JP2009116960A - 光ピックアップ及びそれを備える光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤの特性を確保しながらＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４メディアに対応可能な薄型光ピックアップと、それを搭載した光学的情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】
第１の対物レンズ１１３と第２の対物レンズ２０７を情報記録媒体の接線方向に配置して対物レンズ駆動ユニット１１４に搭載し、２つの内部反射面を有しそれらの反射面が略直交する一体プリズムにより形成された光路変更光学素子１０７を設ける。さらに、偏光分離光学素子１０４を透過し光路変更光学素子１０７により光路を変更された第１の光ビームと、偏光分離光学素子１０４を反射しプリズム２０３で反射した第２の光ビームが情報記録媒体の接線方向に関して互いに異なる方向から通過可能な空間を前記対物レンズ駆動ユニット１１４に設ける。
【選択図】図６

Description

本発明は光学的情報記録媒体に情報信号を記録または再生する機能を持つ光ピックアップに係わる。

従来のＣＤ、ＤＶＤより大容量の光ディスクとして、近年、波長４０５ｎｍ帯域の青紫色レーザ光源を用い、データ保護層の厚さが約０.１ｍｍのＢＤ（Blu-ray Disc）、データ保護層の厚さが約０.６ｍｍのＨＤ ＤＶＤ（High-Definition DVD）という規格の異なる大容量光ディスクが開発されている。

現在のところＢＤ、ＨＤ ＤＶＤの規格が統一される動きはなく、市場には両規格の大容量光ディスクが存在する状況にある。このような状況下ではＢＤ、ＨＤ ＤＶＤの両規格に対応し、かつ従来のＣＤ、ＤＶＤにも対応した４メディア互換光ピックアップ、さらにノートパソコン、省スペース化デスクトップパソコン等に搭載可能な薄型の４メディア対応光ピックアップが求められる。

４メディア対応光ピックアップの例は特許文献１、特許文献２に記載されている。特許文献１では、「電気的に光の進行方向を切り換えるように設けられ、光ユニット側から入射される光を第１および第２の対物レンズのうち選択的に進める光路切換ユニットを備える」と記載されている。

また、特許文献２では、「基板厚の異なるＢＤおよびＨＤ ＤＶＤのいずれか一方用に設定された対物レンズと、液晶レンズを有するレンズアセンブリを備え、ＢＤの記録／再生時には液晶レンズをＯＮにして開口数０.８５で光ビームを照射し、ＨＤ ＤＶＤの記録／再生時には液晶レンズをＯＦＦにして開口数０.６５で光ビームを照射するようにする」と記載されている。

特開２００６−２４３５１公報（第１６頁、図２、図５） 特開２００７−２６５４０公報（第１７頁、図１、図２）

上記特許文献１では、ＢＤとＨＤ ＤＶＤ光学系がほとんど共通光路を通るため、ＢＤかＨＤ ＤＶＤのいずれかの光学系の組立調整が終了した時点でもう一方の光学系の調整を実施できず、特性確保が難しい。また、上記特許文献２では、ＢＤ対物レンズと液晶レンズを共通のホルダに配置する構成であるため、高さ方向の寸法が大きくなりスリム型ドライブに搭載可能な薄型光ピックアップに対応することが難しい。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４メディアに対応可能な薄型光ピックアップとそれを搭載した光学的情報記録再生装置を提供することを目的とする。

上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の構成、手段により達成することができる。

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。

すなわち、上記目的を達成するために、本発明の光ピックアップは、直線偏光の光ビームを出射するレーザ光源と、前記光ビームの偏光方向を変換する偏光方向変換素子と、前記偏光方向変換素子から出射した光ビームの偏光を分離する偏光分離光学素子と、前記偏光分離光学素子を透過した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第１の対物レンズと、前記偏光分離光学素子を反射した光ビームを反射させるプリズムと、前記プリズムから出射した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第２の対物レンズと、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを前記情報記録媒体の接線方向に並ぶように保持し、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを所定の方向に駆動させるための対物レンズ駆動ユニットと、２つの内部反射面を有し、前記２つの内部反射面が互いに略９０度の角度をなすように設けられた光路変更光学素子とを備えた構成とし、前記偏光分離光学素子を透過し前記光路変更光学素子により光路を変更された第１の光ビームと、前記偏光分離光学素子を反射し前記プリズムで反射した第２の光ビームとを、前記情報記録媒体の接線方向に関して互いに異なる方向から通過させることが可能な空間を前記対物レンズ駆動ユニットに形成する。

