JP2003067971A - 光ピックアップ装置およびこれを備えた情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検出手段または照明手段として光学系の色消
し手段を用いて、波長多重に伴うフォーカス信号の劣化
を防ぎ、高精度のフォーカス制御を行う。 【解決手段】 光ピックアップ装置は、半導体レーザ１
４から出射の光ビームを通過させると共に、光ディスク
１からの反射光を偏向するビームスプリッタ１６と、こ
の反射光を検出する集光レンズ２２、シリンドリカルレ
ンズ２３、および受光素子２４より構成される検出手段
からなる。光ディスク１の発色における各波長の色収差
により生じる光軸方向のスポットのずれを、波長の分散
特性が異符号の凹凸レンズを組合せた（アクロマートレ
ンズ）色消し手段を使用して、波長多重が存在しても正
確なフォーカス制御を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に情報の記
録再生を行う光ピックアップ装置およびこれを備えた情
報記録再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】情報記録媒体の１つとして記録密度が６
５０ＭＢのＣＤ（Compact Disc）が実現されている。ま
た、近年、ＣＤよりも高容量のＤＶＤ（Digital Versat
ile Disk）が実現されている。しかしながら、記憶容量
的な要求はＤＶＤの１層では満足されていない。そこで
記録層を１層ではなく複数の層で構成するいわゆる多層
ディスクとすることによりさらに高密度化を図ったディ
スクが開示されている。このような多層ディスクとし
て、蛍光材を記録材料として用いた情報記録媒体用の光
ピックアップ装置も実現されている。蛍光材は光の照射
により反応する点、透明性（光透過率）を有している点
から多層情報記録媒体用の材料として適している。

【０００３】例えば、多層ディスクに記録再生を行うた
めの光ピックアップ装置として、特開２０００−１９５
０６５号公報，特開２０００−０７６６９３号公報，特
表２０００−５１２０６１号公報に記載される構成が開
示されている。特開２０００−１９５０６５号公報に記
載の光ピックアップは、図１７に示すように、光ディス
ク１の下方には、光学ヘッド１０が設けられ、光ディス
ク１に対する蛍光性物質層の特性変化を用いてデータの
記録、あるいは光ディスク１に記録されているデータの
再生がピットの発光により行われる。

【０００４】光ディスク１は、図示しない回転機構によ
り所定回転数で回転され、また、所定のピット列のトラ
ックに後述する光検出器からの出力信号を用いてトラッ
キングできるようになっている。この光学ヘッド１０に
は、対物レンズ１１が支持されており、対物レンズ１１
は、駆動コイル１２によってフォーカシング方向（レン
ズの光軸方向）に移動可能とされている。また、レーザ
制御回路５によって半導体レーザ１４が駆動されて、光
ビーム（レーザ光）を発生するようになっている。

【０００５】そして、レーザ制御回路５によって駆動さ
れる半導体レーザ１４より発生された光ビームは、コリ
メータレンズ１５、ビームスプリッタ１６、対物レンズ
１１を介して光ディスク１上に照射され、この光ディス
ク１からの反射光は、対物レンズ１１、ビームスプリッ
タ１６、集光レンズ１７を介して光検出器１８に導かれ
る。光検出器１８の出力信号は、増幅用のアンプ６を介
してフォーカシング制御回路７とデータ再生回路８に出
力される。フォーカシング制御回路７は、アンプ６から
の出力信号を基準値と比較する比較器７ａを有し、この
比較器７ａの出力により所望の蛍光物質膜３へのフォー
カッシングを制御する。比較器７ａの差に応じてフォー
カス点に関する信号（フォーカス誤差信号）が駆動回路
７ｂに供給され、フォーカシング駆動コイル１２に制御
され、光ビームが光ディスク１の所望の蛍光物質膜３上
でジャストフォーカスとなるように制御される。

【０００６】また、一方で従来のＤＶＤやＣＤと２つの
情報記録媒体に対して、互換性を有する光ピックアップ
装置および光ピックアップ装置を備えた情報記録再生装
置（いわゆる、コンボドライブと称される）が実用化さ
れている。このような互換性を有する光ピックアップ装
置として以下のような構成が開示されている。コンボド
ライブ用の光ピックアップ装置として、特開２０００−
２９８８７１号公報，特開２０００−３１５３２８号公
報に開示されている。

