JP2008010130A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】別途、偏光変換素子を用いることなく、簡素な構成にて、２つの対物レンズにレーザ光を導くことができる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂを有する分光ミラー１０４にてレーザ光をＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に振り分ける。半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光は、λ／４板１０３にて円偏光に変換された後、分光ミラー１０４に入射される。入射された円偏光のレーザ光は、偏光ミラー面１０４ａによって、その半分（Ｓ偏光成分）がＹ軸方向に反射される。偏光ミラー面１０４ａを透過した残り半分のレーザ光（Ｐ偏光成分）は、ミラー面１０４ｂによって、Ｙ軸方向に反射される。これらレーザ光は、立ち上げミラー１０８、１０９を介してＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に入射される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関するものであり、特に、２つ以上の対物レンズが配された互換型の光ピックアップ装置に用いて好適なものである。

基板厚の異なる数種のディスクに対応可能な互換型光ピックアップでは、２つ以上の対物レンズを用いる方式が考えられる。この場合、レーザ光を何れの対物レンズに導くかを適宜設定できる構成が光学系内に必要となる。この構成として、たとえば、以下の特許文献１、２に示す構成を用いることができる。

図９に、特許文献１、２に記載の構成例を示す。図において、１は半導体レーザ、２はコリメータレンズ、３は偏光変換素子、４は偏光ビームスプリッタ、５はミラー、６はλ／４波長板、７は第１の対物レンズ、８は第２の対物レンズ、９は光検出系である。

半導体レーザ１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２で平行光とされた後、偏光変換素子３によって偏光方向が調整される。レーザ光の偏光方向が第１の方向にあるとき、レーザ光は、偏光ビームスプリッタ４にて、第１の対物レンズ７に向かう方向に反射される。また、レーザ光の偏光方向が第１の方向に直交する第２の方向にあるとき、レーザ光は、偏光ビームスプリッタ４を透過し、ミラー５を介して、第２の対物レンズ８に入射される。このように、偏光変換素子３によってレーザ光の偏光方向を第１の方向と第２の方向の間で切り替えることにより、レーザ光が入射される対物レンズが変更される。
特開平９−２１２９０５号公報 特開２００１−３４４８０３号公報

しかし、上記従来の構成例では、別途、偏光変換素子３が必要であるため、光学系のコストが上昇するとの問題が生じる。また、使用するレーザ光を切り替えるために偏光変換素子３を随時切り替えなければならず、このため、偏光変換素子３をアクティブに制御するための構成がドライブ側に必要となる。

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて、２つの対物レンズにレーザ光を導くことができる光ピックアップ装置を提供することを課題とする。

上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。

請求項１の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有することを特徴とする。

請求項２の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を前記偏光ビームスプリッタによって反射されたレーザ光の進行方向と同一方向に反射するミラーと、前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、前記ミラーにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光と前記ミラーにて反射された前記レーザ光を前記第１および第２の対物レンズの方向に反射する立ち上げミラーをさらに備えることを特徴とする。

請求項４の発明は、光ピックアップ装置において、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光を前記偏光ビームスプリッタを透過したレーザ光の進行方向と同一方向に反射するミラーと、前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、前記ミラーにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光と前記ミラーにて反射された前記レーザ光を前記第１および第２の対物レンズの方向に反射する立ち上げミラーをさらに備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項２ないし５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記偏光ビームスプリッタと前記ミラーは、一体的に形成されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１ないし６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第１のλ／４板は、前記偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光とＳ偏光の分光比が１：１となるよう調整されていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１ないし６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第１のλ／４板は、前記偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光とＳ偏光の分光比が不均衡となるよう調整されている。

請求項１の発明によれば、第１のλ／４板による光学作用によって、レーザ光が円偏光の状態で偏光ビームスプリッタに入射される。このため、レーザ光は、その半分が偏光ビームスプリッタによって反射され、また、半分が偏光ビームスプリッタを透過する。従って、第１の対物レンズと第２の対物レンズには、光源から出射されたレーザ光がほぼ半分ずつ入射される。

