸方向偏移器で制御しながら、走査ビームを所望
の深さの記録層に集光させて情報を記録し、また所望の
深さの記録層に記録されている情報の再生や消去におい
ては、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させ、そ
の戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング
制御を行いながら、情報を再生あるいは消去するように
している。
【０００４】ところで、上記のように共通の対物レンズ
によりガイドビームを情報記録媒体のガイドトラック層
に集光させ、走査ビームは光軸方向にずれた所望の深さ
の記録層に集光させて情報の記録／再生を行なう場合に
は、走査ビームの集光位置すなわち記録層の位置が変わ
って走査ビームに対する媒体厚さが変わると、その媒体
厚さの変化に応じて走査ビームスポットに球面収差が生
じ、これがためスポットが大きくなると共に、ピーク強
度が低下して記録／再生性能が劣化し、深さ方向の各記
録層に対して安定した記録／再生ができなくなる。
【０００５】そこで、上記従来の光ピックアップ装置に
おいては、光源とコリメータレンズとの間、および光検
出器とコリメータレンズとの間の光路中に、異なる厚さ
区域を有する収差補正素子をそれぞれ配置し、これらの
収差補正素子を選択された記録層の深さ位置に応じて所
定の厚さ区域が光路中に位置するように独立して駆動し
て、球面収差を補正するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光ピックアップ装置にあっては、光源および光
検出器に対して独立した収差補正素子を要すると共に、
これらを独立して駆動する駆動機構を要するため、部品
点数が多くなって構成が複雑かつ大型になり、コストア
ップを招くことになる。
【０００７】また、ガイドビームを対物レンズへ平行光
束で入射させ、走査ビームは記録層の深さ位置に応じて
収束度、発散度を調整して対物レンズに入射させている
ため、記録層位置に応じて対物レンズに入射する走査ビ
ームの強度分布が変化したり、対物レンズに走査ビーム
が収束光あるいは発散光として入射することによる回折
スポット径の変化、収差劣化、けられ等が生じて記録／
再生性能が劣化することになる。
【０００８】この記録／再生性能の劣化を防止するに
は、走査ビームを対物レンズに平行光束で入射させて、
対物レンズを記録層の深さ位置に応じて光軸方向に移動
させ、ガイドビームはガイドトラック層に集光するよう
に平行度を調整して対物レンズに入射させるのが望まし
い。
【０００９】ところが、この場合には、走査ビームの集
光位置を変えると、走査ビームスポットだけでなく、媒
体厚さが変わらないガイドトラック層に形成されるガイ
ドビームスポットにも球面収差が生じてフォーカス制御
およびトラッキング制御が不安定になる。
【００１０】例えば、対物レンズに対してガイドトラッ
ク層が記録層よりも遠い側にある情報記録媒体に対し、
走査ビームの波長を６５０ｎｍ、ガイドビームの波長を
７８０ｎｍとし、対物レンズとして波長６５０ｎｍに対
して球面収差を補正したものを用いると、波長７８０ｎ
ｍに対しては屈折率が下がり、レンズパワーが弱くなる
ため、球面収差がオーバ側に発生する。また、対物レン
ズのＷＤ（ワーキングディスタンス）を一定にして、ガ
イドビームをガイドトラック層に集光させるために、色
収差による光路長（空気換算長）の延び量を媒体厚を厚
くして補正する必要があり、その厚さ増加によって、さ
らにオーバ側に球面収差が発生する。このため、対物レ
ンズのＮＡを、例えば０．５２とすると、約０．０２λ
ｒｍｓ以上の球面収差がオーバ側に発生することにな
る。
【００１１】しかも、ガイドビームをガイドトラック層
に集光させるために、記録層の深さ位置に応じた対物レ
ンズの光軸方向の移動に応じて、ガイド用コリメータレ
ンズを光軸方向に移動させて、ガイドビームを対物レン
ズに対して収束または発散光として入射させると、それ
に応じてガイドビームスポットに生じる球面収差量が変
化する。特に、ガイドビームを収束光として対物レンズ
に入射させる場合には、約０．０２λｒｍｓ以上のオー
バ側の球面収差オフセットに対して、さらにオーバ側に
球面収差が加算されるため、球面収差の発生量の増加が
顕著になる。このため、ガイドトラック層からのガイド
ビームの戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラッ
キング制御を行う場合には、それらの制御が不安定にな
る。
【００１２】さらに、ガイド用コリメータレンズの開口
数を、通常のように対物レンズの１／２以下、例えば
０．２とすると、ガイドビームスポットに発生する上記
の０．０２λｒｍｓの球面収差を相殺する球面収差を発
生させるには、球面収差はガイド用コリメータレンズの
開口数の４乗に比例するため、ガイド用光源とガイド用
コリメータレンズとの間に挿入する収差補正素子とし
て、厚さ３ｍｍという非常に厚いものを用いる必要があ
る。しかも、収差補正素子の屈折率を１．５とすると、
収差補正素子の光路への挿入に連動して、３ｍｍ×（１
−１／１．５）＝１ｍｍ、ガイド用コリメータレンズを