【０００７】特開２０００−３１５３２８号公報の記載
によれば、図１８に示すように、異なる波長の光を照射
する第１，第２の半導体レーザ１４ａ，１４ｂと、これ
ら入射光の進行経路を変更する光路変更手段（第１，第
２のビームスプリッタ１６ａ，１６ｂ）、第１，第２の
半導体レーザ１４ａ，１４ｂからの光ビームＩ，IIを異
なる厚さの光ディスク１に集光する対物レンズ１１，視
準レンズ１３、および反射された光を前述した光路の逆
を経由して受光する光検出器１８から構成され、光ピッ
クアップ装置の共用、小型化を図っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】蛍光材を記録材料とし
て用いた多層情報記録媒体用の光ピックアップ装置で
は、光ビームが蛍光物質膜に照射されることにより、書
き込み時は蛍光物質の特性が変化し、読み取り時は前記
書き込み時に蛍光物質の特性が変化している蛍光物質が
発光する。このため、読み取り時には、蛍光物質が発光
するか否かを、光検出器により検出するようになってい
る。そして、これらの光ピックアップ装置では、光ビー
ムが所望の蛍光物質膜の層にフォーカシング、およびト
ラッキングされている状態で、蛍光物質の特性変化を用
いてデータの記録あるいは再生を行う必要がある。前記
従来技術では、いずれも蛍光物質で発色された光ビーム
でフォーカス制御、トラック制御することが開示されて
いる。

【０００９】しかしながら、蛍光物質のような一波長の
励起により、ある波長範囲の発色を起こす情報記録媒体
においてはレンズ系の色収差の影響により、図１９のよ
うな各波長でオフセットしたＳ字の重ね合せが蛍光発光
のＳ字曲線となる。ここで各波長での検出器の受光量に
は、図３のような蛍光発光の分布が重みとして加わり、
図２０のようなＳ字曲線となる。このように、一波長の
Ｓ字曲線に比べ、対象性の劣化，振幅低下などの信号劣
化が確認される。

【００１０】また、特開２０００−２９８８７１号公
報，特開２０００−３１５３２８号公報に記載されてい
るように、ＣＤとＤＶＤの検出手段を同一の光学系とす
ることにより小型化・簡素化を図った構成が開示されて
いる。しかしながら、ＣＤ系とＤＶＤ系において用いる
各々波長が異なるため、一方の波長（例えば、６６０ｎ
ｍ：ＤＶＤ系）で検出手段の組み付け調整を行うと、他
方の波長（例えば、７８０ｎｍ：ＣＤ系）ではレンズ系
の色収差により光軸方向に光検出器の組み付け位置がず
れてしまうことになる。結果、７８０ｎｍ系のＳ字カー
ブは図１９と同じようにオフセットしてしまい、正確な
フォーカス制御が行えなくなるという課題があった。

【００１１】本発明は、前記従来技術の問題を解決する
ことに指向するものであり、光学系の検出手段または照
明手段（対物レンズ）として光学系の色消し手段を用い
たフォーカス信号生成を行うことにより、波長多重に伴
なうフォーカス信号の劣化を防ぎ、かつ高品質，高精度
のフォーカス制御を行うことが可能となり、情報の読み
取り，書き込みを正確に行うことができる光ピックアッ
プ装置およびこれを備えた情報記録再生装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明に係る光ピックアップ装置は、請求項１〜３
に記載のように、光ビームを出射する光源と、光ビーム
を情報記録媒体上に集光する照明手段と、情報記録媒体
からの反射光を受光する光学系の検出手段とを備えた光
ピックアップ装置であって、検出手段において、色収差
による光軸方向への結像位置のずれを補正する補正手段
を設けたこと、また、光ビームを出射する光源と、光ビ
ームの照射により所定の波長範囲の発光をする情報記録
媒体上に光ビームを集光する照明手段と、情報記録媒体
からの前記反射光を受光する光学系の検出手段とを備え
た光ピックアップ装置であって、検出手段において、情
報記録媒体の発光する波長範囲の色収差による光軸方向
への結像位置のずれを補正する補正手段を設けたこと、
また、各々波長の異なる光ビームを出射する少なくとも
２つ以上の光源群と、光ビームを情報記録媒体上に集光
する照明手段と、情報記録媒体からの反射光を受光する
光学系の検出手段とを備えた光ピックアップ装置であっ
て、検出手段において、光源群より出射される光ビーム
の各々波長の色収差による光軸方向への結像位置のずれ
を補正する補正手段を設けた構成により、使用される波
長範囲により色収差に伴う光軸方向にずれが発生せず、
正確なフォーカス制御ができ、蛍光材等の発色する材料
を用いた情報記録媒体、および複数波長の光源を備えた
互換型の光ピックアップ装置における検出手段の共通化
をすることができる。