本発明によれば、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４種類の光学的情報記録媒体に対応した薄型光ピックアップとそれを搭載した光学的情報記録再生装置を提供することができる。

以下、本発明のＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４種類の光学的情報記録媒体に対応した薄型光ピックアップおよび光学的情報記録再生装置の実施例について説明する。ただし、対応する媒体は上記４種類に限定されず、例えば、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤあるいはＢＤ、ＤＶＤであっても良い。

本発明の光ピックアップの実施例１について、図１から図６を用いて説明する。

初めに、図１、図３、図６を用いてＢＤ光学系について説明する。図１、図２は本発明の光ピックアップをわかりやすく説明するため簡略化した図であり、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。図６は図１、図２で記載しなかった箇所を追加したＢＤ光学系および光ピックアップの詳細について、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。

初めに、図１、図３、図６を用いてＢＤ光学系について説明する。図１において、Ｘ方向は情報記録媒体（ＢＤ）の接線方向を、Ｙ方向は情報記録媒体（ＢＤ）の半径方向を示す。なお、＋Ｙ方向が情報記録媒体（ＢＤ）の内周側、−Ｙ方向が外周側に相当する。１０１は本実施例の光ピックアップの光学系部品、機構部品を搭載するピックアップケースを示す。

第１のレーザ光源である青紫色レーザ光源１０２から波長λ１=４０５ｎｍ帯で偏光方向が大部分±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の発散光ビームが出射し、偏光方向変換素子１０３に入射する。偏光方向変換素子１０３は、例えば、液晶を板ガラスで挟み込み透明電極を設けた液晶素子で構成され以下の２つの機能を持つ。

（1）図示しない駆動回路から所定の制御電圧を印加した時は、入射光ビームの直線偏光の方向を±Ｙ方向（Ｐ偏光）から±Ｙ方向と直交する±Ｚ方向（Ｓ偏光）に変換する。

（2）図示しない駆動回路から制御電圧を印加しない時は、入射光ビームの直線偏光の方向を変えずにそのまま透過させる。

本実施例のＢＤ光学系では偏光方向変換素子１０３に制御電圧を印加しない。そのため、±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）のまま偏光方向変換素子１０３から発散光ビームが出射し、偏光方向分離素子１０４に入射する。偏光方向分離素子１０４は、±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の光ビームをほぼ全透過させ、±Ｙ方向と直交する±Ｚ方向（Ｓ偏光）の光ビームをほぼ全反射させる機能を持つ。

偏光方向分離素子１０４をほぼ全透過した±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の発散光ビームは、第１のコリメートレンズ１０６により平行光ビームに変換され、偏光性格子６０１に入射する（図６参照）。偏光性格子６０１は±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の光ビームを回折することなく透過させ、±Ｚ方向（Ｓ偏光）の光ビームを回折させ複数の光ビームに分岐する機能を持つ。平行光ビームは±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）であるため、回折することなく偏光性格子６０１を透過する。

次に凹レンズ６０２と凸レンズ６０３のペアで構成されたビームエキスパンダ素子により光束径が１.１〜１.５倍程度に拡大された平行光ビームに変換され、凸レンズ６０３から出射する。凸レンズ６０３の出射面には、後ほど説明する第１の対物レンズ１１３の色収差を打ち消すために回折溝（輪帯）が形成されている。