光軸方向へシフトする必要がある。このように、厚さの
厚い収差補正素子を要する上に、ガイド用コリメータレ
ンズの移動機構をも必要になるため、構成がより複雑か
つ大型になり、コストアップを招くことになる。
【００１３】しかも、走査用ビームスポットを媒体内で
深さ方向に±５０μｍを越えて移動させる場合には、ガ
イド用コリメータレンズの移動量が非常に大きくなるた
め、その移動機構の負担が大きくなると共に、ガイド用
ビームのけられが発生することになる。このガイド用ビ
ームのけられは、特に光学系を固定光学系と可動光学系
とに分離した長い光路長をもち、可動光学系により高速
シークするタイプの光ピックアップ装置において非常に
大きくなる。
【００１４】したがって、かかる点に鑑みてなされたこ
の発明の目的は、簡単かつ小型、安価にでき、深さ方向
の各記録層に対して安定して記録／再生できる光ピック
アップ装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項１に係る発明は、深さ方向にガイドトラック層と複数
の記録層とを有する情報記録媒体に対して情報を光学的
に記録および／または再生する光ピックアップ装置にお
いて、第１の光ビームを放射する第１の光源と、前記第
1の光ビームとは波長の異なる第２の光ビームを放射す
る第２の光源と、前記第1の光ビームおよび第２の光ビ
ームの共通光路に選択的に配置され、前記第1の光ビー
ムおよび第２の光ビームを異なるスポット間隔で集光さ
せる複数の対物レンズと、前記情報記録媒体の記録およ
び／または再生すべき所望の記録層の深さ位置に応じ
て、前記複数の対物レンズのなかから前記共通光路に配
置する対物レンズを選択する対物レンズ選択手段とを有
し、前記共通光路に配置された対物レンズを経て、前記
第１の光ビームを前記ガイドトラック層に集光させると
共に、前記第２の光ビームを前記所望の記録層に集光さ
せるよう構成したことを特徴とするものである。
【００１６】請求項１の発明によると、記録および／ま
たは再生すべき所望の記録層の深さ位置に応じて、対物
レンズ選択手段により対応する対物レンズが選択され、
この選択された対物レンズを経て第１の光ビームがガイ
ドトラック層に集光され、第２の光ビームが所望の記録
層に集光されるので、簡単かつ小型、安価な構成で、深
さ方向の各記録層に対する記録／再生性能の劣化を有効
に防止できると共に、第１の光ビームの戻り光から安定
したサーボ信号を得ることができ、各記録層に対して安
定して記録／再生を行なうことが可能となる。
【００１７】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
光ピックアップ装置において、前記複数の対物レンズの
少なくとも一つに対応させて、当該対物レンズによる前
記第1の光ビームおよび第２の光ビームの前記情報記録
媒体内でのスポット間隔を任意に設定できるホログラム
素子を設け、該ホログラム素子を対応する対物レンズと
一体に前記共通光路に配置するよう構成したことを特徴
とするものである。
【００１８】請求項２の発明によると、ホログラム素子
によって対応する対物レンズによる第１のビームおよび
第２のビームのスポット間隔を自由に設定することが可
能になると共に、各スポットの収差を補正することが可
能となる。
【００１９】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
光ピックアップ装置において、前記ホログラム素子を、
対応する対物レンズに形成したことを特徴とするもので
ある。
【００２０】請求項３の発明によると、ホログラム素子
が対物レンズに一体に形成されているので、これらを別
体に形成する場合に比べて安価にできると共に、部品点
数を削減でき、組み立てを容易にできる。
【００２１】請求項４に係る発明は、請求項１，２また
は３に記載の光ピックアップ装置において、前記情報記
録媒体に対する情報の記録および／または再生時に、少
なくとも前記共通光路に配置されている前記対物レンズ
を所定の方向に変位させて、前記情報記録媒体に対する
当該対物レンズの相対的位置を制御する対物レンズ駆動
手段を設けると共に、この対物レンズ駆動手段の少なく
とも一部を含んで、前記対物レンズ選択手段を構成した
ことを特徴とするものである。
【００２２】請求項４の発明によると、共通光路に配置
された対物レンズは対物レンズ駆動手段により情報記録
媒体に対する相対的位置が制御されるので、第１の光ビ
ームをガイドトラック層の所望のガイドトラックに合焦
状態で追従させながら、第２の光ビームを所望の記録層
に合焦状態で集光させることが可能となり、これにより
各記録層に対するより正確な情報の記録／再生が可能に
なると共に、対物レンズ駆動手段の少なくとも一部を含
んで対物レンズ選択手段を構成することで、これらを別
々に設ける場合に比べて、小型かつ安価にできると共
に、部品点数を削減でき、組み立てを容易にできる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図１は、この発明の第
１実施の形態を示す光学系の全体の概略構成図である。
図１において、情報記録媒体１は、グルーブを有するガ
イドトラック層２と、該ガイドトラック層２上に記録／
