JP2004206743A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】複数の光源ＬＤ１、ＬＤ２から出射された各光束は、それぞれ光学素子５２により略平行光とされた後、ビーム径変更手段（ＤＰ２、ＤＰ３、ＲＭ１、ＢＥ、ＲＭ２）により各光束のうちの少なくとも１つの光束のビーム径が変更され、対物レンズ６０を介して対応する情報記録媒体１５の記録面に集光される。そこで、光源から出射された光束がそのビーム径を変更せずに対物レンズに入射された場合に、取込光束におけるＲＩＭがその光束の波長での理想値からずれているときは、その波長の光束のビーム径をビーム径変更手段により変更し、取込光束におけるＲＩＭをその波長での理想値に近づけることができる。
【選択図】 図２
【解決手段】複数の光源ＬＤ１、ＬＤ２から出射された各光束は、それぞれ光学素子５２により略平行光とされた後、ビーム径変更手段（ＤＰ２、ＤＰ３、ＲＭ１、ＢＥ、ＲＭ２）により各光束のうちの少なくとも１つの光束のビーム径が変更され、対物レンズ６０を介して対応する情報記録媒体１５の記録面に集光される。そこで、光源から出射された光束がそのビーム径を変更せずに対物レンズに入射された場合に、取込光束におけるＲＩＭがその光束の波長での理想値からずれているときは、その波長の光束のビーム径をビーム径変更手段により変更し、取込光束におけるＲＩＭをその波長での理想値に近づけることができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、その記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、光ディスクなどの情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置は、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【０００３】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号が出力される。
【０００４】
光ディスクとしては、すでにＣＤ（Compact Disc）が広く普及している。さらに、近年、記録容量がＣＤよりも飛躍的に大きなＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が一般化されてきた。ＣＤに対して情報の記録及び再生を行なうには、波長が７８５ｎｍのレーザ光が用いられ、ＤＶＤに対して情報の記録及び再生を行なうには、波長が６６０ｎｍのレーザ光が用いられる。そして、従来は、ＣＤ用の光ディスク装置とＤＶＤ用の光ディスク装置とがそれぞれ独立して、パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と略述する）などの情報機器の周辺機器として用いられていた。
【０００５】
その後、上記情報機器の小型軽量化に伴い、ＣＤとＤＶＤの両方をアクセスできる光ディスク装置の必要性が高まってきた。この場合、光ピックアップ装置には、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＤＶＤ光源」ともいう）と波長が７８５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＣＤ光源」ともいう）とが光源として必要であり、さらに、波長が６６０ｎｍの光束に対応した光学系及び波長が７８５ｎｍの光束に対応した光学系が必要である。しかしながら、波長毎に光学系をそれぞれ個別に配置すると、光ピックアップ装置が大型化してしまうという不都合があった。なお、以下では、２つの光源を備え、各光源からは互いに波長の異なる光束が出射される光ピックアップ装置を「２波長光ピックアップ装置」ともいう。
【０００６】
そこで、薄型化及び軽量化のために、光学系を構成するコリメートレンズ及び対物レンズを波長の異なる光束に対して共通化した２波長光ピックアップ装置が種々提案された（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３１２５７８号公報
【特許文献２】
特許第３０４７３５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に光ピックアップ装置の光源として用いられる半導体レーザから出射される光束（以下、「出射光束」ともいう）は、一例として図１５に示されるように、半導体レーザＬＤの活性層（ヘテロ接合面）ＡＬに対して垂直な方向を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。そして、出射光束のうちで対物レンズに取り込まれ、情報記録媒体の記録面に集光される光束（以下、「取込光束」ともいう）の割合は、出射光束におけるその光強度の最大値に対する取込光束の外縁部における光強度の比、いわゆるＲＩＭ強度（以下、便宜上「ＲＩＭ」と略述する）で示される。例えばＲＩＭ＝５０％の場合の取込光束の一例が図１６に示されている。そして、出射光束の光量に対する記録面での光量の割合、すなわち光利用効率は、ＲＩＭとほぼ反比例の関係にある。すなわち、ＲＩＭが高くなるように設定すれば光利用効率は低下し、光利用効率が高くなるように設定すればＲＩＭは低くなる。
【０００９】
通常、ＣＤ光源からの出射光束におけるＲＩＭは、ＤＶＤ光源からの出射光束におけるＲＩＭに比べて低く設定されている。これは、ＤＶＤでは記録密度が高いために光スポットのスポット径を正確に制御する必要があり、一方、ＣＤでは光利用効率を高めることが重要視されるためである。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている光ピックアップ装置（光ヘッド装置）では、光学系をＤＶＤに対して最適化すると、ＣＤに対しては取込光束におけるＲＩＭが理想とする値よりも大きくなるため、ＣＤにおける光利用効率が低下し、アクセス速度の高速度化に対応するのが困難であった。一方、光学系をＣＤに対して最適化すると、ＤＶＤに対しては取込光束におけるＲＩＭが理想とする値よりも小さくなるため、ＤＶＤにおける光スポットのスポット径を正確に制御することが困難であった。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、いずれかの前記情報記録媒体に応じた波長の光束をそれぞれ出射する複数の光源と；前記複数の光源からそれぞれ出射される異なる波長の光束のいずれをも略平行光とする光学素子と、該光学素子から射出された光束を対応する情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記光学素子を透過し前記対物レンズに向かう複数の異なる波長の光束のうちの少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するビーム径変更手段とを有し、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００１４】
これによれば、複数の光源からそれぞれ出射された異なる波長の光束は、いずれも光学素子により略平行光とされた後、そのうちの少なくとも１つの波長の光束のビーム径がビーム径変更手段により変更され、対物レンズを介して対応する情報記録媒体の記録面に集光される。そこで、例えば光源から出射された光束がそのビーム径を変更せずに対物レンズに入射された場合に、取込光束のＲＩＭがその光束の波長における理想値からずれているときは、その波長の光束のビーム径をビーム径変更手段により変更し、取込光束のＲＩＭをその波長における理想値に近づけることができるため、複数の光源から出射される各光束に対して対物レンズ及び光学素子を共通化することが可能となる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することが可能となる。
【００１５】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光束を非平行光とすることとすることができる。
【００１６】
上記請求項１及び２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光学素子での色収差を打ち消す収差を前記光束に付与することとすることができる。
【００１７】
上記請求項１〜３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段でのビーム径変更は、前記光束の光軸に垂直な面内の互いに直交する２方向におけるビーム径の変更比率が互いに異なることとすることができる。
【００１８】
上記請求項１〜４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記光学素子の光軸に対して前記光束の光軸が傾斜している場合に、ビーム径を変更するとともに前記傾斜を補正することとすることができる。
【００１９】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、前記ビーム径変更手段としては種々のものが考えられるが、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、ビームエキスパンダを含むこととしても良い。
【００２０】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、少なくとも１つのホログラム素子を含むこととしても良い。かかる場合には、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００２１】
この場合において、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、波長選択性を有することとすることができる。
【００２２】
上記請求項７及び８に記載の各光ピックアップ装置において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、特定の次数の回折光強度が選択的に大きくなるように設定されていることとすることができる。かかる場合には、光利用効率を向上させることができる。
【００２３】
この場合において、請求項１０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記特定の次数は、＋１次及び−１次のいずれかであることとすることができる。
【００２４】
上記請求項７〜１０に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、入射光束の偏光方向によってその回折効率が異なる偏光性を有することとすることができる。かかる場合には、光検出器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００２５】
上記請求項７〜１１に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、複数のホログラム素子を含み、前記複数のホログラム素子のうち少なくとも２つのホログラム素子が一体化されていることとすることができる。かかる場合には、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができる。
【００２６】
上記請求項１〜１２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記複数の光源から出射される各光束のうち少なくとも２つは、前記光学素子の入射面に対する偏光方向が互いに直交することとすることができる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、情報記録媒体の記録面上に光を照射し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００２８】
これによれば、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置が用いられることにより、複数種類の情報記録媒体の記録面にそれぞれ最適な光スポットを形成することができる。従って、結果として複数種類の情報記録媒体に対応し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを高速度で精度良く安定して行うことが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００３０】
この図１に示される光ディスク装置２０は、情報記録媒体としての光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、光ディスク装置２０は、一例としてＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下、「ＤＶＤ」と略述する）及びＣＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下、「ＣＤ」と略述する）に対応している。すなわち、光ディスク装置は、いわゆるコンボドライブ装置である。
【００３１】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３は２波長光ピックアップ装置であり、その構成等については後に詳述する。
【００３２】
前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号に基づいてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８は、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出し、アドレス情報をＣＰＵ４０に、同期信号をエンコーダ２５にそれぞれ出力する。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復調処理及び誤り訂正処理等を行なった後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、ここで検出されたサーボ信号はサーボコントローラ３３に出力される。
【００３３】
前記サーボコントローラ３３は、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御する制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
【００３４】
前記モータドライバ２７は、サーボコントローラ３３からの制御信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、後述する光ピックアップ装置２３の駆動系及びスピンドルモータ２２を駆動する。
【００３５】
前記バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ４０に通知する。
【００３６】
前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データ変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成するとともに、再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して、書き込み信号をレーザコントロール回路２４に出力する。
【００３７】
前記レーザコントロール回路２４は、エンコーダ２５からの書き込み信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ピックアップ装置２３から出射されるレーザ光の出力を制御する。なお、レーザコントロール回路２４では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、後述する光ピックアップ装置２３の２つの光源ユニットの一方を制御対象とする。
【００３８】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の標準インターフェースに準拠している。
【００３９】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００４０】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２〜図６に基づいて説明する。
