JP2008146685A - 光ピックアップ装置及び情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３つの異なる記録フォーマットに対応した記録媒体に対する情報の記録及び再生を行いつつ、小型化を実現する。
【解決手段】 ＣＤ及びＤＶＤ用の光学系とＢＤ（ブルーレイディスク）用の光学系を別個に設け、各光学系毎にＤＶＤ用の第２半導体レーザ１２とＣＤ用の第３半導体レーザ１３を１パッケージとした光源ユニット１０とＢＤ用の第１半導体レーザ１１を設ける。また、往路／復路分離部２１にダイクロイックＰＢＳ２１１とハーフミラー２１２を設け、（ａ）第１半導体レーザ１１から出力された光ビームを第１コリメータレンズ２２に、光源ユニット１０から出力された光ビームを第２コリメータレンズ２３に、夫々導光する一方、（ｂ）光ディスクＤＫからの反射光の光路を合成し、受光部３に導光する。これにより、１ディテクタ化を実現し、光ピックアップ装置ＰＵの小型化を実現する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスク等の光学式記録媒体に対する情報の記録及び再生に用いる光ピックアップ装置及び情報記録再生装置に関する。

近年、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）といった光ディスクの分野においては急速な記録密度の向上が図られ、最近では青色のレーザ光（波長４０５ｎｍ）を用いてデータの記録及び再生を行う光ディスク（例えば、ＢＤ（Blu-ray Disc）及びHigh Definition-ＤＶＤ（以下、「ＨＤ−ＤＶＤ」））が規格化されるに至っている。その一方において、新たな記録フォーマットを有する光ディスクが出現したとしても光ディスクの完全なる切換には、未だ想到の時間を要することが想定され、今後もＣＤやＤＶＤは広く流通することが予想される。かかる現状に鑑みた場合、これら複数の記録フォーマットに対応した光ディスク（例えばＣＤとＤＶＤ及びＢＤ）に対して如何にして１台の装置にて情報の記録再生を行うか、すなわち、如何にしてコンパチビリティ（互換性）を実現するかが大きな課題となる。

ここで、かかるコンパチビリティを備えた情報記録再生装置（所謂、コンパチブルレコーダ）の実現方法としては、例えば、各記録フォーマット毎に別個独立した光ピックアップ装置を設け、情報の記録再生対象となる光ディスクの種別に応じて利用する光ピックアップ装置を切り換えるという手法も考えられる。しかし、かかる方法は、情報記録再生装置の製造コストの上昇と装置の大型化という弊害を招来しかねず、現実的な選択肢ということができない。かかる観点から、従来、一つのパッケージ内に、ＣＤ用の半導体レーザとＤＶＤ用の半導体レーザをパッケージングした光源ユニットと、高記録密度型の光ディスク（具体的には、ＢＤ等）用の半導体レーザとを配置し、所謂、互換対物レンズ（すなわち、内周側と外周側でレンズの開口数を異ならせた対物レンズ）を用いて、各光源から出力された光ビームを各記録フォーマットに対応した光ディスク上に集光させる方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００４−２８１００８号公報

ところで、上記特許文献１に記載の光ピックアップ装置は、ＣＤ及びＤＶＤ用のディテクタと、高記録密度型光ディスク用のディテクタとが別個に設けられた構成となっている。このため、この光ピックアップ装置を実際に製造する場合、光ピックアップ内にディテクタ用の基板を２つ設け、更に、各基板毎に受光信号を出力するための配線を設けることが必須となってしまい、光ピックアップ装置自体の小型化が困難となっていた。

本願は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、３つの異なる記録フォーマットに対応した記録媒体に対する情報の記録及び再生を行いつつ、小型化を実現することが可能な光ピックアップ装置及び情報記録再生装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本願の一つの観点において請求項１に記載の光ピックアップ装置は、各々波長の異なる３つの光ビームであって、最も波長の短い第１光ビームを出力する第１光源と、前記第１光ビームよりも波長の長い第２光ビームを出力する第２光源と、前記第２光ビームよりも波長の長い第３光ビームを出力する第３光源とを備え、前記第１、第２及び第３光ビームを、夫々、記録フォーマットの異なる光学式記録媒体に集光すると共に、前記第１、第２及び第３光ビームの前記光学式記録媒体における反射光を、夫々、受光する光ピックアップ装置であって、前記第１光源と第３光源が各々異なる位置に配置されると共に、前記第２光源が前記第１光源及び第３光源の何れか一方と同一筐体内にユニット化された光ビーム出力手段と、第１光路を介して前記第１光ビームを前記光学式記録媒体に集光させると共に、第２光路を介して前記第３光ビームを前記光学式記録媒体に集光させる一方、前記第２光ビームについては前記ユニット化された他の光源からの光ビームと略同一の光路を介して前記光学式記録媒体に集光させる往路集光手段と、単一のユニットとして構成され、前記第１、第２及び第３光ビームに対応した前記反射光を受光する受光手段と、入射光の偏光状態に依存して光を透過させ或いは反射させる光学素子を有し、前記第１光路を介して入射される前記反射光を前記受光手段に集光させる第１復路集光手段と、入射光の偏光状態に依存することなく一定の割合にて当該光を透過させ或いは反射させる光学素子を有し、前記第２光路を介して入射される前記反射光を前記受光手段に集光する第２復路集光手段と、を具備することを特徴とする。

