JP2008084510A - 光ヘッド装置および光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ互換光ヘッド装置では、ＨＤ−ＤＶＤの記録再生ができない。
【解決手段】本発明の光ヘッド装置は、第１光ディスク媒体に対応した第１レーザ光を出力する第１光源と、第２光ディスク媒体に対応した第２レーザ光を出力する第２光源と、第３光ディスク媒体に対応した第３レーザ光を出力する第３光源と、第４光ディスク媒体に対応した第４レーザ光を出力する第４光源と、第１から第４レーザ光を、第１から第４光ディスク媒体のうちの対応する光ディスク媒体へ照射する光学系とを備える。第２から第４レーザ光は互いに波長が異なっており、第１レーザ光の波長と第４レーザ光の波長とは同じであり、第２光ディスク媒体の基材厚と第４光ディスク媒体の基材厚とは同じであり、第１光ディスク媒体の基材厚と第４光ディスク媒体の基材厚とは互いに異なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は光ヘッド装置および光ディスク装置に関し、特に、基材の厚さおよび／または対応波長が互いに異なる複数種類の光ディスク媒体への記録および／または再生を行う光ヘッド装置およびその光ヘッド装置を備えた光ディスク装置に関する。

図５は、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）およびＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）に対する記録再生動作を行う光ディスク装置２００を示す図である。光ディスク装置２００は、青色波長帯域、赤色波長帯域、赤外線波長帯域のレーザ光を出力する半導体レーザ素子を備えている。

ＢＤ５１、ＤＶＤ５２またはＣＤ５３が光ディスク装置２００に挿入されると、中央演算回路３１および指令回路３４の指示により、駆動回路４３はスピンドルモータ４４を回転させ、光ヘッド装置２１０が読み取り動作を行う。中央演算回路３１は、外部インターフェース４５からの命令を受け取り、指令回路３２〜３４を介して光ディスク装置２００の動作全体を制御する。

図６を参照して、光ディスク装置２００の動作を詳細に説明する。図６は、光ヘッド装置２１０およびその周辺の構成要素を示す図である。

まず、ＢＤ５１に対する光ヘッド装置２００の記録再生動作を説明する。指令回路３２は、光量制御回路３５を介して半導体レーザ素子１を発光させる。半導体レーザ素子１からは青色のレーザ光３が出力される。レーザ光３の光量は光量制御回路３５により制御される。

半導体レーザ素子１から出射したレーザ光３はＰ偏光であり、偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと称する）２を透過して、集光レンズ４により略平行光にされた後、１／４波長板５に入射する。集光レンズ４の位置は駆動回路４２により適切な位置に調整されている。１／４波長板５を通過したレーザ光３は、反射ミラー１０を経て、対物レンズ６に入射する。レーザ光３は、対物レンズ６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５１の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ６をフォーカシング制御している。

光ディスク媒体５１で反射されたレーザ光３は、再び対物レンズ６に入射し、反射ミラー１０、１／４波長板５および集光レンズ４をこの順に通過し、ＰＢＳ２に入射する。レーザ光３は、１／４波長板５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ２を透過せず、ＰＢＳ２によって反射される。反射されたレーザ光３は、検出レンズ８を通り、光検出器９に入射する。光検出器９は、入射したレーザ光３に基づいて再生信号を生成する。また、光検出器９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３７は、受光したレーザ光３の光量を、光量制御回路３５へフィードバックする。

このような光ヘッド装置２１０に用いられる対物レンズ６は、光ディスク媒体５１の基材厚およびその対応波長を考慮して作られる。なぜなら、光ディスク媒体の基材厚または対応波長が、対物レンズ６の対応する基材厚または波長と異なると、光ディスク媒体５１の記録面上において波面収差が生じ、記録再生を行うことができなくなるからである。なお、基材厚とは、光ディスク媒体表面から記録層までの距離のことである。この例では、光ディスク媒体５１はＢＤであり、基材厚は約０．１ｍｍ、レーザ光３の波長は約４０５ｎｍ、対物レンズ６のＮＡは０．８５である。

また、光ディスク媒体５１の代わりにＤＶＤ規格の光ディスク媒体５２や、ＣＤ規格の光ディスク媒体５３を用いて記録再生を行う場合には、別の対物レンズ、光源を用いた光学系を用いる。以下、光ディスク媒体５２および５３を用いた記録再生動作を説明する。

