JP2008052848A - 光ピックアップ装置及び光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録／再生に用いられる総てのレーザ光の波長を、単一の検出器により処理可能な光ピックアップ装置及び光学的情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】この発明の光ピックアップ装置および光学的情報記録再生装置は、メディア（光ディスク）の記録面にレーザ光を集光する対物レンズ（５１）と、対物レンズに案内されるレーザ光をコリメートするコリメートレンズ（５７）と、光源からコリメートレンズに案内されるレーザ光に、コリメートレンズを通過した状態で発散性が残るよう、所定の集束性の与える倍率変換レンズ（３７）と、倍率変換レンズを介してメディアの記録面に集光されたレーザ光が反射された反射レーザ光の光路長を変化させる光路長補正機構（６５）と、を有する。
【選択図】 図９

Description

この発明は、厚さの異なる光ディスクに対して情報から情報を再生し、もしくは情報を記録するもので、記録／再生に用いられる総てのレーザ光の波長を、単一の検出器により処理可能な光ピックアップ装置及び光学的情報記録再生装置に関する。

レーザ光を用いて既に記録されている情報が再生可能な、あるいはレーザ光により情報が記録可能な光ディスク（例えばＣＤ規格の光ディスク）およびその光ディスクに情報を記録し、もしく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規格に加えて、ＤＶＤ規格と呼ばれる記録密度の高い光ディスクが広く普及している。

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ＨＤ（High definition（ハイ ディフィニション））ＤＶＤと称される光ディスク（以下、ＨＤ ＤＶＤと略称する）も、既に実用化されている。

多種の光ディスクについて、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、総て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。

このような背景から、長波長（ＣＤ用）、中波長（ＤＶＤ用）、短波長（ＨＤ ＤＶＤ用）の３つの波長のレーザ光を２グループに分け、２つの波長のレーザ光について、光学素子を共有した光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献１）。

また、波長４０５ｎｍ帯のレーザビームを出射する第１の半導体レーザ光源と、波長６５０ｎｍ帯のレーザビームを出射する第２の半導体レーザ光源と、各波長帯のレーザビームの光路を合成する光路合成手段と、各レーザビームを光情報記録媒体に対して結像させる対物レンズと、光情報記録媒体で反射したレーザビームを受光して光情報を検出する受光素子と、各半導体レーザ光源から光情報記録媒体への光路と光情報記録媒体から前記受光素子への光路との分岐を行う光路分岐手段と、を備えた光ピックアップ装置であって、前記光路分岐手段と前記受光素子との間に、波長４０５ｎｍ帯と波長６５０ｎｍ帯の透過光量を調整するフィルタ手段を備えたことを特徴とする光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、ＤＶＤ用の赤色光ビームとＨＤ ＤＶＤ用の青色光ビームの光軸を共通とした光ピックアップにおいて、ダイクロイックプリズムの前後に、一対のビームエキスパンダレンズを設け、青色光ビームに発生する球面収差を補正し、それぞれの光ビームを平行光とするものが提案されている（例えば、特許文献３）。
特開２００４−１０３１３５号公報 特開２００５−１４１８８４号公報 特開２００４−１８５７８１号公報

特許文献１の光ピックアップでは、受光素子ユニットであるＰＤＩＣ（Photo Detector-IC）が３系統必要であり、特許文献２の光ピックアップ装置では、赤外光（ＣＤ規格の光ディスク向けのレーザ光）については、光利用効率を上げるための倍率変換用のレンズを配置することが困難である。

また、特許文献３の光ピックアップにおいても、ＤＶＤ用の赤色光ビームと高密度記録用の青色光ビームの光軸を共通とすることを開示するのみで、現在、広く利用されているＣＤ規格の光ディスク用の７８５ｎｍのレーザ光を含めた３つの波長のレーザ光を１つのＰＤＩＣで検出することに関する記載が見当たらない。

すなわち、いずれの文献によっても、ＣＤ規格の光ディスク向け、ＤＶＤ規格の光ディスク向け、ならびにＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスク向けの３つの波長のレーザ光を１つのＰＤＩＣで検出することは、その可能性を含めて論ぜられていない。

この発明の目的は、現在実用化されている３つの波長のレーザ光による情報の再生及び記録が可能な光ディスクからの信号を１系統の受光素子により検出可能な光ピックアップ装置及び光学的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、記録媒体の記録面にレーザ光を集光する対物レンズと、この対物レンズに案内されるレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、光源から前記コリメートレンズに案内されるレーザ光に、前記コリメートレンズを通過した状態で発散性が残るよう、所定の集束性の与える倍率変換レンズと、前記倍率変換レンズを介して前記記録媒体の記録面に集光されたレーザ光が反射された反射レーザ光の光路長を変化させる光路長補正機構と、を有することを特徴とする光ピックアップ装置を提供するものである。

以上説明した通り、この発明の実施の形態においては、単独の受光ユニットを用い、複数の波長のレーザ光のそれぞれの検出感度を、一定以上確保可能な光ピックアップ装置及び光学的情報記録再生装置が得られる。すなわち、レーザビームが透過する層の厚さの違いに起因して反射レーザビームが受光ユニットに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。従って、単独の受光ユニットにより、異なる規格の記録媒体から安定して情報を再生できる。

図１（ａ）および図１（ｂ）は、この発明の実施の一形態が適用可能な光ピックアップ装置の一例を示す。なお、図１（ａ）は、光ピックアップ装置を、メディア（光学的情報記録媒体すなわち光ディスク）の記録面と直交する方向から見た状態（Ｘ−Ｙ平面を見た状態）を示し、図１（ｂ）は、光ピックアップ装置を、メディア（光ディスク）の記録面と平行な方向から見た状態（Ｙ−Ｚ平面を見た状態）を示す。

図１（ａ）および図１（ｂ）に示す通り、光ピックアップ装置１は、例えば４０５ｎｍ帯の第１の波長のレーザビームＬ１を出射する第１の半導体レーザ光源１１、例えば６６０ｎｍ帯の第２の波長のレーザビームＬ２を出射する第２の半導体レーザ光源２１、例えば７８０ｎｍ帯の第３の波長のレーザビームＬ３を出射する第３の半導体レーザ光源３１を有する。

第１の半導体レーザ光源１１から出射された第１の波長のレーザビームＬ１は、第１のプリズム４１および第２のプリズム４３を透過し、ビームスプリッタ４５によりその一部が反射されて、対物レンズ５１に案内される。対物レンズ５１とビームプスリッタ４５との間には、対物レンズ５１の側から順に、λ／４板（偏光素子）５３、光路変更（立ち上げ）ミラー５５およびコリメートレンズ５７が位置されており、実際に対物レンズ５１に案内される第１のレーザビームＬ１は、コリメートレンズ５７により実質的に平行光に変換されたのち、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に入射される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ１は、対物レンズ５１のパワーにより所定のスポットサイズ（集光時の波面の断面ビーム径）に収束され、光ディスクＭの記録面に集光される。なお、対物レンズ５１としては、波長互換タイプのものであれば、単レンズ方式に限らず、ツインレンズ方式等も利用可能である。