また、本願の他の観点において請求項５に記載の情報記録再生装置は、請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を制御することにより、前記光学式記録媒体に対する情報の記録及び再生を制御する制御手段と、前記光ピックアップ装置における受光結果に対応した信号を出力する出力手段と、を具備することを特徴とする。

以下、本願の実施形態について説明することとするが、これに先立って、本願の完成に至る基本発想について説明する。

＜基本発想＞
まず、上述したように３つの異なる記録フォーマットに対応した光ディスクに対するデータの記録及び再生を実現しつつ、光ピックアップ装置の小型化を実現するためには、光ピックアップ装置内に搭載するディテクタ数を削減し、ディテクタ数の増加に伴う、基板や配線の増加を防止することが必要となる。そこで、本願の完成に際しては、複数光源から出力された光ビームを如何にして一つのディテクタに集光すべきかを主要観点とし、光学系の設計を行うこととした。

その一方、光ディスクに対する情報の記録再生時における最適な条件は、各記録フォーマット毎に異なっているため、光学系の設計に際しては、以下の２つの点を考慮することが必要となる。すなわち、
＜条件１＞ 光ディスクにおける記録密度の向上を実現するためには、光ディスクに照射される光ビームのエネルギー密度（すなわち集光スポットにおけるエネルギー密度）を増加させる必要があるという点、及び
＜条件２＞ ＣＤのように保護層の厚い光ディスクにおいては、保護層において生じる複屈折が多くなる可能性が高く、光ビームが保護層を透過する際に、この複屈折に起因して偏光状態に変化が生じる可能性があるという点、である。

かかる点を考慮した場合、ＢＤ（すなわち、高記録密度型光ディスク）等に対する情報の記録及び再生を行う光学系においては、往路（すなわち、光源から出力された光ビームを光ディスクに導光する方向）と、復路（すなわち、光ディスクにおける反射光をディテクタに導光する方向）の分離素子として、ハーフミラー等のエネルギー損失の大きい光学素子を用いることなく、光の偏光状態に応じて透過／反射特性を変化させられる光学素子（例えば、ＰＢＳ：偏光ビームスプリッタ）を用いることが望ましい。しかしながら、このような光学素子を用いた場合、光ディスクにおける複屈折に起因して偏光の状態が変化してしまうと、往路及び復路の分離特性が悪化する。従って、ＣＤのような保護層の厚い光ディスク用の光学系においては、光の透過／反射特性に関して偏光依存性を有する光学素子を用いることなく、例えば、ハーフミラーのような偏光依存性のない往路／復路分離素子を用いる必要性が生じてくるのである。

かかる観点から、本願においては、１ディテクタの構成を踏襲しつつ、ＣＤのような保護層の厚い光ディスク用の光学系と、ＢＤやＨＤ−ＤＶＤといった高記録密度型光ディスク用の光学系と、を別個の光路により設計すると共に、
（ａ）保護層の厚い光ディスク用の光学系については非偏光光学系（具体的には、偏光依存性のある往路／復路分離素子が配置されていない光学系）、
（ｂ）高記録密度型光ディスク用の光学系については偏光光学系（偏光依存性のある往路／復路分離素子を配置した光学系）、
とする構成を採用することとした。

なお、ＤＶＤの場合、光路上におけるエネルギー損失の影響は少なく、また、光ディスクにおける複屈折も少ないため、偏光光学系、非偏光光学系の何れを用いても問題は生じず、何れの光路を用いることも可能となる。以下、上記基本発想に基づく本願の実施の形態について詳細に説明することとする。

［１］実施形態
［１．１］実施形態の構成
以下、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの概要構成を示す図１を参照しつつ、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの全体構成及び動作概要について説明する。なお、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、ＣＤ、ＤＶＤ、更には、ＢＤの各記録フォーマットに対応した光ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うコンパチブルレコーダに、本願の光ピックアップ装置ＰＵを適用したものである。

同図に示すように本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、大別して信号処理部ＳＰと、制御部Ｃと、駆動回路Ｄと、光ピックアップ装置ＰＵと、アクチュエータサーボ回路ＡＳと、再生部Ｐと、により構成される。

信号処理部ＳＰは、入力端子を有しており、この端子を介して外部から入力されたデータに信号処理を施して制御部Ｃに出力する。この信号処理部ＳＰにおいて行う具体的な処理内容については任意であり、例えば、入力されたデータをＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の圧縮方式にて圧縮した後、当該データを制御部Ｃに出力するようにしても良い。

制御部Ｃは、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、情報記録再生装置ＲＰの各部を制御する。例えば、光ディスクＤＫに対してデータを記録する場合、制御部Ｃは信号処理部ＳＰから入力されたデータに対応した記録用の駆動信号を駆動回路Ｄに出力する一方、光ディスクＤＫに記録されているデータの再生を行う場合には、再生用の駆動信号を駆動回路Ｄに出力する。

