JP2006331475A - 光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ１１，１２が発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、第１対物レンズ２が光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、第２対物レンズ３が光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、第１対物レンズ２のレンズ中心が光ディスク１０１の中心から駆動機構５の移動方向Ｘに沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズ２が配置され、第１対物レンズ２のレンズ中心と第２対物レンズ３のレンズ中心を結ぶ仮想線９が移動方向Ｘに沿って延びる線６と直交するように、第２対物レンズ３が配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクに情報を記録し、または記録した情報を再生する光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置に係り、特に光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置に関する。

近年、高記録密度化を図った次世代大容量の記録技術として、図１４（ａ）に示すＢＤ（Blu-ray Disc）に代表される発振波長が４０５ｎｍ、対物レンズ１００の開口率（ＮＡ）が０．８５、光ディスク１０１における光透過層１０２の厚さが０．１ｍｍのものを使用した記録技術（以下、これらを総称してＢＤと略記する）と、同図（ｂ）に示すＨＤ−ＤＶＤに代表される発振波長が４０５ｎｍ、対物レンズ１００の開口率（ＮＡ）が０．６５、光ディスク１０１における光透過層１０２の厚さが０．６ｍｍのものを使用した記録技術（以下、これらを総称してＨＤ−ＤＶＤと略記する）とがある。

このようにＢＤとＨＤ−ＤＶＤは同じ発振帯域の半導体レーザが用いられることから、両者の仕様に対して互換性のある光ピックアップ装置の実現が強く望まれている。この互換性にあたり、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤとでは前述のように対物レンズのＮＡならびに対応する光ディスクの光透過層の厚さが異なるため、それぞれに対応した２つの対物レンズを搭載する必要がある。

２つの対物レンズの配置に関しては、例えば特許文献１に記載されているように２つの対物レンズを光ディスクの半径方向に並べる方法と、非特許文献１に記載されているように２つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べる方法とがある。

前者の光ディスクの半径方向に並べる方法では、光ディスクの外周側に位置する対物レンズを用いて光ディスクの最内周トラックを記録、再生する場合、内周に位置する対物レンズがターンテーブルと接触する懸念がある。このため２つの対物レンズを配置する場合、それらを光ディスクの接線方向に並べる方法が良い。

ところで２つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べると、光ピックアップ装置で光ディスクの内周または外周を走査する際、少なくとも一方の対物レンズは光ディスクの中心を通って半径方向に延びる直線上から外れた位置（以下、これをオフセンタという）を走査することになる。オフセンタさせると光ディスクの内周位置と外周位置で光ディスク接線方向の傾きが変ってしまい、これに伴い次のような問題が生じる。

例えば直径が５ｍｍの２つの対物レンズを光ディスクの接線方向に並べると、対物レンズのオフセンタ量は５ｍｍ以上となる。ここで図１５に示すように片方の対物レンズ１００ｂのオフセンタ量Ｌを５ｍｍとした場合、光ディスク１０１の中心から２５ｍｍ（内周）の位置での接線方向の傾きα₁に対して５５ｍｍ（外周）の位置での接線方向の傾きα₂は６．１２°変化している（α₁−α₂＝６．１２°）。

よって例えばディファレンスプッシュプル（以下、ＤＰＰと略記する）方式でトラッキング誤差信号を検出した場合、前述した接線方向の傾きの変化に伴いＤＰＰ信号振幅（トラッキング誤差信号振幅）は内周および外周位置で大きく変動する。

図１６は、オフセンタ量が０ｍｍ，２．５ｍｍ，５．０ｍｍの場合での、ディスク上での半径位置とＤＰＰ信号振幅との関係を示す図である。この図から明らかなように、オフセンタ量が大きくなるに従ってＤＰＰ信号振幅の変動が大きくなり、特に前述のオフセンタ量が５．０ｍｍの場合、ディスクの内周位置と外周位置とではＤＰＰ信号振幅の変動が顕著である。このようにＤＰＰ信号振幅が光ディスクの半径位置によって大きく変動すると、安定したトラッキング制御を行うことができない。

この問題を解決するため、特許文献２に記載されているような光ピックアップ装置が提案されている。この光ピックアップ装置は、特殊な回折格子を光路上に配置することで、回折された±１次光のプッシュプル信号をほぼ零にするという特性を有している。但しこのプッシュプル信号には対物レンズの変位に伴うオフセット成分は検出されるため、ＤＰＰ信号の演算と同様の演算処理をすることにより、ＤＰＰ方式の特長である対物レンズの変位に伴うオフセット成分のキャンセルができる。このため光ディスクの内周位置、外周位置によって接線方向の傾きが変動しても、それに関係なく安定したトラッキング誤差信号を検出できる。