【００４１】
図２に示される光ピックアップ装置２３は、波長が７８５ｎｍの光束（以下、便宜上「ＣＤ用光束」ともいう）を出射する光源としての第１の半導体レーザＬＤ１を備える第１の光源ユニット５１、波長が６６０ｎｍの光束（以下、便宜上「ＤＶＤ用光束」ともいう）を出射する光源としての第２の半導体レーザＬＤ２を備える第２の光源ユニット６１、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３、コリメートレンズ５２、第１の反射ミラーＲＭ１、第２の反射ミラーＲＭ２、ビームエキスパンダＢＥ、ビームスプリッタ５４、波長フィルタ５６、対物レンズ６０、検出レンズ５８、光検出器としての受光器５９及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ（いずれも図示省略））などを備えている。なお、第１の光源ユニット５１は光ディスク１５がＣＤの場合に選択され、第２の光源ユニット６１は光ディスク１５がＤＶＤの場合に選択される。また、第１の光源ユニット５１からは＋Ｚ方向にＣＤ用光束が出射され、第２の光源ユニット６１からは＋Ｘ方向にＤＶＤ用光束が出射されるように配置されている。
【００４２】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されるＣＤ用光束は、一例として図３（Ａ）に示されるように、第１の半導体レーザＬＤ１の活性層ＡＬ１に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。また、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束は、一例として図３（Ｂ）に示されるように、第２の半導体レーザＬＤ２の活性層ＡＬ２に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。各光束ともに、長軸方向の発散角は１７〜２６度であり、短軸方向の発散角は７〜１１度である。なお、発散角はピーク強度の１／２となる両端間の角度である。
【００４３】
図２に戻り、前記第１のダイクロイックプリズムＤＰ１は、第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側で、かつ第２の光源ユニット６１の＋Ｘ側に配置され、第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に偏向する。なお、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は第１のダイクロイックプリズムＤＰ１をそのまま透過する。
【００４４】
前記コリメートレンズ５２は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１の＋Ｘ側に配置され、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１からの光束を略平行光とする。
【００４５】
前記第２のダイクロイックプリズムＤＰ２は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、コリメートレンズ５２を透過したＣＤ用光束を＋Ｚ方向に偏向する。なお、コリメートレンズ５２を透過したＤＶＤ用光束は第２のダイクロイックプリズムＤＰ２をそのまま透過する。
【００４６】
前記第１の反射ミラーＲＭ１は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２の＋Ｚ側に配置され、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２で偏向されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に反射する。
【００４７】
前記ビームエキスパンダＢＥは、互いに焦点距離が異なる２つのレンズ（第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２）で構成されている。第１のレンズＬ１は第１の反射ミラーＲＭ１の＋Ｘ側に配置され、第１の反射ミラーＲＭ１で反射された略平行光を収束光とする。第２のレンズＬ２は第１のレンズＬ１の＋Ｘ側に配置され、第１のレンズＬ１を透過した収束光を略平行光とする。本第１の実施形態では、第１のレンズＬ１の焦点距離のほうが第２のレンズＬ２の焦点距離よりも長いため、第２のレンズＬ２を透過した光束のビーム径は、第１のレンズＬ１に入射する光束のビーム径よりも小さくなる。すなわち、ＣＤ用光束はビームエキスパンダＢＥによってビーム径が縮小されることとなる。
【００４８】
前記第２の反射ミラーＲＭ２は、第２のレンズＬ２の＋Ｘ側に配置され、第２のレンズＬ２を透過したＣＤ用光束を−Ｚ方向に反射する。
【００４９】
前記第３のダイクロイックプリズムＤＰ３は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２の＋Ｘ側で、かつ第２の反射ミラーＲＭ２の−Ｚ側に配置され、第２の反射ミラーＲＭ２で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に偏向する。なお、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２を透過したＤＶＤ用光束はそのまま第３のダイクロイックプリズムＤＰ３を透過する。
【００５０】
前記ビームスプリッタ５４は、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３の＋Ｘ側に配置され、光ディスク１５の記録面からの反射光（戻り光束）を−Ｚ方向に分岐する。
【００５１】
前記波長フィルタ５６は、ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置され、対物レンズ６０に取り込まれる光束のビーム径を波長に応じて規定する。この波長フィルタ５６は、一例として図４に示されるように、３つの領域（第１の領域５６ａ、第２の領域５６ｂ、第３の領域５６ｃ）から構成されている。第１の領域５６ａは、波長フィルタ５６の中心部分に位置し、直径φｃｄを有する円形領域である。この第１の領域５６ａは、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束の両方に対して高い透過率を有している。第２の領域５６ｂは、第１の領域５６ａの外周に接するドーナツ状の領域である。この第２の領域５６ｂは、ＤＶＤ用光束に対してのみ高い透過率を有している。第３の領域５６ｃは、第１の領域５６ａ及び第２の領域５６ｂのいずれにも含まれない領域であり、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束の両方に対して高い反射率を有している。従って、ＤＶＤ用光束は第１の領域５６ａと第２の領域５６ｂとからなる直径φｄｖｄの円形領域内を透過し、ＣＤ用光束は第１の領域５６ａ内のみを透過することとなる。
【００５２】
図２に戻り、前記対物レンズ６０は、波長フィルタ５６の＋Ｘ側に配置され、波長フィルタ５６を透過した光束を集光し、光ディスク１５の記録面に光スポットを形成する。なお、ここでは対物レンズ６０としては、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束いずれにおいても、良好な波面の光スポットが記録面に形成されるように、一例としていわゆる２波長回折型の対物レンズ（特開２０００−８１５６６号公報参照）が用いられている。前記検出レンズ５８は、ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に分岐された戻り光束を前記受光器５９の受光面に集光する。受光器５９は、再生信号処理回路２８にてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号などを検出するのに最適な信号を出力する複数の受光素子を含んでいる。
【００５３】
なお、本実施形態では、一例として図５（Ａ）に示されるように、第２の光源ユニット６１から出射されたＤＶＤ用光束のうち、波長フィルタ５６を透過して対物レンズ６０に取り込まれる光束（以下、「ＤＶＤ用取込光束」ともいう）ＢｄｖｄにおけるＲＩＭの最低値が理想値、すなわち約３０％となるように、コリメートレンズ５２の焦点距離などが設定されている。すなわち、ＤＶＤに対して最適化されている。この場合に、第１の光源ユニット５１から出射されたＣＤ用光束がビームエキスパンダＢＥを経由しないときは、一例として図５（Ｂ）に示されるように、波長フィルタ５６を透過して対物レンズ６０に取り込まれる光束（以下、「ＣＤ用取込光束」ともいう）ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値は約４０％となり、理想値（約１３％）よりもかなり大きい値となる。そこで、第１の光源ユニット５１から出射されたＣＤ用光束がビームエキスパンダＢＥを経由したときは、一例として図５（Ｃ）に示されるように、ＣＤ用取込光束ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、ビームエキスパンダＢＥを構成する各レンズの焦点距離などが設定されている。
【００５４】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。先ず、光ディスク１５がＣＤの場合について図２を用いて説明する。
【００５５】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１で＋Ｘ方向に偏向され、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２に入射する。このＣＤ用光束は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２で＋Ｚ方向に偏向され、さらに第１の反射ミラーＲＭ１で＋Ｘ方向に反射された後、ビームエキスパンダＢＥでそのビーム径が縮小される。ビームエキスパンダＢＥでビーム径が縮小されたＣＤ用光束（以下、便宜上「縮小ＣＤ用光束」ともいう）は、第２の反射ミラーＲＭ２で−Ｚ方向に反射され、さらに第３のダイクロイックプリズムＤＰ３で＋Ｘ方向に偏向され、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過した縮小ＣＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｃｄのビーム径を有するＣＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００５６】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（以下、便宜上「ＣＤ用戻り光束」ともいう）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００５７】
次に、光ディスク１５がＤＶＤの場合について図６を用いて説明する。
【００５８】
第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１を透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２及び第３のダイクロイックプリズムＤＰ３を透過し、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＤＶＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｄｖｄのビーム径を有するＤＶＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００５９】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（以下、便宜上「ＤＶＤ用戻り光束」ともいう）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＤＶＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００６０】
なお、光ディスク１５がＣＤであるかＤＶＤであるかは、その記録面からの反射光強度に基づいて判別することができる。通常、この判別は光ディスク１５が光ディスク装置２０の所定位置にロードされたときにＣＰＵ４０によって行われる。また、光ディスク１５に予め記録されているＴＯＣ（Table Of Contents）情報、ＰＭＡ（Program Memory Area）情報及びウォブル信号などに基づいて光ディスク１５の種類を判別することも可能である。そして、その判別結果はＣＰＵ４０からレーザコントロール回路２４に通知され、レーザコントロール回路２４によって、第１の光源ユニット５１及び第２の光源ユニット６１のいずれかが制御対象として選択される。
【００６１】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。なお、光源ユニットの選択は上述の如くして、すでに行われているものとする。
【００６２】
ＣＰＵ４０はホストから記録要求のコマンドを受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。また、ＣＰＵ４０はホストから受信したデータ（以下、「ユーザデータ」という）をバッファＲＡＭ３４に蓄積するようにバッファマネージャ３７に指示する。
【００６３】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路２８は、受光器５９の出力信号からトラックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出し、その検出結果をサーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３は、トラックエラー信号に基づいてトラックずれを補正する制御信号を生成し、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正する制御信号を生成するとともに、各制御信号をモータドライバ２７に出力する。モータドライバ２７は、各制御信号に応じてトラッキングアクチュエータ及びフォーカシングアクチュエータを駆動する。このようにして、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は記録処理が終了するまで随時行われる。
【００６４】
また、ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎に出力されるアドレス情報に基づいて、指定された書き込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００６５】
さらに、ＣＰＵ４０はバッファマネージャ３７からバッファＲＡＭ３４に蓄積されたユーザデータのデータ量が所定の量を超えたとの通知を受けると、エンコーダ２５に書き込み信号の作成を指示する。そして、光ピックアップ装置２３が書き込み開始地点に到達すると、ＣＰＵ４０はエンコーダ２５に通知する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ２５、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して光ディスク１５に記録される。ホストからのユーザデータがすべて記録されると記録処理を終了する。
【００６６】
また、光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に記録されているデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００６７】
ＣＰＵ４０は、ホストから再生要求のコマンドを受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、再生要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。