再生用レーザ光の吸収層３を介して設けられたフォトポ
リマ、フォトリフラクティブ結晶、フォトクロミック材
料等の記録媒質４と、この記録媒質４の表面およびガイ
ドトラック層２の他方の面上にそれぞれ設けられた保護
層５とを有し、記録媒質４中の異なる深さ位置において
その屈折率や光吸収率を変化させて情報を記録すること
により、複数の記録層６を形成するようになっている。
この実施の形態では、かかる情報記録媒体１に、その記
録媒質４側からフォーカス制御およびトラッキング制御
を行うためのサーボ用レーザ光（第１のビーム）1０
と、記録／再生用レーザ光（第２のビーム）２０とを照
射して所望の記録層に対して情報の記録／再生を行な
う。なお、サーボ用レーザ光1０の波長は、記録／再生
用レーザ２０の波長よりも長くする。
【００２４】サーボ用レーザ光１０は、光源ユニット１
１から出射させる。この光源ユニット１１には、半導体
レーザ（第１の光源）１２、光検出器１３およびホログ
ラム１４を設け、半導体レーザ１２からホログラム１４
を経てサーボ用レーザ光１０を出射させる。この光源ユ
ニット１１からのサーボ用レーザ光１０は、コリメータ
レンズ１５およびダイクロイックプリズム１６を経て、
記録／再生すべき所望の記録層６の深さ位置に応じて、
複数の対物レンズ（この実施の形態では２個の対物レン
ズ１７ａ，１７ｂ）のなかから後述する対物レンズ選択
手段でよって選択される対物レンズ１７ａまたは１７ｂ
により情報記録媒体１のガイドトラック層２上に集光さ
せる。
【００２５】また、情報記録媒体１で反射されるサーボ
用レーザ光１０は、往路とは逆の経路をたどって、対物
レンズ１７ａまたは１７ｂ、ダイクロイックプリズム１
６およびコリメータレンズ１５を経て光源ユニット１１
のホログラム１４に入射させて回折させ、その回折光を
光検出器１３で受光して、公知のビームサイズ法やフー
コー法等によりフォーカスエラー信号を検出し、プッシ
ュプル法等によりトラッキングエラー信号を検出する。
【００２６】一方、記録／再生用レーザ光２０は、半導
体レーザ（第２の光源）２１から出射させる。この半導
体レーザ２１から出射したレーザ光は、コリメータレン
ズ２２で平行光に変換して偏光ビームスプリッタ２３に
Ｐ偏光で入射させ、該偏光ビームスプリッタ２３を透過
するレーザ光を１／４波長板２４を経てダイクロイック
プリズム１６に入射させて、該ダイクロイックプリズム
１６で反射させて上記サーボ用レーザ光１０と共通の光
路に導き、この共通光路に導かれた記録／再生用レーザ
光２０を、対物レンズ選択手段で選択された対物レンズ
１７ａまたは１７ｂにより情報記録媒体１の所望の記録
層６の情報トラック上に集光させる。
【００２７】また、情報記録媒体１で反射される記録／
再生用レーザ光２０は、往路とは逆の経路をたどって、
対物レンズ１７ａまたは１７ｂ、ダイクロイックプリズ
ム１６および１／４波長板２４を経て偏光ビームスプリ
ッタ２３に入射させる。ここで、偏光ビームスプリッタ
２３に入射する情報記録媒体１からの反射光は、往路と
復路とで１／４波長板２４を透過するのでＳ偏光とな
り、偏光ビームスプリッタ２３で反射される。この偏光
ビームスプリッタ２３で反射されるレーザ光は、検出レ
ンズ２５で集光し、その集光点においてピンホール２６
を介してＰＩＮフォトダイオード２７で受光し、その出
力に基づいて情報記録媒体１の所望の記録層に記録され
ている情報を再生する。
【００２８】コリメータレンズ１５は、図示しない一軸
アクチュエータによりフォーカス方向に駆動可能に構成
する。また、対物レンズ１７ａおよび１７ｂは、後述す
るように共通のホルダに保持して、少なくともサーボ用
レーザ光１０および記録／再生用レーザ光２０の共通光
路に配置された対物レンズ１７ａまたは１７ｂを、対物
レンズ駆動手段により情報記録媒体１に対してフォーカ
ス方向およびトラッキング方向に駆動して相対位置を制
御するよう構成する。なお、後述するように、この実施
の形態では対物レンズ駆動手段の少なくとも一部を含ん
で対物レンズ選択手段を構成する。
【００２９】このようにして、記録／再生用レーザ光２
０は対物レンズ１７ａまたは１７ｂに平行光束で入射さ
せて、対物レンズ１７ａまたは１７ｂを記録／再生すべ
き所望の記録層６の深さ位置に応じて光軸方向に移動さ
せ、サーボ用レーザ光１０はガイドトラック層２に集光
するようにコリメータレンズ１５を光軸方向に移動させ
て平行度を調整して対物レンズ１７ａまたは１７ｂに入
射させ、その状態で対物レンズ１７ａまたは１７ｂを上
記フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号
に基づいてフォーカス方向およびトラッキング方向に駆
動して、サーボ用レーザ光１０をガイドトラック層２に
集光させて所望のガイドトラックを追従させ、かつ記録
／再生用レーザ光２０を所望の記録層６に集光させなが
ら所望のトラックを追従させて情報を記録または再生す
る。
【００３０】ここで、例えば、半導体レーザ１２から出
射するサーボ用レーザ光１０の波長を７８０ｎｍ、コリ
メータレンズ１５の焦点距離を１８ｍｍ、半導体レーザ
２１から出射する記録／再生用レーザ光２０の波長を６