第１のプリズム４１は、第１のレーザ光源１１からの波長４０５ｎｍ帯のレーザビームＬ１を透過し、第２のレーザ光源２１からの波長６６０ｎｍ帯のレーザビームＬ２を反射するために、図２に示すように、４５０ｎｍ近傍で、透過光量と反射光量が反転する特性が与えられている。第１のプリズム４１は、例えば多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜を介して２つのガラスプリズムを貼り合わせることで、容易に形成される。もちろん、単一のプリズムの一面にダイクロイック膜を設けたものであってもよいことはいうまでもない。なお、ダイクロイック膜の波長選択性は、波長４０５ｎｍのレーザビームのＳ偏光の透過率が概ね１００％に、波長６６０ｎｍのレーザビームのＳ偏光の反射率が概ね１００％に、規定されている。

第１の半導体レーザ光源１１から出力される第１のレーザビームＬ１は、波面の形状が概ね楕円の発散光束である。なお、半導体レーザから出力されるレーザビームの波面は、楕円の短軸方向がレーザ素子の活性層の面の広がりの方向と平行で、活性層の面の広がり方向に伸びる直線偏光となることが知られている。従って、レーザビームＬ１の偏光の方向は、光軸（レーザ光源１１とビームスプリッタ４５を結んだ線分）を回転中心として、レーザ光源１１を回転させることで、任意の方向に設定できる。

なお、第１のレーザ光源１１とプリズム４１との間、好ましくは、レーザ光源１１の近傍の所定の位置に、レーザビームＬ１の波面の偏光の方向を９０°回転させるλ／２板１３を設け、ビームスプリッタ４５によりメディア（光ディスク）Ｍの記録層に向かうレーザビームとメディア（光ディスク）Ｍで反射された反射レーザビームとを分離可能とするために、波面の偏光の方向を所定の方向に整えている。すなわち、半導体レーザ光源１１を出射されたレーザビームＬ１の偏光の方向が、λ／２板１３により整えられる（Ｐ偏光とＳ偏光の比率が所定の比率に変化される）。

λ／２板１３の近傍にはさらに、光ディスク（メディア）Ｍの記録層で反射された反射レーザビームを、後段の信号処理のために複数に波面分割する回折格子１５が位置されている。なお、λ／２板１３と回折格子１５は、一体的に形成されてもよい。例えば、λ／２板１３の任意の面に、ホログラム等により所定の回折パターンが与えられてもよい。また、回折パターンがブレーズタイプまたはバイナリタイプである場合は、λ／２板１３の任意の面に、直接パターンが形成されてもよい。

第２の半導体レーザ光源２１から出射された第２の波長のレーザビームＬ２は、第１のプリズム４１で折り曲げられ、第２のプリズム４３を透過し、ビームスプリッタ４５によりその一部が反射されて、対物レンズ５１に案内される。対物レンズ５１に案内された第２のレーザビームＬ２は、対物レンズ５１により所定のスポットサイズに収束され、光ディスクＭの記録面に集光される。すなわち、第２のレーザビームＬ２は、第１のプリズム４１により第１のレーザビームＬ１と互いに重ね合わせられ、光ディスクＭの記録面まで、第１のレーザビームＬ１と実質的に同一の光路を案内される。

第２の半導体レーザ光源２１から出力される第２のレーザビームＬ２も、第１のレーザビームＬ１と同様に、波面の形状が概ね楕円の発散光束である。また、レーザビームＬ２の波面も、第１のレーザビームＬ１と同様に、楕円の短軸方向がレーザ素子の活性層の面の広がりの方向と平行で、活性層の面の広がり方向に伸びる直線偏光（Ｐ偏光）となることが知られている。なお、第２のレーザ光源２１とプリズム４１との間、好ましくは、レーザ光源２１の近傍の所定の位置にも、レーザビームＬ２の波面の偏光の方向を９０°回転させるλ／２板２３が設けられ、ビームスプリッタ４５によりメディア（光ディスク）Ｍの記録層に向かうレーザビームとメディア（光ディスク）Ｍで反射された反射レーザビームとを分離可能とするために、波面の偏光の方向が所定の方向に整えられている。

λ／２板２３の近傍には、光ディスク（メディア）Ｍの記録層で反射された反射レーザビームを、後段の信号処理のために複数に波面分割する回折格子２５が位置されている。なお、λ／２板２３と回折格子２５は、一体的に形成されてもよい。例えば、λ／２板２３の任意の面に、ホログラム等により所定の回折パターンが与えられてもよい。また、回折パターンがブレーズタイプまたはバイナリタイプである場合は、λ／２板２３の任意の面に、直接パターンが形成されてもよい。

第３の半導体レーザ光源３１から出射された第３の波長のレーザビームＬ３は、第２のプリズム４３で折り曲げられて第１および第２のレーザビームＬ１，Ｌ２と重ね合わせられ、ビームスプリッタ４５によりその一部が反射されて、対物レンズ５１に案内される。すなわち、第３のレーザビームＬ３も、光ディスクＭの記録面まで、第１のレーザビームＬ１（あるいは第２のレーザビームＬ２）と実質的に同一の光路を案内される。

第３の半導体レーザ光源３１から出力される第３のレーザビームＬ３も、第１、第２のレーザビームＬ１，Ｌ２と同様、波面の形状が概ね楕円の発散光束である。また、レーザビームＬ３の波面も、第１、第２のレーザビームＬ１，Ｌ２と同様に、楕円の短軸方向がレーザ素子の活性層の面の広がりの方向と平行で、活性層の面の広がり方向に伸びる直線偏光（Ｐ偏光）となることが知られている。なお、第３のレーザ光源３１と第２のプリズム４３との間、好ましくは、レーザ光源３１の近傍の所定の位置にも、レーザビームＬ３の波面の偏光の方向を９０°回転させるλ／２板３３が設けられ、ビームスプリッタ４５においてメディア（光ディスク）Ｍの記録層に向かうレーザビームとメディア（光ディスク）Ｍで反射された反射レーザビームとの分離のために、波面の偏光の方向が所定の方向に整えられている。

λ／２板３３の近傍には、光ディスク（メディア）Ｍの記録層で反射された反射レーザビームを、後段の信号処理のために複数に波面分割する回折格子３５が位置されている。なお、λ／２板３３と回折格子３５は、前に説明した第１および第２のレーザビームＬ１，Ｌ２への配置と同様に、一体的に形成されてもよい。また、例えば、λ／２板３３の任意の面に、ホログラム等により所定の回折パターンが与えられてもよく、回折パターンがブレーズタイプまたはバイナリタイプである場合は、λ／２板３３の任意の面に、直接パターンが形成されてもよい。

第２のプリズム４３は、第１のレーザ光源１１からの波長４０５ｎｍ帯のレーザビームＬ１および第２のレーザ光源２１からの波長６６０ｎｍ帯のレーザビームＬ２を透過し、第３のレーザ光源３１からの波長７８０ｎｍ帯のレーザビームＬ３を反射するために、図３に示すように、７００〜７５０ｎｍ近傍で透過光量と反射光量が反転する特性が与えられている。第２のプリズム４３も第１のプリズム４１と同様、例えば多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜を介して２つのガラスプリズムを貼り合わせることで、容易に形成される。