【００６８】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、前述の如くしてトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は再生処理が終了するまで随時行われる。
【００６９】
また、ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎に出力されるアドレス情報に基づいて、読み出し開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００７０】
そして、光ピックアップ装置２３が読み出し開始地点に到達すると、ＣＰＵ４０は再生信号処理回路２８に通知する。これにより、再生信号処理回路２８は、受光器５９の出力信号からＲＦ信号を検出し、復調処理、誤り訂正処理等を行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４に蓄積された再生データがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース３８を介してホストに転送する。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置では、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２と、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３と、第１の反射ミラーＲＭ１と、第２の反射ミラーＲＭ２と、ビームエキスパンダＢＥとによってビーム径変更手段が構成されている。
【００７２】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第１の実施形態は一例に過ぎず、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した処理装置の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは処理装置の全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【００７３】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光学系をＤＶＤに対して最適化するとともに、ＣＤ用取込光束におけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、ビームエキスパンダＢＥによって、第１の半導体レーザＬＤ１から出射された光束のビーム径を変更している。これにより、第１の半導体レーザＬＤ１から出射される光束の大部分が対物レンズ６０に取り込まれることとなり、光利用効率を向上させることが可能となる。すなわち、対物レンズ６０に取り込まれる光束において、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束のいずれにおいても最適なＲＩＭを確保することができ、最大のカップリング効率を得ることが可能となる。従って、その結果として大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを記録面に形成することが可能となる。
【００７４】
また、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、ＤＶＤ及びＣＤに対して、コリメートレンズ５２及び対物レンズ６０を共通化することができるため、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００７５】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置によると、ＤＶＤ及びＣＤいずれに対しても、最適な光スポットをその記録面に形成することができるため、ＤＶＤ及びＣＤいずれにも対応でき、高速度での記録及び再生を含むアクセスを安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置２３の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【００７６】
なお、上記第１の実施形態では、受光器が各光源ユニットとは個別に配置される場合について説明したが、これに限らず、各光源ユニット内に受光器をそれぞれ実装しても良い。なお、この場合には戻り光束を受光器に導くための分岐光学素子が光源毎に必要となるが、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００７７】
また、上記第１の実施形態では、２つの光源ユニット５１、６１を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば図７に示される光ピックアップ装置２３’のように、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２とが同一パッケージ内に互いに近接して配置された光源ユニット６２（いわゆる１Ｃａｎ２ＬＤユニット）を用いても良い。これにより、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１が不要となる。また、この場合に受光器を光源ユニット６２内に実装しても良い。なお、このときには、光源ユニット６２とコリメートレンズ５２との間に、ＣＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＣＤ分岐用ホログラム６５と、ＤＶＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＤＶＤ分岐用ホログラム６６とが配置されることとなる。これにより、ビームスプリッタ５４と検出レンズ５８とが更に不要となる。そして、組み付け時における各半導体レーザの位置合わせが不要となり、調整作業を簡略化することができる。
【００７８】
例えば、上記光源ユニット６２において、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とがほぼ一致するように設定されている場合に、ＣＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とのずれに起因して、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の光軸がレンズＬ１、Ｌ２の光軸に対して傾斜しているときには、一例として図８に示されるように、第１の反射ミラーＲＭ１におけるＣＤ用光束の入射角を変更することにより、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の光軸をレンズＬ１、Ｌ２の光軸にほぼ一致させることができる。これにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成され、記録品質及び再生信号の劣化を抑制することができる。
【００７９】
また、この場合において、ＣＤ分岐用ホログラム６５及びＤＶＤ分岐用ホログラム６６の少なくともいずれかは、入射する光束の変更方向によってその回折効率が異なる偏光ホログラムであっても良い。例えば、波長フィルタ５６と第３のダイクロイックプリズムＤＰ３との間にλ／４板を配置し、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が低く、戻り光束に対しては回折効率が高くなるように分岐用ホログラムを設定することにより、戻り光束の光量が増加し、光利用効率を向上させることができる。そして、受光器５９’の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００８０】
また、上記第１の実施形態において、コリメートレンズ５２での色収差に起因して、ＣＤ用光束による光スポットが劣化する場合には、ビームエキスパンダＢＥを構成する各レンズの少なくとも一方のレンズの形状を調整し、コリメートレンズ５２による色収差を打ち消す収差をＣＤ用光束に付与しても良い。これにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成される。また、例えば安価な１枚玉レンズをコリメートレンズとして用いることが可能となり、部品コストを低減することができる。
【００８１】
また、上記第１の実施形態において、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の楕円度に応じて、レンズＬ１におけるＸＺ断面の曲率半径とＸＹ断面の曲率半径とを個別に調整し、ビームエキスパンダＢＥから出射される縮小ＣＤ用光束をほぼ円形に整形しても良い。すなわち、長軸方向の変更比率が短軸方向の変更比率よりも大きくなるように、ビームエキスパンダＢＥにアナモルフィック機能を付加しても良い。これにより、高品質の光スポットを記録面に形成することが可能となる。
【００８２】
また、上記第１の実施形態において、ビームエキスパンダＢＥを構成する２つのレンズの間隔を調整し、対物レンズに入射するＣＤ用取込光束を所定の発散光とすることにより、２波長回折型の対物レンズ６０の代わりに通常の対物レンズを用いることができる。すなわち、対物レンズがＤＶＤの基板厚に合わせて設計されていても、ＣＤのときに球面収差が発生するのを抑えることができる。一般に２波長回折型の対物レンズの透過率は、通常の対物レンズよりも約１０％低い。従って、通常の対物レンズを用いることにより、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大し、更なる記録速度の高速化に対応できるとともに、受光器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を更に向上させることが可能となる。
【００８３】
また、上記第１の実施形態では、ＣＤ用光束の波長とＤＶＤ用光束の波長との違いを利用して、ＣＤ用光束のみがビームエキスパンダＢＥを経由するようにしているが、これに限らず、例えばＤＶＤ用光束の偏光方向とＣＤ用光束の偏光方向とに違いを付与して、ＣＤ用光束のみがビームエキスパンダＢＥを経由するようにしても良い。この場合には、例えば第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側にλ／２板を配置するか、あるいは第１の光源ユニット５１をＺ軸方向の軸まわりに９０度回転させるとともに、各ダイクロイックプリズムに代えて偏光プリズムをそれぞれ用いることとなる。偏光プリズムはダイクロイックプリズムに比べて安価なため、部品コストを低減することができる。また、半導体レーザから出射される光束の波長変動が比較的大きい場合であっても、偏光プリズムは波長変動の影響を受けないため、ＣＤ用光束の大部分を偏向することが可能となる。
【００８４】
また、上記第１の実施形態では、第１の半導体レーザＬＤ１から出射されるＣＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｚ方向の場合について説明したが、これに限らず、例えば反射ミラーなどによって最大強度出射方向を＋Ｚ方向に偏向しても良い。要するに、第１の光源ユニット５１から出射されるＣＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｚ方向であれば良いからである。同様に、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束についても、例えば反射ミラーなどによって最大強度出射方向を＋Ｘ方向に偏向しても良い。要するに、第２の光源ユニット６１から出射されるＤＶＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｘ方向であれば良いからである。
【００８５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００８６】
この第２の実施形態は、図９に示される光ピックアップ装置７３のように、波長選択性を有する２つのホログラムＨＧ１、ＨＧ２を用いてＣＤ用光束のビーム径を変更する点に特徴を有する。本第２の実施形態では、前記ホログラムＨＧ１、ＨＧ２はそれぞれＣＤ用光束に対してのみホログラム作用を有している。そして、ホログラムＨＧ１は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、ホログラムＨＧ２はホログラムＨＧ１の＋Ｘ側に配置されている。なお、前述した第１の実施形態における第２のダイクロイックプリズムＤＰ２、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３、第１の反射ミラーＲＭ１、第２の反射ミラーＲＭ２及びビームエキスパンダＢＥは不要となる。また、光ピックアップ装置におけるその他の構成、及び光ディスク装置の構成などは、前述した第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【００８７】
ホログラムＨＧ１、ＨＧ２は、ＣＤ用取込光束ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値が約１３％となるようにそれぞれ設定されている。
【００８８】
上記のように構成される光ピックアップ装置７３の作用を簡単に説明する。先ず、光ディスク１５がＣＤの場合について図９を用いて説明する。
【００８９】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１で＋Ｘ方向に偏向され、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、ホログラムＨＧ１に入射する。このＣＤ用光束はホログラムＨＧ１で収束光となり、ホログラムＨＧ２で再び略平行光となった後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＣＤ用光束（縮小ＣＤ用光束）は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｃｄのビーム径を有するＣＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００９０】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（ＣＤ用戻り光束）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００９１】
次に、光ディスク１５がＤＶＤの場合について図１０を用いて説明する。
【００９２】
第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１を透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、ホログラムＨＧ１及びホログラムＨＧ２をそのまま透過し、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＤＶＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｄｖｄのビーム径を有するＤＶＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５（ここではＤＶＤ）の記録面に微小スポットとして集光される。
【００９３】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（ＤＶＤ用戻り光束）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＤＶＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００９４】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置では、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とによってビーム径変更手段が構成されている。