このように、請求項１の発明によれば、第１のλ／４板と偏光ビームスプリッタによる光学作用によって、レーザ光が第１の対物レンズと第２の対物レンズに振り分けられるため、別途、偏光変換素子を配する必要がない。なお、λ／４板は偏光変換素子に比べかなり安価であるため、請求項１の発明のように、別途、第１のλ／４板を用いても、上記従来例に比べ、光学系のコストを抑制することができる。また、請求項１の発明によれば、上記従来例のように偏光変換素子をアクティブに制御する必要がないため、ドライブ側の負担を軽減できる。

また、請求項２の発明によれば、上記請求項１の発明と同様、第１のλ／４板と偏光ビームスプリッタによる光学作用によって、レーザ光が第１の対物レンズと第２の対物レンズに振り分けられるため、別途、偏光変換素子を配する必要がない。このため、上記請求項１の発明と同様、光学系のコストを抑制することができ、また、ドライブ側の負担を軽減することができる。

加えて、請求項３の発明によれば、光源から立ち上げミラーまでの光学系を、第１および第２の対物レンズの光軸に直交する平面上に配置することができるため、光ピックアップ装置の薄型化を図ることができる。

また、請求項４の発明によれば、上記請求項１、２の発明と同様、第１のλ／４板と偏光ビームスプリッタによる光学作用によって、レーザ光が第１の対物レンズと第２の対物レンズに振り分けられるため、別途、偏光変換素子を配する必要がない。このため、上記請求項１、２の発明と同様、光学系のコストを抑制することができ、また、ドライブ側の負担を軽減することができる。

加えて、請求項５の発明によれば、上記請求項３の発明と同様、光源から立ち上げミラーまでの光学系を、第１および第２の対物レンズの光軸に直交する平面上に配置することができるため、光ピックアップ装置の薄型化を図ることができる。

さらに、請求項６の発明のように、偏光ビームスプリッタとミラーを一体化すれば、部品点数を削減することができ、光学系の簡素化と、光学部品の配置の容易化を図ることができる。

また、請求項７の発明によれば、光源からのレーザ光が第１の対物レンズと第２の対物レンズに均等に分配される。この場合、第１のλ／４板は、偏光ビームスプリッタに対しレーザ光が円偏光にて入射されるよう調整される。この発明によれば、各対物レンズからのレーザ光を用いて記録および再生を行う場合に、限られた出力範囲のレーザ光を各対物レンズに円滑に分配することができる。

また、請求項８の発明によれば、光源からのレーザ光が第１の対物レンズと第２の対物レンズに不均衡に分配される。この場合、第１のλ／４板は、偏光ビームスプリッタに対しレーザ光が楕円偏光にて入射されるよう調整される。ここで、不均衡の程度は、以下のような観点から調整される。

たとえば、一方の対物レンズを記録用に用い、他方は再生専用に用いる場合、記録に用いる方の対物レンズにより多く、光源からのレーザ光を分配するのが好ましい。また、２つの対物レンズを共に再生専用に用いる場合でも、対物レンズの有効径や開口数の違い等によって、レーザ光の利用効率に差が生じ、その結果、記録媒体上のスポット光量に差が生じる場合がある。この場合にも、スポット光量を適正化するために、各対物レンズに分配されるレーザ光の光量を調整するのが好ましい。なお、スポット光量のアンバランスは、偏光ビームスプリッタから各対物レンズまでの間の光路に配された光学素子の違いによっても生じる。したがって、この場合にも、スポット光量を適正化するために、各対物レンズに分配されるレーザ光の光量を調整するのが好ましい。さらに、記録・再生に必要とされるレーザパワーは記録媒体毎に相違する場合があり、このような場合にも、各記録媒体に適正なパワーのレーザ光を照射するために、各対物レンズに分配されるレーザ光の光量を調整する必要がある。

請求項８の発明における「Ｐ偏光とＳ偏光の分光比の不均衡」の程度は、このような観点から、各対物レンズに適正パワーのレーザ光が分配されるよう調整される。たとえば、記録・再生に必要とされるレーザパワーが記録媒体毎に相違する場合には、対応する記録媒体に必要とされるレーザパワーの最大値を第１および第２の対物レンズについて設定し、第１の対物レンズに設定されたレーザパワーの最大値と第２の対物レンズに設定されたレーザパワーの最大値の比に等しくなるよう、Ｐ偏光とＳ偏光の分光比を設定する。もちろん、これ以外のファクターをも併せて勘案する場合には、それに応じて、さらに、Ｐ偏光とＳ偏光の分光比が調整される。