つまりトラッキングサーボの観点から考えると、この技術を用いる前提の上では一方の対物レンズおよび他方の対物レンズのどちらをオフセンタさせても良好なトラッキング誤差信号を検出できることになる。
特開平８−３２９５１７号公報 日経エレクトロニクス 2004年10月25日号 Ｐ．47 特開２００４−２５３１１１号公報

しかしながらフォーカスサーボの観点から考えると、ＨＤ−ＤＶＤ用対物レンズをオフセンタさせるのは安定なフォーカス誤差信号を検出する上で非常に不利となる。

例えば最も一般的な検出法として非点収差方式を用いて検出する場合、ＨＤ−ＤＶＤの書き換え型または追記型光ディスクのようにランド・グルーブ記録の光ディスクでは、記録面上に照射される光スポットが案内溝を横切る際にフォーカス誤差信号に溝横断信号が漏れ込み易いという重大な問題がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、光ビームを出射する半導体レーザと、例えば透明基板や透明保護層などの光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置を対象とするものである。

そして前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
本発明の第３の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
Ｒ_ｍａｘ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
本発明の第４の手段は光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
本発明の第６の手段は前記光ピックアップ装置において、前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とするものである。

式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
Ｒ_ｍａｘ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
本発明の第７の手段は前記第１ないし６の手段において、前記第１対物レンズの開口数が０．６５、前記第２対物レンズの開口数が０．８５であることを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は前記第１ないし６の手段において、前記第１対物レンズは前記第１光ディスクの記録面上に光ビームを集光するとともに、厚さ０．６ｍｍの光透過層を有する第３光ディスクの記録面上に発振波長６６０ｎｍの光ビームおよび厚さ１．２ｍｍの光透過層を有する第４光ディスクの記録面上に発振波長７８０ｎｍの光ビームの少なくともいずれか一方の光ビームを集光するように構成されていることを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第１ないし８の手段において、前記第１対物レンズと第２対物レンズが同一のレンズホルダに搭載されていることを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は前記第１ないし８の手段において、前記第１対物レンズと第２対物レンズが個別のレンズホルダに搭載されていることを特徴とするものである。

本発明の第１１の手段は前記第１ないし８の手段において、前記第１光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器で、非点収差方式または差動非点収差方式によりフォーカス誤差信号を演算・検出することを特徴とするものである。

本発明の第１２の手段は、光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段とを備えた光学的情報再生装置において、
前記光ピックアップ装置が前記第1ないし１０の手段の光ピックアップ装置であることを特徴とするものである。

本発明の第１３の手段は、光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段と、記録すべき情報信号に基いて前記レーザ点灯手段を制御する情報信号記録手段とを備えた光学的情報記録再生装置において、
前記光ピックアップ装置が請求項1ないし１０のいずれか１項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とするものである。

なお、本明細書の特許請求の範囲において、光透過層の厚さを０．１ｍｍ，０．６ｍｍ，１．２ｍｍ、半導体レーザの発振波長を４０５ｎｍ，６６０ｎｍ，７８０ｎｍと特定したが、実際には光透過層の厚さならびに発振波長にはばらつきがあり、前述数値はそのばらつき範囲を含むものである。

本発明は前述のような構成になっており、光透過層の厚さなどが異なる複数種類の光ディスクに適用可能な光ピックアップ装置およびそれを用いた光学的情報再生装置ならびに光学的情報記録再生装置を提供することができる。

次に本発明の実施形態を図面とともに説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置の一部平面図である。

光ピックアップ１のレンズホルダ４には、波長４０５ｎｍの光ビームを収束して、その収束光を光ディスク１０１に照射する第１対物レンズ２と第２対物レンズ３が搭載されている。光ディスク１０１は、光ディスク装置のターンテーブル１０上に装着されて、所定の方向に回転する。

前記光ピックアップ１は、光ディスク１０１の中心から半径方向に延びる線６と平行に固定された２本のガイドバー７ａ，７ｂ間にスライド可能に支持されている。また光ピックアップ１にはボールネジ５と螺合した連結部材８を有しており、ボールネジ５は正逆転可能なステッピングパルスモータ（図示せず）の出力軸に連結されている。従ってパルスモータの回転によりボールネジ５が正転または逆転し、それに伴い光ピックアップ１がガイドバー７ａ，７ｂの案内により矢印Ｘ方向へ往復移動する。

