JP2006309850A - 光ヘッド装置および情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】波長の異なるレーザ光を選択的に用いて対応する規格の記録媒体から情報を再生する際に、小型で軽量としたことにより、振動の影響を受けにくく安定な再生信号が得られる光ヘッド装置および情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】この発明の光ディスク装置１は、第１および第２の光源２１，２２のそれぞれからの光を合成する光結合プリズム３２と、光結合プリズム３２により合成された光の一部を透過し、残りを反射するビームスプリッタ３７を有する。ビームスプリッタの出射面３７ｓは、光結合プリズムとビームスプリッタとを結ぶ軸線に対して、非平行かつ非垂直である。出射面からの光が案内される方向には、モニタ用検出器４２が設けられている。モニタ用検出器４２と出射面との間には、ボールレンズ４３が設けられている。ボールレンズを用いることにより、光結合プリズムとビームスプリッタとを結ぶ軸線と光検出器との間の距離が低減される。
【選択図】 図３

Description

この発明は、光学的情報記録媒体すなわち光ディスクに情報を記録し、または記録媒体から情報を再生する光ヘッド装置および情報記録再生装置に関する。

レーザ光を用いて非接触で情報が記録可能で、あるいは既に記録されている情報を再生できる光ディスクおよびその光ディスクに情報を記録し、または光ディスクから情報を再生する光ディスク装置（光ディスクドライブ）が実用化されて久しい。なお、ＣＤ規格やＤＶＤ規格と呼ばれる複数種類の記録密度の光ディスクが既に広く普及している。

近年、青色あるいは紫色の波長のレーザ光を用いて情報を記録することにより、さらに記録密度が高められた超高密度光ディスクＨＤ（High density（ハイ デンシティ））ＤＶＤ（以下、ＨＤ ＤＶＤと略称する）も既に実用化されている。

このような多種の光ディスクのそれぞれについて、光ディスク装置（ディスクドライブ装置）をそれぞれ用意することは、コスト面や設置場所の点で、非効率的であり、２以上の規格の光ディスクに情報を記録し、または記録されている情報を再生し、もしくは既に記録されている情報を消去可能であることが、望まれている。

ところで、既に広く普及しているＣＤ規格の光ディスクへの情報の記録や同光ディスクからの情報の再生および既に記録されている情報の消去に用いられるレーザ光の波長は、例えば７８５ｎｍである。一方、ＤＶＤ規格の光ディスクにおいては、同レーザ光の波長は、例えば６５５ｎｍである。これに対し、ＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスクへの情報の記録、光ディスクからの情報の再生ならびに既に記録されている情報の消去に用いられるレーザ光の波長は、４００ｎｍ〜４１０ｎｍである。

光ディスク装置は、光ディスク（記録媒体）の所定の位置に、所定の波長のレーザ光を照射する送光系と、光ディスクで反射されたレーザ光を検出する受光系と、送光系および受光系の動作を制御する機構制御（サーボ）系と、送光系に対して記録すべき情報や消去信号を供給し、受光系により検出された信号から記録されている情報を再生する信号処理系、等を含む。

なお、送光系および受光系は、半導体レーザ素子（レーザダイオード）と、レーザダイオードからのレーザ光を光ディスクの記録面に集光するとともに光ディスクで反射されたレーザ光を捕獲する対物レンズと、を含み、光ヘッドまたは光ピックアップ（ヘッド）と称されるユニットとして一体化されている。

しかし、複数規格の光ディスクからの情報の再生、もしくは光ディスクへの情報の記録に対して、レーザ光の波長（光ディスクの規格）毎に光ヘッドを個々に用意することは、光ディスクドライブ装置の大きさやコストを増大させることに他ならない。

また、多くの光ヘッドまたは光ピックアップにおいては、光ディスクへの情報の記録、あるいは光ディスクからの情報の再生に際して、対物レンズを介して光ディスクの記録面に集光されるレーザ光の強度が、モニタ用光検出系によりモニタされる。