【００９５】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置では、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様に、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。そして、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様にして記録及び再生処理が行われる。
【００９６】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、ＣＤ用取込光束におけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、２つのホログラムＨＧ１、ＨＧ２によって、第１の半導体レーザＬＤ１から出射された光束のビーム径を変更している。これにより、第１の実施形態に係る光ピックアップ装置と同様な効果を得ることが可能となる。また、部品点数が減少することにより、部品コストの低減、組み付け作業及び調整作業などの作業コストの低減を図ることができる。さらに、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００９７】
また、本第２の実施形態によると、半導体レーザから出射される光束の波長が変動しても、各ホログラムによって波長変動の影響が打ち消されるため、対物レンズに入射する光束の波長変動を抑制することができる。
【００９８】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置によると、ＤＶＤ及びＣＤいずれに対しても、最適な光スポットをその記録面に形成することができるため、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様な効果を得ることが可能となる。
【００９９】
なお、上記第２の実施形態では、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とを個別に配置する場合について説明したが、これに限らず、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とを一体化しても良い。この場合に、例えば図１１に示されるように光学的に透明な基板ＧＰの一方の面にホログラムＨＧ１を、他方の面にホログラムＨＧ２を形成しても良い。これにより、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができる。
【０１００】
また、上記第２の実施形態において、例えば図１２に示されるように、ホログラムＨＧ２におけるレンズ作用の度合いを変更したホログラムＨＧ３をホログラムＨＧ２に代えて用いて、対物レンズ６０’に入射するＣＤ用光束を所定の発散光とすることにより、２波長回折対物レンズの代わりに通常の対物レンズ６０’を用いることができる。すなわち、対物レンズ６０’がＤＶＤの基板厚に合わせて設計されていても、ＣＤのときに球面収差が発生するのを抑えることができる。そして、２波長回折対物レンズに比べて、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大し、更なる記録速度の高速化に対応できるとともに、受光器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を更に向上させることが可能となる。
【０１０１】
また、上記第２の実施形態において、２つホログラムのうち少なくとも一方のホログラムにおける格子の形状を調整することにより、ＣＤ用光束に対するコリメートレンズ５２での色収差の影響を補正することができる。すなわち、コリメートレンズ５２での色収差を打ち消すような収差をＣＤ用光束に付与することにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットを形成することができる。さらに、ホログラムＨＧ１における格子のピッチをＺ軸方向とＹ軸方向とで個別に調整することにより、長軸方向の変更比率と短軸方向の変更比率を異ならせることができ、ＣＤ用光束に対してアナモルフィック作用を奏することが可能となる。すなわち、縮小ＣＤ用光束のビーム形状を整形することができる。
【０１０２】
また、上記第２の実施形態において、各ホログラムにおける特定次数の回折光（例えば＋１次回折光）の強度を選択的に高めるために、格子の断面形状を所定の鋸歯状にしても良い。これにより、光利用効率が向上し、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大する。
【０１０３】
また、上記第２の実施形態では、ＣＤ用光束の波長とＤＶＤ用光束の波長との違いを利用して、ＣＤ用光束のみがホログラム作用を受けるようにしているが、これに限らず、例えば半導体レーザから出射される光束の波長変動が比較的大きい場合には、ＤＶＤ用光束の偏光方向とＣＤ用光束の偏光方向とに違いを付与して、ＣＤ用光束のみがホログラム作用を受けるようにしても良い。この場合には、例えば第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側にλ／２板を配置するか、あるいは第１の光源ユニット５１をＺ軸方向の軸まわりに９０度回転させるとともに、各ホログラムに代えて偏光ホログラムをそれぞれ用いることとなる。これにより、波長変動があっても、ホログラム作用を受けた光束の強度変動は極めて小さい。
【０１０４】
また、上記第２の実施形態では、２つの光源ユニット５１、６１を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば図１３に示される光ピックアップ装置７４のように、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２とが同一パッケージ内に互いに近接して配置された前記光源ユニット６２を用いても良い。なお、このときには、前述したように、光源ユニット６２とコリメートレンズ５２との間に、ＣＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＣＤ分岐用ホログラム６５と、ＤＶＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＤＶＤ分岐用ホログラム６６とが配置されることとなる。これにより、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１、ビームスプリッタ５４及び検出レンズ５８が不要となる。そして、組み付け時における各半導体レーザの位置合わせが不要となり、調整作業を簡略化することができる。
【０１０５】
さらに、例えば、上記光源ユニット６２において、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とがほぼ一致するように設定されている場合に、ＣＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とのずれに起因して、コリメートレンズ５２を透過したＣＤ用光束の光軸がコリメートレンズ５２の光軸に対して傾斜しているときには、ホログラムＨＧ１におけるＣＤ用光束の入射角を変更することにより、傾斜を補正することができる。
【０１０６】
また、光源ユニット６２が用いられる場合に、例えば図１４に示される光ピックアップ装置７４’のように、ホログラムＨＧ１、ＨＧ２に代えて波長選択性と偏光性とを有するホログラムＨＧ１’、ＨＧ２’をそれぞれ用いても良い。そして、例えば、波長フィルタ５６とホログラムＨＧ２’との間にλ／４板５５を配置し、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が高く、戻り光束に対しては回折効率が低くなるようにホログラムＨＧ１’、ＨＧ２’をそれぞれ設定することにより、光源ユニット６２に到達する戻り光束の光量を増加させることができる。さらに、分岐用ホログラムについても偏光性が付加された分岐用ホログラム６５’、６６’を用いることが好ましい。そして、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が低く、戻り光束に対しては回折効率が高くなるように分岐用ホログラム６５’、６６’を設定することにより、受光器５９’の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。すなわち、光利用効率が向上する。
【０１０７】
なお、上記各実施形態では、ＣＤ用光束のビーム径のみを縮小する場合について説明したが、これに限らず、例えば、コリメートレンズ及び対物レンズをＣＤに対して最適化し、ＤＶＤ用光束のビーム径を拡大しても良い。あるいは、ＣＤ用光束のビーム径及びＤＶＤ用光束のビーム径の両方を変更しても良い。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、光源から出射される光束の波長が６６０ｎｍ及び７８５ｎｍの場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。いずれかの光源の代わりに、例えば波長が４０５ｎｍの光束を出射する光源を用いても良い。
【０１０９】
さらに、上記各実施形態では、光源から出射される光束の波長が２種類の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、３種類以上であっても良い。
【０１１０】
また、上記各実施形態では、光源から出射される光束の形状が楕円形状の強度分布を持つ発散光である場合について説明したが、これに限らず、光源から出射される光束の形状がほぼ円形状の強度分布を持つ発散光であっても良い。
【０１１１】
また、上記各実施形態では、６６０ｎｍ取込光束におけるＲＩＭの目標最低値が３０％の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。また、上記各実施形態では、７８５ｎｍ取込光束におけるＲＩＭの目標最低値が１３％の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、ビーム径変更手段でのビーム径の変更比率が一定の場合について説明したが、これに限らず、例えばＣＰＵからの指示に応じて任意の変更比率が設定可能なビーム径変更手段であっても良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができるという効果がある。
【０１１４】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、高速度でのアクセスを安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置における光学系の構成を説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）は第１の半導体レーザから出射される光束の形状を説明するための図であり、図３（Ｂ）は第２の半導体レーザから出射される光束の形状を説明するための図である。
【図４】図２の波長フィルタにおける領域構成を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）は第１の半導体レーザから出射され対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図であり、図５（Ｂ）は第２の半導体レーザから出射された光束がビームエキスパンダを経由しない場合に、対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図であり、図５（Ｃ）は第２の半導体レーザから出射された光束がビームエキスパンダを経由した場合に、対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図である。
【図６】光ディスクがＤＶＤのときの図２における光ピックアップ装置の作用を説明するための図である。
【図７】図２の光ピックアップ装置における２つの半導体レーザを一体化した例を説明するための図である。
【図８】ビームエキスパンダに入射する光束の光軸がビームエキスパンダの光軸に対して傾いているときの傾き補正を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置における光学系の構成を説明するための図である。
【図１０】光ディスクがＤＶＤのときの図９における光ピックアップ装置の作用を説明するための図である。
【図１１】図９の光ピックアップ装置における２つのホログラムの一体化を説明するための図である。
【図１２】図９の光ピックアップ装置におけるホログラムの変形例を説明するための図である。
【図１３】図９の光ピックアップ装置における２つの半導体レーザを一体化した例を説明するための図である。
【図１４】図１３の光ピックアップ装置における各ホログラムに代えて偏光性を有するホログラムを用いた例を説明するための図である。
【図１５】半導体レーザから出射される光束の強度分布と活性層との位置関係を説明するための図である。
【図１６】半導体レーザから出射される光束におけるＲＩＭ＝５０％を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク（情報記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、５９…受光器（光検出器）、６０…対物レンズ、ＢＥ…ビームエキスパンダ（ビーム径変更手段の一部）、ＤＰ２…第２のダイクロイックプリズム（ビーム径変更手段の一部）、ＤＰ３…第３のダイクロイックプリズム（ビーム径変更手段の一部）、ＨＧ１…ホログラム（ビーム径変更手段の一部）、ＨＧ２…ホログラム（ビーム径変更手段の一部）、ＬＤ１…第１の半導体レーザ（光源）、ＬＤ２…第２の半導体レーザ（光源）、ＲＭ１…第１の反射ミラー（ビーム径変更手段の一部）、ＲＭ２…第２の反射ミラー（ビーム径変更手段の一部）。
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、その記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスク装置では、光ディスクなどの情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置は、情報記録媒体の記録面にレーザ光を照射して光スポットを形成するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として、光ピックアップ装置を備えている。
【０００３】
一般的に光ピックアップ装置は、対物レンズを含み、光源から出射される光束を情報記録媒体の記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された受光素子などを備えている。この受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体及び対物レンズの位置制御に必要な情報などを含む信号が出力される。
【０００４】
光ディスクとしては、すでにＣＤ（Compact Disc）が広く普及している。さらに、近年、記録容量がＣＤよりも飛躍的に大きなＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が一般化されてきた。ＣＤに対して情報の記録及び再生を行なうには、波長が７８５ｎｍのレーザ光が用いられ、ＤＶＤに対して情報の記録及び再生を行なうには、波長が６６０ｎｍのレーザ光が用いられる。そして、従来は、ＣＤ用の光ディスク装置とＤＶＤ用の光ディスク装置とがそれぞれ独立して、パーソナルコンピュータ（以下「パソコン」と略述する）などの情報機器の周辺機器として用いられていた。
【０００５】