まず、光ディスク媒体５２を用いた記録再生動作を説明する。半導体レーザ素子１１は、いわゆる２波長レーザ素子であり、赤色発光の半導体レーザ素子１１ａと、赤外線発光の半導体レーザ素子１１ｂとが一体化されて形成されている。半導体レーザ素子１１ａおよび１１ｂは互いに近接して配置されており、例えば１００ミクロン程度しか離れていないごく近接した状態で配置されている。

指令回路４７は、光量制御回路４６を介して半導体レーザ素子１１ａを発光させる。半導体レーザ素子１１ａからは赤色のレーザ光１３ａが出力される。レーザ光１３ａの光量は光量制御回路４６により制御される。

半導体レーザ素子１１ａから出射したレーザ光１３ａはＰ偏光であり、ＰＢＳ１２を透過して、集光レンズ１４により略平行光にされた後、１／４波長板１５に入射する。１／４波長板１５を通過したレーザ光１３ａは、反射ミラー１０を経て、対物レンズ１６に入射する。レーザ光１３ａは、対物レンズ１６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５２の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ１６をフォーカシング制御している。

光ディスク媒体５２で反射されたレーザ光１３ａは、再び対物レンズ１６に入射し、反射ミラー１０、１／４波長板１５および集光レンズ１４をこの順に通過し、ＰＢＳ１２に入射する。レーザ光１３ａは、１／４波長板１５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ１２を透過せず、ＰＢＳ１２によって反射される。反射されたレーザ光１３ａは、検出レンズ１８を通り、光検出器１９に入射する。光検出器１９は、入射したレーザ光１３ａに基づいて再生信号を生成する。また、光検出器１９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３８は、受光したレーザ光１３ａの光量を、光量制御回路４６へフィードバックする。

次に、図７を参照して、ＣＤである光ディスク媒体５３を用いた記録再生動作を説明する。図７は、光ヘッド装置２１０およびその周辺の構成要素を示す図である。指令回路４７は、光量制御回路４６を介して半導体レーザ素子１１ｂを発光させる。半導体レーザ素子１１ｂからは赤外線レーザ光１３ｂが出力される。レーザ光１３ｂの光量は光量制御回路４６により制御される。

半導体レーザ素子１１ｂから出射したレーザ光１３ｂはＰ偏光であり、ＰＢＳ１２を透過して、集光レンズ１４により略平行光にされた後、１／４波長板１５に入射する。１／４波長板１５は、赤色レーザ光のみならず赤外線レーザ光にも１／４波長板として機能する。１／４波長板１５を通過したレーザ光１３ｂは、反射ミラー１０を経て、対物レンズ１６に入射する。レーザ光１３ｂは、対物レンズ１６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５３の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ１６をフォーカシング制御している。ここで、対物レンズ１６は回折を利用したＤＶＤ・ＣＤ互換レンズである。対物レンズ１６は、光ディスク媒体の基材厚または対応波長の違いに起因してＤＶＤおよびＣＤのそれぞれに対して求められる対物レンズの特性を、回折により実現している。これにより、対物レンズ１６は、記録再生に適した光スポットを光ディスク媒体５３の記録面上に形成することが出来る。

光ディスク媒体５３で反射されたレーザ光１３ｂは、再び対物レンズ１６に入射し、反射ミラー１０、１／４波長板１５および集光レンズ１４をこの順に通過し、ＰＢＳ１２に入射する。レーザ光１３ｂは、１／４波長板１５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ１２を透過せず、ＰＢＳ１２によって反射される。反射されたレーザ光１３ｂは、検出レンズ１８を通り、光検出器１９に入射する。光検出器１９は、入射したレーザ光１３ｂに基づいて再生信号を生成する。また、光検出器１９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３８は、受光したレーザ光１３ｂの光量を、光量制御回路４６へフィードバックする。

次に、基材厚およびレーザ光波長についてより詳細に説明する。ＣＤの基材厚は１．２ｍｍである。また、ＣＤの記録再生に用いられるレーザ光の波長（対応波長）は約７８０ｎｍである。また、近年、光ディスク媒体の記録密度をより高密度にするために、対物レンズの開口数を大きくする、またはレーザ光の波長を短くする等の試みがなされ、新たな規格の光ディスク媒体が次々と登場している。このような新たな規格の光ディスク媒体は、ＣＤとは基材厚が異なっている。