しかしながら、モニタ用光検出系を含む光ヘッド（光ピックアップ）には、光ディスクドライブ装置の大きさやコストの点と同様に、小型で軽量であることが求められている。

なお、光ピックアップ装置の大きさと可動部の重量の低減のために、レーザ素子と対物レンズとの間に集光レンズとしてボールレンズを用いるものが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−３６７２１８号公報

しかしながら、ボールレンズは低コストであるものの、例えばＤＶＤ向けの波長６５５ｎｍの光ビームやＨＤ ＤＶＤ向けの波長４０５ｎｍの光ビームを用いる系においては、形状精度等に起因して光軸ずれや波面のひずみを引き起こす虞がある。従って、特許文献１に記載のあるような対物レンズを通る記録／再生用の光ビームの光路に用いることは、必ずしも、好適とはいえない問題がある。

また、今日の光ピックアップ装置の小型化の要求を達成するためには、モニタ用光学系を、対物レンズを通る光ビームのうちの情報の記録／再生に利用される成分の一部を取り出す系とすることが好ましいが、文献１に記載されたボールレンズの位置では、モニタ用光学系をボールレンズの近傍に設けることは、実質的に困難である。

本発明の目的は、２以上の異なる規格の光ディスクからの情報を安定に再生でき、また重量および大きさが低減可能な光ヘッド装置および情報記録再生装置を提供することである。

この発明は、上記問題点に基づきなされたもので、最も短い波長の光を出力する第１の光源と、前記第１の光源からの光の波長よりも長い第２の波長の光を出力する第２の光源と、前記第１および第２の光源からのいずれの光の波長よりも長い第３の波長の光を出力する第３の光源と、前記第１の光源と前記第２の光源との間に、前記第１の光源からの光を透過させ、かつ前記第２の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第１の光結合プリズムと、第１の光結合プリズムにより合成された光を透過させ、前記第３の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第２の光結合プリズムと、前記第１および第２の光結合プリズムとの間に、前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を透過（一部を反射）させ、記録媒体から反射された光を反射するよう設けられたビームスプリッタと、前記ビームスプリッタにより反射された前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を検出し、その光の強度に対応する出力信号を生成するモニタ光検出器と、前記ビームスプリッタと前記モニタ光検出器との間に設けられ、前記ビームスプリッタから出射される光を前記第１および第２の光結合プリズム間の軸線に対して、非平行かつ非垂直に、前記モニタ光検出器に入射させるボールレンズと、を有することを特徴とする光ヘッド装置、を提供するものである。

本発明によれば、互いに異なる波長の光ビームを用いることにより情報の記録と再生が可能な複数の記録密度の記録媒体に対し、それぞれ異なる波長の光ビームを出力可能な光源からの所定の波長の光ビームを、単一の光路および対物レンズにより集光可能で、しかも光検出器およびパワーモニタ（ＡＰＣ）も共用可能な、光ピックアップ（光ヘッド）が提供される。従って、光ディスクの規格に拘わりなく情報の記録および再生が可能な光ディスク装置および光ヘッドが提供される。

これにより、装置の重量やコストが低減され、また、その軽量化および小型化の結果、機械的振動が生じることも抑止される。従って、安定な動作および信頼性の向上が可能である。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態が適用可能な情報記録再生装置（光ディスク装置）の構成の一例を示す。

図１に示す光ディスク装置１は、光ピックアップ（ＰＵＨアクチュエータ）１１からの以下に説明する所定波長のレーザ光を、以下に説明する任意の種類（規格）に対応する光ディスクＤの情報記録層に集光することで、光ディスクＤに情報を記録し、また光ディスクＤから情報を再生できる。なお、光ディスクＤは、例えばＣＤ規格、またはＤＶＤ規格もしくはＤＶＤ規格よりもさらに記録密度が高められているＨＤ（High density（ハイ デンシティ））ＤＶＤディスク等である。

ＰＵＨ１１は、図２により後段に説明するが、第１の波長（４０５ｎｍ）の光ビーム、第２の波長（６５５ｎｍ）の光ビームおよび第３の波長（７８５ｎｍ）の光ビームのいずれかを、装着されている光ディスクＤの種類に合わせて出力可能である。また、ＰＵＨ１１は、光ディスクＤの図示しない情報記録面で反射された反射レーザ光を検出して、既に記録されている情報の再生に利用可能な出力信号を出力する。