駆動回路Ｄは主として増幅回路により構成され、制御部Ｃから入力された駆動信号を増幅した後、光ピックアップ装置ＰＵに供給する。この駆動回路Ｄにおける増幅率は制御部Ｃにより制御され、光ディスクＤＫにデータを記録する場合には、光ピックアップ装置ＰＵから記録パワーにて光ビームが出力されるように増幅率が制御される。なお、「記録パワー」とは、相変化型の光ディスクＤＫ（例えば、ＤＶＤ-ＲＷ）及び色素変色型の光ディスクＤＫ（例えば、ＤＶＤ-Ｒ）において相変化若しくは色素変色を生じるエネルギー量を意味する。一方、光ディスクＤＫに記録されているデータを再生する場合、光ピックアップ装置ＰＵから再生パワー（すなわち、光ディスクＤＫにおいて色素変色等の変化が生じないエネルギー量）にて光ビームが出力されるように増幅率が制御される。

光ピックアップ装置ＰＵは、駆動回路Ｄから供給される制御信号に基づいて複数の記録フォーマットに対応した光ディスクＤＫ（すなわち、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ）に対して光ビームを照射し、光ディスクＤＫに対するデータの記録及び読み出しを行うために用いられる。かかる機能を実現するため、本実施形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵは、大別して、光源部１と、光学部２と、受光部３と、を有している。

これらの要素中、光源部１は、駆動回路Ｄから供給される駆動信号に基づいて光ビームを出力するための要素である。この光源部１は、第１半導体レーザ１１と、第２半導体レーザ１２と、第３半導体レーザ１３と、を備えており、各半導体レーザは、第１半導体レーザ１１がＢＤ用、第２半導体レーザ１２がＤＶＤ用、第３半導体レーザ１３がＣＤ用の光ビームを出力する素子となっている。また、これらの半導体レーザ１１〜１３の内、第２半導体レーザ１２と第３半導体レーザ１３は、光源ユニット１０の単一パッケージ内に納められており（所謂、２レーザ１パッケージ）、この光源ユニット１０内の各レーザ１２及び１３から出力される光ビームは、第１光源１１から出力される光ビームと異なる光路を介して出力されるようになっている。換言するならば、この光源部１においては、ＣＤ用の光源とＤＶＤ用の光源が１パッケージとされ、ＢＤ用の光源とは別個の位置に配置されると共に、ＢＤ用の光ビームと、ＣＤ、ＤＶＤ用の光ビームとが、完全に分離された光路を介して出力されるのである。

次に、光学部２は、往路／復路分離部２１と、第１コリメータレンズ２２と、第２コリメータレンズ２３と、λ／４板２４と、第１対物レンズ２５１及び第２対物レンズ２５２を有するアクチュエータ部２５と、を有し、光源部１から出力される光ビームを光ディスクＤＫ上に集光する。この光学部２は、（ａ）ＢＤ用の光学系と、（ｂ）ＣＤ、ＤＶＤ用の光学系とが、分離されており、第１半導体レーザ１１から出射された光ビームについては、第１対物レンズ２５１に導光され、この第１対物レンズ２５１を透過して光ディスクＤＫに照射されるようになっている。これに対して、光源ユニット１０の各半導体レーザ１２及び１３から出力される光ビームは、第２対物レンズ２５２を介して光ディスクＤＫに照射される。

かかる機能を実現するための各要素について、以下説明する。

まず、往路／復路分離部２１は、ダイクロイックＰＢＳ２１１と、ハーフミラー２１２とを有し、（ａ）第１半導体レーザ１１から出力された光ビームを第１コリメータレンズ２２に、光源ユニット１０から出力された光ビームを第２コリメータレンズ２３に、夫々導光する一方、（ｂ）各コリメータレンズ２２及び２３からの射出光（すなわち、光ディスクＤＫからの反射光）の光路を合成し、受光部３に導光する。

この往路／復路分離部２１を構成するハーフミラー２１２は、光源ユニット１０と第２コリメータレンズ２３との間の光路上に設けられたＣＤ、ＤＶＤ用光学系の往路／復路分離素子である。このハーフミラー２１２は、入射される光の偏光状態と無関係に、例えば、５０％の透過率にて光源ユニット１２から出力された光ビームを透過し、残りの５０％の光ビームを図において（以下、「図中」という。）上方に反射する。また、第２コリメータレンズ２３から反射光が入射された場合、当該反射光を５０％程度の反射率にて図中下方に反射する。かかるハーフミラー２１２の機能により、本実施形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵにおいては、ＣＤ、ＤＶＤ用の光学系において非偏光光学系が実現されるようになっている。

これに対して、ダイクロイックＰＢＳ２１１は、第１半導体レーザ１１と第１コリメータレンズ２２との間の光路上に設けられたＢＤ光学系の往路／復路分離素子であり、光の反射特性に関して偏光依存性と、波長依存性の双方を有している。このダイクロイックＰＢＳ２１１における光ビームの反射特性について図２を参照しつつ説明する。なお、同図においては、Ｓ偏光された光ビームに関する反射特性を実線にて示すと共に、Ｐ偏光された光ビームに関する反射特性を点線にて示している。

同図に示すように、このダイクロイックＰＢＳ２１１は、Ｐ偏光された光ビームを、全波長領域においてほぼ全て透過させる性質を有する。これに対してＳ偏光された光ビームに対しては、所定波長領域に急峻な透過−反射特性の変化点を有しており、４０５ｎｍの波長においてはＳ偏光光ビームのほぼ全てを反射するに対し、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの波長においてはＳ偏光光ビームをほぼ全て透過させる特性を有する。この結果、このダイクロイックＰＢＳ２１１は、４０５ｎｍの波長の光ビームに対してＰＢＳとして機能し、ＢＤ用の光学系において偏光光学系が実現されるのに対して、６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの波長を有する光ビームに対してはＰＢＳとして機能せず、ハーフミラー２１２により図中下方に反射された反射光を単に透過させる機能を実現するのみとなる。なお、図２に示す偏光特性は、使用する波長領域Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｃ以外の偏光特性については、一例を示すものであり、これに限定するものではない。