ビームエキスパンダ素子は、エキスパンダ駆動機構６０４により凹レンズ６０２を基準位置から光路１０５の左右方向に並進駆動させ、凸レンズ６０３からの出射光ビームを平行光から弱発散光あるいは弱収束光に変更する機能を持つ。このビームエキスパンダ素子により情報記録媒体（ＢＤ）のデータ保護層の厚み誤差で発生する球面収差がキャンセルされ、情報記録媒体（ＢＤ）の情報記録面における光スポットが最良状態に保たれる。ここでは、最良状態とは光スポット径が最小あるいは光スポットの波面収差が最小の状態を意味する。

なお、エキスパンダ駆動機構６０４として、例えば、ステッピングモータと、凹レンズ６０２の位置を検出する光学センサを用いた機構、あるいは圧電素子と、凹レンズ６０２の位置の検出するホール素子センサを用いた機構等を用いることが可能である。エキスパンダ駆動機構６０４は図示しないＦＰＣと電気的に接続され、このＦＰＣは図示しないエキスパンダ駆動回路と電気的に接続されている。エキスパンダ駆動機構６０４は、ピックアップケース１０１において最も外周側に配置されている。

凸レンズ６０３から出射した平行光ビームは光路変更光学素子１０７に入射する。この光路変更光学素子１０７は台形状の一体プリズムで形成され、２つの内部反射面１０８、１１０を有し、それらが略直交するように形成されている。さらに、Ｙ方向すなわち情報記録媒体（ＢＤ）の半径方向（Ｙ方向）に配置されている。凸レンズ６０３から出射した平行光ビームは内部反射面１０８により光路１０５から光路１０９へと光路が９０度曲げられる。さらに、内部反射面１１０により光路１０９が光路１１１へと光路が９０度曲げられる。すなわち、光路変更光学素子１０７によって凸レンズ６０３から出射した平行光ビームは光路１０５から光路１１１へと光路が１８０度変更される。内部反射面１１０で反射された平行光ビームは１/４波長板６０５により円偏光に変換され、光路１１１の右方から左方へと進行し、対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。

ここで、図３を用い、対物レンズ駆動ユニット１１４周辺の構造について説明する。図３（Ａ）は上方から見た図を、図３（Ｂ）はＸ１−Ｘ１断面図を示している。

図３（Ａ）において、後ほど説明する第１の対物レンズ１１３、第２の対物レンズ２０７はＸ方向、すなわち情報記録媒体の接線方向に並べて配置され、共通のホルダ３０１に搭載されている。対物レンズ駆動ユニット１１４を小型化するため、第１の対物レンズ１１３の中心と第２の対物レンズ２０７の中心のＸ方向の間隔はできるだけ小さく設定され、本実施例では約４ｍｍ程度に設定している。

ホルダ３０１には図示しないフォーカス駆動コイル、トラッキング駆動コイル、チルト駆動コイルが設けられている。ホルダ３０１は複数のサスペンション３０３（例えば、断面が直径０.０５〜０.１ｍｍ程度の円形状の真直線ワイヤ）を介して基板３０４、サスペンションホルダ３０２と結合されている。サスペンション３０３は半田付けにより基板３０４に固定され、基板３０４は図示しないＦＰＣと電気的に接続され、このＦＰＣは図示しない対物レンズ駆動ユニット駆動回路と電気的に接続されている。

複数のマグネット３０５はホルダ３０１に対向して配置され、ヨーク３０６に固定されている。第１の対物レンズ１１３、第２の対物レンズ２０７は図示しないフォーカス駆動コイルに通電することにより図の±Ｚ方向に並進駆動（フォーカス動作）する。また、図示しないトラッキング駆動コイルに通電することにより図の±Ｙ方向に並進駆動（トラッキング動作）し、図示しないチルト駆動コイル通電することにより図のＸ軸回りに回転駆動（チルト動作）する。