第３の半導体レーザ光源３１と第２のプリズム４３との間、好ましくは、回折格子３５と第２のプリズム４３との間には、倍率変換レンズ３７が位置されている。倍率変換レンズ３７は、第３の半導体レーザ光源３１からの波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３が集光される集光位置を、第１および第２の半導体レーザ光源１１，２１からのレーザビームＬ１，Ｌ２に比較して、後方にシフトする（対物レンズ５１に入射される際に発散性が残る状態を維持する）ために用いられる。

すなわち、倍率変換レンズ３７が用いられることにより、図１（ａ）および図１（ｂ）に示す例では、波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３は、対物レンズ５１に入射される時点で、非平行光である（レーザビームＬ３の断面ビーム径は、第２のプリズム４３のビームスプリット面で反射され、対物レンズ５１に入射されるまで、レーザビームＬ１，Ｌ２のビーム径よりも小さく絞り込まれている）。

このようにして実質的に同一の光路を案内される第１ないし第３のレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３は、ビームスプリッタ４５に案内され、前に説明したように、対物レンズ５１（および装着されている場合にはその装着された光ディスクＭの記録面）に向けて案内される。なお、３つの半導体レーザ光源１１，２１，３１は、情報の記録または再生のために用意されるメディア（光ディスク）Ｍの規格に基づいて、任意の１つが選択的に発光される。従って、２つ以上の光源から波長の異なるレーザビームが同時に出射されることが無いことはいうまでもない。

ビームスプリッタ４５は、例えば、平行平板（平行平面の板状のガラスあるいは樹脂）の一方の面４５ｉに、図示しない多層光学薄膜等である偏光分離膜が形成されたもので、（偏光分離膜により、）入射するレーザビームのＰ偏光成分およびＳ偏光成分、特にＳ偏光成分を、波長に拘わりなく一定量以上反射させ、かつ、Ｐ偏光成分およびＳ偏光成分の所定の割合を透過させる。すなわち、ビームスプリッタ４５には、図４に示すように、Ｓ偏光成分の概ね８０％を波長に拘わりなく透過可能で、残りを反射する特性が与えられている。なお、平行平板の他方の面４５ｏには、偏光分離膜が形成された面４５ｉから内部に入射するレーザビームが面４５ｏで内部反射して再び面４５ｉから出射することを抑制可能な、図示しない多層光学薄膜等である反射防止膜が形成されている。また、ビームスプリッタ４５は、入射側面４５ｉ（または出射側面４５ｏ）において不所望に反射されることのあるレーザビームが、その出力源である半導体レーザ光源の図示しないモニタ用検出器に戻されて、（その半導体レーザ光源から）出力されるレーザビームの強度が変動することや、対物レンズ５１（および光ディスクＭ）に向けてゴースト成分として作用することを抑止するために、第１および第２のプリズム４１，４３を結ぶ光軸に対して非平行に配置されることが好ましい。

ビームスプリッタ４５へ案内された任意のレーザビームＬ１またはＬ２（またはＬ３）は、ビームスプリッタ４５の入射側の面４５ｉで反射され、コリメートレンズ５７によりコリメートされて、立ち上げ（光路変更）ミラー５５に案内される。

ビームスプリッタ４５へ案内された任意のレーザビームＬ１またはＬ２（またはＬ３）の一部は、ビームスプリッタ４５をそのまま透過し、ビームスプリッタ４５に対して第１および第２のプリズム４１，４３と反対の側に位置され、第１ないし第３の半導体レーザ光源１１，２１および３１からのレーザビームＬ１，Ｌ２またはＬ３の光量（強度）すなわち個々の光源の出力（レーザビームの強度）を一定の範囲内に維持するためのモニタに利用される光量モニタ用受光素子（モニタ用ＰＤＩＣ（Photo Detector-IC））４７に案内される。

立ち上げ（光路変更）ミラー５５に案内されたレーザビームは、（ミラー５５により）光ディスク（メディア）Ｍの記録面に向けて折り曲げられる。ミラー５５により折り曲げられたレーザビームＬ１またはＬ２（またはＬ３）は、λ／４板（偏光素子）５３により波面の偏光の方向が４５°回転され、対物レンズ５１により与えられる収束性により光ディスクＭの記録面に所定のスポットサイズで集光（収束）される。

なお、第３の半導体レーザ光源３１からの第３のレーザビームＬ３は、第１および第２のレーザビームＬ１，Ｌ２と実質的に同一の光路で対物レンズ５１に案内されるが、対物レンズ５１へ入射される際に、コリメートレンズ５７で所定の収束性が与えられるにも拘わらず僅かに発散性を保持した状態となる所定の収束性（レーザビームの断面ビーム径では発散性）が与えられてビームスプリッタ４５へ案内され、ビームスプリッタ４５で反射されて対物レンズ５１に導かれる。

従って、第３のレーザビームＬ３は、第１または第２のレーザビームＬ１，Ｌ２に比較して、対物レンズ５１から離れた位置で収束する。この場合、記録面上のレーザビームのスポットサイズ（集光時の波面の断面ビーム径）は、ＣＤ規格の光ディスクにおいて推奨される好適な大きさとなる。すなわち、第１または第２のレーザビームＬ１，Ｌ２を用いて情報の再生と記録が可能な光ディスクＭは、記録面までの樹脂層の距離すなわちディスク基板の厚さが０．６ｍｍであるが、第３のレーザビームＬ３が用いられる光ディスク基板の厚さは１．２ｍｍであるから、第３のレーザビームＬ３は、対象であるＣＤ規格の光ディスクの記録面に、好適なスポットサイズで、集光される。

光ディスク（メディア）Ｍの記録面で反射された反射レーザビーム（Ｒ１，Ｒ２またはＲ３）は、対物レンズ５１により捕捉され、λ／４板５３を通過することで波面の偏光の方向が４５°回転される。従って、反射レーザビームの波面の偏光の方向は、対物レンズ５１から光ディスクＭの記録面に向けられるレーザビームの偏光の方向に対して、９０°回転されている。

対物レンズ５１で捕捉され、立ち上げ（光路変更）ミラー５５で進行方向が変更された反射レーザビーム（Ｒ１，Ｒ２またはＲ３）は、コリメートレンズ５７により所定の収束性が与えられ（一定の比率で収束され）、ビームスプリッタ４５に戻される。なお、第１および第２のレーザビームＬ１，Ｌ２のそれぞれが反射された反射レーザビームＲ１，Ｒ２については、実質的に同一の収束性が与えられる。

一方、第３のレーザビームＬ３が反射された反射レーザビームＲ３は、対物レンズ５１に入射される時点で非平行光であって、基板の厚さが１．２ｍｍのＣＤ規格の光ディスクの記録面から反射されることで、ビームスプリッタ４５のビームスプリット面における断面ビーム径は、他の波長の反射レーザビームＲ１，Ｒ２の断面ビーム径に比較して大きい（最終的な結像位置が、レーザビームＲ１，Ｒ２よりも遠い）。