かかるダイクロイックＰＢＳ２１１の機能により、本実施形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵにおいては、各々異なる光路を解して光ディスクＤＫに照射された光ビームの反射光の光路が合成され、単一の受光部３に向けて出射されることとなる。

次いで、第１コリメータレンズ２２は、第１半導体レーザ１１から出射された光ビームの光路上に配置され、ＢＤ用の光学系を構成する一方、第２コリメータレンズ２３は、光源ユニット１０から出射された光ビームの光路上に配置され、ＣＤ及びＤＶＤ用の光学系を構成する。また、λ／４板２４は、第１コリメータレンズ２２及び第２コリメータレンズ２３からの出射光の光路上に設けられ、直線偏光、円偏光間の相互変換を行う。

アクチュエータ部２５は、第１対物レンズ２５１と、互換対物レンズとして構成された第２対物レンズ２５２と、両対物レンズ２５１及び２５２が固定される対物レンズホルダ２５３、更には、この対物レンズホルダ２５３を一体的に可動させる可動機構２５４と、を有し、アクチュエータサーボ回路ＡＳから供給される補正信号に基づいて対物レンズの位置を変更させ、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボを実現する。

次に、受光部３は、位置合わせグレーティング３１と、エラー検出レンズ３２と、ＯＥＩＣ３３と、を有し、光ディスクＤＫからの反射光を受光し、当該受光結果に応じた受光信号を出力する。

これらの要素中、位置合わせグレーティング３１は、往路／復路分離部２１から射出される反射光の光路上に配置されたグレーティングであり、ＯＥＩＣ３３上における集光スポット位置を調整するために設けられたものとなっている。なお、この位置合わせグレーティング３１の具体的な格子構成については任意であり、位置合わせの対象となる光ビームのみ回折させ、ＯＥＩＣ３３上における集光スポット位置を調整することができれば良い。例えば、光ピックアップ装置ＰＵの製造時に、第１半導体レーザ１１及び第２半導体レーザ１２（或いは、第３半導体レーザ１３）について光軸調整を行い、ＯＥＩＣ３３上の集光スポット位置の合わせを行った場合を想定する。この場合、光源ユニット１０の取り付け位置は、第２半導体レーザ１２（或いは、第３半導体レーザ１３）を基準に合わされるため、単一パッケージ内に納められた第３半導体レーザ１３（或いは、第２半導体レーザ１２）についてＯＥＩＣ３３上の集光スポット位置にズレが生じる。このため、位置合わせグレーティング３１による集光スポット位置の調整が必要となるのは、第３半導体レーザ１３（或いは、第２半導体レーザ１２）から出力された光ビームに対応した反射光のみとなるため、位置合わせグレーティング３１は、７８０ｎｍ（６５０ｎｍ）の光ビームのみ回折させる特性を持たせれば良い。

エラー検出レンズ３２は、位置合わせグレーティング３１から射出される反射光をＯＥＩＣ３３に集光させる。ＯＥＩＣ３３は、例えば、フォトダイオードにより構成され、エラー検出レンズ３２から照射される光ビームを受光して、受光信号を制御部Ｃ、再生部Ｐ及びアクチュエータサーボ回路ＡＳに出力する。

次に、再生部Ｐは、例えば、加算回路及び増幅回路を有し、ＯＥＩＣ３３から供給される受光信号に基づいて再生ＲＦ信号を生成する。そして、再生部Ｐは、当該再生ＲＦ信号に対して所定の信号処理を施した後、出力端子ＯＵＴに出力する。

アクチュエータサーボ回路ＡＳは、演算回路により構成され、光ピックアップ装置ＰＵのＯＥＩＣ３３から供給される受光信号に基づいて補正信号（具体的にはトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号）を生成してアクチュエータ部２５に出力する。この結果、アクチュエータ部２５においては、当該補正信号に基づいて対物レンズホルダ２５３の位置が変更されトラッキングサーボ及びフォーカスサーボがなされることとなる。

なお、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボを実現するための具体的な方式については任意である。例えば、トラッキングサーボの方式としてはＤＰＰ方式（差動プッシュプル方式）やヘテロダイン方式、更には３ビーム方式を用いることが可能である。ＤＰＰ方式や３ビーム方式を採用する場合、ＯＥＩＣ３３に対して副ビーム（±１次光）を受光するための受光部を設けると共に、第１半導体レーザ１１及び光源ユニット１０と光学部２との間にグレーティングを設け、このグレーティングにより各光源から射出される光ビームを３ビーム（０次光及び±１次光）とするようにすれば良い。また、フォーカスサーボの方式としては、例えば、非点収差法やスポットサイズ法を採用することが可能である。非点収差法を採用する場合、検出レンズ３２としてシリンドリカルレンズを用いる共にＯＥＩＣ３３の受光部を４分割形状とすれば良く、スポットサイズ法を採用する場合には検出レンズ３２にホログラムレンズを用いてＯＥＩＣ３３の受光部を２分割形状とすれば良い。