請求項８の発明によれば、このようにＰ偏光とＳ偏光の分光比を不均衡とすることにより、レーザ光が各対物レンズに対し効率的に分配され、これにより、対象とされる記録媒体に対し適正パワーのレーザ光を照射することができる。

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも一つの例示形態であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。なお、本実施の形態は、基板厚０．６ｍｍのＨＤＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）と基板厚０．１ｍｍのＢＤ（ブルーレイディスク）に対応可能な再生専用タイプの互換型光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。

まず、図１に実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図には、便宜上、回路側の構成（再生回路３０１、サーボ回路３０２、駆動回路３０３）が併せて示されている。

図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、半導体レーザ１０１と、コリメータレンズ１０２と、λ／４板１０３と、分光ミラー１０４と、液晶素子１０５と、λ／４板１０６、１０７と、立ち上げミラー１０８、１０９と、ホルダー１１０と、ＨＤ用対物レンズ１１１と、ＢＤ用対物レンズ１１２と、対物レンズアクチュエータ１１３と、アナモレンズ１１４と、光検出器１１５を備えている。

半導体レーザ１０１は、青色波長（４０５ｎｍ程度）のレーザ光を出射する。コリメータレンズ１０２は、半導体レーザ１０１から入射されたレーザ光を平行光に変換する。λ／４板１０３は、コリメータレンズ１０２側から入射されたレーザ光を円偏光に変換する。

分光ミラー１０４は、透光性材料にて形成され、内部に偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂを有している。分光ミラー１０４は、直方体形状を有しており、λ／４板１０３に対向する側面と液晶素子１０５に対向する側面がそれぞれ半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の光軸（同図のＸ軸）とこれに直交する軸（同図のＹ軸）に直交するようにして配置されている。偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂは、それぞれ、半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の光軸に対して４５°傾いた状態で配置されている。

λ／４板１０３から分光ミラー１０４に入射された円偏光のレーザ光は、偏光ミラー面１０４ａによって、その半分（Ｓ偏光成分）がＹ軸方向に反射される。偏光ミラー面１０４ａを透過した残り半分のレーザ光（Ｐ偏光成分）は、ミラー面１０４ｂによって、Ｙ軸方向に反射される。

液晶素子１０５は、駆動回路３０３からの駆動信号に応じて、レーザ光の波面状態を変化させ、光ディスク上および光検出器１１５上の収差を補正する。なお、液晶素子を用いた収差補正（球面収差補正）は、たとえば、特開平１０−２６９６１１号公報に記載されている。

図１の構成例では、分光ミラー１０４側から液晶素子１０５に入射するレーザ光（入射レーザ光）の偏光方向とλ／４板１０６、１０７側から液晶素子に入射するレーザ光（反射レーザ光）の偏光方向が、λ／４板１０６、１０７による作用によって互いに直交する。このため、液晶素子１０５は、入射レーザ光用と反射レーザ光用の２つの液晶素子を重ねて構成される。駆動回路３０３は、再生ＲＦ信号の振幅が最適となるよう、各液晶素子を駆動制御する。

なお、偏光ミラー面１０４ａからλ／４板１０６へと向かうレーザ光（ＨＤ用の入射レーザ光）は、λ／４板１０７からミラー面１０４ｂへと向かうレーザ光（ＢＤ用の反射レーザ光）と偏光方向が一致し、また、λ／４板１０６から偏光ミラー面１０４ａへと向かうレーザ光（ＨＤ用の反射レーザ光）は、ミラー面１０４ｂからλ／４板１０７へと向かうレーザ光（ＢＤ用の入射レーザ光）と偏光方向が一致する。このため、液晶素子１０５を構成する２つの液晶素子のうち、一方（第１の液晶素子）をＨＤ用の入射レーザ光用とし、他方（第２の液晶素子）をＨＤ用の反射レーザ光用とすると、ＢＤ用の入射レーザ光と反射レーザ光に対する収差補正は、第１の液晶素子をＢＤ用の入射レーザ光用として用い、第２の液晶素子をＢＤ用の反射レーザ光用として用いて行われる。このように、駆動回路３０３は、使用レーザ光がＨＤ用レーザ光とＢＤ用レーザ光の何れであるかに応じて、液晶素子１０５を構成する２つの液晶素子に対する制御を切り替える。