ビームスプリッタ４５に案内された反射レーザビームＲ１，Ｒ２は、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、受光素子であるＰＤＩＣ（Photo Detector-IC）６１の所定の位置に結像される。なお、反射レーザビームＲ１，Ｒ２は、実際には、ＰＤＩＣ（受光素子）６１に向けて第１の結像ミラー６３で反射されて、ＰＤＩＣ６１に結像される。

一方、ビームスプリッタ４５に案内されたＣＤ規格の光ディスクの記録面で反射された波長７８０ｎｍの反射レーザビームＲ３は、非点収差レンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、第１の結像ミラー６３をそのまま通過して、第２の結像ミラー６５で反射されて、ＰＤＩＣ６１に結像される。

すなわち、第１の結像ミラー６３と第２の結像ミラー６５とにより、４０５ｎｍ帯の第１の波長のレーザビームＬ１および６６０ｎｍ帯の第２の波長のレーザビームＬ２が光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザビームと、７８０ｎｍ帯の第３の波長のレーザビームＬ３が光ディスク（ＣＤ規格）の記録面で反射された反射レーザビームが、波長により別々に反射されることにより、集光距離の違いが補正されて、単一のＰＤＩＣ６１に結像される。

なお、第１の結像ミラー６３については、反射レーザビームＲ３すなわち７８０ｎｍ帯のレーザビームを実質的に透過させ、６６０ｎｍ帯よりも波長の短いレーザビームは実質的に反射させることが要求される。このため、例えば７００〜７５０ｎｍの波長において反射特性が反転する多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。

また、第１の結像ミラー６３は、第２の結像ミラー６５により反射され、ＰＤＩＣ６１に向けられる７８０ｎｍ帯のレーザビームＲ３の光路を全く遮ることのない大きさ、またはレーザビームＲ３のビーム断面の全体が通過する大きさのいずれかに規定される。すなわち、第３のレーザビームＲ３については、第２の結像ミラー６５により反射されてＰＤＩＣ６１に案内される際に、第１の結像ミラー６３を透過する場合と、透過しない（ミラー６３が小さい）場合と、を考えることができる。この場合、レーザビームＲ３の一部が第１の結像ミラー６３を透過する（レーザビームＲ３の一部が第１の結像ミラー６３をまたぐ）ことを防止すれば、第１の結像ミラー６３の大きさは、任意に設定可能である。

ＰＤＩＣ６１は、例えば、所定の形状および面積が与えられた多分割ＰＩＮフォトダイオードと、個々のフォトダイオードから出力される電流を電圧に変換するＩ／Ｖアンプ（電流−電圧変換器）を含み、個々のＰＩＮフォトダイオードに入射した反射レーザビームの強度に比例した電圧を出力する。ＰＤＩＣ６１に結像される反射レーザビームは、それぞれが半導体レーザ光源１１，２１，３１を出射された際に、回折格子１５，２５，３５により所定の回折特性が与えられている。このため、ＰＤＩＣ６１の受光面に案内された反射レーザビームは、例えばトラッキングエラーの検出に用いられる±１次光とフォーカスエラーの検出に用いられる非回折光（０次光）に波面分割され、ＰＤＩＣ６１に結像される。従って、例えば図９に示す信号処理回路を用いることで、情報信号（ＲＦ出力）、フォーカスエラー信号あるいはトラックエラー信号が生成される。

また、非点収差センサレンズ５９は、ビームスプリッタ４５が実質的に平行平板であることに起因して、対物レンズ５１からＰＤＩＣ６１へ向かう反射レーザビームに付加される非点収差成分を利用してフォーカスエラー信号を得るために、有益である。すなわち、ビームスプリッタ４５を平行平板としたことにより、簡単な構成でフォーカスエラー信号を得ることができる。

なお、トラッキングエラーを検出するための手法としては、ＤＰＤ（Differential Phase Detection，位相差検出）法あるいはＤＰＰ（Differential Push Pull）法等が利用可能である。また、メディア（光ディスク）ＭがＣＤ規格であって、波長７８０ｎｍのレーザビームが用いられる場合には、トラッキングエラーを検出する方法として、周知の３ビーム法も利用可能である。また、メディア（光ディスク）ＭがＤＶＤ規格もしくはＨＤ ＤＶＤ規格であって、それぞれ波長６６０ｎｍもしくは４０５ｎｍのレーザビームが用いられる場合には、トラッキングエラーを検出する方法として、対物レンズ５１のレンズシフトの影響を考慮したＣＰＰ（Compensated Push Pull，補償プッシュプル）法を用いることもできる。

以上説明したように、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置１を用いることで、ＰＤＩＣ６１の受光面の図示しない光検出（受光）セルの配列および形状を所定の配列および形状とすることで、任意の波長のレーザビームが光ディスクの記録面で反射された反射レーザビームを高い効率で受光し、要求されるさまざまな信号がノイズに埋もれにくい一定以上のＣ／Ｎを確保して、さまざまな信号を得ることができる。すなわち、情報の再生及び記録に際して波長が異なる３種類のレーザビームが用いられる現行の３種類の光ディスク（メディア）Ｍからの信号を１系統の受光素子（単一のＰＤＩＣ）により、処理できる。また、光ディスクＭの記録層までの距離、すなわちレーザビームが透過する層の厚さの違いに起因して反射レーザビームがＰＤＩＣに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。従って、異なる規格の光ディスクＭから、安定して情報を再生できる。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置とは異なるこの発明の別の実施の形態の一例を示す。なお。図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置と同一または類似した要素には同じ符号を付して、詳細な説明を簡素化する。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示す光ピックアップ装置１０１は、概ね４０５ｎｍの波長のレーザビームＬ１を出射する第１の半導体レーザ光源１１、概ね６６０ｎｍの波長のレーザビームＬ２を出射する第２の半導体レーザ光源２１、概ね７８０ｎｍの波長のレーザビームＬ３を出射する第３の半導体レーザ光源３１を有する。

セットされている光ディスクＭがＨＤ ＤＶＤ規格である場合、第１のレーザ光源１１から波長４０５ｎｍのレーザビームＬ１が出射される。レーザビームＬ１は、プリズム４１および４３を透過し、ビームスプリッタ４５で一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ１は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ１として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ１は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ１の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、非平行プリズム１６３の入射側面１６３ｉで反射され、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。

セットされている光ディスクＭがＤＶＤ規格である場合、第２のレーザ光源２１から波長６６０ｎｍのレーザビームＬ２が出射される。レーザビームＬ２は、プリズム４１で反射された後、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１と実質的に同一の経路でプリズム４３に案内され、プリズム４３を透過して、ビームスプリッタ４５に案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ２は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ２は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ２として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ２は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ２の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、非平行プリズム１６３の入射側面１６３ｉで反射され、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。