対物レンズの開口数を大きくすると、光学的な分解能が向上することにより、記録再生可能な周波数帯域を広げることができる。しかし、このとき、光ディスク媒体の記録面が対物レンズの光軸に垂直な面から傾くと、光スポットのコマ収差が従来以上に増加する。このため、実際には、対物レンズの開口数を上げるだけでは、記録密度を向上させるのは困難である。

対物レンズの開口数を大きくしてもコマ収差が大きくならないようにするためには、光ディスク媒体の基材厚を薄くすればよい。図８に、光ディスク媒体の基材厚と対物レンズの開口数との相関関係を示す。図８は、光ディスク媒体の記録面が、対物レンズの光軸と垂直な面から０．２゜傾いた状態において、光スポットの光強度分布のピーク値がある所定の値となる点をつないで得られる曲線を示している。図８を参照して、開口数が０．５の対物レンズを用いて基材厚１．２ｍｍの光ディスク媒体上に光スポットを形成した場合と、開口数が０．６２の対物レンズを用いて基材厚０．６ｍｍの光ディスク媒体上に光スポットを形成した場合とでは、ピーク値の劣下がほぼ同等であることがわかる。従って、対物レンズの開口数を大きくする場合には、光ディスク媒体の基材厚を薄くすることにより、光ディスク媒体の傾きにより発生するコマ収差を従来と同程度に抑えることができる。このため、ＤＶＤ規格では、対応波長を約６５０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．６〜０．６５にするとともに、基材厚をＣＤ規格より薄い０．６ｍｍとしている。また、さらに高記録密度のＢＤ規格では、対応波長を約４０５ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡを０．８５にするとともに、基材厚をＤＶＤ規格よりさらに薄い０．１ｍｍとしている。光ヘッド装置２１０は、対応波長、開口数ＮＡ、基材厚のそれぞれ異なるＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ規格の光ディスク媒体を１つの光ヘッド装置で記録再生するためのものである。

ところで、記録密度ではＢＤには劣るものの、光ディスク媒体の作製の容易さを重視して、ＤＶＤと同じ開口数０．６５および基材厚０．６ｍｍを採用した光ディスク媒体であるＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ−ＤＶＤ）が提案されている。ＨＤ−ＤＶＤ規格では、高記録密度化のためにレーザ光波長はＢＤと同じ約４０５ｎｍを採用している。

上述の光ヘッド装置２１０でＨＤ−ＤＶＤの記録再生を行おうとしても、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤとでは基材厚が互いに異なるため、対応波長（４０５ｎｍ）が同じであったとしても、ＢＤ用の光学系を用いてのＨＤ−ＤＶＤの記録再生はできない。また、ＢＤとＨＤ−ＤＶＤとで共用可能な互換レンズを作製しようとしても、基材厚が０．１ｍｍおよび０．６ｍｍと互いに大きく異なるため、その作製は非常に困難である。また、ＨＤ−ＤＶＤの基材厚がＤＶＤと同じ０．６ｍｍであることに着目して、ＤＶＤおよびＣＤ用の光学系を用いてＨＤ−ＤＶＤの記録再生を行おうとしても、対応波長が互いに異なるため、記録再生は困難である。

以上のような理由から、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに加え、ＨＤ−ＤＶＤまで同一の光ヘッド装置によって記録再生するのは非常に困難であった。従って、単一の光ディスク装置によって上記全ての光ディスク媒体の記録再生を行うためには、光ヘッド装置２１０に加えて、ＨＤ−ＤＶＤ用の光ヘッド装置を別途設ける必要があった。このことは、光ディスク装置のコスト高を招き、また装置の小型化を妨げる要因になっていた。

本発明は上述のような課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、１つの光ヘッド装置で、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに加えＨＤ−ＤＶＤに対して記録および／または再生を行うことのできる光ヘッド装置およびそれを備えた光ディスク装置を提供することにある。