本実施形態の場合、ボールネジ５、ガイドバー７ａ，７ｂ、連結部材８ならびにパルスモータで、光ピックアップ１の駆動機構が構成されている。

前記第１対物レンズ２は、ＨＤ−ＤＶＤに代表される光透過層（基板）の厚さが０．６ｍｍの光ディスクに集光する開口数０．６５の対物レンズである。前記第２対物レンズ３はＢＤに代表される光透過層（保護層）の厚さが０．１ｍｍの光ディスクの記録面上に集光する開口数０．８５の対物レンズである。

図１に示すように第１対物レンズ２は、そのレンズ中心が光ディスク１０１の中心を通って半径方向（移動方向Ｘ）に延びる線６上にくるように配置されている。第２対物レンズ３は第１対物レンズ２と隣接あるいは接近して配置され、第１対物レンズ２のレンズ中心と第２対物レンズ３のレンズ中心を結ぶ直線の仮想線９が前記光ディスク１０１の中心を通って半径方向（移動方向Ｘ）に延びる線６と直交するように配置されている。

図２は、本発明の第２実施形態に係る対物レンズ２，３の配置状態を説明するための図である。

本実施形態の場合、第１対物レンズ２は、そのレンズ中心が光ディスク１０１の中心を通って移動方向Ｘに延びる線６上に配置されている。第２対物レンズ３は第１対物レンズ２と隣接あるいは接近して配置され（図面では仮想線９の傾きを明確に表すため第１対物レンズ２と第２対物レンズ３を若干離して描いている）、第１対物レンズ２のレンズ中心と第２対物レンズ３のレンズ中心を結ぶ仮想線９が前記線６と直交する直交線４０よりも光ディスク１０１の内周側に角度θだけ傾くように、第２対物レンズ３が配置されている。

第１実施形態のように２つの対物レンズ２，３のレンズ中心を結ぶ直線の仮想線９が前記直交線４０上にある場合、光ディスクの接線方向の傾きを考慮すると、図３（ａ）のようにオフセンタしてない側の対物レンズ２を用いて光ディスク１０１の最内周位置で情報を記録、再生する場合は問題ないが、同図（ｂ）のようにオフセンタさせた側の対物レンズ３を用いて光ディスク１０１の最内周位置で情報を記録、再生する場合、第１対物レンズ２の位置が同図（ａ）の位置よりもさらに内周側に寄り、そのために第１対物レンズ２がターンテーブル１０と接触する心配がある。

そのため図４に示すように、対物レンズ２，３のレンズ中心位置が光ディスクの最内周位置（最内周トラック上）とほぼ一致するように、２つの対物レンズ２，３を結ぶ仮想線９を直交線４０から角度θだけ傾けると、対物レンズ３を用いて光ディスク１０１の最内周位置で情報を記録、再生する場合でも、第１対物レンズ２をターンテーブル１０から離すことができ、接触の心配がない。なお、図４に示す傾斜角度よりも小さい角度であっても、傾けない場合（傾斜角θ＝０）よりもターンテーブル１０との接触の危険性は少なくなる。

前記直交線４０に対する仮想線９の傾斜角θは、具体的には次の数式１で求めることができる。

なお、式中のＬは第１対物レンズ２のレンズ中心と第２対物レンズ３のレンズ中心との距離、Ｒ_ｍｉｎは第１光ディスク２または第２光ディスク３のいずれか小さい方の最内周トラックの半径を示している。

例えばＬ＝８ｍｍ、Ｒ_ｍｉｎ＝２２．６ｍｍの場合、傾斜角θを０°＜θ≦１０．２°の範囲に設定すれば、ＢＤならびにＨＤ−ＤＶＤとも良好なフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出できるとともに、第１対物レンズ２のターンテーブル１０との接触の危険性が解消される。

図５は、本発明の第３実施形態に係る対物レンズ２，３の配置状態を説明するための図である。

第２実施形態では光ディスクの最内周位置での対物レンズの接触を考慮したが、光ディスクの最外周位置での対物レンズの接触の危険性も考えられる。図６（ａ），（ｂ）は、対物レンズ２，３のレンズ中心位置を光ディスクの最内周位置に一致した場合の最外周側での状態を示す図である。