５０ｎｍ、コリメータレンズ２２の焦点距離を１２ｍ
ｍ、開口数を０．１３８とする。また、対物レンズ１７
ａおよび１７ｂは、分散の異なる材料で形成し、それぞ
れの開口数を０．５２とする。
【００３１】この実施の形態では、対物レンズ１７ａ
を、硝材として例えばアッベ数６１のＢａＣＤ５（ホー
ヤ株式会社製）を用いて、色収差０．１０２μｍ／ｎｍ
（空気換算長）に設計する。したがって、この対物レン
ズ１７ａに波長７８０ｎｍのサーボ用レーザ光１０およ
び波長６５０ｎｍの記録／再生用レーザ光２０を入射さ
せると、図２（ａ）に示すように、サーボ用レーザ光１
０は、記録／再生用レーザ光２０の集光位置から、対物
レンズ１７ａから離れた位置に集光し、その距離Ｌ１
は、対物レンズ１７ａの屈折率を１．５７とすると、Ｌ
１＝０．１０２×（７８０−６５０）×１．５７≒２０
（μｍ）、となる。
【００３２】そこで、この実施の形態では、情報記録媒
体１のガイドトラック層２から、深さ方向に２０±２０
（μｍ）の領域にある記録層６に対しては対物レンズ１
７ａを用いて、サーボ用レーザ光１０がガイドトラック
層２に集光するようにコリメータレンズ１５を光軸方向
に移動させるサーボ制御を行って、上記領域内の所望の
記録層６に記録／再生用レーザ光２０が集光するように
対物レンズ１７ａを光軸方向に移動させ、その状態でフ
ォーカス制御およびトラッキング制御を行いながら情報
を記録／再生する。
【００３３】また、対物レンズ１７ｂは、硝材として例
えばアッベ数２４のＦＤＳ９０を用いて、色収差０．２
９５μｍ／ｎｍ（空気換算長）に設計する。したがっ
て、この対物レンズ１７ｂに波長７８０ｎｍのサーボ用
レーザ光１０および波長６５０ｎｍの記録／再生用レー
ザ光２０を入射させると、図２（ｂ）に示すように、サ
ーボ用レーザ光１０は、記録／再生用レーザ光２０の集
光位置から、対物レンズ１７ｂから離れた位置に集光
し、その距離Ｌ２は、対物レンズ１７ｂの屈折率を１．
５７とすると、Ｌ２＝０．２９５×（７８０−６５０）
×１．５７≒６０（μｍ）、となる。
【００３４】そこで、この実施の形態では、情報記録媒
体１のガイドトラック層２から、深さ方向に６０±２０
（μｍ）の領域にある記録層６に対しては対物レンズ１
７ｂを用いて、サーボ用レーザ光１０がガイドトラック
層２に集光するようにコリメータレンズ１５を光軸方向
に移動させるサーボ制御を行って、上記領域内の所望の
記録層６に記録／再生用レーザ光２０が集光するように
対物レンズ１７ｂを光軸方向に移動させ、その状態でフ
ォーカス制御およびトラッキング制御を行いながら情報
を記録／再生する。
【００３５】このように、分散の異なる材料で形成され
た複数の対物レンズ１７ａ，１７ｂを設けて、各対物レ
ンズにおけるサーボ用レーザ光１０および記録／再生用
レーザ光２０の集光間隔を異ならせ、記録／再生すべき
所望の記録層６の深さ位置に応じて対物レンズ１７ａま
たは１７ｂを選択して用いることにより、ガイドトラッ
ク層２から深さ方向に８０μｍという広い領域で、球面
収差の増加を０．０１λｒｍｓ以下に抑えることがで
き、非常に品質のよい記録／再生を行うことができる。
また、対物レンズ１７ａ，１７ｂを切り換えて用いるこ
とで、サーボ用レーザ光１０をガイドトラック層２に集
光させる際のコリメータレンズ１５の移動量を少なくで
きるので、その移動機構を簡単にできると共に、選択さ
れている対物レンズ１７ａまたは１７ｂでのサーボ用レ
ーザ光１０のけられや、サーボ用レーザ光１０が対物レ
ンズ１７ａまたは１７ｂに収束光あるいは発散光として
入射することによる球面収差の増大を小さく抑えること
ができる。
【００３６】次に、上記対物レンズ１７ａ，１７ｂを選
択する対物レンズ選択手段を有する対物レンズ駆動手段
について説明する。
【００３７】図３および図４は、対物レンズ駆動手段の
一例の構成を示す斜視図および平面図である。この対物
レンズ駆動手段は、いわゆる軸摺動方式のもので、磁性
体よりなるベース３１には、軸３２を植設し、この軸３
２にホルダ３３を回動自在で、かつ軸方向（フォーカス
方向Ｆｏ）に摺動自在に装着する。ホルダ３３には、軸
３２に関してほぼ対称な位置にそれぞれ突出部３４ａ，
３４ｂを設け、その一方の突出部３４ａに開口部を形成
して、その開口部に対物レンズ１７ａ，１７ｂをトラッ
キング方向Ｔｒに近接して並ぶように装着し、他方の突
出部３４ｂにはバランサ３５を設ける。なお、これら対
物レンズ１７ａおよび１７ｂは、ホルダ３３のフォーカ
ス方向の同一位置で、記録／再生用レーザ光２０が情報
記録媒体１のガイドトラッグ層２からそれぞれＬ１およ
びＬ２の位置に集光するようにホルダ３３に装着する。
【００３８】ホルダ３３には、軸３２を中心にトラッキ
ング方向Ｔｒに対向して扇形の２つの開口部３６ａ，３
６ｂを形成し、これら開口部３６ａ，３６ｂ内に、ベー
ス３１に設けた内ヨーク３７ａ，３７ｂをそれぞれ位置
させる。また、ベース３１には、ホルダ３３を介して内
ヨーク３７ａ，３７ｂとそれぞれ対向するように外ヨー
ク３８ａ，３８ｂを設け、これら外ヨーク３８ａ，３８
ｂの内側に、それぞれ永久磁石３９ａ，３９ｂを同極が
対向するように装着する。さらに、ホルダ３３の下部に
は、その外周にフォーカスコイル４０を巻装すると共