セットされている光ディスクＭがＣＤ規格である場合、第３のレーザ光源３１から波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３が出射される。レーザビームＬ３は、第２のプリズム４３で反射され、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１および第２のレーザ光源２１からのレーザビームＬ２と実質的に同一の経路で、ビームスプリッタ４５に案内される。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）により既に説明したが、第３のレーザ光源３１からのレーザビームＬ３は、倍率変換レンズ３７が追加されていることから、対物レンズ５１へ入射される際に、コリメートレンズ５７で所定の収束性が与えられるにも拘わらず僅かに発散性を保持した状態となる所定の収束性（レーザビームの断面ビーム径では発散性）が与えられて、ビームスプリッタ４５へ案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ３は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ３は、対物レンズ５１のパワーにより拡散光から収束光に変換され、１．２ｍｍの透過層を透過して、光ディスクＭの記録面に集光される。

光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザビームＲ３は、第１または第２のレーザビームＬ１もしくはＬ２が反射された反射レーザビームに比較して少ない収束性のレーザビームとして、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ３は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ３の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、非平行プリズム１６３の入射側面１６３ｉを通過し、出射側面１６３ｏで反射されて、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。

なお、非平行プリズム１６３の入射側面１６３ｉには、反射レーザビームＲ３すなわち７８０ｎｍ帯のレーザビームを実質的に透過させ、６６０ｎｍ帯よりも波長の短いレーザビームは実質的に反射させることが要求される。このため、例えば７００〜７５０ｎｍの波長において反射特性が反転する多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。また、入射側面１６３ｉは、出射側面１６３ｏで反射されたレーザビームＲ３の断面ビーム径の総てを透過可能な大きさ（面積）が要求される。すなわち、入射側面１６３ｉの大きさは、ＰＤＩＣ６１に向けて出射側面１６３ｏで反射されたレーザビームＲ３の一部のみが入射側面１６３ｉを透過する（レーザビームＲ３の一部が入射側面１６３ｉから外れる）ことのない大きさに設定されることが好ましい。

以上説明したように、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した光ピックアップ装置１０１を用いることで、レーザビームが透過する層の厚さ（光ディスクＭの規格）の違いに起因して反射レーザビームがＰＤＩＣに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。従って、異なる規格の光ディスクＭから、安定して情報を再生できる。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置とは異なるこの発明のさらに別の実施の形態の一例を示す。なお。図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置と同一または類似した要素には同じ符号を付して詳細な説明を簡素化する。

図６（ａ）および図６（ｂ）に示す光ピックアップ装置２０１は、概ね４０５ｎｍの波長のレーザビームＬ１を出射する第１の半導体レーザ光源１１、概ね６６０ｎｍの波長のレーザビームＬ２を出射する第２の半導体レーザ光源２１、概ね７８０ｎｍの波長のレーザビームＬ３を出射する第３の半導体レーザ光源３１を有する。

セットされている光ディスクＭがＨＤ ＤＶＤ規格である場合、第１のレーザ光源１１から波長４０５ｎｍのレーザビームＬ１が出射される。レーザビームＬ１は、プリズム４１および４３を透過し、ビームスプリッタ４５で一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ１は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ１として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ１は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ１の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正ユニット２６３の第１のミラー２６３ａを透過し、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。なお、ＰＤＩＣ６１は、後述するが、ＣＤ規格の光ディスクのための波長７８０ｎｍのレーザビームを受光する際のゲインを高めるために、対物レンズ５１とビームスプリッタ４５とを結ぶ軸線を延長した線分２０１ａに対して、所定の角度θだけ、傾けられることが好ましい。

セットされている光ディスクＭがＤＶＤ規格である場合、第２のレーザ光源２１から波長６６０ｎｍのレーザビームＬ２が出射される。レーザビームＬ２は、プリズム４１で反射された後、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１と実質的に同一の経路でプリズム４３に案内され、プリズム４３を透過して、ビームスプリッタ４５に案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ２は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ２は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ２として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ２は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ２の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正ユニット２６３の第１のミラー２６３ａを透過し、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。

セットされている光ディスクＭがＣＤ規格である場合、第３のレーザ光源３１から波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３が出射される。レーザビームＬ３は、第２のプリズム４３で反射され、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１および第２のレーザ光源２１からのレーザビームＬ２と実質的に同一の経路で、ビームスプリッタ４５に案内される。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）により既に説明したが、第３のレーザ光源３１からのレーザビームＬ３は、倍率変換レンズ３７が追加されていることから、対物レンズ５１へ入射される際に、コリメートレンズ５７で所定の収束性が与えられるにも拘わらず僅かに発散性を保持した状態となる所定の収束性（レーザビームの断面ビーム径では発散性）が与えられて、ビームスプリッタ４５へ案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ３は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ３は、対物レンズ５１のパワーにより拡散光から収束光に変換され、１．２ｍｍの透過層を透過して、光ディスクＭの記録面に集光される。

光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザビームＲ３は、第１または第２のレーザビームＬ１もしくはＬ２が反射された反射レーザビームに比較して少ない収束性のレーザビームとして、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ３は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ３の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正ユニット２６３の第１のミラー２６３ａにより、一旦ビームスプリッタ４５側へ折り返され、第２のミラー２６３ｂにより再びＰＤＩＣ６１側に向けて反射されて、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。なお、上述した通り、ＰＤＩＣ６１は、対物レンズ５１とビームスプリッタ４５とを結ぶ軸線を延長した線分２０１ａに対して角度θだけ傾けられているので、赤外光光路長補正ユニット２６３の第２のミラー２６３ｂで反射され、軸線２０１ａに対して斜めからＰＤＩＣ６１の受光面に案内される反射レーザビームＲ３を受光した場合であっても、ＰＤＩＣ６１による光電変換出力が、不所望に低くなることが抑止される。

また、赤外光光路長補正ユニット２６３の第１のミラー２６３ａついては、反射レーザビームＲ３すなわち７８０ｎｍ帯のレーザビームを実質的に透過させ、６６０ｎｍ帯よりも波長の短いレーザビームは実質的に反射させることが要求される。このため、例えば７００〜７５０ｎｍの波長において反射特性が反転する多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。

また、第１のミラー２６３ａは、第２のミラー２６３ｂにより反射され、ＰＤＩＣ６１に向けられる７８０ｎｍ帯のレーザビームＲ３の光路を全く遮ることのない大きさに規定される。すなわち、第３のレーザビームＲ３については、第２のミラー２６３ｂと第１のミラー２６３ａにより反射されてＰＤＩＣ６１に案内されるが、それ以外のレーザビーム（Ｒ１，Ｒ２）については、光路設計上、第１のミラー２６３ａを透過することが求められるのみであるから、第１のミラー２６３ａの大きさは、レーザビームＲ３を反射できる最小の大きさでよく、その場合、ミラー２６３ａの重量が軽減される。