【００１３】また、請求項３〜６記載のように、光ピッ
クアップ装置において、補正手段として、集光レンズお
よびシリンドリカルレンズを備えた検出手段における集
光レンズおよび／またはシリンドリカルレンズを２枚の
レンズから形成し、色収差による光軸方向への結像位置
のずれを補正したこと、また、補正手段として、集光レ
ンズおよびナイフエッジ部を備えた検出手段における集
光レンズを２枚のレンズから形成し、色収差による光軸
方向への結像位置のずれを補正したこと、また、補正手
段として、集光レンズおよび光路を二分するビームスプ
リッタを備えた検出手段における集光レンズを２枚のレ
ンズから形成し、色収差による光軸方向への結像位置の
ずれを補正して、ビームスプリッタに入射する光の波長
範囲における波長に依存せず各光路に光量を分配した構
成によって、使用する波長範囲において、各波長のフォ
ーカス信号のゼロクロス位置が異なることのない正確な
フォーカス制御ができる。

【００１４】また、請求項７記載のように、光ピックア
ップ装置において、照明手段として、色収差による光軸
方向の結像位置のずれを補正する色消しレンズを用いた
構成によって、使用する波長範囲において色収差に伴う
光軸方向へのずれが残留しない、正確なフォーカス制御
ができる。

【００１５】また、請求項８記載のように、情報記録再
生装置において、請求項１〜７のいずれか１項に記載の
光ピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であっ
て、情報記録媒体の情報記録再生を際の色収差による光
軸方向の結像位置のずれを補正する補正手段を用いた光
ピックアップ装置を搭載した構成によって、安定したフ
ォーカス制御を行う情報記録再生装置を実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明にお
ける実施の形態を詳細に説明する。

【００１７】図１（ａ）は本発明の実施の形態１におけ
る光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図であ
る。ここで、前記従来例を示す図１７において説明した
構成部材に対応し実質的に同等の機能を有するものには
同一の符号を付してこれを示し、以下の各図においても
同様とする。

【００１８】図１（ａ）に示すように、直線偏光の光ビ
ームを出射する半導体レーザ１４、半導体レーザ１４か
らの光ビームを収束して平行光にするコリメータレンズ
１５、コリメータレンズ１５からの光ビームを通過させ
ると共に、多層情報記録媒体（光ディスク）１からの反
射光を偏向するビームスプリッタ１６、多層情報記録媒
体１の任意の層に対して開口数や球面収差等の光学特性
を最適化するＮＡ変換素子１３、光ビームを集光する照
明手段の対物レンズ２１、および集光レンズ２２、シリ
ンドリカルレンズ２３、受光素子２４から構成されるサ
ーボ信号，情報信号を検出するための検出手段を有して
いる。また、図１（ｂ）は受光素子の４分割受光面の概
略構成を示す図である。

【００１９】以下に本実施の形態１における多層情報記
録媒体（光ディスク）の構成、光ピックアップ装置を構
成している部品、およびフォーカスエラー信号生成方法
について説明する。なお、本実施の形態１において、後
述する光学系の検出手段および照明手段（対物レンズ）
に、使用する波長範囲において色収差による光軸方向の
結像位置（以下、スポットという）のずれが生じない光
学系の補正手段を採用している。

【００２０】ここで、前記多層情報記録媒体としては、
例えばガラスあるいはプラスチックス等で円形に形成さ
れた屈折率ｎ１の透明な基板の表面に、屈折率ｎ２の蛍
光物質膜が貼り合わされて形成され、さらにこの蛍光物
質膜の上に屈折率ｎ１の接合層を介して第２の蛍光物質
膜が形成され、これら蛍光物質膜と接合層が順次積層さ
れた構成となっている。図２（ａ）は多層情報記録媒体
の一部を示す概略構成図、図２（ｂ）は多層情報記録媒
体の光ビーム集光部分の拡大図である。

【００２１】蛍光物質膜は光ピックアップ装置からの光
ビームを照射することにより、書き込み時には特性を変
化させ、読み取り時には前記書き込み時に蛍光物質の特
性が変化した蛍光物質が発色発光するようになってい
る。このため、読み取り時に、蛍光物質が発光するか否
かを検知することにより情報の読み出しが行える。図３
は蛍光物質のスペクトルを示す特性曲線図である。励起
光として波長λ１（例えば、６６０ｎｍ）の光を照射す
ることにより、波長λ２（６８０ｎｍ）〜波長λ３（７
４０ｎｍ）の蛍光を発色する。蛍光物質は透明性（高透
過率）を有するため、従来のＣＤやＤＶＤで用いられて
きた色素や相変化などの材料に比べ多層情報記録媒体の
作製には適している。