詳細には、光ディスクＤで反射された反射レーザ光は、ＰＵＨ１１のフォトディテクタ４１により検出され、その光の強度に対応して大きさが変化する出力信号に変換される。フォトディテクタ４１の出力信号は、増幅器５１により所定レベルまで増幅され、コントローラ（主制御装置）１０１と接続されたピックアップサーボ回路１１１、ＲＦ信号処理回路（出力信号処理回路）１１２、およびアドレス信号処理回路１１３に出力される。

サーボ回路１１１では、図２を参照して後段に詳述するが、ＰＵＨ１１の対物レンズのフォーカスサーボ（対物レンズの焦点位置に対する、光ディスクＤの記録層と対物レンズとの間の距離の差の制御）信号およびトラッキングサーボ（対物レンズの光ディスクＤのトラックを横切る方向の位置の制御）信号が生成される。それぞれの信号は、図示しないフォーカスアクチュエータとトラッキングアクチュエータとに出力される。

ＲＦ信号処理回路１１２では、フォトディテクタにより検出され、再生された信号からユーザーデータや管理情報が取り出され、アドレス信号処理回路１１３では、アドレス情報、すなわちＰＵＨ１１の対物レンズが現在対向している光ディスクＤのトラックまたはセクタを示す情報が取り出され、コントローラ１０１に出力される。

コントローラ１０１においては、アドレス情報を元に、所望の位置のユーザーデータ等のデータを読み出すために、あるいは所望の位置にユーザーデータや管理情報を記録するために、ＰＵＨ１１の位置が制御される。

また、コントローラ１０１では、光ディスクＤに情報を記録する場合や、光ディスクＤから情報を再生する場合に、レーザ素子（ＬＤ）から出力されるべきレーザ光の光強度が指示される。なお、コントローラ１０１の指示により、所望の位置のアドレス（あるいはセクタ）に既に記録されているデータが消去可能である。

光ディスクＤへ情報を記録する場合は、（コントローラ１０１の制御により）記録信号処理回路１１４において、光ディスクＤへの記録に適した記録波形信号に変調された記録データすなわち記録信号がレーザ駆動回路（ＬＤＤ）１１５に供給される。ＰＵＨ１１のレーザ素子からは、ＬＤＤ１１５から供給されるレーザ駆動信号に対応して、記録すべき情報に応じて強度が変化されたレーザ光が出力される。これにより、光ディスクＤに情報が記録される。

図２は、図１に示した光ディスク装置のＰＵＨ（光ピックアップすなわち光ヘッド）の構成の一例を示す。

ＰＵＨ１１は、例えば半導体レーザ素子である第１の光源２１を含む。第１の光源２１から出力されるレーザ光の波長は、例えば４００〜４１０ｎｍで、好ましくは４０５ｎｍである。ＰＵＨ１１はまた、例えば半導体レーザ素子である第２の光源２２を含む。第２の光源２２から出力されるレーザ光の波長は、好ましくは６５５ｎｍである。ＰＵＨ１１はさらに、例えば半導体レーザ素子である第３の光源２３を含む。第３の光源２３から出力されるレーザ光の波長は、好ましくは７８５ｎｍである。なお、第１および第２の光源２１，２２のそれぞれには、その近傍（あるいは一体）に、出射されたレーザ光の偏光の方向を整える（Ｐ偏光とＳ偏光の比率を、所定の比率に変化させる）ためのλ／２板２１ａ，２２ａが設けられている。

ＰＵＨ１１の光ディスクＤと対向する側の所定位置には、図１に示した光ディスク装置１に装着された光ディスクＤの種類に応じて第１ないし第３の光源２１〜２３のいずれかから出射されるレーザ光を光ディスクＤの図示しない記録面に集光するとともに、記録面で反射された反射レーザ光を捕捉する対物レンズ３１が設けられている。なお、対物レンズ３１は、上述の第１ないし第３のレーザ素子２１〜２３から出力されるレーザ光のそれぞれに対して、所定の開口数（ＮＡ）を提供可能な３波長対応レンズである。また、対物レンズ３１は、例えばプラスチック製であり、開口数ＮＡは、波長４０５ｎｍのレーザ光に対して、例えば０．６５、波長６５５ｎｍのレーザ光に対して、例えば０．６である。