本発明の光ヘッド装置は、第１光ディスク媒体に対応した第１レーザ光を出力する第１光源と、第２光ディスク媒体に対応した第２レーザ光を出力する第２光源と、第３光ディスク媒体に対応した第３レーザ光を出力する第３光源と、第４光ディスク媒体に対応した第４レーザ光を出力する第４光源と、前記第１から第４レーザ光を、前記第１から第４光ディスク媒体のうちの対応する光ディスク媒体へ照射する光学系とを備える光ヘッド装置であって、前記第２から第４レーザ光は互いに波長が異なっており、前記第１レーザ光の波長と前記第４レーザ光の波長とは同じであり、前記第２光ディスク媒体の基材厚と前記第４光ディスク媒体の基材厚とは同じであり、前記第１光ディスク媒体の基材厚と前記第４光ディスク媒体の基材厚とは互いに異なることを特徴とする。

ある実施形態によれば、前記光学系は、前記第１レーザ光を前記第１光ディスク媒体へ集光させる第１対物レンズと、前記第２から第４レーザ光を前記第２から第４光ディスク媒体のうちの対応する光ディスク媒体へ集光させる第２対物レンズとを備える。

ある実施形態によれば、前記第１光ディスク媒体はＢＤであり、前記第２光ディスク媒体はＤＶＤであり、前記第３光ディスク媒体はＣＤであり、前記第４光ディスク媒体はＨＤ−ＤＶＤである。

本発明の光ディスク装置は、前記光ヘッド装置を備えた光ディスク装置であって、前記光ディスク装置にセットされた光ディスク媒体で反射した前記第１から第４レーザ光を受光して、前記第１から第４レーザ光のそれぞれに対応するフォーカス制御信号を生成する受光部と、前記フォーカス制御信号の振幅の対称性に基づいて、前記光ディスク装置にセットされた光ディスク媒体の種類を判定する判定部とを備えることを特徴とする。

ある実施形態によれば、前記判定部は、前記フォーカス制御信号の振幅の対称性が高いレーザ光に対応する光ディスク媒体が前記光ディスク装置にセットされていると判定する。

ある実施形態によれば、第１から第４光源のうちの複数の光源は、前記光ディスク媒体の種類を判定するためのレーザ光を同時に出力する。

本発明によれば、複数種類の光ディスク媒体（例えば、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ、ＨＤ−ＤＶＤ）のそれぞれに対応した光源と、それらの光源から出力されたレーザ光を光ディスク媒体へ照射する光学系とを１つの光ヘッド装置が備える。これにより、１つの光ヘッド装置を用いるだけで、そのような複数種類の光ディスク媒体に対する記録および／または再生を行うことができる。

また、ある実施形態によれば、第１から第４光源は、光ディスク装置にセットされた光ディスク媒体の種類を判定するためのレーザ光を同時に出力する。これにより、光ディスク装置に光ディスク媒体がセットされてから光ディスク媒体の種類を判定するまでの時間を短縮することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

まず、図１を参照して、本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する。図１は、本実施形態の光ディスク装置１００を示す図である。光ディスク装置１００は、複数種類の光ディスク媒体（本実施形態では、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ、ＨＤ−ＤＶＤ）に対する記録および／または再生を行う。

ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ、ＨＤ−ＤＶＤは、互いに基材厚および対応波長の少なくとも一方が異なる。ＢＤ５１の基材厚は約０．１ｍｍで対応波長は約４０５ｎｍである。ＤＶＤ５２の基材厚は約０．６ｍｍで対応波長は約６５０ｎｍである。ＣＤ５３の基材厚は約１．２ｍｍで対応波長は約７８０ｎｍである。ＨＤ−ＤＶＤ５４の基材厚は約０．６ｍｍで対応波長は約４０５ｎｍである。

光ディスク装置１００は、光ディスク媒体５１〜５４へレーザ光を照射する光ヘッド装置１１０と、光ディスク装置１００の動作全体を制御する中央演算回路３１および指令回路３２〜３４と、レーザ光の光量を制御する光量制御回路３５〜３６と、再生信号を演算する信号演算回路３７〜３９と、光ディスク装置１００の機構部を駆動する駆動回路４１〜４３と、光ディスク媒体５１〜５４を回転させるスピンドルモータ４４と、ユーザからの命令を中央演算回路３１へ伝える外部インターフェース４５とを備える。