【００２２】また、蛍光信号等の受光用の受光素子とし
ては、アバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤと
いう）を用いることが望ましい。ＡＰＤは内部増倍機能
をもつ光検出器で微弱光検出に適している。一般にフォ
トダイオードを用いた光検出では読み出し回路の雑音レ
ベルが微弱光の検出限界を決定するが、ＡＰＤの場合、
読み出し回路以前に信号を増幅するため、読み出し回路
の雑音寄与分を等価的に増倍率分の１にすることができ
る。また、発色する蛍光分布が最大となる波長と、増倍
率が最大となる波長を略一致するようなＡＰＤを使用す
ることにより高Ｓ／Ｎ比の信号検出が可能となる。

【００２３】また、本実施の形態１におけるフォーカス
信号生成方法として非点収差法を用いた場合について説
明する。非点収差法は、シリンドリカルレンズの通過で
発生する非点収差を積極的に利用してフォーカス誤差を
検出するものである。シリンドリカルレンズは単一方向
のみレンズとして働き、それと直交する方向は平行平板
と同じでレンズ作用は持たない。したがって、焦点距離
が異なってくるので非点収差が発生する。図４に示すよ
うに、レンズ作用を持たない断面から見た光ビームの焦
点位置は、シリンドリカルレンズ（円筒レンズ）２３に
入る前の収束光ビームの焦点位置とほぼ同じになるが、
レンズ作用のある断面から見た光ビームはそこでは焦点
を結ばないため細い線像が得られる。

【００２４】実際的な信号の作り方を図５（ａ），
（ｂ），（ｃ）を用いて説明する。図５（ｂ）に示すよ
うに、受光素子（４分割受光面）をＦの位置に設置し、
４分割受光面の４つの領域（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）の出力信
号を（数１）により演算を行うと、この演算結果がフォ
ーカスエラー信号となる。

【００２５】

【数１】Ｆｅ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ） つまり、図５（ｂ）に示すように多層情報記録媒体が対
物レンズの合焦平面となっている場合はＦの位置におけ
る受光素子上の光ビームは円形となり、Ｆｅの演算結果
はゼロとなる。図５（ａ）に示すように多層情報記録媒
体が対物レンズに近づくと反射光のスポットは遠ざかる
ので、縦長の楕円となり、Ｆｅ＞０となる。また、図５
（ｃ）に示すように多層情報記録媒体が遠ざかるとＦｅ
＜０となる。

【００２６】これらのフォーカスエラー信号に基づき、
フォーカスサーボ制御用回路（図示せず）により、対物
レンズが駆動され、フォーカスサーボが実行される。

【００２７】しかしながら、本実施の形態１のような蛍
光材を記録材料として用いた情報記録媒体においては、
読み出しを行う際に書き込みによって特性の変化した蛍
光物質の発色による所定の波長範囲を考慮する必要があ
る。すなわち光源光の波長（６６０ｎｍ）と蛍光物質が
発色する波長範囲（６８０〜７４０ｎｍ）のトータルの
波長範囲（６６０ｎｍ〜６８０ｎｍ）を考慮する必要が
ある。

【００２８】本実施の形態１では、図１に示す検出手段
の補正手段として波長の分散特性が異符号の凹凸レンズ
を組合せたもの（アクロマートレンズ）を色消しレンズ
として使用している。比較のため、図６（ａ），
（ｂ），（ｃ）に「色消しなし」、図７（ａ），
（ｂ），（ｃ）に「色消しあり」のそれぞれにおける、
受光素子の受光面のスポットの形状を示す。