λ／４板１０６は、偏光ミラー面１０４ａにて反射されたレーザ光（ＨＤ用レーザ光）を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光を、ディスクへ入射される際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたＨＤ用レーザ光は、偏光ミラー面１０４ａに対してＰ偏光となり、偏光ミラー面１０４ａを透過して光検出器１１５へと導かれる。

λ／４板１０７は、ミラー面１０５ｂにて反射されたレーザ光（ＢＤ用レーザ光）を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光を、ディスクへ入射される際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたＢＤ用レーザ光は、偏光ミラー面１０４ａに対してＳ偏光となり、偏光ミラー面１０４ａによって反射されて光検出器１１５へと導かれる。

立ち上げミラー１０８、１０９は、λ／４板１０６、１０７にて円偏光に変換されたＨＤ用レーザ光およびＢＤ用レーザ光を対物レンズ１１１、１１２方向（同図のＺ軸方向）に反射する。

ホルダー１１０は、ＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２を一体的に保持する。ＨＤ用対物レンズ１１１は、青色波長のレーザ光を、基板厚０．６ｍｍのＨＤＤＶＤ上に適正に収束できるよう設計されている。また、ＢＤ用対物レンズ１１２は、青色波長のレーザ光を、基板厚０．１ｍｍのＢＤ上に適正に収束できるよう設計されている。

対物レンズアクチュエータ１１３は、サーボ回路３０２からのサーボ信号に応じて、ホルダー１１０をフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動する。これにより、ＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２はフォーカス方向およびトラッキング方向に一体的に駆動される。なお、対物レンズアクチュエータ１１３には、たとえば、従来周知の電磁駆動方式のアクチュエータが用いられる。

アナモレンズ１１４は、ディスクによって反射されたレーザ光を光検出器１１５上に収束させる。アナモレンズは、集光レンズとシリンドリカルレンズから構成され、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。

光検出器１１５は、受光したレーザ光の強度分布から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を導出するためのセンサーパターンを有している。各センサからの信号は、再生回路３０１、サーボ回路３０２および駆動回路３０３に出力される。

再生回路３０１は、光検出器１１５から受信したセンサ信号を演算処理して再生ＲＦ信号を導出し、これを復調して再生データを生成する。

サーボ回路３０２は、光検出器１１２から受信したセンサ信号を演算処理してトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を導出し、これに基づいてトラッキングサーボ信号およびフォーカスサーボ信号を生成して対物レンズアクチュエータ１１０に出力する。

駆動回路３０３は、上記の如く、再生ＲＦ信号を逐次モニタし、再生ＲＦ信号が最適となるよう、レンズアクチュエータ１０４にサーボを掛ける。

図２は、光検出器１１５に配されたセンサーパターン１１５ａと、各センサからの信号を演算処理する演算回路の構成を示す図である。なお、同図の演算回路は、再生回路３０１、サーボ回路３０２および駆動回路３０３のうち対応する回路上に配置される。あるいは、同図の演算回路を光ピックアップ装置側に配し、再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を対応する回路に出力するようにしても良い。

図示の如く、光検出器１１５は、Ａ〜Ｄのセンサ領域からなる４分割センサ１１５ａを備えている。ディスクからの反射光は、その光軸が、４分割センサ１１５ａの分割線の交差点を貫くようにして、４分割センサ１１５上に収束される。

演算増幅回路２０１は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号（以下、センサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される各信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと記載する）をもとに、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算増幅を実行し、フォーカスエラー信号ＦＥを生成する。生成されたフォーカスエラー信号ＦＥは、サーボ回路３０２に入力される。

演算増幅回路２０２は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号をもとに、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄの演算増幅を実行し、再生信号ＲＦを生成する。生成された再生信号ＲＦは再生回路３０１と駆動回路３０３に入力される。

演算増幅回路２０３は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号をもとに、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の演算増幅を実行し、トラッキングエラー信号を生成する。生成されたトラッキングエラー信号ＦＥは、サーボ回路３０２に入力される。