第１ないし第３のレーザ素子（光源）２１〜２３と対物レンズ３１との間には、第１のレーザ素子２１の側から、第１の光結合プリズム３２、第２の光結合プリズム３３、コリメートレンズ３４、および偏光依存性の回折素子が所定厚さの光学ガラスに形成された光回折素子３５が配置されている。なお、光回折素子３５は、周知のλ／４板と一体に形成されてもよい（この例では、以下λ／４板が光回折素子３５と一体化されている、として、説明する）。また、通常は、光路設計上、あるいはＰＵＨ１１の厚さを低減する目的で、例えばコリメートレンズ３４と光回折素子３５との間、あるいはコリメートレンズ３４と第２の光結合プリズム３３との間に、光路を折り曲げるためのミラー（通常、立ち上げミラーと称される）３６が設けられる。

第１の光結合プリズム３２と第２の光結合プリズム３３との間には、第１の光結合プリズム３２から第２の光結合プリズム３３（すなわち第１の光源２１から光ディスクＤ）に向かうレーザ光は、そのほとんどが透過可能で、光ディスクＤの記録面で反射された反射レーザ光は、所定の割合で反射するビームスプリッタ３７が設けられている。

ビームスプリッタ３７により反射された反射レーザが向かう方向には、光ディスクＤの情報記録面で反射された反射レーザ光を検出して、その光強度に対応する電気信号を出力する光検出器４１が設けられている。なお、ビームスプリッタ３７は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するよう、偏光面の特定が設定されている偏光ビームスプリッタであり、第１および第２の光源からのレーザ光Ｌ１，Ｌ２のうちの一部、すなわちＳ偏光成分は、偏光面において反射されることで、光ディスクＤに向かうレーザ光から分離される。

ビームスプリッタ３７により、光ディスクＤに向かうレーザ光（Ｐ偏光）から分離されたレーザ光（Ｓ偏光）を検出可能に、パワーモニタ（ＡＰＣ）のための光検出器４２（以下ＡＰＣ検出器と呼称する）が、所定の位置に設けられている。なお、ＡＰＣ検出器４２と偏光ビームスプリッタ３７（出射面３７ｓ）との間には、出射面３７ｓから出射されたＳ偏光のレーザ光をＡＰＣ検出器４２の受光面に集光するためのボールレンズ４３が設けられている。ボールレンズ４３は、ＡＰＣ検出器の前段に利用されることの多い、例えばコリメートレンズ等に比較して焦点距離が短いため、偏光ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓとＡＰＣ検出器４２の受光面との間の距離を、低減することができる。また、ボールレンズ４３は、例えばＡＰＣ検出器４２の受光面もしくは偏光ビームスプリッタ３７の出射面あるいはその両者に対して、例えば接着剤（図示せず）により固定されている。もちろん、ボールレンズ４３は、接着剤による接着に限らず、例えば板ばね（弾性体）が用いられて、ＡＰＣ検出器４２の受光面もしくは偏光ビームスプリッタ３７の出射面に押し付けられてもよい。

第１の光結合プリズム（ダイクロイックプリズム）３２は、第１の光源すなわちＨＤ ＤＶＤ向けの半導体レーザ素子２１からの波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１を透過し、第２の光源すなわちＤＶＤ向けの半導体レーザ素子２２からの波長６５５ｎｍのレーザ光Ｌ２を反射して、両波長のレーザ光を、同一光路上に結合する。なお、第１の光結合プリズム３２は、第１の光源２１からのレーザ光Ｌ１を、実質的に損失を与えることなく透過可能であることが必須である。このため、例えば約６５５ｎｍよりも波長が短いレーザ光に対して、反射率が０％（基材表面による反射を除く）である。なお、一般に、レーザ素子から出力されるレーザ光の波長は、レーザ素子の温度およびその周囲温度の変動により、例えば１０ｎｍ／５℃程度変動することが知られている。また、出力レーザ光の中心波長にも、個体差がある。このため、実際には、ダイクロイックプリズム３２の膜特性反転波長帯の波長帯域は、これらの温度変動の影響を含んで規定されることはいうまでもない。