に、このフォーカスコイル４０上で、トラッキング方向
Ｔｒに対向する部分にそれぞれ２個の扁平状のトラッキ
ングコイル４１ａ，４１ｂ；４１ｃ，４１ｄを、各トラ
ッキングコイルの一つの垂直辺が永久磁石３９ａまたは
３９ｂと対向するように装着する。このようにして磁気
回路を構成して、各永久磁石３９ａ，３９ｂにより、フ
ォーカスコイル４０および対応する２個のトラッキング
コイル４１ａ，４１ｂ；４１ｃ，４１ｄに磁束を作用さ
せるようにする。
【００３９】さらに、ホルダ３３には、対物レンズ１７
ａ，１７ｂを設けた突出部３４ａに、外ヨーク３８ａ，
３８ｂにそれぞれ当接して、ホルダ３３の過度の回動を
規制するためのストッパ４２ａ，４２ｂを設けると共
に、バランサ３５を設けた突出部３４ｂに、磁性片４３
を設ける。また、ベース３１には、ホルダ３３に設けた
磁性片４３と対向するように、トラッキング方向Ｔｒに
着磁した永久磁石４４を設け、この永久磁石４４の各磁
極にヨーク４５，４６を取り付ける。
【００４０】上記構成において、図２（ａ）で示したよ
うに、情報記録媒体１のガイドトラック層２から、深さ
方向に２０±２０（μｍ）の領域にある記録層６に対し
て情報の記録／再生を行う場合には、対物レンズ１７ａ
を選択し、該対物レンズ１７ａによりサーボ用レーザ光
１０および記録／再生用レーザ光２０を情報記録媒体１
に照射する。なお、ここでは、ダイクロイックプリズム
１６で合成されたサーボ用レーザ光１０および記録／再
生用レーザ光２０を、立ち上げミラー４７で情報記録媒
体１側に反射させて対物レンズ１７ａに入射させる。
【００４１】この対物レンズ１７ａの選択にあたって
は、先ず、トラッキングコイル４１ａ，４１ｂ；４１
ｃ，４１ｄに、第１の方向に所定の大きさのパルス状の
直流電流を供給して、ホルダ３３を図４においてＡ方向
に回動させると共に、その回動に伴ってホルダ３３に設
けた磁性片４３を、ヨーク４６を介して永久磁石４４に
より磁気的に吸引して、対物レンズ１７ａを立ち上げミ
ラー４７上に位置させるようにする。なお、この際、ホ
ルダ３３のストッパ４２ｂを、外ヨーク３８ｂに当接さ
せるようにして、ホルダ３３の過度の回動を規制する。
【００４２】その後、サーボ用レーザ光１０がガイドト
ラック層２に集光するようにコリメータレンズ１５を光
軸方向に移動させるサーボ制御を行うと共に、上記領域
内の所望の記録層６に記録／再生用レーザ光２０が集光
するように、フォーカスコイル４０にバイアス電流を供
給してホルダ３３を軸３２に沿って摺動させる。この状
態で、トラッキングコイル４１ａ，４１ｂ；４１ｃ，４
１ｄにトラッキングエラー信号を供給して、ホルダ３３
を軸３２を中心に微小回動させるトラッキング制御を行
うと共に、フォーカスコイル４０にフォーカスエラー信
号を供給して、ホルダ３３を軸３２に沿って摺動させる
フォーカス制御を行いながら、所望の記録層６に対して
情報の記録／再生を行う。
【００４３】また、図２（ｂ）で示したように、情報記
録媒体１のガイドトラック層２から、深さ方向に６０±
２０（μｍ）の領域にある記録層６に対して情報の記録
／再生を行うために、図４に示す状態から対物レンズ１
７ｂを選択する場合には、トラッキングコイル４１ａ，
４１ｂ；４１ｃ，４１ｄに、第１の方向とは反対方向の
第２の方向に所定の大きさのパルス状の直流電流を供給
して、ホルダ３３を、ヨーク４６による磁性片４３の磁
気的吸引力に抗して図４においてＢ方向に回動させると
共に、その回動に伴って磁性片４３を、ヨーク４５を介
して永久磁石４４により磁気的に吸引して、対物レンズ
１７ｂを立ち上げミラー４７上に位置させるようにす
る。この際、ホルダ３３のストッパ４２ａを、外ヨーク
３８ａに当接させるようにして、ホルダ３３の過度の回
動を規制する。
【００４４】その後、上記の場合と同様に、サーボ用レ
ーザ光１０がガイドトラック層２に集光するようにコリ
メータレンズ１５を光軸方向に移動させるサーボ制御を
行うと共に、上記領域内の所望の記録層６に記録／再生
用レーザ光２０が集光するように、フォーカスコイル４
０にバイアス電流を供給してホルダ３３を軸３２に沿っ
て摺動させ、その状態で、トラッキングコイル４１ａ，
４１ｂ；４１ｃ，４１ｄにトラッキングエラー信号を供
給して、ホルダ３３を軸３２を中心に微小回動させるト
ラッキング制御を行うと共に、フォーカスコイル４０に
フォーカスエラー信号を供給して、ホルダ３３を軸３２
に沿って摺動させるフォーカス制御を行いながら、所望
の記録層６に対して情報の記録／再生を行う。
【００４５】なお、ホルダ３３を、対物レンズ１７ｂを
選択している状態から、対物レンズ１７ａの選択状態に
切り換える場合には、トラッキングコイル４１ａ，４１
ｂ；４１ｃ，４１ｄに供給する上記の第１の方向の所定
の大きさのパルス状の直流電流によって、ホルダ３３
を、ヨーク４５による磁性片４３の磁気的吸引力に抗し
て図４においてＡ方向に回動させて、対物レンズ１７ａ
を立ち上げミラー４７上に位置させると共に、そのホル
ダ３３の回動位置を、ヨーク４６による磁性片４３の磁
気的吸引力によって保持するようにする。
【００４６】このように、サーボ用レーザ光１０および
記録／再生用レーザ光２０の共通光路に配置された対物