なお、本実施の形態では、分光ミラー１０４によって分光された２つのレーザ光がそれぞれＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に同時に入射するため、ディスクからの反射光も、ＨＤ用対物レンズ１１１を経由した反射光とＢＤ用対物レンズ１１２を経由した反射光が同時に光検出器１１５上に導かれることとなる。このため、一方の対物レンズを用いて再生が行われる場合に、他方の対物レンズを経由した不要な反射光が光検出器１１５へと導かれ、この不要な反射光が、再生ＲＦ信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に悪影響を及ぼすことがあるものと想定される。

しかし、本実施の形態のように、対象ディスクの基板厚が大きく異なる場合（ＨＤＤＶＤ基板厚：０．６ｍｍ、ＢＤ基板厚：０．１ｍｍ）には、一方の対物レンズに対してフォーカスの引き込みがなされると、他方の対物レンズはオンフォーカス位置から大きくずれた位置に位置づけられることとなり、このため、他方の対物レンズを経由した反射光は、光検出器１１５上に収束せず、広範囲に広がった状態で光検出器１１５に照射されることとなる。したがって、他方の対物レンズを経由した不要な反射光が光検出器１１５に導かれたとしても、この不要な反射光が、再生ＲＦ信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に及ぼす影響は、比較的小さいものとなる。

よって、本実施の形態においては、再生ＲＦ信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を、再生動作に支障なく生成することができる。換言すると、本発明は、このように対象ディスクの基板厚が大きく異なる場合に用いて優れた効果を発揮するものである。

なお、上記のように、それぞれの対物レンズを経由した反射光が光検出器１１５に導かれるため、フォーカス引き込み時には、各反射光に応じたＳ字カーブがフォーカスエラー信号上に現れる。すなわち、フォーカス引き込み字には、ＢＤ用対物レンズ１１２の焦点位置と、ＨＤ用対物レンズ１１５の焦点位置に、それぞれＳ字カーブが現れる。

しかし、再生対象ディスクに適合しない方の対物レンズの焦点スポットは、基板厚との関係から、信号層上で大きくぼやけるため、再生対象ディスクに適合する方の対物レンズが焦点位置に位置づけられたときのＳ字カーブの振幅は、適合しない方の対物レンズが焦点位置に位置づけられたときのＳ字カーブの振幅に比べて、かなり大きくなる。このため、フォーカス引き込み時には、Ｓ字カーブの振幅を比較し、振幅が大きい方のＳ字カーブを利用して引き込み制御を掛けるようにする。これにより、再生対象ディスクに適合する対物レンズをオンフォーカス位置に引き込むことができる。

このようにしてフォーカス引き込みを行うと、信号層上に、適正な状態にて焦点スポットを投影させることができる。その後、トラッキングサーボを掛けることによって、ビームスポットをトラック上に位置付けることができる。また、再生信号を適宜復調することにより、再生対象ディスクがＢＤかＨＤＤＶＤかを判別することができる。

以上、本実施の形態によれば、上記従来例のように偏光変換素子を用いることなく、レーザ光をＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に導くことができる。よって、上記従来例に比べ、偏光変換素子を省略することができ、光学系のコストを抑制することができる。また、上記従来例のように偏光変換素子をアクティブに制御する必要がないため、ドライブ側の負担を軽減することができる。

また、上記実施の形態によれば、偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂを分光ミラー１０４内に一体的に配したため、偏光ビームスプリッタとミラーを個別に配置する場合に比べ、光学系の部品点数を削減でき、光学部品の配置の容易化を図ることができる。

さらに、上記実施の形態によれば、ＨＤ用レーザ光とＢＤ用レーザ光を立ち上げミラー１０８、１０９にてＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２の方向に反射するよう構成したため、半導体レーザ１０１から立ち上げミラー１０８、１０９までの光学部品およびアナモレンズ１１４と光検出器１１５を一つのＸ−Ｙ平面上に配置することができ、もって、光ピックアップ装置の厚み寸法（Ｚ軸方向の寸法）を小さくすることができる。