光ヘッド装置１１０は、半導体レーザ素子１、１１および２１と、ＰＢＳ２、１２および２２と、プリズム２０と、集光レンズ４および１４と、１／４波長板５および１５と、反射ミラー１０と、対物レンズ６および１６と、回折素子２４と、検出レンズ８、１８および２８と、光検出器９、１９および２９とを備える。これらＰＢＳ２、１２および２２、プリズム２０、集光レンズ４および１４、１／４波長板５および１５、反射ミラー１０、対物レンズ６および１６、回折素子２４、検出レンズ８、１８および２８により、各半導体レーザ素子から出射されるレーザ光を光ディスク媒体へ照射するとともに反射光を光検出器へ導く光学系が構成されている。

次に、図１〜図３を参照して、光ディスク装置１００の動作をより詳細に説明する。図２および図３は、光ヘッド装置１１０およびその周辺の構成要素を示す図である。

ＢＤ５１、ＤＶＤ５２、ＣＤ５３またはＨＤ−ＤＶＤ５４が光ディスク装置１００に挿入されると、中央演算回路３１および指令回路３４の指示により、駆動回路４３はスピンドルモータ４４を回転させ、光ヘッド装置１１０が読み取り動作を行う。中央演算回路３１は、外部インターフェース４５からの命令を受け取り、指令回路３２〜３４を介して光ディスク装置１００の動作全体を制御する。

ここで、まず、ＢＤ５１に対する光ヘッド装置１００の記録再生動作を説明する。指令回路３２は、光量制御回路３５を介して半導体レーザ素子１を発光させる。半導体レーザ素子１からは、波長約４０５ｎｍの青色のレーザ光３が出力される。レーザ光３の光量は光量制御回路３５により制御される。

半導体レーザ素子１から出射したレーザ光３はＰ偏光であり、ＰＢＳ２を透過して、集光レンズ４により略平行光にされた後、１／４波長板５に入射する。集光レンズ４の位置は駆動回路４２により適切な位置に調整されている。１／４波長板５を通過したレーザ光３は、反射ミラー１０を経て、対物レンズ６に入射する。レーザ光３は、対物レンズ６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５１の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ６をフォーカシング制御している。

光ディスク媒体５１で反射されたレーザ光３は、再び対物レンズ６に入射し、反射ミラー１０、１／４波長板５および集光レンズ４をこの順に通過し、ＰＢＳ２に入射する。レーザ光３は、１／４波長板５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ２を透過せず、ＰＢＳ２によって反射される。反射されたレーザ光３は、検出レンズ８を通り、光検出器９に入射する。光検出器９は、入射したレーザ光３に基づいて再生信号を生成する。また、光検出器９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３７は、受光したレーザ光３の光量を、光量制御回路３５へフィードバックする。

次に、ＤＶＤ５２を用いた記録再生動作を説明する。半導体レーザ素子１１は、いわゆる２波長レーザ素子であり、赤色発光の半導体レーザ素子１１ａと、赤外線発光の半導体レーザ素子１１ｂとが一体化されて形成されている。半導体レーザ素子１１ａおよび１１ｂは互いに近接して配置されており、例えば１００ミクロン程度しか離れていないごく近接した状態で配置されている。

指令回路３３は、光量制御回路３６を介して半導体レーザ素子１１ａを発光させる。半導体レーザ素子１１ａからは、波長が約６５０ｎｍの赤色のレーザ光１３ａが出力される。レーザ光１３ａの光量は光量制御回路３６により制御される。

半導体レーザ素子１１ａから出射したレーザ光１３ａはＰ偏光であり、ＰＢＳ１２およびプリズム２０を透過して、集光レンズ１４により略平行光にされた後、１／４波長板１５に入射する。プリズム２０は、青色レーザ光を反射し、赤色および赤外線のレーザ光を透過する様に設計されている。１／４波長板１５を通過したレーザ光１３ａは、反射ミラー１０および回折素子２４を経て、対物レンズ１６に入射する。レーザ光１３ａは、対物レンズ１６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５２の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ１６をフォーカシング制御している。