図６（ａ）のようにオフセンタしてない側の対物レンズ２を用いて光ディスク１０１の最外周位置で情報を記録、再生する場合は問題ないが、同図（ｂ）のようにオフセンタさせた側の対物レンズ３を用いて光ディスク１０１の最外周位置で情報を記録、再生する場合、第１対物レンズ２の位置が同図（ａ）の位置よりもさらに外側に寄り、そのために第１対物レンズ２が光ディスク１０１の外側に設置されている光ディスク装置の例えばディスク搭載部などの機械部分４１と接触する心配がある。

そのため図５に示すように、対物レンズ２，３のレンズ中心位置が光ディスクの最外周位置（最外周トラック上）とほぼ一致するように、２つの対物レンズ２，３を結ぶ仮想線９を直交線４０から角度θだけ傾けると、対物レンズ３を用いて光ディスク１０１の最外周位置で情報を記録、再生する場合でも、第１対物レンズ２を機械部分４１から離すことができ、接触の心配がない。

前記直交線４０に対する仮想線９の傾斜角θは、具体的には次の数式２で求めることができる。

なお、式中のＬは第１対物レンズ２のレンズ中心と第２対物レンズ３のレンズ中心との距離、Ｒ_ｍｉｎは第１光ディスク２または第２光ディスク３のいずれか小さい方の最内周トラックの半径、Ｒ_ｍａｘは第１光ディスク２または第２光ディスク３のいずれか大きい方の最外周トラックの半径を示している。

例えばＬ＝８ｍｍ、Ｒ_ｍｉｎ＝２２．６ｍｍ、Ｒ_ｍａｘ＝５８．０ｍｍの場合、傾斜角θを３．９５°≦θ＜１０．２°の範囲に設定すれば、ＢＤならびにＨＤ−ＤＶＤとも良好なフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を検出できるとともに、第１対物レンズ２のターンテーブル１０ならびに機械部分４１との接触の危険性が解消される。

図７は、本発明の光ピックアップ装置の第１例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例の場合、波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する２つの半導体レーザ１１ａ，１２ａを備えている。半導体レーザ１１ａから出射されたレーザ光は、回折格子１３ａに入射することで０次光、+１次光、−１次光の少なくとも３本のレーザ光に分岐される。

これらのレーザ光はビームスプリッタ１５ａを経てコリメートレンズ１７ａに入射し、このコリメートレンズ１７ａで平行光に変換され、第１対物レンズ２を通してＨＤ−ＤＶＤ用光ディスクの記録面上に光スポットとして集光される。

記録面上で反射したレーザ光は往路と同様の光路を辿って第１対物レンズ２、コリメートレンズ１７ａを経てビームスプリッタ１５ａを透過し、シリンドリカルレンズ１９ａを経て、光検出器２１ａの受光面上に集光される。このときレーザ光はシリンドリカルレンズ１９ａによって所定の非点収差が与えられるため、非点収差方式によってフォーカス誤差信号が演算・検出できる。

一方、半導体レーザ１２ａから出射されたレーザ光は同様にして回折格子１４ａ、ビームスプリッタ１６ａ、コリメートレンズ１８ａ、第２対物レンズ３を通してＢＤ用光ディスクの記録面上に光スポットとして集光される。

記録面上で反射したレーザ光は第２対物レンズ3、コリメートレンズ１８ａ、シリンドリカルレンズ２０ａを経て、光検出器２２ａの受光面上に集光される。このときレーザ光はシリンドリカルレンズ２０ａによって所定の非点収差が与えられるため、非点収差方式によってフォーカス誤差信号が演算・検出できる。

このようにしてＨＤ−ＤＶＤ用光ディスクおよびＢＤ用光ディスクの信号を検出することができる。この例では非点収差方式によってフォーカス誤差信号を演算・検出したが、差動非点収差方式によってフォーカス誤差信号を演算・検出することもできる。

図８は、光ピックアップ装置の第２例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例の場合、半導体レーザ１１ａから出射されたレーザ光の偏光状態を偏光素子２５ｂによって変化させ、偏光性回折格子１３ｂ，１４ｂ、偏光ビームスプリッタ１６ｂなどを用いて第１対物レンズ２および第２対物レンズ３に入射するレーザ光の光量を意図的に制御する。このようにレーザ光の偏光を利用することで、部品点数を大幅に減少でき、装置の小型化、組立工数ならびにコストの低減が図れる。なお、図中の２３ｂ，２４ｂは１／４波長板である。

図９は、本発明の光ピックアップ装置の第３例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例で前記第１例と相違する点は、ＤＶＤで代表される波長６６０ｎｍを発振波長とする半導体レーザ３１と、ＣＤで代表される波長７８０ｎｍを発振波長とする半導体レーザ２６と、回折格子２７，２８と、ビームスプリッタ９２，３０とを追加した点である。