その後、上記情報機器の小型軽量化に伴い、ＣＤとＤＶＤの両方をアクセスできる光ディスク装置の必要性が高まってきた。この場合、光ピックアップ装置には、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＤＶＤ光源」ともいう）と波長が７８５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ（以下、「ＣＤ光源」ともいう）とが光源として必要であり、さらに、波長が６６０ｎｍの光束に対応した光学系及び波長が７８５ｎｍの光束に対応した光学系が必要である。しかしながら、波長毎に光学系をそれぞれ個別に配置すると、光ピックアップ装置が大型化してしまうという不都合があった。なお、以下では、２つの光源を備え、各光源からは互いに波長の異なる光束が出射される光ピックアップ装置を「２波長光ピックアップ装置」ともいう。
【０００６】
そこで、薄型化及び軽量化のために、光学系を構成するコリメートレンズ及び対物レンズを波長の異なる光束に対して共通化した２波長光ピックアップ装置が種々提案された（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−３１２５７８号公報
【特許文献２】
特許第３０４７３５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に光ピックアップ装置の光源として用いられる半導体レーザから出射される光束（以下、「出射光束」ともいう）は、一例として図１５に示されるように、半導体レーザＬＤの活性層（ヘテロ接合面）ＡＬに対して垂直な方向を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。そして、出射光束のうちで対物レンズに取り込まれ、情報記録媒体の記録面に集光される光束（以下、「取込光束」ともいう）の割合は、出射光束におけるその光強度の最大値に対する取込光束の外縁部における光強度の比、いわゆるＲＩＭ強度（以下、便宜上「ＲＩＭ」と略述する）で示される。例えばＲＩＭ＝５０％の場合の取込光束の一例が図１６に示されている。そして、出射光束の光量に対する記録面での光量の割合、すなわち光利用効率は、ＲＩＭとほぼ反比例の関係にある。すなわち、ＲＩＭが高くなるように設定すれば光利用効率は低下し、光利用効率が高くなるように設定すればＲＩＭは低くなる。
【０００９】
通常、ＣＤ光源からの出射光束におけるＲＩＭは、ＤＶＤ光源からの出射光束におけるＲＩＭに比べて低く設定されている。これは、ＤＶＤでは記録密度が高いために光スポットのスポット径を正確に制御する必要があり、一方、ＣＤでは光利用効率を高めることが重要視されるためである。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている光ピックアップ装置（光ヘッド装置）では、光学系をＤＶＤに対して最適化すると、ＣＤに対しては取込光束におけるＲＩＭが理想とする値よりも大きくなるため、ＣＤにおける光利用効率が低下し、アクセス速度の高速度化に対応するのが困難であった。一方、光学系をＣＤに対して最適化すると、ＤＶＤに対しては取込光束におけるＲＩＭが理想とする値よりも小さくなるため、ＤＶＤにおける光スポットのスポット径を正確に制御することが困難であった。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、高速度でのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、いずれかの前記情報記録媒体に応じた波長の光束をそれぞれ出射する複数の光源と；前記複数の光源からそれぞれ出射される異なる波長の光束のいずれをも略平行光とする光学素子と、該光学素子から射出された光束を対応する情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記光学素子を透過し前記対物レンズに向かう複数の異なる波長の光束のうちの少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するビーム径変更手段とを有し、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００１４】
これによれば、複数の光源からそれぞれ出射された異なる波長の光束は、いずれも光学素子により略平行光とされた後、そのうちの少なくとも１つの波長の光束のビーム径がビーム径変更手段により変更され、対物レンズを介して対応する情報記録媒体の記録面に集光される。そこで、例えば光源から出射された光束がそのビーム径を変更せずに対物レンズに入射された場合に、取込光束のＲＩＭがその光束の波長における理想値からずれているときは、その波長の光束のビーム径をビーム径変更手段により変更し、取込光束のＲＩＭをその波長における理想値に近づけることができるため、複数の光源から出射される各光束に対して対物レンズ及び光学素子を共通化することが可能となる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することが可能となる。
【００１５】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光束を非平行光とすることとすることができる。
【００１６】
上記請求項１及び２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光学素子での色収差を打ち消す収差を前記光束に付与することとすることができる。
【００１７】
上記請求項１〜３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段でのビーム径変更は、前記光束の光軸に垂直な面内の互いに直交する２方向におけるビーム径の変更比率が互いに異なることとすることができる。
【００１８】
上記請求項１〜４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、前記光学素子の光軸に対して前記光束の光軸が傾斜している場合に、ビーム径を変更するとともに前記傾斜を補正することとすることができる。
【００１９】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、前記ビーム径変更手段としては種々のものが考えられるが、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、ビームエキスパンダを含むこととしても良い。
【００２０】
上記請求項１〜５に記載の各光ピックアップ装置において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、少なくとも１つのホログラム素子を含むこととしても良い。かかる場合には、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００２１】
この場合において、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、波長選択性を有することとすることができる。
【００２２】
上記請求項７及び８に記載の各光ピックアップ装置において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、特定の次数の回折光強度が選択的に大きくなるように設定されていることとすることができる。かかる場合には、光利用効率を向上させることができる。
【００２３】
この場合において、請求項１０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記特定の次数は、＋１次及び−１次のいずれかであることとすることができる。
【００２４】
上記請求項７〜１０に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ホログラム素子は、入射光束の偏光方向によってその回折効率が異なる偏光性を有することとすることができる。かかる場合には、光検出器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００２５】
上記請求項７〜１１に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記ビーム径変更手段は、複数のホログラム素子を含み、前記複数のホログラム素子のうち少なくとも２つのホログラム素子が一体化されていることとすることができる。かかる場合には、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができる。
【００２６】
上記請求項１〜１２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記複数の光源から出射される各光束のうち少なくとも２つは、前記光学素子の入射面に対する偏光方向が互いに直交することとすることができる。
【００２７】
請求項１４に記載の発明は、情報記録媒体の記録面上に光を照射し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００２８】
これによれば、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置が用いられることにより、複数種類の情報記録媒体の記録面にそれぞれ最適な光スポットを形成することができる。従って、結果として複数種類の情報記録媒体に対応し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを高速度で精度良く安定して行うことが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００３０】
この図１に示される光ディスク装置２０は、情報記録媒体としての光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、ＲＯＭ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、光ディスク装置２０は、一例としてＤＶＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下、「ＤＶＤ」と略述する）及びＣＤ系の規格に準拠した情報記録媒体（以下、「ＣＤ」と略述する）に対応している。すなわち、光ディスク装置は、いわゆるコンボドライブ装置である。
【００３１】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３は２波長光ピックアップ装置であり、その構成等については後に詳述する。
【００３２】
前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号に基づいてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。そして、再生信号処理回路２８は、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号等を抽出し、アドレス情報をＣＰＵ４０に、同期信号をエンコーダ２５にそれぞれ出力する。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復調処理及び誤り訂正処理等を行なった後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、ここで検出されたサーボ信号はサーボコントローラ３３に出力される。
【００３３】
前記サーボコントローラ３３は、サーボ信号に基づいて光ピックアップ装置２３を制御する制御信号を生成し、モータドライバ２７に出力する。
【００３４】
前記モータドライバ２７は、サーボコントローラ３３からの制御信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、後述する光ピックアップ装置２３の駆動系及びスピンドルモータ２２を駆動する。
【００３５】
前記バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理し、蓄積されたデータ量が所定の値になると、ＣＰＵ４０に通知する。
【００３６】
前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されているデータをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データ変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成するとともに、再生信号処理回路２８からの同期信号に同期して、書き込み信号をレーザコントロール回路２４に出力する。
【００３７】
前記レーザコントロール回路２４は、エンコーダ２５からの書き込み信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、光ピックアップ装置２３から出射されるレーザ光の出力を制御する。なお、レーザコントロール回路２４では、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、後述する光ピックアップ装置２３の２つの光源ユニットの一方を制御対象とする。
【００３８】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の標準インターフェースに準拠している。
【００３９】
前記ＲＯＭ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。そして、ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を一時的にＲＡＭ４１に保存する。
【００４０】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２〜図６に基づいて説明する。
【００４１】
図２に示される光ピックアップ装置２３は、波長が７８５ｎｍの光束（以下、便宜上「ＣＤ用光束」ともいう）を出射する光源としての第１の半導体レーザＬＤ１を備える第１の光源ユニット５１、波長が６６０ｎｍの光束（以下、便宜上「ＤＶＤ用光束」ともいう）を出射する光源としての第２の半導体レーザＬＤ２を備える第２の光源ユニット６１、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３、コリメートレンズ５２、第１の反射ミラーＲＭ１、第２の反射ミラーＲＭ２、ビームエキスパンダＢＥ、ビームスプリッタ５４、波長フィルタ５６、対物レンズ６０、検出レンズ５８、光検出器としての受光器５９及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ（いずれも図示省略））などを備えている。なお、第１の光源ユニット５１は光ディスク１５がＣＤの場合に選択され、第２の光源ユニット６１は光ディスク１５がＤＶＤの場合に選択される。また、第１の光源ユニット５１からは＋Ｚ方向にＣＤ用光束が出射され、第２の光源ユニット６１からは＋Ｘ方向にＤＶＤ用光束が出射されるように配置されている。
【００４２】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されるＣＤ用光束は、一例として図３（Ａ）に示されるように、第１の半導体レーザＬＤ１の活性層ＡＬ１に対して垂直な方向（Ｘ軸方向）を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。また、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束は、一例として図３（Ｂ）に示されるように、第２の半導体レーザＬＤ２の活性層ＡＬ２に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）を長軸方向とする楕円形状の強度分布を持つ発散光である。各光束ともに、長軸方向の発散角は１７〜２６度であり、短軸方向の発散角は７〜１１度である。なお、発散角はピーク強度の１／２となる両端間の角度である。
【００４３】
図２に戻り、前記第１のダイクロイックプリズムＤＰ１は、第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側で、かつ第２の光源ユニット６１の＋Ｘ側に配置され、第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に偏向する。なお、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は第１のダイクロイックプリズムＤＰ１をそのまま透過する。