レンズ１７ａまたは１７ｂを、対物レンズ駆動手段によ
ってフォーカス方向Ｆｏおよびトラッキング方向Ｔｒに
駆動して、情報記録媒体１に対する相対的位置を制御す
ることにより、サーボ用レーザ光１０をガイドトラック
層２の所望のガイドトラックに合焦状態で追従させなが
ら、記録／再生用レーザ光２０を所望の記録層６に合焦
状態で集光させることができ、各記録層に対して情報を
正確に記録／再生することができる。
【００４７】また、対物レンズ駆動手段のトラッキング
制御機構を用いて、対物レンズ１７ａおよび１７ｂの切
り換えを行う対物レンズ選択手段を構成することによ
り、対物レンズ選択手段を対物レンズ駆動手段とは独立
して設ける場合に比べ、構成を簡単かつ小型、安価にで
きると共に、部品点数を削減でき、組み立てを容易にで
きる。
【００４８】さらに、上記の対物レンズ駆動手段では、
対物レンズ１７ａによる記録／再生状態、および対物レ
ンズ１７ｂによる記録／再生状態の各状態において、ト
ラッキング方向Ｔｒにおけるホルダ３３の動作中立位置
を、磁性片４３と、永久磁石４４およびヨーク４５，４
６とによって磁気的に保持するようにしたので、トラッ
キング制御を安定して行うことができる。また、対物レ
ンズ１７ａ，１７ｂをホルダ３３に近接して保持したの
で、対物レンズを切り換える際のホルダ３３の回転角を
小さくできると共に、その切り換え制御も簡単にでき
る。さらに、対物レンズ１７ａ，１７ｂを、ホルダ３３
のフォーカス方向の同一位置において、記録／再生用レ
ーザ光２０が情報記録媒体１のガイドトラッグ層２から
それぞれＬ１およびＬ２の位置に集光するようにホルダ
３３に装着したので、ホルダ３３のフォーカス方向Ｆｏ
の移動量を最小にできる利点がある。
【００４９】なお、上述した対物レンズ駆動手段では、
対物レンズ１７ａ，１７ｂを保持するホルダ３３を、軸
３２に対して回動および軸方向に摺動させる軸摺動方式
としたが、他の方式、例えば対物レンズを保持するホル
ダを４本のワイヤで支持する方式とすることができる。
また、トラッキング方向におけるホルダ３３の動作中立
位置は、磁性片４３、永久磁石４４を用いることなく、
単にトラッキングコイルに、所望の方向のバイアス電流
を流して選択するようにすることもできる。
【００５０】図５は、対物レンズ駆動手段の他の例の構
成を示す斜視図である。図５において、図３および図４
に示した部材と同一作用をなす部材には同一の符号を付
してその説明を省略する。この対物レンズ駆動手段は、
ホルダ３３に設けた突出部３４ａ，３４ｂにそれぞれ開
口部を形成し、それらの開口部に対物レンズ１７ａ，１
７ｂを装着して、ホルダ３３を１８０°回転させること
により対物レンズ１７ａまたは１７ｂを立ち上げミラー
４７上に選択的に位置させるようにしたものである。こ
のため、磁気回路を構成する永久磁石３９ａ，３９ｂお
よび外ヨーク３８ａ，３８ｂは、突出部３４ａ，３４ｂ
との干渉を避けるため、突出部３４ａ，３４ｂよりも下
方に設ける。また、突出部３４ａ，３４ｂの端部には、
それぞれ磁性片４３ａ，４３ｂを設けると共に、軸３２
に関して立ち上げミラー４７とは反対側には、磁性片４
３ａ，４３ｂと選択的に対向して、磁性片４３ａ，４３
ｂを磁気的に吸引するように、ベース３１に固定して永
久磁石４４を設ける。
【００５１】なお、図５では、図３および図４に示した
内ヨーク３７ａ，３７ｂを示していないが、これらは同
様に、ホルダ３３に開口部を形成して設けることもでき
るし、ホルダ３３の下方を筒状にして、その内側に設け
ることもできる。
【００５２】図５は、対物レンズ１７ａが立ち上げミラ
ー４７上に位置する状態、すなわち情報記録媒体１のガ
イドトラッグ層２からＬ１（２０μｍ）±２０μｍの深
さ領域にある記録層６に対する記録／再生状態を示して
いるが、この状態では、ホルダ３３に設けた磁性片４３
ｂが永久磁石４４により磁気的に吸引されて、トラッキ
ング制御の中立位置が規制される。したがって、この状
態で、トラッキングコイル４１ａ，４１ｂ；４１ｃ，４
１ｄにトラッキングエラー信号を供給して、ホルダ３３
を軸３２を中心に微小回動させるトラッキング制御を行
うと共に、フォーカスコイル４０にフォーカスエラー信
号を供給して、ホルダ３３を軸３２に沿って摺動させる
フォーカス制御を行いながら、上記深さ領域内の所望の
記録層６に対して情報の記録／再生を行うことができ
る。
【００５３】また、図５に示す状態から、対物レンズ１
７ｂを選択する場合には、トラッキングコイル４１ａ，
４１ｂ；４１ｃ，４１ｄに、第１の方向の所定の大きさ
のパルス状の直流電流を供給して、ホルダ３３を、永久
磁石４４による磁性片４３ｂの磁気的吸引力に抗して所
定方向に回動させる。その後、ホルダ３３が９０°を越
えて１８０°近傍に回動した時点で、トラッキングコイ
ル４１ａ，４１ｂ；４１ｃ，４１ｄに、第１の方向とは
逆方向の第２の方向の所定の大きさのパルス状の直流電
流を供給して、ホルダ３３の回動を制動すると共に、永
久磁石４４によって磁性片４３ａを磁気的に吸引する。
これにより、対物レンズ１７ｂを立ち上げミラー４７上
に位置させると共に、対物レンズ１７ｂのトラッキング
制御の中立位置を、永久磁石４４による磁性片４３ａの
磁気的吸引によって規制する。したがって、この状態