ＤＶＤ用光ディスクとして厚さ０．６ｍｍの光透過層（透明基板）を有する第３光ディスクが用いられ、ＣＤ用光ディスクとして厚さ１．２ｍｍの光透過層（透明基板）を有する第４光ディスクが用いられる。

図１０は、本発明の光ピックアップ装置の第４例の光学系統を説明するための概略構成図である。この例で前記第２例と相違する点は、ＤＶＤで代表される波長６６０ｎｍを発振波長とする半導体レーザ３１と、ＣＤで代表される波長７８０ｎｍを発振波長とする半導体レーザ２６と、回折格子２７，２８と、ビームスプリッタ９２とを追加した点である。この第３，４例のような構成にすれば、ＤＶＤならびにＣＤとの互換性も持たせることができる。

前記第３，４例ではＤＶＤとＣＤを併用する例を示したが、ＤＶＤまたはＣＤのいずれか一方を付設することも可能である。

図１１は、本発明の光ピックアップ装置の第５例の光学系統を説明するための概略構成図である。例えば図７に示す第１例などの場合、２つの対物レンズ２，３は１つのレンズホルダ４に搭載されているが、第５例の場合、対物レンズ２はレンズホルダ４ａに、対物レンズ３はレンズホルダ４ｂに、それぞれ個別に搭載されている。

レンズホルダ４ａは駆動コイル３２ａ，３２ｂ、磁石３３ａ，３３ｂ、弾性支持ピン３４ａ，３４ｂならびに固定部３５ａなどからなる第１アクチェータ３６ａにより、またレンズホルダ４ｂは駆動コイル３２ｃ，３２ｄ、磁石３３ｂ，３３ｃ、弾性支持ピン３４ｃ，３４ｄならびに固定部３５ｂなどからなる第２アクチェータ３６ｂにより、トラッキング制御、フォーカス制御ならびにチルト制御などができるように構成されている。

本例では前記磁石３３ｂは第１アクチェータ３６の磁石と第２アクチェータ３６ｂの磁石を兼ねており、このことにより部品点数の削減と構造の簡略化が図れる。

図１２は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報再生装置の概略構成図である。光ピックアップ装置７０は、光ディスク１０１の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており（図１参照）、アクセス制御回路７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。

レーザ点灯回路７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路７７は光ピックアップ装置７０内に組み込むこともできる。

光ピックアップ装置７０内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路７４および情報信号再生回路７５に送られる。サーボ信号生成回路７４では前記光検出器からの信号に基いてフォーカス制御信号、トラッキング制御信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチェータ駆動回路７３を経て光ピックアップ装置７０内のアクチェータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。

前記情報信号再生回路７５では、前記光検出器からの信号に基いて光ディスク１０１に記録されている情報信号が再生される。

前記サーボ信号生成回路７４および情報信号再生回路７５で得られた信号の一部はコントロール回路７６に送られる。このコントロール回路７６にはスピンドルモータ駆動回路７１、アクセス制御回路７２、サーボ信号生成回路７４、レーザ点灯回路７７などが接続され、光ディスク１０１を回転させるスピンドルモータ６０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置７０内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。

図１３は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報記録再生装置の概略構成図である。この装置で前記図１２で説明した光学的情報再生装置と相違する点は、コントロール回路７６とレーザ点灯回路７７の間に情報信号記録回路７８を設け、情報信号記録回路７８からの記録制御信号に基いてレーザ点灯回路７７の点灯制御を行って、光ディスク１０１へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。

本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置の一部平面図である。 本発明の第２実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 対物レンズを直交線上に配置した場合の弊害を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る対物レンズの配置状態を説明するための図である。 対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線を大きく傾斜した際の弊害を説明するための図である。 本発明の光ピックアップ装置の第１例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第２例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第３例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第４例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の光ピックアップ装置の第５例の光学系統を説明するための概略構成図である。 本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報再生装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置を搭載した光学的情報記録再生装置の概略構成図である。 ＢＤとＨＤ−ＤＶＤの違いを説明するための図である。 トラッキング誤差信号の変動を説明するための図である。 各オフセンタ量でのディスクの半径位置とＤＰＰ信号振幅との関係を示す特性図である。