【００４４】
前記コリメートレンズ５２は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１の＋Ｘ側に配置され、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１からの光束を略平行光とする。
【００４５】
前記第２のダイクロイックプリズムＤＰ２は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、コリメートレンズ５２を透過したＣＤ用光束を＋Ｚ方向に偏向する。なお、コリメートレンズ５２を透過したＤＶＤ用光束は第２のダイクロイックプリズムＤＰ２をそのまま透過する。
【００４６】
前記第１の反射ミラーＲＭ１は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２の＋Ｚ側に配置され、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２で偏向されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に反射する。
【００４７】
前記ビームエキスパンダＢＥは、互いに焦点距離が異なる２つのレンズ（第１のレンズＬ１、第２のレンズＬ２）で構成されている。第１のレンズＬ１は第１の反射ミラーＲＭ１の＋Ｘ側に配置され、第１の反射ミラーＲＭ１で反射された略平行光を収束光とする。第２のレンズＬ２は第１のレンズＬ１の＋Ｘ側に配置され、第１のレンズＬ１を透過した収束光を略平行光とする。本第１の実施形態では、第１のレンズＬ１の焦点距離のほうが第２のレンズＬ２の焦点距離よりも長いため、第２のレンズＬ２を透過した光束のビーム径は、第１のレンズＬ１に入射する光束のビーム径よりも小さくなる。すなわち、ＣＤ用光束はビームエキスパンダＢＥによってビーム径が縮小されることとなる。
【００４８】
前記第２の反射ミラーＲＭ２は、第２のレンズＬ２の＋Ｘ側に配置され、第２のレンズＬ２を透過したＣＤ用光束を−Ｚ方向に反射する。
【００４９】
前記第３のダイクロイックプリズムＤＰ３は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２の＋Ｘ側で、かつ第２の反射ミラーＲＭ２の−Ｚ側に配置され、第２の反射ミラーＲＭ２で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用光束を＋Ｘ方向に偏向する。なお、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２を透過したＤＶＤ用光束はそのまま第３のダイクロイックプリズムＤＰ３を透過する。
【００５０】
前記ビームスプリッタ５４は、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３の＋Ｘ側に配置され、光ディスク１５の記録面からの反射光（戻り光束）を−Ｚ方向に分岐する。
【００５１】
前記波長フィルタ５６は、ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置され、対物レンズ６０に取り込まれる光束のビーム径を波長に応じて規定する。この波長フィルタ５６は、一例として図４に示されるように、３つの領域（第１の領域５６ａ、第２の領域５６ｂ、第３の領域５６ｃ）から構成されている。第１の領域５６ａは、波長フィルタ５６の中心部分に位置し、直径φｃｄを有する円形領域である。この第１の領域５６ａは、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束の両方に対して高い透過率を有している。第２の領域５６ｂは、第１の領域５６ａの外周に接するドーナツ状の領域である。この第２の領域５６ｂは、ＤＶＤ用光束に対してのみ高い透過率を有している。第３の領域５６ｃは、第１の領域５６ａ及び第２の領域５６ｂのいずれにも含まれない領域であり、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束の両方に対して高い反射率を有している。従って、ＤＶＤ用光束は第１の領域５６ａと第２の領域５６ｂとからなる直径φｄｖｄの円形領域内を透過し、ＣＤ用光束は第１の領域５６ａ内のみを透過することとなる。
【００５２】
図２に戻り、前記対物レンズ６０は、波長フィルタ５６の＋Ｘ側に配置され、波長フィルタ５６を透過した光束を集光し、光ディスク１５の記録面に光スポットを形成する。なお、ここでは対物レンズ６０としては、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束いずれにおいても、良好な波面の光スポットが記録面に形成されるように、一例としていわゆる２波長回折型の対物レンズ（特開２０００−８１５６６号公報参照）が用いられている。前記検出レンズ５８は、ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に分岐された戻り光束を前記受光器５９の受光面に集光する。受光器５９は、再生信号処理回路２８にてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号などを検出するのに最適な信号を出力する複数の受光素子を含んでいる。
【００５３】
なお、本実施形態では、一例として図５（Ａ）に示されるように、第２の光源ユニット６１から出射されたＤＶＤ用光束のうち、波長フィルタ５６を透過して対物レンズ６０に取り込まれる光束（以下、「ＤＶＤ用取込光束」ともいう）ＢｄｖｄにおけるＲＩＭの最低値が理想値、すなわち約３０％となるように、コリメートレンズ５２の焦点距離などが設定されている。すなわち、ＤＶＤに対して最適化されている。この場合に、第１の光源ユニット５１から出射されたＣＤ用光束がビームエキスパンダＢＥを経由しないときは、一例として図５（Ｂ）に示されるように、波長フィルタ５６を透過して対物レンズ６０に取り込まれる光束（以下、「ＣＤ用取込光束」ともいう）ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値は約４０％となり、理想値（約１３％）よりもかなり大きい値となる。そこで、第１の光源ユニット５１から出射されたＣＤ用光束がビームエキスパンダＢＥを経由したときは、一例として図５（Ｃ）に示されるように、ＣＤ用取込光束ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、ビームエキスパンダＢＥを構成する各レンズの焦点距離などが設定されている。
【００５４】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。先ず、光ディスク１５がＣＤの場合について図２を用いて説明する。
【００５５】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１で＋Ｘ方向に偏向され、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２に入射する。このＣＤ用光束は、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２で＋Ｚ方向に偏向され、さらに第１の反射ミラーＲＭ１で＋Ｘ方向に反射された後、ビームエキスパンダＢＥでそのビーム径が縮小される。ビームエキスパンダＢＥでビーム径が縮小されたＣＤ用光束（以下、便宜上「縮小ＣＤ用光束」ともいう）は、第２の反射ミラーＲＭ２で−Ｚ方向に反射され、さらに第３のダイクロイックプリズムＤＰ３で＋Ｘ方向に偏向され、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過した縮小ＣＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｃｄのビーム径を有するＣＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００５６】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（以下、便宜上「ＣＤ用戻り光束」ともいう）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００５７】
次に、光ディスク１５がＤＶＤの場合について図６を用いて説明する。
【００５８】
第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１を透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２及び第３のダイクロイックプリズムＤＰ３を透過し、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＤＶＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｄｖｄのビーム径を有するＤＶＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００５９】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（以下、便宜上「ＤＶＤ用戻り光束」ともいう）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＤＶＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００６０】
なお、光ディスク１５がＣＤであるかＤＶＤであるかは、その記録面からの反射光強度に基づいて判別することができる。通常、この判別は光ディスク１５が光ディスク装置２０の所定位置にロードされたときにＣＰＵ４０によって行われる。また、光ディスク１５に予め記録されているＴＯＣ（Table Of Contents）情報、ＰＭＡ（Program Memory Area）情報及びウォブル信号などに基づいて光ディスク１５の種類を判別することも可能である。そして、その判別結果はＣＰＵ４０からレーザコントロール回路２４に通知され、レーザコントロール回路２４によって、第１の光源ユニット５１及び第２の光源ユニット６１のいずれかが制御対象として選択される。
【００６１】
次に、前述の光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５にデータを記録する場合の処理動作について簡単に説明する。なお、光源ユニットの選択は上述の如くして、すでに行われているものとする。
【００６２】
ＣＰＵ４０はホストから記録要求のコマンドを受信すると、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。また、ＣＰＵ４０はホストから受信したデータ（以下、「ユーザデータ」という）をバッファＲＡＭ３４に蓄積するようにバッファマネージャ３７に指示する。
【００６３】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、再生信号処理回路２８は、受光器５９の出力信号からトラックエラー信号及びフォーカスエラー信号を検出し、その検出結果をサーボコントローラ３３に出力する。サーボコントローラ３３は、トラックエラー信号に基づいてトラックずれを補正する制御信号を生成し、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正する制御信号を生成するとともに、各制御信号をモータドライバ２７に出力する。モータドライバ２７は、各制御信号に応じてトラッキングアクチュエータ及びフォーカシングアクチュエータを駆動する。このようにして、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は記録処理が終了するまで随時行われる。
【００６４】
また、ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎に出力されるアドレス情報に基づいて、指定された書き込み開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００６５】
さらに、ＣＰＵ４０はバッファマネージャ３７からバッファＲＡＭ３４に蓄積されたユーザデータのデータ量が所定の量を超えたとの通知を受けると、エンコーダ２５に書き込み信号の作成を指示する。そして、光ピックアップ装置２３が書き込み開始地点に到達すると、ＣＰＵ４０はエンコーダ２５に通知する。これにより、ユーザデータは、エンコーダ２５、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して光ディスク１５に記録される。ホストからのユーザデータがすべて記録されると記録処理を終了する。
【００６６】
また、光ディスク装置２０を用いて、光ディスク１５に記録されているデータを再生する場合の処理動作について簡単に説明する。
【００６７】
ＣＰＵ４０は、ホストから再生要求のコマンドを受信すると、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、再生要求のコマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。
【００６８】
光ディスク１５の回転が所定の線速度に達すると、前述の如くしてトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は再生処理が終了するまで随時行われる。
【００６９】
また、ＣＰＵ４０は、再生信号処理回路２８から所定のタイミング毎に出力されるアドレス情報に基づいて、読み出し開始地点に光ピックアップ装置２３が位置するようにシークモータを制御する信号をモータドライバ２７に出力する。
【００７０】
そして、光ピックアップ装置２３が読み出し開始地点に到達すると、ＣＰＵ４０は再生信号処理回路２８に通知する。これにより、再生信号処理回路２８は、受光器５９の出力信号からＲＦ信号を検出し、復調処理、誤り訂正処理等を行った後、バッファＲＡＭ３４に蓄積する。バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４に蓄積された再生データがセクタデータとして揃ったときに、インターフェース３８を介してホストに転送する。
【００７１】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置では、第２のダイクロイックプリズムＤＰ２と、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３と、第１の反射ミラーＲＭ１と、第２の反射ミラーＲＭ２と、ビームエキスパンダＢＥとによってビーム径変更手段が構成されている。
【００７２】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置では、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記第１の実施形態は一例に過ぎず、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した処理装置の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは処理装置の全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【００７３】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、光学系をＤＶＤに対して最適化するとともに、ＣＤ用取込光束におけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、ビームエキスパンダＢＥによって、第１の半導体レーザＬＤ１から出射された光束のビーム径を変更している。これにより、第１の半導体レーザＬＤ１から出射される光束の大部分が対物レンズ６０に取り込まれることとなり、光利用効率を向上させることが可能となる。すなわち、対物レンズ６０に取り込まれる光束において、ＣＤ用光束及びＤＶＤ用光束のいずれにおいても最適なＲＩＭを確保することができ、最大のカップリング効率を得ることが可能となる。従って、その結果として大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを記録面に形成することが可能となる。