なお、本発明に係る実施形態は、上記に限定されるものではなく、この他にも、適宜、種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、液晶素子１０５によって収差補正（球面収差）を行うようにしたが、図３に示すように、ビームエキスパンダ１２３を用いて収差補正を行うようにしても良い。この場合、駆動回路３０３は、再生ＲＦ信号が最良となるよう、ビームエキスパンダ１２３の可動側レンズを駆動するアクチュエータを制御する。

また、図３に示すように、偏光ビームスプリッタ１２１とミラー１２２を個別に配置するようにすることもできる。ただし、この場合は、上記実施の形態のように偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂを分光ミラー１０４内に一体的に配する場合に比べ、光学系の部品点数が増加する。

また、上記実施の形態には、再生専用の互換型光ピックアップ装置に本発明を適用した例を示したが、記録／再生用の互換型光ピックアップ装置に本発明を適用することもできる。

図４に、この場合の光学系を示す。この光学系では、図１に比べ、回折格子１３１が追加されている。

回折格子１３１は、半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光を３ビームに分割する。図４の構成例では、トラッキングエラー信号の生成手法として、たとえば、ＤＰＰ（Differential Push- Pull）法が採用される。

なお、液晶素子１０５には、球面収差の他、コマ収差を補正するための電極パターンを配置しても良い。液晶素子を用いたコマ収差補正は、たとえば、特開平１０−２８９４６５号公報に記載されている。

図５は、光検出器１１５上のセンサーパターンと、演算回路の構成を示す図である。なお、同図の演算回路は、トラッキングエラー信号の生成手法としてＤＰＰ法を用いた場合のものである。この演算回路は、再生回路３０１、サーボ回路３０２および駆動回路３０３のうち対応する回路上に配置される。あるいは、同図の演算回路を光ピックアップ装置側に配し、再生ＲＦ信号、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を対応する回路に出力するようにしても良い。

図示の如く、光検出器１１５は、Ａ〜Ｄのセンサ領域からなる４分割センサ１１５ａと、ＥおよびＦのセンサ領域からなる２分割センサ１１５ｂと、ＧおよびＨのセンサ領域からなる２分割センサ１１５ｃを備えている。このうち、４分割センサ１１５ａは、回折格子１３１によって分割された３ビームのうちメインビームを受光する。また、２分割センサ１１５ｂは、ディスク上においてメインビームよりもトラック走査方向に先行するサブビーム（先行サブビーム）を受光し、２分割センサ１１５ｃは、ディスク上においてメインビームよりもトラック走査方向に遅れたサブビーム（後行サブビーム）を受光する。

演算増幅回路２０１は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号（以下、センサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される各信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと記載する）をもとに、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の演算増幅を実行し、フォーカスエラー信号ＦＥを生成する。生成されたフォーカスエラー信号ＦＥは、サーボ回路３０２に入力される。

演算増幅回路２０２は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号をもとに、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄの演算増幅を実行し、再生信号ＲＦを生成する。生成された再生信号ＲＦは再生回路３０１と駆動回路３０３に入力される。

演算増幅回路２０３は、４分割センサ１１５ａのセンサ領域Ａ〜Ｄから出力される信号をもとに、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の演算増幅を実行し、信号ＭＰＰを生成する。

演算増幅回路２０４は、２分割センサ１１５ｂのセンサ領域Ｅ、Ｆから出力される信号（以下、センサ領域Ｅ、Ｆから出力される各信号をＥ、Ｆと記載する）と、２分割センサ１１２ｃのセンサ領域Ｇ、Ｈから出力される信号（以下、センサ領域Ｇ、Ｈから出力される各信号をＧ、Ｈと記載する）をもとに、（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）の演算増幅を実行し、信号ＳＰＰを生成する。

アンプ回路２０５は、演算増幅回路２０４にて生成された信号ＳＰＰを、予め設定された倍率にて増幅する。

演算増幅回路２０６は、演算増幅回路２０３にて生成された信号ＭＰＰから演算増幅回路２０４にて生成された信号ＳＰＰを減算し、トラッキングエラー信号ＴＥを生成する。生成されたトラッキングエラー信号ＴＥは、サーボ回路３０２に入力される。