［１．２］実施形態の動作
次いで、以上のような構成を有する本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの具体的な動作について説明することとするが、同情報記録再生装置ＲＰにおける動作は、（１）ＢＤを光ディスクＤＫとして用いた場合と、（２）ＣＤ及びＤＶＤを光ディスクＤＫとして用いた場合、とで動作内容が異なるため以下においては、両パターンに場合分けして説明を行うこととする。

（１）ＢＤを光ディスクＤＫとして用いた場合
情報記録再生装置ＲＰに対して光ディスクＤＫとしてＢＤが挿入された場合、図示せぬディスク判別回路により挿入された光ディスクがＢＤであることが検出される。この状態において、ユーザが図示せぬ操作部に対して当該光ディスクＤＫに対して情報を記録し、或いは、再生する旨の入力操作を行う。すると、制御部Ｃは、当該入力操作に応じて駆動回路Ｄに対する駆動信号の供給を開始する。この際、当該操作が情報の記録を指示するものであった場合、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰから供給される信号に対応した駆動信号を駆動回路Ｄに供給すると共に駆動回路Ｄにおける増幅率を記録パワーに対応した値に設定する。また、当該操作が情報の再生を指示するものであった場合、制御部Ｃは、再生用の駆動信号を駆動回路Ｄに供給すると共に駆動回路Ｄにおける増幅率を再生パワーに対応した値に設定する。

このようにして制御部Ｃから駆動信号が供給されると駆動回路Ｄは、第１半導体レーザ１１に対して所定の駆動信号を出力する。この結果、第１半導体レーザ１１から４０５ｎｍの波長を有する光ビーム（例えば、Ｐ偏光）が出力され、当該光ビームは、ダイクロイックＰＢＳ２１１を透過して、第１コリメータレンズ２２において平行光に変換された後、λ／４板２４に入射される。次いで、この光ビームは、λ／４板２４を透過して円偏光の状態に移行し、第１対物レンズ２５１により光ディスクＤＫの記録面上に集光される。

このようにして、光ディスクＤＫの記録面上に集光された光ビームは、当該記録面において反射され、反射光として第１対物レンズ２５１を透過した後、再度、λ／４板２４を透過することにより、往路とπ／２だけ偏光方向が変化し、例えば、往路においてＰ偏光されていた光ビームが復路においてＳ偏光された状態となる。この結果、λ／４板２４を透過して偏光方向の変化した反射光は、第１コリメータレンズ２２を透過した後に、ダイクロイックＰＢＳ２１１により図中下方へと反射され、位置合わせグレーティング３１を透過して、エラー検出レンズ３２に入射し、ＯＥＩＣ３３に集光される。

一方、このようにして集光された反射光を受光すると、ＯＥＩＣ３３は、当該反射光に対応した受光信号を再生部Ｐや制御部Ｃ、更には、アクチュエータサーボ回路ＡＳに出力する。この結果、例えば、再生時には再生部Ｐから光ディスクに記録された情報に対応する信号が出力される。また、例えば、制御部Ｃにより駆動回路Ｄの増幅率が制御され第１半導体レーザ１１から出力される光ビームの光量が制御されると共に、アクチュエータサーボ回路ＡＳによってアクチュエータ部２５が駆動されてトラッキング及びフォーカスの各サーボが実現されることとなる。

（２）ＣＤ及びＤＶＤを光ディスクＤＫとして用いた場合
一方、情報の記録再生対象となる光ディスクＤＫがＣＤ若しくはＤＶＤである場合、駆動回路Ｄは、制御部Ｃから供給される駆動信号に基づいて光源ユニット１０の第２半導体レーザ１２或いは第３半導体レーザ１３に対して所定の駆動信号を出力する。この結果、光源ユニット１０から６５０ｎｍ或いは７８０ｎｍの波長を有する光ビーム（例えば、Ｐ偏光）が射出され、当該光ビームは、ハーフミラー２１２を、例えば、５０％程度の透過率で透過した後、第２コリメータレンズ２３へと入射される。そして、この光ビームは、第２コリメータレンズ２３により平行光に変換された後、λ／４板２４を透過して円偏光の状態に移行し、第２対物レンズ２５２により光ディスクＤＫの記録面上に集光される。

このようにして、光ディスクＤＫの記録面上に照射された光ビームは、当該記録面において反射され、反射光として第２対物レンズ２５２を透過した後、λ／４板２４を透過する。この結果、当該反射光は、往路とπ／２だけ偏光方向が変化した直線偏光を中心とし、光ディスクＤＫの持つ複屈折量に応じた楕円偏光の状態に移行する（なお、ＤＶＤの場合、複屈折による影響は小さい）。次いで、この反射光は、第２コリメータレンズ２３を透過して、ハーフミラー２１２において光ディスクＤＫの持つ複屈折量の大小にかかわらずに５０％程度の反射率（すなわち、光源ユニット１０からの出力光量に対して２５％程度の光量）にて図中下方へと反射される。この結果、この反射光は、ダイクロイックＰＢＳ２１１を透過して、位置合わせグレーティング３１に入射され、位置合わせグレーティング３１においてグレーティングの特性に応じて当該反射光が回折される。

次いで、この位置合わせグレーティング３１からの射出光は、エラー検出レンズ３２により、ＯＥＩＣ３３に集光される。この結果、当該反射光がＯＥＩＣ３３により受光されて、トラッキングサーボ等が実現されることとなる。