【００７４】
また、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、ＤＶＤ及びＣＤに対して、コリメートレンズ５２及び対物レンズ６０を共通化することができるため、光ピックアップ装置の小型化及び低コスト化を促進することが可能となる。
【００７５】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置によると、ＤＶＤ及びＣＤいずれに対しても、最適な光スポットをその記録面に形成することができるため、ＤＶＤ及びＣＤいずれにも対応でき、高速度での記録及び再生を含むアクセスを安定して行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置２３の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【００７６】
なお、上記第１の実施形態では、受光器が各光源ユニットとは個別に配置される場合について説明したが、これに限らず、各光源ユニット内に受光器をそれぞれ実装しても良い。なお、この場合には戻り光束を受光器に導くための分岐光学素子が光源毎に必要となるが、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００７７】
また、上記第１の実施形態では、２つの光源ユニット５１、６１を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば図７に示される光ピックアップ装置２３’のように、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２とが同一パッケージ内に互いに近接して配置された光源ユニット６２（いわゆる１Ｃａｎ２ＬＤユニット）を用いても良い。これにより、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１が不要となる。また、この場合に受光器を光源ユニット６２内に実装しても良い。なお、このときには、光源ユニット６２とコリメートレンズ５２との間に、ＣＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＣＤ分岐用ホログラム６５と、ＤＶＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＤＶＤ分岐用ホログラム６６とが配置されることとなる。これにより、ビームスプリッタ５４と検出レンズ５８とが更に不要となる。そして、組み付け時における各半導体レーザの位置合わせが不要となり、調整作業を簡略化することができる。
【００７８】
例えば、上記光源ユニット６２において、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とがほぼ一致するように設定されている場合に、ＣＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とのずれに起因して、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の光軸がレンズＬ１、Ｌ２の光軸に対して傾斜しているときには、一例として図８に示されるように、第１の反射ミラーＲＭ１におけるＣＤ用光束の入射角を変更することにより、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の光軸をレンズＬ１、Ｌ２の光軸にほぼ一致させることができる。これにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成され、記録品質及び再生信号の劣化を抑制することができる。
【００７９】
また、この場合において、ＣＤ分岐用ホログラム６５及びＤＶＤ分岐用ホログラム６６の少なくともいずれかは、入射する光束の変更方向によってその回折効率が異なる偏光ホログラムであっても良い。例えば、波長フィルタ５６と第３のダイクロイックプリズムＤＰ３との間にλ／４板を配置し、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が低く、戻り光束に対しては回折効率が高くなるように分岐用ホログラムを設定することにより、戻り光束の光量が増加し、光利用効率を向上させることができる。そして、受光器５９’の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００８０】
また、上記第１の実施形態において、コリメートレンズ５２での色収差に起因して、ＣＤ用光束による光スポットが劣化する場合には、ビームエキスパンダＢＥを構成する各レンズの少なくとも一方のレンズの形状を調整し、コリメートレンズ５２による色収差を打ち消す収差をＣＤ用光束に付与しても良い。これにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成される。また、例えば安価な１枚玉レンズをコリメートレンズとして用いることが可能となり、部品コストを低減することができる。
【００８１】
また、上記第１の実施形態において、ビームエキスパンダＢＥに入射するＣＤ用光束の楕円度に応じて、レンズＬ１におけるＸＺ断面の曲率半径とＸＹ断面の曲率半径とを個別に調整し、ビームエキスパンダＢＥから出射される縮小ＣＤ用光束をほぼ円形に整形しても良い。すなわち、長軸方向の変更比率が短軸方向の変更比率よりも大きくなるように、ビームエキスパンダＢＥにアナモルフィック機能を付加しても良い。これにより、高品質の光スポットを記録面に形成することが可能となる。
【００８２】
また、上記第１の実施形態において、ビームエキスパンダＢＥを構成する２つのレンズの間隔を調整し、対物レンズに入射するＣＤ用取込光束を所定の発散光とすることにより、２波長回折型の対物レンズ６０の代わりに通常の対物レンズを用いることができる。すなわち、対物レンズがＤＶＤの基板厚に合わせて設計されていても、ＣＤのときに球面収差が発生するのを抑えることができる。一般に２波長回折型の対物レンズの透過率は、通常の対物レンズよりも約１０％低い。従って、通常の対物レンズを用いることにより、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大し、更なる記録速度の高速化に対応できるとともに、受光器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を更に向上させることが可能となる。
【００８３】
また、上記第１の実施形態では、ＣＤ用光束の波長とＤＶＤ用光束の波長との違いを利用して、ＣＤ用光束のみがビームエキスパンダＢＥを経由するようにしているが、これに限らず、例えばＤＶＤ用光束の偏光方向とＣＤ用光束の偏光方向とに違いを付与して、ＣＤ用光束のみがビームエキスパンダＢＥを経由するようにしても良い。この場合には、例えば第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側にλ／２板を配置するか、あるいは第１の光源ユニット５１をＺ軸方向の軸まわりに９０度回転させるとともに、各ダイクロイックプリズムに代えて偏光プリズムをそれぞれ用いることとなる。偏光プリズムはダイクロイックプリズムに比べて安価なため、部品コストを低減することができる。また、半導体レーザから出射される光束の波長変動が比較的大きい場合であっても、偏光プリズムは波長変動の影響を受けないため、ＣＤ用光束の大部分を偏向することが可能となる。
【００８４】
また、上記第１の実施形態では、第１の半導体レーザＬＤ１から出射されるＣＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｚ方向の場合について説明したが、これに限らず、例えば反射ミラーなどによって最大強度出射方向を＋Ｚ方向に偏向しても良い。要するに、第１の光源ユニット５１から出射されるＣＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｚ方向であれば良いからである。同様に、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束についても、例えば反射ミラーなどによって最大強度出射方向を＋Ｘ方向に偏向しても良い。要するに、第２の光源ユニット６１から出射されるＤＶＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｘ方向であれば良いからである。
【００８５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図９及び図１０に基づいて説明する。
【００８６】
この第２の実施形態は、図９に示される光ピックアップ装置７３のように、波長選択性を有する２つのホログラムＨＧ１、ＨＧ２を用いてＣＤ用光束のビーム径を変更する点に特徴を有する。本第２の実施形態では、前記ホログラムＨＧ１、ＨＧ２はそれぞれＣＤ用光束に対してのみホログラム作用を有している。そして、ホログラムＨＧ１は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、ホログラムＨＧ２はホログラムＨＧ１の＋Ｘ側に配置されている。なお、前述した第１の実施形態における第２のダイクロイックプリズムＤＰ２、第３のダイクロイックプリズムＤＰ３、第１の反射ミラーＲＭ１、第２の反射ミラーＲＭ２及びビームエキスパンダＢＥは不要となる。また、光ピックアップ装置におけるその他の構成、及び光ディスク装置の構成などは、前述した第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【００８７】
ホログラムＨＧ１、ＨＧ２は、ＣＤ用取込光束ＢｃｄにおけるＲＩＭの最低値が約１３％となるようにそれぞれ設定されている。
【００８８】
上記のように構成される光ピックアップ装置７３の作用を簡単に説明する。先ず、光ディスク１５がＣＤの場合について図９を用いて説明する。
【００８９】
第１の半導体レーザＬＤ１から出射されたＣＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１で＋Ｘ方向に偏向され、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、ホログラムＨＧ１に入射する。このＣＤ用光束はホログラムＨＧ１で収束光となり、ホログラムＨＧ２で再び略平行光となった後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＣＤ用光束（縮小ＣＤ用光束）は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｃｄのビーム径を有するＣＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００９０】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（ＣＤ用戻り光束）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＣＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００９１】
次に、光ディスク１５がＤＶＤの場合について図１０を用いて説明する。
【００９２】
第２の半導体レーザＬＤ２から出射されたＤＶＤ用光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１を透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となった後、ホログラムＨＧ１及びホログラムＨＧ２をそのまま透過し、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４を透過したＤＶＤ用光束は、波長フィルタ５６に入射し、直径φｄｖｄのビーム径を有するＤＶＤ用取込光束となり、対物レンズ６０を介して光ディスク１５（ここではＤＶＤ）の記録面に微小スポットとして集光される。
【００９３】
光ディスク１５の記録面にて反射した反射光は、対物レンズ６０で再び略平行光とされ、戻り光束（ＤＶＤ用戻り光束）として波長フィルタ５６を透過した後、ビームスプリッタ５４に入射する。ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射されたＤＶＤ用戻り光束は、検出レンズ５８を介して受光器５９で受光される。受光器５９を構成する各受光素子は受光量に応じた電流信号をそれぞれ再生信号処理回路２８に出力する。
【００９４】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置では、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とによってビーム径変更手段が構成されている。
【００９５】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置では、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様に、再生信号処理回路２８とＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって処理装置が実現されている。そして、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様にして記録及び再生処理が行われる。
【００９６】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置によると、ＣＤ用取込光束におけるＲＩＭの最低値が約１３％となるように、２つのホログラムＨＧ１、ＨＧ２によって、第１の半導体レーザＬＤ１から出射された光束のビーム径を変更している。これにより、第１の実施形態に係る光ピックアップ装置と同様な効果を得ることが可能となる。また、部品点数が減少することにより、部品コストの低減、組み付け作業及び調整作業などの作業コストの低減を図ることができる。さらに、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【００９７】
また、本第２の実施形態によると、半導体レーザから出射される光束の波長が変動しても、各ホログラムによって波長変動の影響が打ち消されるため、対物レンズに入射する光束の波長変動を抑制することができる。
【００９８】
また、本第２の実施形態に係る光ディスク装置によると、ＤＶＤ及びＣＤいずれに対しても、最適な光スポットをその記録面に形成することができるため、第１の実施形態に係る光ディスク装置と同様な効果を得ることが可能となる。
【００９９】
なお、上記第２の実施形態では、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とを個別に配置する場合について説明したが、これに限らず、ホログラムＨＧ１とホログラムＨＧ２とを一体化しても良い。この場合に、例えば図１１に示されるように光学的に透明な基板ＧＰの一方の面にホログラムＨＧ１を、他方の面にホログラムＨＧ２を形成しても良い。これにより、組み付け作業及び調整作業を簡略化することができる。
【０１００】
また、上記第２の実施形態において、例えば図１２に示されるように、ホログラムＨＧ２におけるレンズ作用の度合いを変更したホログラムＨＧ３をホログラムＨＧ２に代えて用いて、対物レンズ６０’に入射するＣＤ用光束を所定の発散光とすることにより、２波長回折対物レンズの代わりに通常の対物レンズ６０’を用いることができる。すなわち、対物レンズ６０’がＤＶＤの基板厚に合わせて設計されていても、ＣＤのときに球面収差が発生するのを抑えることができる。そして、２波長回折対物レンズに比べて、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大し、更なる記録速度の高速化に対応できるとともに、受光器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を更に向上させることが可能となる。