図３（Ｂ）に示すように、サスペンションホルダ３０２、基板３０４、ヨーク３０６には、光路変更光学素子１０７の内部反射面１１０で反射された平行光ビーム３０９が図の−Ｘ方向、すなわち情報記録媒体の接線方向に通過可能な光ビーム通過空間３１０、３１１、３１２が設けられている。また、ヨーク３０６には後ほど説明する光ビーム通過空間３０８が設けられている。この構造によりホルダ３０１、複数のサスペンション３０３、複数のマグネット３０５の配置に影響を及ぼすことなく、対物レンズ駆動ユニット１１４の性能を確保することができる。また、このように、光ビーム通過空間３１０、３１１、３１２、３０８を設けたことにより、対物レンズ駆動ユニット１１４を平行光ビーム３０９の上方（＋Ｚ方向）に持上げて配置する必要がないので、光ピックアップの薄型化が可能になるという効果がある。

光ビーム通過空間３１０、３１１内を通過した平行光ビーム３０９は立上げミラー１１２により図の＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第１の対物レンズ１１３に入射して集光され、情報記録媒体（ＢＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。ここで、第１の対物レンズ１１３はＢＤ専用対物レンズであり、開口数０.８５のガラス製単レンズで形成されている。

情報記録面のトラックで反射した光ビームは第１の対物レンズ１１３を透過して平行光ビームとなり、立上げミラー１１２で反射されて光ビーム通過空間３１２、３１１、３１０内を図の＋Ｘ方向に通過する。この平行光ビームは１／４波長板６０５により±Ｚ方向の直線偏光（Ｓ偏光）に変換され、光路変更光学素子１０７に入射する。

以後、図１および図６に戻り説明する。図１において、光路変更光学素子１０７に入射した平行光ビームの光路１１１は、内部反射面１１０、１０８により１８０度曲げられて光路１０５に変更され、右方から左方へ（−Ｘ方向）に進行する。その後、ビームエキスパンダ素子の凸レンズ６０３、凹レンズ６０２を透過し、光束径が縮小された平行光ビームが多分割偏光性格子６０１に入射する。平行光ビームは±Ｚ方向の直線偏光（Ｓ偏光）なので、多分割偏光性格子６０１の格子面で±１次光に回折され、複数の光ビームに分岐される。なお、＋１次光と−１次光の分光比は必要に応じて任意に設定される。

さらに第１のコリメートレンズ１０６を透過して収束光となり、偏光方向分離素子１０４でほぼ１００％反射されて光路１１６に光路変更され、ＢＤ用光検出器１１７に入射する。ＢＤ用光検出器１１７には複数に分岐された光ビームを受光するため、複数の光検出面が設けられている。複数の光検出面はフォーカス誤差信号検出面、トラッキング誤差信号検出面、情報信号（ＲＦ）検出面で構成され、フォーカス誤差信号検出面とトラッキング誤差信号検出面は別々に設けられている。

本実施例のＢＤ光学系は１ビーム方式としており、サーボ信号の検出方式としてフォーカス誤差信号の検出にはダブルナイフエッジ法あるいはスポットサイズ法（ＳＳＤ）を、トラッキング誤差信号の検出にはプッシュプル法、ＤＰＤ法を用いることが可能である。なお、これらの検出方式は公知の技術であるため、ここでは説明を省略する。

ＢＤではＬ０層とＬ１層（層間隔約２５μｍ）の情報記録面を持つ２層媒体が存在する。本実施例ではＬ０層を再生している時にＬ１層から反射した不要光、あるいはＬ１層を再生している時にＬ０層から反射した不要光がＢＤ用光検出器１１７のトラッキング誤差信号検出面に入射することを防ぎ、トラッキング誤差信号が安定に検出できるように構成している。そのように偏光性格子６０１の格子分割形状、格子ピッチ、格子角度およびＢＤ用光検出器１１７のトラッキング誤差信号検出面が設定されている。