【００２９】また、図６（ａ）に示すレンズ構成を（表
１）に、図７（ａ）に示すレンズ構成を（表２）に示
す。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】前述の各構成に平行光が入射した場合の受
光面におけるスポットの様子を蛍光波長範囲の両端であ
る波長６８０ｎｍと波長７４０ｎｍを比較して、図６
（ｂ），図６（ｃ），図７（ｂ），図７（ｃ）に示して
いる。図６（ｂ），図６（ｃ）に示すように色消しをし
ない場合では、６８０ｎｍで最小錯乱円がきれいな円形
となっているのに対し、７４０ｎｍでは色収差により楕
円となっている。この場合は合焦からずれた位置として
誤認識されてしまう。一方、本実施の形態１の図７
（ｂ），図７（ｃ）に示すように色消し行う構成では、
波長が変化したいずれの場合もきれいな円形となってい
る。このように波長分散特性が異符号の凹凸レンズを組
合せたレンズ群（色消しレンズ）を検出手段の補正手段
に用いることにより波長多重が存在しても正確なフォー
カス制御が可能となる。

【００３３】また、検出手段と同様に照明手段（対物レ
ンズ）においても色消しレンズ（アクロマートレンズ）
を用いて、検出手段と照明手段の両方を色消し化するこ
とにより、図８に示すように図１７で見られた波長によ
るＳ字シフトは解消される。すなわち蛍光材のような波
長多重反応を有する情報記録媒体であっても正確なフォ
ーカスサーボ制御が可能である。

【００３４】図９（ａ）は本発明の実施の形態２におけ
る光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図、図９
（ｂ）は２分割受光面の受光素子の概略構成を示す図で
ある。本実施の形態２の図９（ａ）における構成は実施
の形態１を示す図１（ａ）と概ね一致しているが、異な
る点は検出手段が集光レンズ２２とナイフエッジ２５を
用いたナイフエッジ法を採用している点である。

【００３５】本実施の形態２におけるフォーカス信号生
成方法としてナイフエッジ法を用いた場合について説明
する。ナイフエッジ法はディスク１から戻ってきた収束
光路幅にナイフエッジ２５を配置して、受光素子２４ａ
上での光点像の移動量を検出することによってフォーカ
ス誤差を検出するものである。

【００３６】例えば、図１０（ｂ）に示すように集光レ
ンズ２２の焦点位置にナイフエッジ２５を置いた場合、
ディスク１の情報面が対物レンズ２１の合焦位置にある
ときはナイフエッジ２５の影響は無いので受光素子２４
ａ（２分割受光面）の出力の差信号Ｆe＝ａ−ｂは０と
なる。ディスク１が近づくと焦点が遠ざかり、ナイフエ
ッジ２５によって光の一部が遮られるようになるので受
光素子２４ａの差信号は正となり（図１０（ａ）参
照）、ディスク１が遠ざかると差信号は負となる（図１
０（ｃ）参照）。

【００３７】このようにしてディスクがどのくらいどの
方向へ焦点位置からずれているかを検出することができ
る。このように生成されるフォーカスエラー信号に基づ
き、フォーカスサーボ制御用回路（図示せず）により、
対物レンズが駆動され、フォーカスサーボが実行され
る。

【００３８】また、実施の形態１と同様に蛍光材を用い
た情報記録媒体において、その波長範囲を考慮する必要
がある。本実施の形態２の図９に示すように検出手段に
波長分散特性が異符号の凹凸レンズを組合せたものを使
用し、これによりナイフエッジでの光軸方向の集光位置
は波長変動の影響を受けることなく、すなわち蛍光材の
ような波長多重反応を有する情報記録媒体であっても正
確なフォーカスサーボ制御ができる。

【００３９】図１１（ａ）は本発明の実施の形態３にお
ける光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図、図
１１（ｂ）は３分割受光面の受光素子の概略構成を示す
図である。本実施の形態３の光ピックアップ装置の構成
は、前記の図１（ａ），図９（ａ）に示した構成と概ね
一致しているが、異なる点は検出手段に集光レンズ２２
とビームスプリッタ２６を用いてダブルビームサイズ法
を採用している点である。

【００４０】本実施の形態３におけるフォーカス信号生
成方法としてダブルビーム法を用いた場合について説明
する。フォーカス信号検出用の受光素子２４ｂ，２４ｃ
としては、その受光面が３分割されたものを二つ備えて
いる。一方の受光素子２４ｂは、対物レンズ２１が合焦
状態における焦点位置から、光ディスク１に対物レンズ
２１を距離Ｌだけ近づいた位置に位置決めされ、また、
他方の受光素子２４ｃは、合焦状態における焦点位置か
ら、対物レンズ２１を距離Ｌだけ遠ざかる位置に位置決
めされている。

【００４１】したがって、対物レンズ２１の焦点がディ
スク１の記録面に一致している合焦状態では、図１２
（ｂ）に示したように、受光素子２４ｂに形成されるス
ポットＳＰ１と、受光素子２４ｃに形成されるスポット
ＳＰ２は同じ大きさになる。