【０１０１】
また、上記第２の実施形態において、２つホログラムのうち少なくとも一方のホログラムにおける格子の形状を調整することにより、ＣＤ用光束に対するコリメートレンズ５２での色収差の影響を補正することができる。すなわち、コリメートレンズ５２での色収差を打ち消すような収差をＣＤ用光束に付与することにより、記録面の所定位置に所定形状の光スポットを形成することができる。さらに、ホログラムＨＧ１における格子のピッチをＺ軸方向とＹ軸方向とで個別に調整することにより、長軸方向の変更比率と短軸方向の変更比率を異ならせることができ、ＣＤ用光束に対してアナモルフィック作用を奏することが可能となる。すなわち、縮小ＣＤ用光束のビーム形状を整形することができる。
【０１０２】
また、上記第２の実施形態において、各ホログラムにおける特定次数の回折光（例えば＋１次回折光）の強度を選択的に高めるために、格子の断面形状を所定の鋸歯状にしても良い。これにより、光利用効率が向上し、記録面に集光される光量及び受光器で受光される戻り光束の光量が増大する。
【０１０３】
また、上記第２の実施形態では、ＣＤ用光束の波長とＤＶＤ用光束の波長との違いを利用して、ＣＤ用光束のみがホログラム作用を受けるようにしているが、これに限らず、例えば半導体レーザから出射される光束の波長変動が比較的大きい場合には、ＤＶＤ用光束の偏光方向とＣＤ用光束の偏光方向とに違いを付与して、ＣＤ用光束のみがホログラム作用を受けるようにしても良い。この場合には、例えば第１の光源ユニット５１の＋Ｚ側にλ／２板を配置するか、あるいは第１の光源ユニット５１をＺ軸方向の軸まわりに９０度回転させるとともに、各ホログラムに代えて偏光ホログラムをそれぞれ用いることとなる。これにより、波長変動があっても、ホログラム作用を受けた光束の強度変動は極めて小さい。
【０１０４】
また、上記第２の実施形態では、２つの光源ユニット５１、６１を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば図１３に示される光ピックアップ装置７４のように、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２とが同一パッケージ内に互いに近接して配置された前記光源ユニット６２を用いても良い。なお、このときには、前述したように、光源ユニット６２とコリメートレンズ５２との間に、ＣＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＣＤ分岐用ホログラム６５と、ＤＶＤ用戻り光束を受光器５９’の受光面方向に分岐するＤＶＤ分岐用ホログラム６６とが配置されることとなる。これにより、第１のダイクロイックプリズムＤＰ１、ビームスプリッタ５４及び検出レンズ５８が不要となる。そして、組み付け時における各半導体レーザの位置合わせが不要となり、調整作業を簡略化することができる。
【０１０５】
さらに、例えば、上記光源ユニット６２において、第２の半導体レーザＬＤ２から出射されるＤＶＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とがほぼ一致するように設定されている場合に、ＣＤ用光束の光軸とコリメートレンズ５２の光軸とのずれに起因して、コリメートレンズ５２を透過したＣＤ用光束の光軸がコリメートレンズ５２の光軸に対して傾斜しているときには、ホログラムＨＧ１におけるＣＤ用光束の入射角を変更することにより、傾斜を補正することができる。
【０１０６】
また、光源ユニット６２が用いられる場合に、例えば図１４に示される光ピックアップ装置７４’のように、ホログラムＨＧ１、ＨＧ２に代えて波長選択性と偏光性とを有するホログラムＨＧ１’、ＨＧ２’をそれぞれ用いても良い。そして、例えば、波長フィルタ５６とホログラムＨＧ２’との間にλ／４板５５を配置し、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が高く、戻り光束に対しては回折効率が低くなるようにホログラムＨＧ１’、ＨＧ２’をそれぞれ設定することにより、光源ユニット６２に到達する戻り光束の光量を増加させることができる。さらに、分岐用ホログラムについても偏光性が付加された分岐用ホログラム６５’、６６’を用いることが好ましい。そして、半導体レーザから出射される光束に対しては回折効率が低く、戻り光束に対しては回折効率が高くなるように分岐用ホログラム６５’、６６’を設定することにより、受光器５９’の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることができる。すなわち、光利用効率が向上する。
【０１０７】
なお、上記各実施形態では、ＣＤ用光束のビーム径のみを縮小する場合について説明したが、これに限らず、例えば、コリメートレンズ及び対物レンズをＣＤに対して最適化し、ＤＶＤ用光束のビーム径を拡大しても良い。あるいは、ＣＤ用光束のビーム径及びＤＶＤ用光束のビーム径の両方を変更しても良い。
【０１０８】
また、上記各実施形態では、光源から出射される光束の波長が６６０ｎｍ及び７８５ｎｍの場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。いずれかの光源の代わりに、例えば波長が４０５ｎｍの光束を出射する光源を用いても良い。
【０１０９】
さらに、上記各実施形態では、光源から出射される光束の波長が２種類の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではなく、３種類以上であっても良い。
【０１１０】
また、上記各実施形態では、光源から出射される光束の形状が楕円形状の強度分布を持つ発散光である場合について説明したが、これに限らず、光源から出射される光束の形状がほぼ円形状の強度分布を持つ発散光であっても良い。
【０１１１】
また、上記各実施形態では、６６０ｎｍ取込光束におけるＲＩＭの目標最低値が３０％の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。また、上記各実施形態では、７８５ｎｍ取込光束におけるＲＩＭの目標最低値が１３％の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
【０１１２】
また、上記各実施形態では、ビーム径変更手段でのビーム径の変更比率が一定の場合について説明したが、これに限らず、例えばＣＰＵからの指示に応じて任意の変更比率が設定可能なビーム径変更手段であっても良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、各情報記録媒体に最適な光スポットを形成することができるという効果がある。
【０１１４】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、複数種類の情報記録媒体に対応可能で、高速度でのアクセスを安定して行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置における光学系の構成を説明するための図である。
【図３】図３（Ａ）は第１の半導体レーザから出射される光束の形状を説明するための図であり、図３（Ｂ）は第２の半導体レーザから出射される光束の形状を説明するための図である。
【図４】図２の波長フィルタにおける領域構成を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）は第１の半導体レーザから出射され対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図であり、図５（Ｂ）は第２の半導体レーザから出射された光束がビームエキスパンダを経由しない場合に、対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図であり、図５（Ｃ）は第２の半導体レーザから出射された光束がビームエキスパンダを経由した場合に、対物レンズに取り込まれる光束を説明するための図である。
【図６】光ディスクがＤＶＤのときの図２における光ピックアップ装置の作用を説明するための図である。
【図７】図２の光ピックアップ装置における２つの半導体レーザを一体化した例を説明するための図である。
【図８】ビームエキスパンダに入射する光束の光軸がビームエキスパンダの光軸に対して傾いているときの傾き補正を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置における光学系の構成を説明するための図である。
【図１０】光ディスクがＤＶＤのときの図９における光ピックアップ装置の作用を説明するための図である。
【図１１】図９の光ピックアップ装置における２つのホログラムの一体化を説明するための図である。
【図１２】図９の光ピックアップ装置におけるホログラムの変形例を説明するための図である。
【図１３】図９の光ピックアップ装置における２つの半導体レーザを一体化した例を説明するための図である。
【図１４】図１３の光ピックアップ装置における各ホログラムに代えて偏光性を有するホログラムを用いた例を説明するための図である。
【図１５】半導体レーザから出射される光束の強度分布と活性層との位置関係を説明するための図である。
【図１６】半導体レーザから出射される光束におけるＲＩＭ＝５０％を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク（情報記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、５９…受光器（光検出器）、６０…対物レンズ、ＢＥ…ビームエキスパンダ（ビーム径変更手段の一部）、ＤＰ２…第２のダイクロイックプリズム（ビーム径変更手段の一部）、ＤＰ３…第３のダイクロイックプリズム（ビーム径変更手段の一部）、ＨＧ１…ホログラム（ビーム径変更手段の一部）、ＨＧ２…ホログラム（ビーム径変更手段の一部）、ＬＤ１…第１の半導体レーザ（光源）、ＬＤ２…第２の半導体レーザ（光源）、ＲＭ１…第１の反射ミラー（ビーム径変更手段の一部）、ＲＭ２…第２の反射ミラー（ビーム径変更手段の一部）。
Claims (14)
- 複数種類の情報記録媒体の記録面に光を照射し、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
前記複数の情報記録媒体に個別に対応して設けられ、いずれかの前記情報記録媒体に応じた波長の光束をそれぞれ出射する複数の光源と；
前記複数の光源からそれぞれ出射される異なる波長の光束のいずれをも略平行光とする光学素子と、該光学素子から射出された光束を対応する情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記光学素子を透過し前記対物レンズに向かう複数の異なる波長の光束のうちの少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するビーム径変更手段とを有し、前記記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；
前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置。 - 前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光束を非平行光とする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。
- 前記ビーム径変更手段は、前記少なくとも１つの波長の光束のビーム径を変更するとともに、前記光学素子での色収差を打ち消す収差を前記光束に付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ビーム径変更手段でのビーム径変更は、前記光束の光軸に垂直な面内の互いに直交する２方向におけるビーム径の変更比率が互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ビーム径変更手段は、前記光学素子の光軸に対して前記光束の光軸が傾斜している場合に、ビーム径を変更するとともに前記傾斜を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ビーム径変更手段は、ビームエキスパンダを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ビーム径変更手段は、少なくとも１つのホログラム素子を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ホログラム素子は、波長選択性を有することを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ホログラム素子は、特定の次数の回折光強度が選択的に大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置。
- 前記特定の次数は、＋１次及び−１次のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ホログラム素子は、入射光束の偏光方向によってその回折効率が異なる偏光性を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記ビーム径変更手段は、複数のホログラム素子を含み、前記複数のホログラム素子のうち少なくとも２つのホログラム素子が一体化されていることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記複数の光源から出射される各光束のうち少なくとも２つは、前記光学素子の入射面に対する偏光方向が互いに直交することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 情報記録媒体の記録面上に光を照射し、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；
前記光ピックアップ装置からの出力信号を用いて、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
Priority Applications (1)
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| JP2002371383A JP2004206743A (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2002371383A JP2004206743A (ja) | 2002-12-24 | 2002-12-24 | 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
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ID=32810275
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Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220228A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
| JP2008521151A (ja) * | 2004-11-16 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 放射線検出器上の放射線スポットの切換え可能な直径を備える光学ヘッド |
-
2002
- 2002-12-24 JP JP2002371383A patent/JP2004206743A/ja active Pending
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| JP4499671B2 (ja) * | 2006-02-17 | 2010-07-07 | シャープ株式会社 | 光ピックアップ装置 |
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