この構成例においても、上記図２の場合と同様、一方の対物レンズを用いて再生が行われる場合に、他方の対物レンズを経由した不要な反射光が光検出器１１５へと導かれる。

しかし、本実施の形態のように、対象ディスクの基板厚が大きく異なる場合（ＨＤＤＶＤ基板厚：０．６ｍｍ、ＢＤ基板厚：０．１ｍｍ）には、他方の対物レンズを経由した不要な反射光は、光検出器１１５上に収束せず、広範囲に広がった状態で光検出器１１５に照射される。したがって、図５の構成例の場合にも、他方の対物レンズを経由した不要な反射光が再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に及ぼす影響は、比較的小さいものに抑制される。

なお、図５の構成例では、４分割センサ１１５ａと２分割センサ１１５ｂおよび２分割センサ１１５ｃの間隔を、不要な反射光の広がり範囲内に収めるのが望ましい。こうすると、他方の対物レンズを経由した不要な反射光が、４分割センサ１１５ａ、２分割センサ１１５ｂおよび２分割センサ１１５ｃに一様に掛かるようになり、再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に対する不要な反射光の影響を抑制することができる。

なお、ＨＤ用レーザ光とＢＤ用レーザ光のうち一方のみを記録用に用い、他方は再生専用に用いる場合には、偏光ミラー面１０４ａにおけるＰ偏光とＳ偏光の分光比を、記録に用いる方のレーザ光の強度が高くなるよう設定すればよい。たとえば、ＢＤ用レーザ光にて記録を行い、ＨＤ用レーザ光は再生専用とする場合には、偏光ミラー面１０４ａにおける分光比を、Ｐ偏光：Ｓ偏光＝８：２に設定する。これにより、半導体レーザ１０１の出力限界範囲内で、ＢＤ用レーザ光のパワーを効果的に高めることができる。

なお、偏光ミラー面１０４ａにおける分光比は、図６に示す如く、偏光ミラー面１０４ａに対しレーザ光を楕円偏光で入射させることにより調整することができる。同図中央のように、偏光ミラー面１０４ａに対しレーザ光が円偏光で入射すると、偏光ミラー面１０４ａにおける分光比は１：１となる。同図中央の状態から、レーザ光軸を軸としてλ／４板１０３を回転させ、偏光ミラー面１０４ａに対しレーザ光を楕円偏光で入射させると、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の比率が変化し、その結果、偏光ミラー面１０４ａにおける分光比が不均衡となる。同図の場合、両端に示す楕円偏光の状態でレーザ光を偏光ミラー面１０４ａに入射させると、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の比率がＰ偏光：Ｓ偏光＝８：２となり、その結果、半導体レーザ１０１からのレーザ光は、その８０％が偏光ミラー面１０４ａを透過し、残り２０％は、偏光ミラー面１０４ａによって反射される。これにより、半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の８０％をＢＤ用対物レンズ１１２に入射させることができる。

なお、ＢＤとＨＤとで記録・再生に必要なレーザパワーが相違する場合も、上記と同様、偏光ミラー面１０４ａに入射するレーザ光を楕円偏光として、ＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に入射するレーザ光の強度を調整するようにすればよい。たとえば、ＨＤ（再生専用、追記型、書き換え可能型、単一記録層型、複数記録層）に要するレーザパワーの最大値がＰｗ１、ＢＤ（再生専用、追記型、書き換え可能型、単一記録層型、複数記録層）に要するレーザパワーの最大値がＰｗ２である場合、ＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ用対物レンズ１１２に入射するレーザ光の強度がＨＤ：ＢＤ＝Ｐｗ１：Ｐｗ２となる楕円偏光にて、偏光ミラー面１０４ａに対しレーザ光を入射させる。

ところで、上記実施の形態では、偏光ミラー面１０４ａを透過したレーザ光をミラー面１０４ｂにて反射するようにしたが、偏光ミラー面によって反射されたレーザ光をミラー面によって反射するようにすることもできる。

図７は、この場合の光学系の構成例を示す図である。

この光学系では、分光ミラー１０４に入射されたレーザ光のうち、偏光ミラー面１０４ａによって反射されたレーザ光（Ｓ偏光成分）がミラー面１０４ｂによってＹ軸方向に反射される。このレーザ光は、λ／４板１０７にて円偏光に変換された後、立ち上げミラー１０９によってＺ軸方向に反射され、ＢＤ用対物レンズ１１２に入射される。偏光ミラー面１０４ａを透過したレーザ光は、λ／４板１０６にて円偏光に変換された後、立ち上げミラー１０８によってＺ軸方向に反射され、ＨＤ用対物レンズ１１１に入射される。