このようにして、本実施形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵにおいては、光源部１に第１半導体レーザ１１と、２レーザ１パッケージとなった光源ユニット１０とを設けると共に、（ｉ）ＢＤ用の光学系と、（ｉｉ）ＣＤ、ＤＶＤ用の光学系を別個に設け、更に、往路／復路分離部２１に（ｉ）偏光依存性の無いハーフミラー２１２と、（ｉｉ）偏光依存性及び波長依存性のあるダイクロイックＰＢＳ２１１とを設けて、単一のＯＥＩＣ３３に反射光を集光させる構成となっている。この構成により、第１〜第３半導体レーザ１１〜１３から出力された光ビームの反射光が全て、ＯＥＩＣ３３に集光されることとなり、３つの異なる記録フォーマットに対応した記録媒体に対する情報の記録及び再生を行いつつ、光ピックアップ装置の小型化を実現することが可能となる。また、上記構成によれば、ＢＤ用の光学系については偏光光学系、ＣＤ、ＤＶＤ用の光学系については非偏光光学系となるため、各記録フォーマット毎に最適な条件下において光ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うことが可能となる。

また、本実施形態においては、波長４０５ｎｍの光ビームに対してＰＢＳとして機能する一方、波長６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの光ビームに対しては単純な透過特性を有するダイクロイックＰＢＳ２１１を用いて往路／復路を分離する構成としているため、装置内に複雑な構成を設けることなく、往路／復路の分離を行うことが可能となり装置の小型化を実現することが可能となる。

なお、上記実施形態においては、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのコンパチブルレコーダを実現する場合を例に説明を行ったが、例えば、ＨＤ−ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤのコンパチブルプレーヤ等、記録フォーマットの異なる各種光ディスクＤＫに対する情報の記録及び再生を行う情報記録再生装置ＲＰについても、上記実施形態と同様の構成により実現することが可能である。

また、上記実施形態においては、位置合わせグレーティング３１を用いて、ＯＥＩＣ３３における集光スポット位置の調整を行う場合を例に説明を行った。しかし、この位置合わせグレーティング３１は、必ずしも必要とはならず、例えば、ＯＥＩＣ３３の受光部の分割形状を工夫することによっても同様の受光形態を実現することが可能である。この場合、光軸合わせ後におけるＯＥＩＣ３３上の集光スポット位置を予め実験的に求め、当該位置に受光部を設けるようにすれば良い。

また更に、上記実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、制御部Ｃ及び駆動回路Ｄを光ピックアップ装置ＰＵと別体の装置（例えば、ＣＰＵ）により構成した例について説明したが、これらは光ピックアップ装置ＰＵと一体的に構成するようにしても良い。

［１．３］実施形態の変形例
（１）変形例１
上記実施形態においては、第２半導体レーザ１２と、第３半導体レーザ１３とを、光源ユニット１０内にパッケージングし、ＤＶＤ用の光学系を非偏光光学系として設計した構成例について説明した。しかし、上述のように、ＤＶＤ用の光学系については、偏光光学系を採用することも可能である。この場合、第１半導体レーザ１１及び第２半導体レーザ１２を１パッケージとして光源ユニットを構成するようにすれば良い。

また、この構成を採用する場合、ダイクロイックＰＢＳ２１１を用いて４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの光ビームの往路／復路の分離を行うことが必要となり、ダイクロイックＰＢＳ２１１の反射特性を変更することが必要となる。この構成を採用した場合における、ダイクロイックＰＢＳ２１１の反射特性を図３に示す。なお、同図においては、Ｓ偏光された光ビームに関する反射特性を実線にて示すと共に、Ｐ偏光された光ビームに関する反射特性を点線にて示している。

同図に示すように、この場合においても、ダイクロイックＰＢＳ２１１の反射特性としてはＰ偏光された光ビームを全波長領域においてほぼ全て透過させるようにすることが必要となる。一方、Ｓ偏光された光ビームに対しては、例えば、７００ｎｍ近傍に急峻な透過−反射特性の変化点を設けるようにし、４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの波長においてはＳ偏光光ビームのほぼ全てを反射するに対し、７８０ｎｍの波長においてはＳ偏光光ビームをほぼ全て透過させる特性を持たせることが必要となる。かかる特性を持たせることにより、４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの波長の光ビームに対してダイクロイックＰＢＳ２１１をＰＢＳとして機能させ、７８０ｎｍの波長を有する光ビームに対しては単純な透過特性を持たせることが可能となる。

この結果、本変形例にかかる光ピックアップ装置ＰＵにおいては、（ａ）第１半導体レーザ１１及び第２半導体レーザ１２がパッケージングされた光源ユニットから出力された光ビームが第１コリメータレンズ２２に、第３半導体レーザ１３から出力された光ビームが第２コリメータレンズ２３に、夫々照射される一方、（ｂ）各コリメータレンズ２２及び２３からの射出光（すなわち、光ディスクＤＫからの反射光）が全て受光部３に導光されることとなる。

このようにして、本変形例にかかる光ピックアップ装置ＰＵによれば、ＢＤ用の第１半導体レーザ１１と、ＤＶＤ用の第２半導体レーザ１２とを１パッケージにした場合であっても、上記実施形態と同様に、単一のＯＥＩＣ３３に反射光を集光させることが可能となる。この結果、３つの異なる記録フォーマットに対応した記録媒体に対する情報の記録及び再生を行いつつ、光ピックアップ装置の小型化を実現することが可能となると共に、ＢＤ、ＤＶＤ用の光学系については偏光光学系、ＣＤ用の光学系については非偏光光学系とし、各記録フォーマット毎に最適な条件下において光ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うことが可能となる。