【００４２】また、ディスク１の記録面が対物レンズ２
１の焦点よりも近づいている状態では、図１２（ａ）に
示したように、集光レンズ２２の焦点が後方に移動する
ので、受光素子２４ｂに形成されるスポットＳＰ１は合
焦状態の場合よりも大きくなり、受光素子２４ｃに形成
されるスポットＳＰ２は合焦状態の場合よりも小さくな
る。

【００４３】また、ディスク１の記録面が対物レンズ２
１の焦点よりも遠ざかっている状態では、図１２（ｃ）
に示したように、集光レンズ２２の焦点が前方に移動す
るので、受光素子２４ｂに形成されるスポットＳＰ１は
合焦状態の場合よりも小さくなり、受光素子２４ｃに形
成されるスポットＳＰ２は合焦状態の場合よりも大きく
なる。

【００４４】以上のことから、受光素子２４ｂの領域
Ａ，Ｂ，Ｃから得られる受光信号をＰａ，Ｐｂ，Ｐｃと
し、受光素子２４ｃの領域Ｄ，Ｅ，Ｆから得られる受光
信号をＰｄ，Ｐｅ，Ｐｆとすると、フォーカシング誤差
信号Ｆeは、（数２）により演算できる。

【００４５】

【数２】 Ｆe＝（Ｐａ＋Ｐｃ−Ｐｂ）−（Ｐｄ＋Ｐｆ−Ｐｅ） この場合、合焦状態ではフォーカシング誤差信号Ｆeの
値は「０」になり、光ディスク１の記録面が対物レンズ
２１の焦点よりも近づいている状態では、フォーカシン
グ誤差信号Ｆeの値は正の値になり、ディスク１の記録
面が対物レンズ２１の焦点よりも遠ざかっている状態で
は、フォーカシング誤差信号Ｆeの値は負の値になる。
このように生成されるフォーカスエラー信号に基づき、
フォーカスサーボ制御用回路（図示せず）により、対物
レンズ２１が駆動され、フォーカスサーボが実行され
る。

【００４６】また、本実施の形態３においても、前記の
実施の形態１，２と同様に蛍光材を用いた情報記録媒体
においては所定の波長範囲を考慮する必要があることか
ら、図１１（ａ）のように検出手段に波長分散特性が異
符号の凹凸レンズを組合せたものを用いて、これにより
各受光素子での光軸方向の集光位置は波長変動に影響を
受けることがなくなる。また、ビームスプリッタ２６に
おいても使用波長範囲で光量分配比が変化しないものを
使用している。以上の構成により蛍光材のような波長多
重反応を有する情報記録媒体であっても正確なフォーカ
スサーボ制御が可能となる。

【００４７】図１３は本発明の実施の形態４における光
ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。図
１３において、ＤＶＤ用に波長６６０ｎｍの光ビームを
出射する半導体レーザ１４ａ、６６０ｎｍ半導体レーザ
１４ａからの光ビームを収束して平行光にするコリメー
タレンズ１５ａ、ＣＤ用に波長７８０ｎｍの光ビームを
出射する半導体レーザ１４ｂ、７８０ｎｍ半導体レーザ
１４ｂからの光ビームを収束して平行光にするコリメー
タレンズ１５ｂ、ＤＶＤ／ＣＤそれぞれの情報記録媒体
１ａ，１ｂに対して開口数を最適化するＮＡ変換素子１
３、光ビームを集光する対物レンズ２１を備えている。

【００４８】また、ＤＶＤ系６６０ｎｍ近辺の波長は透
過させ、ＣＤ系７８０ｎｍ近辺の波長は反射させるダイ
クロイックプリズムを含み、情報記録媒体１ａ，１ｂか
らの反射光を検出手段に偏向するためのビームスプリッ
タ２７、さらに、集光レンズ２２，シリンドリカルレン
ズ２３，受光素子２４から構成されるサーボ信号・情報
信号を検出するための検出手段とを有している。

【００４９】図１３において、対物レンズ２１と検出手
段については、図１の検出手段と同様の構成のものであ
る。これらはＤＶＤ／ＣＤの両波長に対して前述したよ
うな色収差を補正するレンズ群であって、ＤＶＤ系／Ｃ
Ｄ系の両波長においてフォーカスオフセットがなく同一
素子による検知が可能となっている。