図７の構成例においても、上記図１ないし図５の場合と同様の効果を奏することができる。

なお、図１ないし図７の構成例では、半導体レーザ１１５からのレーザ光をＸ軸方向から偏光ミラー面１０４ａまたは偏光ビームスプリッタ１２１に入射させ、これにより分割されたレーザ光を、立ち上げミラー１０８、１０９にてＨＤ用対物レンズ１１１およびＢＤ用対物レンズ１１２の方向（Ｚ軸方向）に反射するようにしたが、図８に示すように、偏光ミラー面１０４ａとミラー面１０４ｂによって反射されたレーザ光を、立ち上げミラー１０８、１０９を介することなく、直接、ＨＤ用対物レンズ１１１およびＢＤ用対物レンズ１１２に入射させるよう構成することもできる。ただし、この場合には、Ｚ軸方向に、アナモレンズ１１４と光検出器１１５の配置スペースが必要となるため、上記実施の形態に比べ、光ピックアップ装置の薄型化が阻害される。

ところで、上記実施の形態では、ＨＤ用対物レンズ１１１とＢＤ等対物レンズ１１２にそれぞれ青色波長のレーザ光を入射させるようにしたが、各対物レンズに入射させるレーザ光は、これに限定されず、光ピックアップ装置の仕様に応じて適宜変更され得るものである。ただし、本発明は、上述の如く、各対物レンズに対応するディスクの基板厚が互いに大きく異なる場合に用いて優れた効果を発揮するものである。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図 実施の形態に係る光検出器のセンサーパターンと演算回路を示す図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 実施の形態に係る光検出器のセンサーパターンと演算回路を示す図 実施の形態に係る偏光ミラー面における分光比を説明する図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図 従来例を説明する図

符号の説明

１０１ 半導体レーザ
１０３ λ／４板（第１のλ／４板）
１０４ 分光ミラー
１０４ａ 偏光ミラー面
１０４ｂ ミラー面
１０６ λ／４板（第２のλ／４板）
１０７ λ／４板（第２のλ／４板）
１０８ 立ち上げミラー
１０９ 立ち上げミラー
１１１ ＨＤ用対物レンズ
１１２ ＢＤ用対物レンズ
１２１ 偏光ビームスプリッタ
１２２ ミラー
１３３ 液晶素子

Claims (8)

1. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、
   円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、
   前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、
   前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、
   前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、
   円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、
   前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を前記偏光ビームスプリッタによって反射されたレーザ光の進行方向と同一方向に反射するミラーと、
   前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、
   前記ミラーにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、
   前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリッタにて反射された前記レーザ光と前記ミラーにて反射された前記レーザ光を前記第１および第２の対物レンズの方向に反射する立ち上げミラーをさらに備える、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. レーザ光を出射する光源と、
   前記レーザ光を円偏光に変換する第１のλ／４板と、
   円偏光に変換された前記レーザ光が入射される偏光ビームスプリッタと、
   前記偏光ビームスプリッタによって反射された前記レーザ光を前記偏光ビームスプリッタを透過したレーザ光の進行方向と同一方向に反射するミラーと、
   前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第１の対物レンズと、
   前記ミラーにて反射された前記レーザ光を記録媒体上に収束させる第２の対物レンズと、
   前記第１および第２の対物レンズと前記偏光ビームスプリッタの間に配された第２のλ／４板とを有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリッタを透過した前記レーザ光と前記ミラーにて反射された前記レーザ光を前記第１および第２の対物レンズの方向に反射する立ち上げミラーをさらに備える、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項２ないし５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記偏光ビームスプリッタと前記ミラーは、一体的に形成されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 請求項１ないし６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記第１のλ／４板は、前記偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光とＳ偏光の分光比が１：１となるよう調整されている、
   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の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記第１のλ／４板は、前記偏光ビームスプリッタにおけるＰ偏光とＳ偏光の分光比が不均衡となるよう調整されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

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