で、上記の場合と同様にして、トラッキング制御および
フォーカス制御を行いながら、情報記録媒体１のガイド
トラッグ層２からＬ２（６０μｍ）±２０μｍの深さ領
域にある所望の記録層６に対して情報の記録／再生を行
うことができる。なお、対物レンズ１７ｂから対物レン
ズ１７ａに切り換える場合も、同様にして行う。
【００５４】図５に示した対物レンズ駆動手段では、対
物レンズ１７ａ，１７ｂを、軸３２に関して対称となる
ようにホルダ３３に装着したので、互いにカウンタウエ
イトとしても作用することになる。したがって、図３，
図４に示したようなバランサ３５を用いる必要がないの
で、より部品点数を削減でき、より安価にできると共
に、対物レンズの駆動感度も高くできる。
【００５５】図６は、この発明の第２実施の形態の要部
の構成を示す概略図である。この実施の形態は、第１実
施の形態において、対物レンズ１７ａ，１７ｂにそれぞ
れ対応するホログラム素子５１ａ，５１ｂを設け、対物
レンズ１７ａ（１７ｂ）の切り換えに連動して、選択さ
れた対物レンズ１７ａ（１７ｂ）とダイクロイックプリ
ズム１６との間の共通光路に対応するホログラム素子５
１ａ（５１ｂ）を挿入するようにしたものである。な
お、ホログラム素子５１ａ（５１ｂ）は、例えば図３ま
たは図５において、ホルダ３３に対物レンズ１７ａ，１
７ｂに対応して保持し、対物レンズ１７ａとホログラム
素子５１ａ、対物レンズ１７ｂとホログラム素子５１ｂ
とをそれぞれ対として一体に切り換えるようにする。
【００５６】このようにして、各ホログラム素子５１ａ
（５１ｂ）により、サーボ用レーザ光１０および記録／
再生用レーザ光２０を回折させ、それぞれの１次光を対
物レンズ１７ａ（１７ｂ）に入射させて結像させるよう
にする。
【００５７】この実施の形態によれば、対物レンズ１７
ａ，１７ｂにそれぞれ対応してホログラム素子５１ａ，
５１ｂを設けたので、各対物レンズにおいてサーボ用レ
ーザ光１０および記録／再生用レーザ光２０のスポット
間隔を、硝材の分散値に制限されることなく、ホログラ
ム素子により自由に設定することができると共に、各ス
ポットの収差を有効に補正することができる。
【００５８】なお、この発明は、上述した実施の形態に
のみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が
可能である。例えば、サーボ用レーザ光１０および記録
／再生用レーザ光２０を異なるスポット間隔で集光させ
る３個以上の対物レンズを設けて、記録層の深さ位置に
応じて選択するようにすることもできる。また、ホログ
ラム素子は、必ずしも各対物レンズに対応させて設ける
必要はなく、任意の対物レンズに対応させて設けること
もできる。また、このホログラム素子は、例えば図７に
示すように、対物レンズ１７ａ（１７ｂ）の片面に一体
に形成することもできる。このようなホログラム素子を
有する対物レンズは、ガラスまたはプラスチックで成形
することができる。
【００５９】さらに、ホログラム付き対物レンズを用い
ることにより、ガイドトラック面が記録層よりも対物レ
ンズ側にある場合に、ホログラムの分散を使って７８０
ｎｍのスポットを、６５０ｎｍのスポットよりも対物レ
ンズ側に形成することもできる。したがって、例えば図
８（ａ）に示すように、一方の対物レンズ１７ａは、上
記実施の形態におけると同様に、複数の記録層６がガイ
ドトラック層２よりも対物レンズ側に位置する情報記録
媒体１用として、７８０ｎｍのスポットをガイドトラッ
ク層２に、６５０ｎｍのスポットを所望の記録層６にそ
れぞれ形成するようにし、他方の対物レンズ１７ｂは、
図８（ｂ）に示すように、ガイドトラック層２が複数の
記録層６よりも対物レンズ側に位置する情報記録媒体
１′用として、対物レンズ１７ｂの一方の表面にホログ
ラム素子５１を一体に形成して７８０ｎｍのスポットを
ガイドトラック層２に、６５０ｎｍのスポットを所望の
記録層６にそれぞれ形成するようにして、情報記録媒体
１，１′に応じて対物レンズ１７ａ，１７ｂを切り換え
て用いるようにすることもできる。
【００６０】さらに、各対物レンズ毎に情報記録媒体に
対する相対的位置を制御する対物レンズ駆動手段を設
け、対物レンズ選択手段によって対物レンズ駆動手段毎
に対物レンズを切り換えるよう構成する等により、対物
レンズ駆動手段と対物レンズ選択手段とを分離して設け
ることもできる。さらにまた、この発明は、情報記録媒
体として、相変化型薄膜や光磁気型薄膜を用いる場合に
も有効に適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、深さ
方向にガイドトラック層と複数の記録層とを有する情報
記録媒体に対して情報を光学的に記録および／または再
生する光ピックアップ装置において、波長の異なる第１
の光ビームおよび第２の光ビームを異なるスポット間隔
で集光させる複数の対物レンズを設け、記録および／ま
たは再生すべき所望の記録層の深さ位置に応じて、対物
レンズ選択手段により対応する対物レンズを選択して、
その選択された対物レンズを経て第１の光ビームをガイ
ドトラック層に集光させ、第２の光ビームを所望の記録
層に集光させるようにしたので、簡単かつ小型、安価な