光ディスク媒体５２で反射されたレーザ光１３ａは、再び対物レンズ１６に入射し、回折素子２４、反射ミラー１０、１／４波長板１５、集光レンズ１４およびプリズム２０をこの順に通過し、ＰＢＳ１２に入射する。レーザ光１３ａは、１／４波長板１５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ１２を透過せず、ＰＢＳ１２によって反射される。反射されたレーザ光１３ａは、検出レンズ１８を通り、光検出器１９に入射する。光検出器１９は、入射したレーザ光１３ａに基づいて再生信号を生成する。また、光検出器１９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３８は、受光したレーザ光１３ａの光量を、光量制御回路３６へフィードバックする。

次に、ＣＤ５３を用いた記録再生動作を説明する。指令回路３３は、光量制御回路３６を介して半導体レーザ素子１１ｂを発光させる。半導体レーザ素子１１ｂからは、波長が約７８０ｎｍの赤外線レーザ光１３ｂが出力される。レーザ光１３ｂの光量は光量制御回路３６により制御される。

半導体レーザ素子１１ｂから出射したレーザ光１３ｂはＰ偏光であり、ＰＢＳ１２およびプリズム２０を透過して、集光レンズ１４により略平行光にされた後、１／４波長板１５に入射する。１／４波長板１５は、赤色レーザ光のみならず赤外線レーザ光や青色レーザ光にも１／４波長板として機能する。１／４波長板１５を通過したレーザ光１３ｂは、反射ミラー１０および回折素子２４を経て、対物レンズ１６に入射する。レーザ光１３ｂは、対物レンズ１６により結像点に集光し、これにより光ディスク媒体５３の記録面上に光スポットを形成する。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ１６をフォーカシング制御している。ここで、対物レンズ１６は回折を利用したＤＶＤ・ＣＤ互換レンズである。対物レンズ１６は、光ディスク媒体の基材厚または対応波長の違いに起因してＤＶＤおよびＣＤのそれぞれに対して求められる対物レンズの特性を、回折により実現している。これにより、対物レンズ１６は、記録再生に適した光スポットを光ディスク媒体５３の記録面上に形成することが出来る。

光ディスク媒体５３で反射されたレーザ光１３ｂは、再び対物レンズ１６に入射し、回折素子２４、反射ミラー１０、１／４波長板１５、集光レンズ１４およびプリズム２０をこの順に通過し、ＰＢＳ１２に入射する。レーザ光１３ｂは、１／４波長板１５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ１２を透過せず、ＰＢＳ１２によって反射される。反射されたレーザ光１３ｂは、検出レンズ１８を通り、光検出器１９に入射する。光検出器１９は、入射したレーザ光１３ｂに基づいて再生信号を生成する。また、光検出器１９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３８は、受光したレーザ光１３ｂの光量を、光量制御回路３６へフィードバックする。

次に、ＨＤ−ＤＶＤ５４を用いた記録再生動作を説明する。指令回路３３は、光量制御回路３６を介して半導体レーザ素子２１を発光させる。半導体レーザ素子２１からは、波長が約４０５ｎｍの青色レーザ光２３が出力される。レーザ光２３の光量は光量制御回路３６により制御される。

半導体レーザ素子２１から出射したレーザ光２３はＰ偏光であり、ＰＢＳ２２を透過してプリズム２０で反射する。プリズム２０を反射したレーザ光２３は集光レンズ１４により略平行光にされた後、１／４波長板１５に入射する。１／４波長板１５を通過したレーザ光２３は、反射ミラー１０で反射した後、回折素子２４を通過する。回折素子２４は、青色レーザ光のみを回折して、レーザ光２３のＨＤ―ＤＶＤ５４への結像性能を最適化する。回折素子２４を通過したレーザ光２３は、対物レンズ１６に入射する。レーザ光２３は、対物レンズ１６により結像点に集光し、これにより、ＨＤ―ＤＶＤ５４の記録面上に光スポットを形成する。回折素子２４は、青色レーザ光のみを回折するように設計されており、対物レンズ１６の特性と合わせて、ＨＤ―ＤＶＤ５４の記録再生に問題ない光スポットが形成される。また、このとき、駆動回路４１は対物レンズ１６をフォーカシング制御している。