（２）変形例２
上記実施形態においては、ＢＤ用の光学系に対して、単に第１コリメータレンズ２２を設けた構成を採用していた。しかし、ＢＤフォーマットのような高記録密度を実現した光ディスクＤＫにおいては、対物レンズの開口数を大きくし、集光スポットの絞り込みを行う必要性が高いため、保護層の厚み誤差に起因して発生する収差や、光ディスクＤＫの回転歪みに起因する収差を適切に補正することが必要となる。

そこで、本変形例にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、光ピックアップ装置ＰＵ２のＢＤ用光学系に対して収差補正機構２２０を設けた構成を採用することとした。本変形例にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図を図４に示す。なお、同図において、上記図１と同様の要素については同様の符号を付してある。

同図に示すように本変形例にかかる光ピックアップ装置ＰＵ２は、第１コリメータレンズ２２を含む収差補正機構２２０を有している。この収差補正機構２２０は、光源側から入射される光ビーム及び光ディスクＤＫからの反射光に対して収差補正を行うために設けられた要素であり、第１コリメータレンズ２２と、このコリメータレンズ２２を固定するためのレンズホルダ２２２と、ステップモータ２２３と、を有している。この収差補正機構２２０を構成するレンズホルダ２２２は、主軸２２４及び副軸２２５により光軸方向に対して平行移動可能な状態にて支持されており、ステップモータサーボ回路ＳＳから供給される駆動信号に基づいてステップモータ２２３が回転駆動されるのに伴いレンズホルダ２２２が光軸方向に平行移動するように構成されている。かかる機構に基づきコリメータレンズ２２が移動し、コリメータレンズ２２の射出光、すなわち、第１対物レンズ１８１および第２対物レンズ１８２の入射光が拡散、収束することにより収差補正機能が実現される。

ステップモータサーボ回路ＳＳは、図示せぬ演算回路や記録メモリにより構成され、センサＳＥに設けられた各種センサ（例えば、コリメータ１５１の位置情報や初期位置を検出する位置センサ）、ＯＥＩＣ３３や信号処理部ＳＰから供給される球面収差補正を行うために必要な信号（例えば、エンベロープ信号や球面収差エラー信号、ジッター等）に基づいてステップモータ２２３を駆動する。かかるステップモータサーボ回路ＳＳの機能により、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、光ピックアップ装置ＰＵ２の光路上において発生する収差の補正が実現される。

なお、このステップモータサーボ回路ＳＳが実際にステップモータ２２３を駆動する際に採用する方法については任意であり、例えば、センサＳＥからの検出信号値及びエンベロープ信号の信号値に対応する補正量を図示せぬメモリ上にテーブル化して保持させ、このテーブルに基づいてステップモータ２２３を駆動するようにしても良い。

このようにして、本変形例にかかる情報記録再生装置ＲＰ２は、収差補正機構２２０を設け、この収差補正機構２２０をステップモータサーボ回路ＳＳにより駆動する構成を採用しているため、ＢＤフォーマットのように開口数の大きなレンズを用いて集光スポットの絞り込みを行うことが必要となる場合であっても、球面収差、或いは、色収差等に起因する収差を補正することが可能となり、もって、光ディスクＤＫに対する情報の記録再生時におけるエラー出現確率を効果的に低下させることが可能となる。

なお、上記変形例においては、コリメータレンズを移動させることにより収差補正を実現する構成が採用されていたが、例えば、ビームエキスパンダを用い、或いは、液晶パネルにより構成された収差補正素子を用いて、同様の機能を実現することが可能である。なおビームエキスパンダを用いた収差補正機構の構成例については、例えば、特開２００２−１７０２７４号公報に記載された構成と同様であり、液晶素子を用いた場合における具体的な収差補正の方法に関しては特開２００２−３５８６９０号公報に記載された構成と同様であるため詳細は省略する。

（３）変形例３
上記実施形態においては、ＢＤ用の光学系に第１コリメータレンズ２２及び第１対物レンズ２５１を設けると共に、ＣＤ及びＤＶＤ用の光学系に第２コリメータレンズ２３及び第２対物レンズ２５２を設けた構成を採用していた。しかし、単一のコリメータレンズ及び単一の対物レンズを用いた構成により上記実施形態と同様の機能を実現することも可能である。かかる構成を採用した本変形例にかかる情報記録再生装置ＲＰ３の構成を図５に示す。なお、同図において、上記図１及び図４と同様の要素については同様の符号を付してある。

同図に示すように、本変形例にかかるアクチュエータ部２５０には、ＢＤ、ＤＶＤ及ＣＤの３記録フォーマットに対応した開口数を有する互換対物レンズ２５０１が設けられ、この互換対物レンズ２５０１は、対物レンズホルダ２５０２に固定されて、可動機構２５０３により可動されるようになっている。

また、単一のコリメータレンズ２２１は、レンズホルダ２２２に固定され、このレンズホルダ２２２は、上記変形例２と同様にステップモータ２２３により光軸方向に対して平行に移動されるようにされている。