符号の説明

１：光ピックアップ、２：第１対物レンズ、３：第２対物レンズ、４：レンズホルダ、５：ボールネジ、６：線、７：ガイドバー、８：連結部材、９：仮想線、１０：ターンテーブル、１１，１２：半導体レーザ、１３，１４：回折格子、１５，１６：ビームスプリッタ、１７，１８：コリメートレンズ、１９，２０：シリンドリカルレンズ、２１，２２：光検出器、２３：１／４波長板、２４：１／４波長板、２５：偏光素子、２６：半導体レーザ、２７，２８：回折格子、２９，３０：ビームスプリッタ、３１：半導体レーザ、３２：駆動コイル、３３：磁石、３４：弾性支持ピン、３５：固定部、３６：アクチェータ、４０：直交線、４１：機械部分、６０：スピンドルモータ、７０：光ピックアップ装置、７１：スピンドルモータ駆動回路、７２：アクセス制御回路、７３：アクチェータ駆動回路、７４：サーボ信号生成回路、７５：情報信号再生回路、７６：コントロール回路、７７：レーザ点灯回路、７８：情報記録回路、１０１：光ディスク、Ｘ：光ピックアップの移動方向。

Claims (13)

1. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
   

   

   式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
   Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
3. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１対物レンズが光ビームを厚さ０．６ｍｍの光透過層を通して第１光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第２対物レンズが光ビームを厚さ０．１ｍｍの光透過層を通して第２光ディスクの記録面上に集光する対物レンズであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
   

   

   式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
   Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
   Ｒ_ｍａｘ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
4. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が前記移動方向に沿って延びる線と直交するように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
   

   

   式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
   Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
6. 光ビームを出射する半導体レーザと、
   光透過層を有する第１光ディスクの記録面上に前記半導体レーザから出射した光ビームを集光する第１対物レンズと、
   光透過層を有する第２光ディスクの記録面上に前記光ビームを集光する第２対物レンズと、
   前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器と、
   前記半導体レーザ、第１対物レンズ、第２対物レンズ、光検出器を前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの半径方向に沿って移動する駆動機構とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記半導体レーザが発振波長４０５ｎｍの光ビームを出射する半導体レーザであって、
   前記第１光ディスクがランド・グルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第２光ディスクがグルーブ記録方式の光ディスクであって、
   前記第１対物レンズのレンズ中心が前記光ディスクの中心から前記駆動機構の移動方向に沿って延びる線上にくるように、第１対物レンズが配置され、
   その第１対物レンズのレンズ中心と前記第２対物レンズのレンズ中心を結ぶ仮想線が、前記移動方向に沿って延びる線と直交する直交線に対して下記数式を満たす角度θだけ光ディスクの内側に向けて傾くように、第２対物レンズが配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
   

   

   式中Ｌ：第１対物レンズのレンズ中心と第２対物レンズのレンズ中心との距離
   Ｒ_ｍｉｎ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか小さい方の最内周トラックの半径
   Ｒ_ｍａｘ：第１光ディスクまたは第２光ディスクのいずれか大きい方の最外周トラックの半径
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、前記第１対物レンズの開口数が０．６５、前記第２対物レンズの開口数が０．８５であることを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、
   前記第１対物レンズは前記第１光ディスクの記録面上に光ビームを集光するとともに、
   厚さ０．６ｍｍの光透過層を有する第３光ディスクの記録面上に発振波長６６０ｎｍの光ビームおよび厚さ１．２ｍｍの光透過層を有する第４光ディスクの記録面上に発振波長７８０ｎｍの光ビームの少なくともいずれか一方の光ビームを集光するように構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
9. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、前記第１対物レンズと第２対物レンズが同一のレンズホルダに搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
10. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、前記第１対物レンズと第２対物レンズが個別のレンズホルダに搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
11. 請求項１ないし８のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、前記第１光ディスクの記録面上で反射した光ビームを検出する光検出器で、非点収差方式または差動非点収差方式によりフォーカス誤差信号を演算・検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
12. 光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段とを備えた光学的情報再生装置において、
    前記光ピックアップ装置が請求項1ないし１０のいずれか１項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光学的情報再生装置。
13. 光ピックアップ装置と、その光ピックアップ装置内の光検出器で検出された信号に基いてサーボ信号を生成するサーボ信号生成手段と、光ディスクに記録されている情報信号を前記光ピックアップ装置を通して再生する情報信号再生手段と、記録すべき情報信号に基いて前記レーザ点灯手段を制御する情報信号記録手段とを備えた光学的情報記録再生装置において、
    前記光ピックアップ装置が請求項1ないし１０のいずれか１項記載の光ピックアップ装置であることを特徴とする光学的情報記録再生装置。

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