一方、第２の光結合プリズム３３（トリクロイックプリズム）は、第１および第２の光源２１，２２からのレーザ光を透過（第３の光源２３からの７８５ｎｍのみ反射）させなければならない。従って、約７８５ｎｍよりも波長が短いレーザ光に対しては、反射率が０％（基材表面による反射を除く）である。従って、トリクロイックプリズム３３の膜特性反転波長帯は、６５５〜７８５ｎｍの間に規定される。もちろん、この波長７８５ｎｍのレーザ光を出力するレーザ素子から出力されるレーザ光の波長も、レーザ素子の温度およびその周囲温度の変動により、例えば１０ｎｍ／５℃程度変動することが知られている。また、出力レーザ光の中心波長にも、個体差がある。このため、実際には、膜特性反転波長帯の波長帯域は、これらの温度変動の影響を含んで規定されることはいうまでもない。

次に、図２に示したＰＵＨによる光ディスクへのレーザ光の照射および光ディスクからのレーザ光について、詳細に説明する。

第１の光源２１から出射された波長４０５ｎｍのレーザ光Ｌ１は、λ／２板２１ａにより、Ｓ偏光成分よりもＰ偏光成分が多くなるよう、偏光の方向が変化される。偏光の方向が変化されたレーザ光Ｌ１は、第１の光結合プリズム３２、ビームスプリッタ３７および第２の光結合プリズム３３の順に、立ち上げミラー３６に案内される。立ち上げミラー３６に案内されたレーザ光Ｌ１は、立ち上げミラー３６で反射されて進行方向が変化され、コリメートレンズ３４および光回折素子３５を通って対物レンズ３１に案内され、対物レンズ３１により、光ディスクＤの図示しない記録面に集光される。なお、光回折素子３５を通過したレーザ光Ｌ１の偏光の方向は、一体化されているλ／４板によりさらに回転され、光ディスクＤに照射される時点では、円偏光である。

第２の光源２２から出射された波長６５５ｎｍのレーザ光Ｌ２は、λ／２板２２ａにより、Ｓ偏光成分よりもＰ偏光成分が多くなるよう、偏光の方向が変化される。偏光の方向が変化されたレーザ光Ｌ２は、第１の光結合プリズム３２で反射され、第１のレーザ光Ｌ１と実質的に同一の光路に沿って、ビームスプリッタ３７および第２の光結合プリズム３３の順に、立ち上げミラー３６に案内される。なお、立ち上げミラー３６で反射されたレーザ光Ｌ２は、第１のレーザ光Ｌ１と同様に光回折素子と一体化されたλ／４板３５により円偏光に変換された後、対物レンズ３１により、光ディスクＤの図示しない記録面に集光される。

第３の光源２３から出射された波長７８５ｎｍのレーザ光Ｌ３は、第２の光結合プリズム３３で反射され、第１および第２のレーザ光Ｌ１，Ｌ２と実質的に同一の光路を、立ち上げミラー３６に案内される。なお、立ち上げミラー３６で反射されたレーザ光Ｌ３は、第１または第２のレーザ光Ｌ１，Ｌ２と同様に、対物レンズ３１により、光ディスクＤの図示しない記録面に集光される。

なお、第１の光結合プリズム３２により結合され、ビームスプリッタ３７において、光ディスクＤに向かうレーザ光から分離されて、ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓから出射されたレーザ光すなわち第１の光源２１からの４０５ｎｍのレーザ光および第２の光源２２からの６５５ｎｍのレーザ光のうちのＳ偏光は、ボールレンズ４３により、所定の収束性が与えられて、ＡＰＣ検出器４２の受光面に照射される。このとき、ボールレンズ４３に案内されるレーザ光は、第１および第２の光結合プリズム３２，３３間の光軸Ｏ１に対して、非平行かつ非垂直である。