一方、このように、単一のコリメータレンズ２２１及び互換対物レンズ２５０１を用いようとする場合、第１半導体レーザ１１及び光源ユニット１０から出射された光ビームを如何にして、単一のコリメータレンズ２２１に入射させるかが問題となる。そこで、本変形例においては、光路合成部２１０を設けることとした。この光路合成部２１０は、第１半導体レーザ１１から出射される光ビームの光路上に設けられたミラー２１０１と、光源ユニット１０から出射される光ビームの光路上に設けられ、波長４０５ｎｍの光ビームを反射する一方、波長６５０ｎｍ及び７８０ｎｍの光ビームを透過させるダイクロイックミラー２１０２とを有している。

かかる光路合成部２１０の機能により、第１半導体レーザ１１から出力された光ビームは、ダイクロイックＰＢＳ２１１を透過した後、ミラー２１０１により図中上方に反射され、ダイクロイックミラー２１０２により、図中右方へと反射されて、コリメータレンズ２２１に入射されることとなる。また、当該光ビームの光ディスクＤＫにおける反射光は、コリメータレンズ２２１を介してダイクロイックミラー２１０２により図中下方に反射された後、ミラー２１０１により図中左方に反射され、更に、ダイクロイックＰＢＳ２１１により図中下方に反射されて、受光部３に導光されることとなる。

一方、光源ユニット１０から出力された光ビームは、リレーレンズ２００によりビーム径が調整された後、ハーフミラー２１２及びダイクロイックミラー２１０２を透過してコリメータレンズ２２１に入射される。そして、当該光ビームの光ディスクＤＫにおける反射光は、ダイクロイックミラー２１０２を透過して、ハーフミラー２１２において図中下方に反射され、ダイクロイックＰＢＳ２１１を透過して受光部３に導光されることとなる。

このようにして、本変形例にかかる情報記録再生装置ＲＰ３によれば、単一のコリメータレンズ２２１及び互換対物レンズ２５０１を利用しつつ、３つの記録フォーマットに対応した光ディスクＤＫに対する情報の記録再生を行うことが可能となり、光ピックアップ装置ＰＵ３の更なる小型化を実現することが可能となる。

実施形態における情報記録再生装置ＲＰの構成を示すブロック図である。 実施形態にかかるダイクロイックＰＳＢ２１１の反射特性を示す図である。 変形例１にかかるダイクロイックＰＳＢ２１１の反射特性を示す図である。 変形例２における情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図である。 変形例３における情報記録再生装置ＲＰ３の構成を示すブロック図である。

符号の説明

ＲＰ、ＲＰ２、ＲＰ３・・・情報記録再生装置
ＳＰ・・・信号処理部
Ｃ・・・制御部
Ｄ・・・駆動回路
ＰＵ、ＰＵ２、ＰＵ３・・・光ピックアップ装置
ＡＳ・・・アクチュエータサーボ回路
ＳＳ・・・ステップモータサーボ回路
Ｐ・・・再生部

Claims (5)

1. 各々波長の異なる３つの光ビームであって、最も波長の短い第１光ビームを出力する第１光源と、前記第１光ビームよりも波長の長い第２光ビームを出力する第２光源と、前記第２光ビームよりも波長の長い第３光ビームを出力する第３光源とを備え、前記第１、第２及び第３光ビームを、夫々、記録フォーマットの異なる光学式記録媒体に集光すると共に、前記第１、第２及び第３光ビームの前記光学式記録媒体における反射光を、夫々、受光する光ピックアップ装置であって、
   前記第１光源と第３光源が各々異なる位置に配置されると共に、前記第２光源が前記第１光源及び第３光源の何れか一方と同一筐体内にユニット化された光ビーム出力手段と、
   第１光路を介して前記第１光ビームを前記光学式記録媒体に集光させると共に、第２光路を介して前記第３光ビームを前記光学式記録媒体に集光させる一方、前記第２光ビームについては前記ユニット化された他の光源からの光ビームと略同一の光路を介して前記光学式記録媒体に集光させる往路集光手段と、
   単一のユニットとして構成され、前記第１、第２及び第３光ビームに対応した前記反射光を受光する受光手段と、
   入射光の偏光状態に依存して光を透過させ或いは反射させる光学素子を有し、前記第１光路を介して入射される前記反射光を前記受光手段に集光させる第１復路集光手段と、
   入射光の偏光状態に依存することなく一定の割合にて当該光を透過させ或いは反射させる光学素子を有し、前記第２光路を介して入射される前記反射光を前記受光手段に集光する第２復路集光手段と、
   を具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記第１復路集光手段は、少なくとも前記第１光ビームについては偏光状態に応じて反射或いは透過させる一方、前記第３光ビームについては偏光状態に依存することなく透過させる光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記光路上に配置され、少なくとも前記光学式記録媒体に集光する前記第１光ビームに発生する収差を補正する収差補正手段を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記往路集光手段は、前記第１光路と前記第２光路とを合成する合成手段と、前記合成手段により合成された光路を介して前記光学式記録媒体に前記第１、第２及び第３光ビームを集光する集光手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
5. 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の光ピックアップ装置と、
   前記光ピックアップ装置を駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御することにより、前記光学式記録媒体に対する情報の記録及び再生を制御する制御手段と、
   前記光ピックアップ装置における受光結果に対応した信号を出力する出力手段と、
   を具備することを特徴とする情報記録再生装置。

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