【００５０】図１４は本発明の実施の形態５における光
ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。本
実施の形態５の図１４に示す構成は、実施の形態４の図
１３に示した２光源を備えた照明手段に、実施の形態２
の図９で用いた検出手段と同様の構成を採用している。
照明手段（対物レンズ）と検出手段はＤＶＤ／ＣＤの両
波長に対して色収差の補正するレンズ群を用いて、両波
長でフォーカスオフセットなくし同一素子により検知が
可能となっている。

【００５１】図１５は本発明の実施の形態６における光
ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。実
施の形態４の図１３に示した２光源を備えた照明手段
に、実施の形態３の図１１で用いた検出手段と同様の構
成を採用している。照明手段（対物レンズ）と検出系は
ＤＶＤ／ＣＤの両波長に対して色収差の補正するレンズ
群を用いて、両波長でフォーカスオフセットなく同一素
子での検知が可能となっている。

【００５２】図１６は本発明の実施の形態７である前述
の光ピックアップ装置を備えた情報記録再生装置の概略
を示す斜視図である。図１６に示す情報記録再生装置３
５おいて、光ディスク１を格納したカートリッジ３３
は、情報記録再生装置３５の開口部３４より挿入され、
光ディスク１はスピンドルモータ３７により回転駆動さ
れる。この光ディスク１から情報，制御用の信号を読み
出す光ピックアップ装置は、キャリッジ移動機構３９に
駆動制御されるキャリッジに３８に搭載され、前述した
フォーカス制御が行われる。

【００５３】また、図１６において、各種信号処理回路
あるいは各種の入出力端子等の図示は省略してあるが、
実際の装置においては必要な構成要素であることはいう
までもない。本実施の形態７の情報記録再生装置によれ
ば、光ピックアップ装置が高Ｓ／Ｎ比、安定の取れたフ
ォーカス制御が可能であるため、多層情報記録媒体（光
ディスク）の記録・再生装置としてとして、またはコン
ボドライブとして実現できることは言うまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
使用する波長範囲において色収差に伴う光軸方向ずれが
発生せず、また各波長のフォーカス信号のゼロクロス位
置が異なることのない、正確なフォーカス制御を可能と
して、とくに、蛍光材等の発色する材料を用いた情報記
録媒体用、および／または複数波長の光源を備えた互換
型の光ピックアップ装置における検出手段の共通化を図
った光ピックアップ装置およびこれを備えた情報記録再
生装置が実現できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１における光ピッ
クアップ装置の光学系を示す概略構成図、（ｂ）は受光
素子の４分割受光面の概略構成を示す図

【図２】（ａ）は多層情報記録媒体の一部を示す概略構
成図、（ｂ）は多層情報記録媒体の光ビーム集光部分の
拡大図

【図３】蛍光物質のスペクトルを示す特性曲線図

【図４】集光レンズとシリンドリカルレンズ（円筒レン
ズ）の焦点位置を説明する図

【図５】（ａ）は本発明の実施の形態１における多層情
報記録媒体が対物レンズに近づいた状態、（ｂ）は多層
情報記録媒体が対物レンズの合焦平面となっている状
態、（ｃ）は多層情報記録媒体が遠ざかった状態を説明
する図

【図６】（ａ）は「色消しなし」のレンズ構成、（ｂ）
は波長６８０ｎｍの受光面におけるスポットの様子、
（ｃ）は波長７４０ｎｍの受光面におけるスポットの様
子を示す図

【図７】（ａ）は「色消しあり」のレンズ構成、（ｂ）
は波長６８０ｎｍの受光面におけるスポットの様子、
（ｃ）は波長７４０ｎｍの受光面におけるスポットの様
子を示す図

【図８】色消し化により各波長の蛍光発光のＳ字曲線を
示す図

【図９】（ａ）は本発明の実施の形態２における光ピッ
クアップ装置の光学系を示す概略構成図、（ｂ）は２分
割受光面の受光素子の概略構成を示す図

【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態２における多層
情報記録媒体が対物レンズに近づいた状態、（ｂ）は多
層情報記録媒体が対物レンズの合焦平面となっている状
態、（ｃ）は多層情報記録媒体が遠ざかった状態を説明
する図

【図１１】（ａ）は本発明の実施の形態３における光ピ
ックアップ装置の光学系を示す概略構成図、（ｂ）は３
分割受光面の受光素子の概略構成を示す図

【図１２】（ａ）は本発明の実施の形態３における多層
情報記録媒体が対物レンズに近づいた状態、（ｂ）は多
層情報記録媒体が対物レンズの合焦平面となっている状
態、（ｃ）は多層情報記録媒体が遠ざかった状態を説明
する図