ＡＰＣ検出器４２の出力は、詳述しないが、フィードバック制御により、そのレーザ光を出力しているレーザ素子に供給すべきレーザ駆動電流の大きさの制御に利用される。

光ディスクＤの記録面で反射された反射レーザ光（Ｒ１〜Ｒ３）は、対物レンズ３１により捕捉され、光回折素子３５に戻される。以下、反射レーザ光Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のそれぞれの特性毎に説明する。

波長４０５ｎｍのレーザ光Ｒ１は、光回折素子３５において、偏光の方向が円偏光から直線偏光に変化される。なお、この反射レーザ光Ｒ１の偏光の方向は、光ディスクＤに向かうレーザ光Ｌ１の偏光の方向と９０°異なる。

偏光の方向が変化された反射レーザ光Ｒ１は、立ち上げミラー３６で進行方向が変化され、第２の光結合プリズム３３を通り、偏光ビームスプリッタ３７に戻される。

偏光ビームスプリッタ３７に戻された反射レーザ光Ｒ１は、偏光の方向が、光ディスクＤに向かう際の偏光の方向と９０°変化されているので、今度は、偏光ビームスプリッタ３７により反射され、光検出器４１に案内される。

光検出器４１に案内された反射レーザ光Ｒ１は、光検出器４１により、その強度に対応する出力信号に変換され、図１に概略を示したような信号処理部において、処理される。従って、光ディスクＤに記録されている情報が再生される。

波長６５５ｎｍのレーザ光Ｒ２は、光回折素子３５において、偏光の方向が円偏光から直線偏光に変化される。なお、この反射レーザ光Ｒ２の偏光の方向は、光ディスクＤに向かうレーザ光Ｌ２の偏光の方向と９０°異なる。

偏光の方向が変化された反射レーザ光Ｒ２は、立ち上げミラー３６で進行方向が変化され、第２の光結合プリズム３３を通り、偏光ビームスプリッタ３７に戻される。

偏光ビームスプリッタ３７に戻された反射レーザ光Ｒ２は、偏光の方向が、光ディスクＤに向かう際の偏光の方向と９０°変化されているので、今度は、偏光ビームスプリッタ３７により反射され、光検出器４１に案内される。

光検出器４１に案内された反射レーザ光Ｒ２は、光検出器４１により、その強度に対応する出力信号に変換され、図１に概略を示したような信号処理部において、処理される。従って、光ディスクＤに記録されている情報が再生される。

波長７８５ｎｍのレーザ光Ｒ３は、他のレーザ光Ｒ１，Ｒ２と同様に、立ち上げミラー３６で反射され、第２の光結合プリズム３３に戻される。第２の光結合プリズム３３は、既に説明したように、膜特性反転波長帯が６５５ｎｍ〜７８５ｎｍであるから、レーザ光Ｒ３は、偏光面の偏光の方向に拘わりなく、レーザ素子２３側に反射される。

ここで、第３のレーザ素子２３を、レーザ発振部に加えて受光部（フォトディテクタ）が一体に形成された検出素子一体型をとすることにより、ＣＤについて、所定の再生信号を得ることができる。

図３は、図２に示したＰＵＨ（光ピックアップ）にボールレンズを用いることの利点を説明する概略図である。

図３（ａ）は、図２に示したＰＵＨの第１および第２の光源２１，２２、第１の光結合プリズム３２、偏光ビームスプリッタ３７、ＡＰＣ向け光検出器４２およびボールレンズ４３を抜き出したものである。なお、図３（ｂ）は、比較のため、偏光ビームスプリッタ３７で反射されたレーザ光を、通常の結像レンズ（４３´）により光検出器（４２´）に結像する例を示している。