ＨＤ―ＤＶＤ５４で反射されたレーザ光２３は、対物レンズ１６、回折素子２４を通過し、反射ミラー１０、１／４波長板１５および集光レンズ１４をこの順に通過し、プリズム２０に入射する。プリズム２０は青色レーザ光を反射するように設計されているため、レーザ光２３は反射されてＰＢＳ２２に入射する。レーザ光２３は、１／４波長板１５によりＳ偏光にされているため、ＰＢＳ２２を透過せず、ＰＢＳ２２によって反射される。反射されたレーザ光２３は、検出レンズ２８を通り、光検出器２９に入射する。光検出器２９は、入射したレーザ光２３に基づいて再生信号を生成する。また、光検出器２９は、例えば、非点収差法によりフォーカス制御信号を生成し、また、プッシュプル法によりトラッキング制御信号を生成する。信号演算回路３８は、受光したレーザ光２３の光量を、光量制御回路３６へフィードバックする。

次に、図４を参照して、光ディスク装置１００にセットされた光ディスク媒体の種類を判定する動作を説明する。図４は、フォーカス制御信号の波形を示す図である。

光ディスク装置１００は、スピンドルモータ４４の回転をスタートさせて対物レンズ６および１６のフォーカス制御を行う。光ディスク装置１００は、半導体レーザ素子を点灯して光ディスク媒体からの反射光を用いたフォーカス制御信号を得る。レーザ光を光ディスク媒体に追従させる制御を開始するには、まず、このフォーカス制御信号に基づいて対物レンズアクチュエータを制御し、光ディスク媒体の上下変動に合わせて対物レンズの位置を調整し、対物レンズと光ディスク媒体との間の距離を正確に保つ。このように、光ディスク装置１００に光ディスク媒体をセットしたときに、まず検出される信号がフォーカス制御信号である。

光ディスク装置１００では、４つの半導体レーザ素子１、１１ａ、１１ｂおよび２１を同時または順次点灯させ、光ディスク媒体から反射されるフォーカス制御信号を比較することにより、セットされた光ディスク媒体の種類を短時間で判定することができる。

図４は、一例として、セットされた光ディスク媒体がＢＤ−ＲＥ（記録再生可能なＢＤ）のときのフォーカス制御信号の波形を示している。図１および図４を参照して、まず、中央演算回路３１は、ＤＶＤ用の半導体レーザ素子１１ａおよびＣＤ用の半導体レーザ素子１１ｂを点灯させ、ＤＶＤおよびＣＤ用の光検出器１９は、受光した反射光からフォーカス制御信号６２および６３を生成する。フォーカス制御信号６２はＤＶＤ用のレーザ光１３ａに対応しており、フォーカス制御信号６３はＣＤ用のレーザ光１３ｂに対応している。レーザ光１３ａおよび１３ｂのＢＤ５１での反射率は低いため、フォーカス制御信号６２および６３の振幅は所定値よりも小さく、中央演算回路３１は、セットされた光ディスク媒体はＤＶＤおよびＣＤではないと判定する。このように、中央演算回路３１は、光検出器から受け取ったフォーカス制御信号に基づいて、セットされた光ディスク媒体の種類を判定する判定部としても機能する。

次に、中央演算回路３１は、ＢＤ用の半導体レーザ素子１を点灯させ、ＢＤ用の光検出器９は、受光した反射光からフォーカス制御信号６１を生成する。続いて、中央演算回路３１は、ＨＤ−ＤＶＤ用の半導体レーザ素子２１を点灯させ、ＨＤ−ＤＶＤ用の光検出器２９は、受光した反射光からフォーカス制御信号６４を生成する。ＢＤとＨＤ−ＤＶＤとでは互いに基材厚が異なるため、フォーカス制御信号６４は、図４に示すように振幅が非対称な波形となる。一方、ＢＤに対応したフォーカス制御信号６１は、図４に示すように振幅が対称な波形（図４のＡ−Ｂ）となる。中央演算回路３１は、フォーカス制御信号６１および６４の振幅の対称性を比較して、振幅の対称性が高いフォーカス制御信号に対応する光ディスク媒体、すなわちＢＤ５１が光ディスク装置１００にセットされていると判定する。

なお、ＤＶＤおよびＣＤ用の半導体レーザ素子１１ａおよび１１ｂの点灯と同時に、ＢＤ用の半導体レーザ素子１およびＨＤ−ＤＶＤ用の半導体レーザ素子２１も点灯させて、フォーカス制御信号６１〜６４を同時に得れば、光ディスク媒体を判別する時間をさらに短縮することができる。この場合は、光検出器９、１９および２９を、それぞれ対応する特定の波長の光のみを受光するように設計しておくことで、各フォーカス制御信号を分別して得ることができる。