以上説明したように、図６（ａ）および図６（ｂ）に示した光ピックアップ装置２０１を用いることで、レーザビームが透過する層の厚さの違いに起因して反射レーザビームがＰＤＩＣに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。また、ＣＤ規格の光ディスクのための７８０ｎｍ帯のレーザビームの光路長を補正した結果生じるＰＤＩＣの受光面への入射の際の傾きについても、ＰＤＩＣを傾けたことにより光電変換効率が高められることから、規格の異なるさまざまな光ディスクから、安定して情報を再生できる。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置とは異なるこの発明のさらに別の実施の形態の一例を示す。なお。図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置と同一または類似した要素には同じ符号を付して詳細な説明を簡素化する。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示す光ピックアップ装置３０１は、概ね４０５ｎｍの波長のレーザビームＬ１を出射する第１の半導体レーザ光源１１、概ね６６０ｎｍの波長のレーザビームＬ２を出射する第２の半導体レーザ光源２１、概ね７８０ｎｍの波長のレーザビームＬ３を出射する第３の半導体レーザ光源３１を有する。

セットされている光ディスクＭがＨＤ ＤＶＤ規格である場合、第１のレーザ光源１１から波長４０５ｎｍのレーザビームＬ１が出射される。レーザビームＬ１は、プリズム４１および４３を透過し、ビームスプリッタ４５で一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ１は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ１として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ１は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ１の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム３６３の入射面３６３ｉおよび出射面３６３ｏを透過し、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。なお、ＰＤＩＣ６１は、後述するが、ＣＤ規格の光ディスクのための波長７８０ｎｍのレーザビームを受光する際のゲインを高めるために、対物レンズ５１とビームスプリッタ４５とを結ぶ軸線を延長した線分３０１ａに対して、所定の角度φだけ、傾けられることが好ましい。

セットされている光ディスクＭがＤＶＤ規格である場合、第２のレーザ光源２１から波長６６０ｎｍのレーザビームＬ２が出射される。レーザビームＬ２は、プリズム４１で反射された後、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１と実質的に同一の経路でプリズム４３に案内され、プリズム４３を透過して、ビームスプリッタ４５に案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ２は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ２は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ２として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ２は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ２の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム３６３の入射面３６３ｉおよび出射面３６３ｏを透過し、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。

セットされている光ディスクＭがＣＤ規格である場合、第３のレーザ光源３１から波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３が出射される。レーザビームＬ３は、第２のプリズム４３で反射され、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１および第２のレーザ光源２１からのレーザビームＬ２と実質的に同一の経路で、ビームスプリッタ４５に案内される。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）により既に説明したが、第３のレーザ光源３１からのレーザビームＬ３は、倍率変換レンズ３７が追加されていることから、対物レンズ５１へ入射される際に、コリメートレンズ５７で所定の収束性が与えられるにも拘わらず僅かに発散性を保持した状態となる所定の収束性（レーザビームの断面ビーム径では発散性）が与えられて、ビームスプリッタ４５へ案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ３は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ３は、対物レンズ５１のパワーにより拡散光から収束光に変換され、１．２ｍｍの透過層を透過して、光ディスクＭの記録面に集光される。

光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザビームＲ３は、第１または第２のレーザビームＬ１もしくはＬ２が反射された反射レーザビームに比較して少ない収束性のレーザビームとして、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ３は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ３の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム３６３の入射面３６３ｉの対物レンズ５１とビームスプリッタ４５とを結ぶ軸線を延長した線分３０１ａを含む第１の領域３６３ｉｃを通過し、出射面３６３ｏで反射され、入射面３６３ｉの第１の領域３６３ｉｃを含まない第２の領域３６３ｉｓにより再びＰＤＩＣ６１側に向けて反射されて、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。なお、赤外光光路長補正プリズム３６３の入射面３６３ｉの第１の領域３６３ｉｃには、反射レーザビームＲ３すなわち７８０ｎｍ帯のレーザビームを実質的に透過させ、６６０ｎｍ帯よりも波長の短いレーザビームは実質的に反射させることが要求される。このため、例えば７００〜７５０ｎｍの波長において反射特性が反転する多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。一方、出射面３６３ｏと入射面３６３ｉの第２の領域３６３ｉｓには、７８０ｎｍ帯のレーザビームを反射することのできる多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。

また、ＰＤＩＣ６１は、対物レンズ５１とビームスプリッタ４５とを結ぶ軸線を延長した線分３０１ａに対して角度φだけ傾けられているので、赤外光光路長補正プリズム３６３の入射面３６３ｉｓで反射され、軸線３０１ａに対して斜めからＰＤＩＣ６１の受光面に案内される反射レーザビームＲ３を受光した場合であっても、ＰＤＩＣ６１による光電変換出力が、不所望に低くなることが抑止される。

以上説明したように、図５（ａ）および図５（ｂ）に示した光ピックアップ装置１０１を用いることで、レーザビームが透過する層の厚さの違いに起因して反射レーザビームがＰＤＩＣに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。また、ＣＤ規格の光ディスクのための７８０ｎｍ帯のレーザビームの光路長を補正した結果生じるＰＤＩＣの受光面への入射の際の傾きについても、ＰＤＩＣを傾けたことにより光電変換効率が高められることから、規格の異なるさまざまな光ディスクから、安定して情報を再生できる。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置とは異なるこの発明のさらに別の実施の形態の一例を示す。なお。図１（ａ）および図１（ｂ）に示した光ピックアップ装置と同一または類似した要素には同じ符号を付して詳細な説明を簡素化する。

図７（ａ）および図７（ｂ）に示す光ピックアップ装置４０１は、概ね４０５ｎｍの波長のレーザビームＬ１を出射する第１の半導体レーザ光源１１、概ね６６０ｎｍの波長のレーザビームＬ２を出射する第２の半導体レーザ光源２１、概ね７８０ｎｍの波長のレーザビームＬ３を出射する第３の半導体レーザ光源３１を有する。

セットされている光ディスクＭがＨＤ ＤＶＤ規格である場合、第１のレーザ光源１１から波長４０５ｎｍのレーザビームＬ１が出射される。レーザビームＬ１は、プリズム４１および４３を透過し、ビームスプリッタ４５で一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ１は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ１として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ１は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ１の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム４６３により、ＰＤＩＣ６１に向けて反射される。なお、赤外光光路長補正プリズム４６３は、台形プリズム４６４と三角（直角）プリズム４６５が三角プリズム４６５の最も長い辺と台形プリズム４６４の平行な辺のうちの長い方の辺が接合されて第１の反射面４６３ｒを呈するもので、入射面４６３ｉと出射面４６３ｏは、三角プリズム４６５の直角を挟む２辺が割り当てられている。

詳細には、反射レーザビームＲ１は、入射面４６３ｉを通過し、第１の反射面４６３ｒで、ＰＤＩＣ６１に向けて反射される。なお、三角プリズム４６５が省略される場合もあるが、その場合も、反射レーザビームＲ１は、第１の反射面４６３ｒで反射されることはいうまでも無い。