図３（ａ）および（ｂ）から明らかなように、ボールレンズ４３を用いることにより、光軸Ｏ１から最も離れたＡＰＣ向け光検出器４２（４２´）の部分までの距離が、「δ」だけ低減可能であることが認められる。なお、偏光ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓの角度を最適に設定することにより、ボールレンズ４３を偏光ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓに密着させることができる（距離「δ」を最大にできる）。この場合、ボールレンズ４３に向かうレーザ光（Ｓ偏光のＬ１，Ｌ２）と光軸Ｏ１とのなす角（光路偏角）は、好ましくは、６０±５°である（出射面３７ｓの角度は、ボールレンズ４３に入射すべきレーザ光を、光軸Ｏ１に対する光路偏角で、６０±５°で出射可能に規定される）。すなわち、ボールレンズ４３に案内されるレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓからの全てのレーザ光が入射可能に位置されることで、光検出器４２の受光面と出射面３７ｓとの間の距離が、ボールレンズの直径に一致された最短距離で、光検出器の受光面に結像される。また、ボールレンズ４３に案内されるレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３７の出射面３７ｓによりビーム整形されることで光利用効率が高められ、Ｓ／Ｎ比が向上される。従って、安定したＡＰＣ動作が可能となる。

以上説明したように、本発明の第１ないし第３の波長の光ビームを出射可能な３つの光源の配列、およびその光源の配列に関連付けられた波長選択膜（光結合プリズム）の配列によれば、ＨＤ ＤＶＤ向けの波長４０５ｎｍの光ビームとＤＶＤ向けの波長６５５ｎｍの光ビームとがダイクロイックミラーにより結合され、両光ビームが光ディスクに到達する前に、偏光ビームスプリッタにより反射される成分（Ｓ偏光）からパターモニタ（ＡＰＣ）が可能である。また、ＡＰＣ向けの光検出器に対して、ボールレンズによりレーザ光を案内することにより、通常のレンズにより光検出器に案内する場合に比較して、その距離（光ヘッドの大きさ）が低減される。しかも、ボールレンズに案内されるレーザ光は、偏光ビームスプリッタによりビーム整形されることで光利用効率が高められ、Ｓ／Ｎ比が向上されることから、安定したＡＰＣ動作が可能となる。

なお、この発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形もしくは変更が可能である。また、個々の実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。

本発明が適用可能な光ディスク装置の一例を示す概略図。 図１に示した光ディスク装置に組み込まれる光ヘッドの要素を説明する概略図。 図２に示した光ヘッドにおいてボールレンズを用いた効果を説明する概略図。

符号の説明

１…光ディスク装置（情報記録再生装置）、１１…光ヘッド（光ピックアップ）、２１…（出力光の波長４０５ｎｍの）第１の光源、２１ａ…λ／２板（波長４０５ｎｍ用）、２２…（出力光の波長６５５ｎｍの）第２の光源、２２ａ…λ／２板（波長６５５ｎｍ用）、２３…（出力光の波長７８５ｎｍの）第３の光源、３１…対物レンズ、３２…第１の光結合プリズム、３３…第２の光結合プリズム、３４…コリメートレンズ、３５…λ／４板を兼ねる光回折素子、３６…立ち上げミラー、３７…偏光ビームスプリッタ、３７ｓ…ＡＰＣ向け出射面、４１…光検出器、４２…ＡＰＣ検出器、４３…ボールレンズ、５１…増幅器、１０１…コントローラ、１１１…サーボ回路、１１２…ＲＦ信号処理回路、１１３…アドレス信号処理回路、１１４…記録信号処理回路、１１５…ＬＤＤ（レーザダイオード駆動回路）、Ｄ…光ディスク（記録媒体）。

Claims (7)