以上、説明したように、本発明の光ヘッド装置および光ディスク装置は、光ディスク媒体へのデータの記録再生を行う技術分野において特に有用である。

本発明の実施形態による光ディスク装置を示す図である。 本発明の実施形態による光ヘッド装置およびその周辺の構成要素を示す図である。 本発明の実施形態による光ヘッド装置およびその周辺の構成要素を示す図である。 本発明の実施形態によるフォーカス制御信号の波形を示す図である。 ＢＤ、ＤＶＤおよびＣＤに対する記録再生動作を行う光ディスク装置を示す図である。 光ヘッド装置およびその周辺の構成要素を示す図である。 光ヘッド装置およびその周辺の構成要素を示す図である。 光ディスク媒体の基材厚と対物レンズの開口数との関係を示すグラフである。

符号の説明

１、１１、２１ 半導体レーザ素子
２、１２、２２ ＰＢＳ
３、１３ａ、１３ｂ、２３ レーザ光
４、１４ 集光レンズ
５、１５ １／４波長板
６、１６ 対物レンズ
８、１８、２８ 検出レンズ
９、１９、２９ 光検出器
１０ 反射ミラー
２０ プリズム
２４ 回折素子
３１ 中央演算回路
３２、３３、３４ 指令回路
３５、３６ 光量制御回路
３７、３８、３９ 信号演算回路
４１、４２、４３ 駆動回路
４４ スピンドルモータ
４５ 外部インターフェース
５１ ＢＤ
５２ ＤＶＤ
５３ ＣＤ
５４ ＨＤ−ＤＶＤ
６１、６２、６３、６４ フォーカス制御信号
１００ 光ディスク装置
１１０ 光ヘッド装置

Claims (6)

1. 第１光ディスク媒体に対応した第１レーザ光を出力する第１光源と、
   第２光ディスク媒体に対応した第２レーザ光を出力する第２光源と、
   第３光ディスク媒体に対応した第３レーザ光を出力する第３光源と、
   第４光ディスク媒体に対応した第４レーザ光を出力する第４光源と、
   前記第１から第４レーザ光を、前記第１から第４光ディスク媒体のうちの対応する光ディスク媒体へ照射する光学系と
   を備える光ヘッド装置であって、
   前記第２から第４レーザ光は互いに波長が異なっており、
   前記第１レーザ光の波長と前記第４レーザ光の波長とは同じであり、
   前記第２光ディスク媒体の基材厚と前記第４光ディスク媒体の基材厚とは同じであり、
   前記第１光ディスク媒体の基材厚と前記第４光ディスク媒体の基材厚とは互いに異なる、光ヘッド装置。
2. 前記光学系は、
   前記第１レーザ光を前記第１光ディスク媒体へ集光させる第１対物レンズと、
   前記第２から第４レーザ光を前記第２から第４光ディスク媒体のうちの対応する光ディスク媒体へ集光させる第２対物レンズと
   を備える、請求項１に記載の光ヘッド装置。
3. 前記第１光ディスク媒体はＢＤであり、前記第２光ディスク媒体はＤＶＤであり、前記第３光ディスク媒体はＣＤであり、前記第４光ディスク媒体はＨＤ−ＤＶＤである、請求項１に記載の光ヘッド装置。
4. 請求項１に記載の光ヘッド装置を備えた光ディスク装置であって、
   前記光ディスク装置にセットされた光ディスク媒体で反射した前記第１から第４レーザ光を受光して、前記第１から第４レーザ光のそれぞれに対応するフォーカス制御信号を生成する受光部と、
   前記フォーカス制御信号の振幅の対称性に基づいて、前記光ディスク装置にセットされた光ディスク媒体の種類を判定する判定部と
   を備える、光ディスク装置。
5. 前記判定部は、前記フォーカス制御信号の振幅の対称性が高いレーザ光に対応する光ディスク媒体が前記光ディスク装置にセットされていると判定する、請求項４に記載の光ディスク装置。
6. 第１から第４光源のうちの複数の光源は、前記光ディスク媒体の種類を判定するためのレーザ光を同時に出力する、請求項４に記載の光ディスク装置。

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