セットされている光ディスクＭがＤＶＤ規格である場合、第２のレーザ光源２１から波長６６０ｎｍのレーザビームＬ２が出射される。レーザビームＬ２は、プリズム４１で反射された後、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１と実質的に同一の経路でプリズム４３に案内され、プリズム４３を透過して、ビームスプリッタ４５に案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ２は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ２は、対物レンズ５１のパワーにより光ディスクＭの記録面に収束（集光）され、記録面に記録されている情報の有無に応じて偏光の方向が変化され、反射レーザビームＲ２として、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ２は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ２の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム４６３の入射面４６３ｉを通過し、第１の反射面４６３ｒで、ＰＤＩＣ６１の所定の位置に結像される。なお、三角プリズム４６５が省略されている場合には、反射レーザビームＲ１は、第１の反射面４６３ｒで反射される。

セットされている光ディスクＭがＣＤ規格である場合、第３のレーザ光源３１から波長７８０ｎｍのレーザビームＬ３が出射される。レーザビームＬ３は、第２のプリズム４３で反射され、第１のレーザ光源１１からのレーザビームＬ１および第２のレーザ光源２１からのレーザビームＬ２と実質的に同一の経路で、ビームスプリッタ４５に案内される。なお、図１（ａ）および図１（ｂ）により既に説明したが、第３のレーザ光源３１からのレーザビームＬ３は、倍率変換レンズ３７が追加されていることから、対物レンズ５１へ入射される際に、コリメートレンズ５７で所定の収束性が与えられるにも拘わらず僅かに発散性を保持した状態となる所定の収束性（レーザビームの断面ビーム径では発散性）が与えられて、ビームスプリッタ４５へ案内される。

ビームスプリッタ４５に案内されたレーザビームＬ３は、一部が反射され、コリメートレンズ５７でコリメートされた後、ミラー５５で進行方向が変化され、λ／４板５３により波面の偏光の方向が４５°回転されて対物レンズ５１に案内される。

対物レンズ５１に案内されたレーザビームＬ３は、対物レンズ５１のパワーにより拡散光から収束光に変換され、１．２ｍｍの透過層を透過して、光ディスクＭの記録面に集光される。

光ディスクＭの記録面で反射された反射レーザビームＲ３は、第１または第２のレーザビームＬ１もしくはＬ２が反射された反射レーザビームに比較して少ない収束性のレーザビームとして、対物レンズ５１に戻される。

対物レンズ５１に戻された反射レーザビームＲ３は、λ／４板５３により波面の偏光の方向がさらに４５°回転され、ミラー５５で反射され、コリメートレンズ５７により収束性が与えられて、ビームスプリッタ４５に戻される。

ビームスプリッタ４５に戻された反射レーザビームＲ３の所定の割合の光量は、ビームスプリッタ４５を通過したのち、非点収差センサレンズ５９により所定の結像特性が与えられた後、赤外光光路長補正プリズム４６３の入射面４６３ｉ（三角プリズム）と第１の反射面（接続面）４６３ｒとを通過し、台形プリズム４６４の２面の非平行面で順に反射され、第１の反射面（接続面）４６３ｒを台形プリズム４６４から三角プリズム４６５へ通過し、出射面４６３ｏ（三角プリズム）を透過して、ＰＤＩＣ６１に案内される。

なお、赤外光光路長補正プリズム４６３の入射面４６３ｉ（三角プリズム）と第１の反射面（接続面）４６３ｒと出射面４６３ｏ（三角プリズム）のそれぞれには、反射レーザビームＲ３すなわち７８０ｎｍ帯のレーザビームを実質的に透過させ、６６０ｎｍ帯よりも波長の短いレーザビームは実質的に反射させることが要求される。このため、例えば７００〜７５０ｎｍの波長において反射特性が反転する多層光学薄膜等である図示しないダイクロイック膜が用いられる。

以上説明したように、図８（ａ）および図８（ｂ）に示した光ピックアップ装置４０１を用いることで、レーザビームが透過する層の厚さの違いに起因して反射レーザビームがＰＤＩＣに結像される際のビームスポットのサイズの変動の影響を補正できる。従って、異なる規格の光ディスクＭから、安定して情報を再生できる。

図９は、図１、図５〜図８を用いて説明した光ピックアップ装置が組み込まれる光学的情報記録再生装置（光ディスクドライブ装置）の一例を示す概略図である。

光学的情報記録再生装置１００１は、制御バス１０１１に接続された主制御装置（ＣＰＵ）１０２１、データ処理のためのデータが保持されるＲＡＭ（Random Access Memory）１０２３、動作プログラム等が予め記録されているＲＯＭ（Read Only Memory）１０２５等の制御系を含む。

制御バス１０１１には、光ディスク（メディア）Ｍを所定の回転数で回転させるディスクモータ１１０１がディスクモータ制御回路１２０１を介して接続されている。従って、光ディスクＭは、ＣＰＵ１０１１の制御によるディスクモータ１１０１の回転により、所定の速度で回転される。

制御バス１０１１にはまた、光ピックアップ装置１（１０１，２０１，３０１および４０１）を、（セットされた）光ディスクＭの記録面に沿って移動させる送りモータ１１１１が送りモータ制御回路１２１１を介して接続されている。従って、光ピックアップ装置１（１０１，２０１，３０１および４０１）は、ＣＰＵ１０１１の制御により、光ディスクの記録面の半径方向に沿って、往復動される。

任意の半導体レーザ光源（１１，２１，３１）からのレーザビームＬ１，Ｌ２，Ｌ３の強度は、モニタ用ＰＤＩＣ４７により検出され、レーザ光量制御回路１２６１へフィードバックされる。なお、レーザ光量制御回路１２６１からそれぞれのレーザ光源に供給されるレーザ駆動信号は、光ディスクへの情報の書き込み時においては、記録データ生成回路１０３１からの記録すべきデータに対応したレーザ変調信号により、強度変調される。

ＰＤＩＣ６１により受光された反射レーザビームＲ１，Ｒ２，Ｒ３は、（概略的に示すが）０次光（非回折光）を受光する４分割検出セル６１Ｃのそれぞれの検出セルからの出力が加算された出力が、データ再生回路１２６７に供給される。データ再生回路１２６７に入力された個々の検出セルの出力は、ＣＰＵ１０２１の制御により、エラー訂正回路１０４１に供給され、エラー訂正された後、光ディスクＭに記録されているデータとして、ＲＡＭ１０２３に転送される。また、データ再生回路１２６７の出力は、光ディスクＭの回転数（ディスクモータ１１０１の回転数）を制御するために、ＰＬＬ制御回路１２６９にも供給される。

４分割検出セル６１Ｃのそれぞれの検出セルからの出力のうち、隣りあわない検出セル相互の出力が、４つの検出セルのうちの非点収差法によるフォーカスエラー信号の生成のために加算器１２５１により加算され、フォーカシング制御回路１２６３に供給される。フォーカシング制御回路１２６３により生成されたフォーカスエラー制御信号は、対物レンズ５１を光ディスクＭの記録面と直交する方向に移動させるためのフォーカス制御コイル１１２１に供給される。

４分割検出セル６１Ｃのそれぞれの検出セルからの出力のうち、光ディスクＭに予め記録されている情報である記録マーク列、または案内溝の反射成分を含む信号がいずれかの検出セルに投影されるよう組み合わせられる隣りあう２つの検出セル相互の出力が、加算器１２５３により、光ディスクＭの記録面の傾きの影響あるいは対物レンズ５１のレンズシフトの影響をキャンセルための補正信号を生成するために加算される。