構成で、深さ方向の各記録層に対する記録／再生性能の
劣化を有効に防止できると共に、第１の光ビームの収差
劣化を防止でき、各記録層に対して安定して情報の記録
／再生を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の第１実施の形態を示す光学系の全
体の概略構成図である。
【図２】 図１に示す２つの対物レンズの作用を説明す
るための図である。
【図３】 第１実施の形態における対物レンズ駆動手段
の一例の構成を示す斜視図である。
【図４】 図３の平面図である。
【図５】 第１実施の形態における対物レンズ駆動手段
の他の例の構成を示す斜視図である。
【図６】 この発明の第２実施の形態の要部の構成を示
す概略図である。
【図７】 この発明の変形例を説明するための図であ
る。
【図８】 同じく、他の変形例を説明するための図であ
る。
【符号の説明】
１，１′ 情報記録媒体 ２ ガイドトラック層 ３ 吸収層 ４ 記録媒質 ５ 保護層 ６ 記録層 １０ サーボ用レーザ光 １１ 光源ユニット １２ 半導体レーザ（第１の光源） １３ 光検出器 １４ ホログラム １５ コリメータレンズ １６ ダイクロイックプリズム １７ａ，１７ｂ 対物レンズ ２０ 記録／再生用レーザ光 ２１ 半導体レーザ（第２の光源） ２２ コリメータレンズ ２３ 偏光ビームスプリツタ ２４ １／４波長板 ２５ 検出レンズ ２６ ピンホール ２７ ＰＩＮフォトダイオード ３１ ベース ３２ 軸 ３３ ホルダ ３４ａ，３４ｂ 突出部 ３５ バランサ ３６ａ，３６ｂ 開口部 ３７ａ，３７ｂ 内ヨーク ３８ａ，３８ｂ 外ヨーク ３９ａ，３９ｂ 永久磁石 ４０ フォーカスコイル ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ トラッキングコイル ４２ａ，４２ｂ ストッパ ４３，４３ａ，４３ｂ 磁性片 ４４ 永久磁石 ４５，４６ ヨーク ４７ 立ち上げミラー ５１，５１ａ，５１ｂ ホログラム素子
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D029 HA04 JB01 JB42 WD11 5D118 AA01 AA14 BA01 BB01 BB02 BC02 BF02 BF03 CA11 CA13 CC12 CD02 CD03 CG03 CG07 CG09 CG15 CG26 CG36 DB26 DC03 DC05 5D119 AA01 AA11 AA23 BA01 BB01 BB03 CA15 DA01 DA05 EA02 EA03 EB15 EC44 EC47 FA02 FA05 FA08 JA44 JA47 JA49

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 深さ方向にガイドトラック層と複数の記
    録層とを有する情報記録媒体に対して情報を光学的に記
    録および／または再生する光ピックアップ装置におい
    て、 第１の光ビームを放射する第１の光源と、 前記第1の光ビームとは波長の異なる第２の光ビームを
    放射する第２の光源と、 前記第1の光ビームおよび第２の光ビームの共通光路に
    選択的に配置され、前記第1の光ビームおよび第２の光
    ビームを異なるスポット間隔で集光させる複数の対物レ
    ンズと、 前記情報記録媒体の記録および／または再生すべき所望
    の記録層の深さ位置に応じて、前記複数の対物レンズの
    なかから前記共通光路に配置する対物レンズを選択する
    対物レンズ選択手段とを有し、 前記共通光路に配置された対物レンズを経て、前記第１
    の光ビームを前記ガイドトラック層に集光させると共
    に、前記第２の光ビームを前記所望の記録層に集光させ
    るよう構成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 【請求項２】 前記複数の対物レンズの少なくとも一つ
    に対応させて、当該対物レンズによる前記第1の光ビー
    ムおよび第２の光ビームの前記情報記録媒体内でのスポ
    ット間隔を任意に設定できるホログラム素子を設け、該
    ホログラム素子を対応する対物レンズと一体に前記共通
    光路に配置するよう構成した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】 前記ホログラム素子を、対応する対物レ
    ンズに形成したことを特徴とする請求項２に記載の光ピ
    ックアップ装置。
  4. 【請求項４】 前記情報記録媒体に対する情報の記録お
    よび／または再生時に、少なくとも前記共通光路に配置
    されている前記対物レンズを所定の方向に変位させて、
    前記情報記録媒体に対する当該対物レンズの相対的位置
    を制御する対物レンズ駆動手段を設けると共に、この対
    物レンズ駆動手段の少なくとも一部を含んで、前記対物
    レンズ選択手段を構成したことを特徴とする請求項１，
    ２または３に記載の光ピックアップ装置。
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