【図１３】本発明の実施の形態４における光ピックアッ
プ装置の光学系を示す概略構成図

【図１４】本発明の実施の形態５における光ピックアッ
プ装置の光学系を示す概略構成図

【図１５】本発明の実施の形態６における光ピックアッ
プ装置の光学系を示す概略構成図

【図１６】本発明の実施の形態７における光ピックアッ
プ装置を備えた情報記録再生装置の概略を示す斜視図

【図１７】従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す
図

【図１８】従来の複数波長の光源を備えた互換型の光ピ
ックアップ装置の概略構成を示す図

【図１９】色収差の影響による各波長でオフセットした
蛍光発光のＳ字曲線を示す図

【図２０】蛍光発光のＳ字曲線に蛍光発光の分布が重み
として加わってＳ字曲線を示す図

【符号の説明】

１ 光ディスク（多層情報記録媒体） １ａ ＤＶＤ系情報記録媒体 １ｂ ＣＤ系情報記録媒体 １１，２１ 対物レンズ １３ ＮＡ変換素子 １４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 半導体レーザ １５，１５ａ，１５ｂ コリメータレンズ １６，２６，２７ ビームスプリッタ １７，２２ 集光レンズ １８ 光検出器 ２３ シンドリカルレンズ ２４ 受光素子（４分割受光面） ２４ａ 受光素子（２分割受光面） ２４ｂ，２４ｃ 受光素子（３分割受光面） ２５ ナイフエッジ

フロントページの続き (72)発明者 横井 研哉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 5D118 AA13 BA01 CA11 CC12 CD02 DB05 5D119 AA15 AA28 BA01 DA01 DA05 EC03 EC08 JA08 JA09 5D789 AA15 AA28 BA01 DA01 DA05 EC03 EC08 JA08 JA09

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、前記光ビー
   ムを情報記録媒体上に集光する照明手段と、前記情報記
   録媒体からの反射光を受光する光学系の検出手段とを備
   えた光ピックアップ装置であって、 前記検出手段において、色収差による光軸方向への結像
   位置のずれを補正する補正手段を設けたことを特徴とす
   る光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 光ビームを出射する光源と、前記光ビー
   ムの照射により所定の波長範囲の発光をする情報記録媒
   体上に前記光ビームを集光する照明手段と、前記情報記
   録媒体からの前記反射光を受光する光学系の検出手段と
   を備えた光ピックアップ装置であって、 前記検出手段において、前記情報記録媒体の発光する波
   長範囲の色収差による光軸方向への結像位置のずれを補
   正する補正手段を設けたことを特徴とする光ピックアッ
   プ装置。
3. 【請求項３】 各々波長の異なる光ビームを出射する少
   なくとも２つ以上の光源群と、前記光ビームを情報記録
   媒体上に集光する照明手段と、前記情報記録媒体からの
   反射光を受光する光学系の検出手段とを備えた光ピック
   アップ装置であって、 前記検出手段において、前記光源群より出射される光ビ
   ームの各々波長の色収差による光軸方向への結像位置の
   ずれを補正する補正手段を設けたことを特徴とする光ピ
   ックアップ装置。
4. 【請求項４】 前記補正手段として、集光レンズおよび
   シリンドリカルレンズを備えた検出手段における前記集
   光レンズおよび／またはシリンドリカルレンズを２枚の
   レンズから形成し、色収差による光軸方向への結像位置
   のずれを補正したことを特徴とする請求項１〜３のいず
   れか１項に記載の光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段として、集光レンズおよび
   ナイフエッジ部を備えた検出手段における前記集光レン
   ズを２枚のレンズから形成し、色収差による光軸方向へ
   の結像位置のずれを補正したことを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 前記補正手段として、集光レンズおよび
   光路を二分するビームスプリッタを備えた検出手段にお
   ける前記集光レンズを２枚のレンズから形成し、色収差
   による光軸方向への結像位置のずれを補正して、前記ビ
   ームスプリッタに入射する光の波長範囲における波長に
   依存せず各光路に光量を分配したことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
7. 【請求項７】 前記照明手段として、色収差による光軸
   方向の結像位置のずれを補正する色消しレンズを用いた
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の
   光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の光
   ピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、
   情報記録媒体の情報記録再生を際の色収差による光軸方
   向の結像位置のずれを補正する補正手段を設けた前記光
   ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする情報記録
   再生装置。