一方、±１次光を検出する２つの４分割検出セル６１Ｌ，６１Ｒのそれぞれの検出セルからの出力のうち、光ディスクＭに予め記録されている情報である記録マーク列、または案内溝の反射成分を含む信号がいずれかの検出セルに投影されるよう組み合わせられる隣りあう２つの検出セル相互の出力が、加算器１２５５により加算され、さらに加算器１２５７により、加算器１２５３の出力と加算されて、対物レンズ５１の光ディスクＭの記録面に平行で、光ディスクＭの半径方向の位置と対物レンズ５１の中心を通過するレーザビームとを整合させるトラック制御のためのトラッキング制御回路１２６５に供給される。トラッキング制御回路１２６５により生成されたトラックエラー制御信号は、対物レンズ５１を光ディスクＭの記録面の半径方向に、光ディスクＭの記録面に沿って移動させるためのトラック制御コイル１１２３に供給される。

以上説明したように、この発明の任意の実施の形態によれば、記録密度が最も高められた超高密度記録が可能なＨＤ ＤＶＤ規格の光ディスク、現在に広く普及しているＤＶＤ規格の光ディスクおよびＣＤ規格の光ディスクのそれぞれを、１系統の受光素子により再生可能な光ピックアップ装置及び光学的情報記録再生装置が得られる。

なお、本発明は、上述のいずれかの実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記のいずれかの実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

この発明の実施の形態の一例が適用される光ピックアップ装置を示す概略図。 図１の光ピックアップ装置の第１のプリズムの分光特性を示す概略図。 図１の光ピックアップ装置の第２のプリズムの分光特性を示す概略図。 図１の光ピックアップ装置のビームスプリッタの分光特性を示す概略図。 この発明の実施の形態の一例が適用される光ピックアップ装置を示す概略図。 この発明の実施の形態の一例が適用される光ピックアップ装置を示す概略図。 この発明の実施の形態の一例が適用される光ピックアップ装置を示す概略図。 この発明の実施の形態の一例が適用される光ピックアップ装置を示す概略図。 この発明の実施の形態が適用された光ピックアップ装置が組み込まれた情報記録再生装置の一例を示す概略図。

符号の説明

１１…第１の半導体レーザ光源、２１…第２の半導体レーザ光源、３１…第３の半導体レーザ光源、４１…第１のプリズム波長板、４３…第２のプリズム、４５…（平行平板）ビームスプリッタ、５１…対物レンズ、６１…ＰＤＩＣ（受光素子）、６３…第１の結像ミラー、６５…第２の結像ミラー、１６３…非平行プリズム、１６３…非平行プリズム、１６３…非平行プリズム、１６３…非平行プリズム、１６３ｉ…（非平行プリズムの）入射側面、１６３ｏ…（非平行プリズムの）出射側面、２６３…光路長補正ユニット、２６３ａ…（光路長補正ユニットの）第１のミラー、２６３ｂ…（光路長補正ユニットの）第２のミラー、３６３…光路長補正プリズム、３６３ｉ…（光路長補正プリズムの）入射面、３６３ｏ…（光路長補正プリズムの）出射面、４６３…光路長補正プリズム、４６３ｉ…（光路長補正プリズムの）入射面、４６３ｏ…（光路長補正プリズムの）出射面、４６３ｒ…（光路長補正プリズムの）第１の反射面、４６４…（光路長補正プリズムの）台形プリズム、４６５…（光路長補正プリズムの）三角（直角）プリズム。

Claims (7)

1. 記録媒体の記録面にレーザ光を集光する対物レンズと、
   この対物レンズに案内されるレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、
   光源から前記コリメートレンズに案内されるレーザ光に、前記コリメートレンズを通過した状態で発散性が残るよう、所定の集束性の与える倍率変換レンズと、
   前記倍率変換レンズを介して前記記録媒体の記録面に集光されたレーザ光が反射された反射レーザ光の光路長を変化させる光路長補正機構と、
   を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記光路長補正機構は、前記倍率変換レンズを介して前記記録媒体の記録面に集光されたレーザ光が反射された反射レーザ光の光路長を増大することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記倍率変換レンズを介して前記記録媒体の記録面に集光されるレーザ光は、前記記録媒体の記録面までの距離が長い（記録媒体の光透過層の厚さが厚い）記録媒体向けの波長のレーザ光であることを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
4. 記録層までの光透過層の厚さが第１の厚さである第１の規格の記録媒体から情報を再生し、あるいは情報を記録するための第１の波長のレーザ光を出力する第１の光源と、
   記録層までの光透過層の厚さが前記第１の規格の記録媒体よりも厚い第２の規格の記録媒体から情報を再生し、あるいは情報を記録するための前記第１の波長よりも長い第２の波長のレーザ光を出力する第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レーザ光を記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、
   この対物レンズに案内されるレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、
   前記第２の光源から前記コリメートレンズに案内されるレーザ光に、前記コリメートレンズを通過した状態で発散性が残るよう、所定の集束性の与える倍率変換レンズと、
   前記第２の光源からの前記レーザ光が前記記録媒体の記録面に集光されたレーザ光が反射された第１の反射レーザ光の光路長を前記第１の光源からの前記レーザ光が前記記録媒体の記録面に集光されたレーザ光が反射された第２の反射レーザ光の光路長に比較して、増加させる光路長補正機構と、
   を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 前記第１の光源からのレーザ光の波長は、中心波長で４０５ｎｍまたは６６０ｎｍで、前記第２の光源からのレーザ光の波長は、中心波長で７８０ｎｍであることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
6. 波長４０５ｎｍ帯の第１のレーザビームを出射する第１の半導体レーザ光源と、
   波長６６０ｎｍ帯の第２のレーザビームを出射する第２の半導体レーザ光源と、
   波長７８０ｎｍ帯の第３のレーザビームを出射する第３の半導体レーザ光源と、
   記録媒体の記録面に前記第１ないし第３のレーザビームを集光する対物レンズと、
   この対物レンズに案内されるレーザ光をコリメートするコリメートレンズと、
   前記第３の半導体レーザ光源からの前記第３のレーザビームに、前記コリメートレンズを通過した状態で発散性が残るよう、所定の集束性の与える倍率変換レンズと、
   前記倍率変換レンズを介して前記記録媒体の記録面に集光された前記第３のレーザビームが前記記録媒体の記録面で反射された反射レーザビームの光路長を、前記第１および第２のレーザビームよりも増大する光路長補正機構と、
   前記記録媒体の記録面で反射された反射レーザビームを検出し、その強度に対応する出力を出力する光電変換素子と、
   を有す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のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、
   記録媒体を所定の回転数で回転させるディスクモータと、
   前記光ピックアップ装置により前記記録媒体に記録されている情報を取得して再生信号を生成し、あるいは前記記録媒体に情報を記録するための信号処理部と、
   を有することを特徴とする光学的情報記録再生装置。

Images