1. 最も短い波長の光を出力する第１の光源と、
   前記第１の光源からの光の波長よりも長い第２の波長の光を出力する第２の光源と、
   前記第１および第２の光源からのいずれの光の波長よりも長い第３の波長の光を出力する第３の光源と、
   前記第１の光源と前記第２の光源との間に、前記第１の光源からの光を透過させ、かつ前記第２の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第１の光結合プリズムと、
   第１の光結合プリズムにより合成された光を透過させ、前記第３の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第２の光結合プリズムと、
   前記第１および第２の光結合プリズムとの間に、前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を透過（一部を反射）させ、記録媒体から反射された光を反射するよう設けられたビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタにより反射された前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を検出し、その光の強度に対応する出力信号を生成するモニタ光検出器と、
   前記ビームスプリッタと前記モニタ光検出器との間に設けられ、前記ビームスプリッタから出射される光を前記第１および第２の光結合プリズム間の軸線に対して、非平行かつ非垂直に、前記モニタ光検出器に入射させるボールレンズと、
   を有することを特徴とする光ヘッド装置。
2. 前記ビームスプリッタから前記モニタ光検出器に向けて光を出射する出射面は、前記第１の光結合プリズムと前記第２の光結合プリズムとの間に規定される軸線に対して、非平行かつ非垂直であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
3. 前記ボールレンズの中心を通る光と前記第１の光結合プリズムと前記第２の光結合プリズムとの間に規定される軸線とのなす角は、６０±５°であることを特徴とする請求項１または２記載の光ヘッド装置。
4. 前記ボールレンズと前記ビームスプリッタの前記出射面は、接着剤を介して互いに接触されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ヘッド装置。
5. 第１の波長の光を出力する第１の光源と、
   前記第１の光源からの光の波長よりも長い第２の波長の光を出力する第２の光源と、
   前記第１および第２の光源からのそれぞれの光の波長よりも長い第３の波長の光を出力する第３の光源と、
   前記第１の光源と前記第２の光源との間に、前記第１の光源からの光を透過させ、かつ前記第２の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第１の光結合プリズムと、
   第１の光結合プリズムにより合成された光を透過させ、前記第３の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第２の光結合プリズムと、
   前記第１および第２の光結合プリズムとの間に、前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を透過可能で、残りを反射可能、かつ記録媒体から反射された光を反射可能に設けられ、前記第１の光結合プリズムにより合成された光を反射して出射する際に、前記第１および第２の光結合プリズム間の軸線に対して、非平行かつ非垂直に出射可能なビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタの出射面から出射される光を検出し、その光の強度に対応する出力信号を生成するモニタ光検出器と、
   前記ビームスプリッタの出射面と前記モニタ光検出器との間に配置され、前記ビームスプリッタの前記出射面から出射された光を前記モニタ光検出器に入射させるボールレンズと、
   を有することを特徴とする光ヘッド装置。
6. 第１の波長の光を出力する第１の光源と、前記第１の光源からの光の波長よりも長い第２の波長の光を出力する第２の光源と、前記第１および第２の光源からのそれぞれの光の波長よりも長い第３の波長の光を出力する第３の光源と、前記第１の光源と前記第２の光源との間に、前記第１の光源からの光を透過させ、かつ前記第２の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第１の光結合プリズムと、第１の光結合プリズムにより合成された光を透過させ、前記第３の光源からの光を反射させることで、それぞれの光を合成するよう設けられた第２の光結合プリズムと、前記第１および第２の光結合プリズムとの間に、前記第１の光結合プリズムにより合成された光の少なくとも一部を透過可能で、残りを反射可能、かつ記録媒体から反射された光を反射可能に設けられ、前記第１の光結合プリズムにより合成された光を反射して出射する際に、前記第１および第２の光結合プリズム間の軸線に対して、非平行かつ非垂直に出射可能なビームスプリッタと、前記ビームスプリッタの出射面から出射される光を検出し、その光の強度に対応する出力信号を生成するモニタ光検出器と、前記ビームスプリッタの出射面と前記モニタ光検出器との間に配置され、前記ビームスプリッタの前記出射面から出射された光を前記モニタ光検出器に入射させるボールレンズと、を有することを特徴とする光ヘッド装置と、
   前記光検出器により検出された信号から記録媒体に記録されている情報を再生可能に、その情報に対応する信号成分を取り出す信号再生回路と、
   を有することを特徴とする情報記録再生装置。
7. 前記光ヘッド装置における前記ボールレンズの中心を通る光と前記第１の光結合プリズムと前記第２の光結合プリズムとの間に規定される軸線とのなす角は、６０±５°であることを特徴とする請求項６記載の情報記録再生装置。

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