また、本実施例のＢＤ光学系は１ビーム方式であるが、図示しない情報記録媒体（ＢＤ）の回転中心と第１の対物レンズ１１３の中心を結ぶ軸線は、図１のＹ方向に対して平行ではなく傾きを持つ構成になっている。そのため、情報記録媒体（ＢＤ）の最内周（＋Ｙ方向）の方が最外周（−Ｙ方向）よりも情報記録媒体（ＢＤ）上の情報記録面の光スポットとトラックの接線方向のなす角度が大きい。そのため、情報記録媒体（ＢＤ）の情報記録面のトラックでの反射時に回折されたプッシュプルパターン（０次光と±１次回折光が重なったパターン）は情報記録媒体（ＢＤ）の半径方向位置により多分割偏光性格子６０１の格子面上で光路１０５の軸回りに回転することになり、その回転角度は情報記録媒体（ＢＤ）の最内周の方が最外周よりも大きい。その結果、最内周と最外周において前記プッシュプル法により検出される信号振幅に大きな差が生じてしまう。つまり、情報記録媒体（ＢＤ）の半径方向位置によってトラッキング誤差信号の信号振幅が変動し、トラッキングサーボに悪影響を及ぼすことになる。

そこで、本実施例では前記プッシュプル法で検出される信号振幅を情報記録媒体（ＢＤ）の半径方向位置で平均化して変動を抑制するため、偏光性格子６０１の格子面を光路１０５の軸回りに約７度回転させて偏光性格子６０１を配置している。さらに、図示していないが青紫色レーザ１０２と偏光方向変換素子１０３の間に、例えば２面の円筒面で形成された円筒レンズ形状のビーム整形素子を配置することが可能である。この場合、ＢＤ光学系の光利用効率が向上するのでＢＤの記録倍速向上を図ることが可能となる。

次に、図２、図３、図６を用いてＨＤ ＤＶＤ光学系について説明する。図２は本発明をわかりやすく説明するため簡略化した図であり、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。図６は図２で記載しなかった箇所を追加したＨＤ ＤＶＤ光学系および光ピックアップの詳細について、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。

図２において、Ｘ方向は情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の接線方向を、Ｙ方向は情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の半径方向を示す。なお、＋Ｙ方向が情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の内周側、−Ｙ方向が外周側に相当する。

第１のレーザ光源である青紫色レーザ光源１０２から波長λ１=４０５ｎｍ帯で偏光方向が大部分±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の発散光ビームが出射し、偏光方向変換素子１０３に入射する。本実施例のＨＤ ＤＶＤ光学系では偏光方向変換素子１０３に所定の制御電圧を印加し、偏光方向変換素子１０３に入射した発散光ビームの直線偏光方向を±Ｙ方向と直交する±Ｚ方向（Ｓ偏光）に変換して偏光方向変換素子１０３から出射させる。この出射発散光ビームは偏光方向分離素子１０４に入射するが、直線偏光方向が±Ｚ方向（Ｓ偏光）になっているので、ほぼ全反射して光路が２０１に変更される。

次にＨＤ補助レンズ２０２を透過して発散状態が変更され（平行光に近づく）、ＨＤ回折格子６１１により１本のメイン光ビームと２本のサブ光ビームに分岐され、第２の３波長プリズム２０３でほぼ全反射され光路が２０４に変更される。ここで、３波長プリズムとは、ＨＤ ＤＶＤ光、ＤＶＤ光及びＣＤ光の波長の異なるいずれの光にも対応したプリズムである。偏光方向分離素子１０４と第２の３波長プリズム２０３は図のＹ方向、すなわち情報記録媒体の半径方向に並べて配置され、偏光方向分離素子１０４は第２の３波長プリズム２０３よりも情報記録媒体の外周側（−Ｙ方向）に配置されている。

次に発散光ビームは第２のコリメートレンズ２０５を透過して平行光ビームに変換される。第２のコリメートレンズ２０５から出射した平行光ビームは３波長液晶収差補正素子６０８に入射し、３波長１／４波長板６０９によって円偏光に変換され、光路２０４の左方から右方へ進行し対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。ここで、３波長液晶収差補正素子とは、ＨＤ ＤＶＤ光、ＤＶＤ光、ＣＤ光のいずれの光にも対応した液晶収差補正素子である。また、３波長１／４波長板６０９は、ＨＤ ＤＶＤ光、ＤＶＤ光、ＣＤ光の互いに波長の異なるいずれの光に対しても１／４波長板として機能する素子である。

図３（Ｂ）に示すように、対物レンズ駆動ユニット１１４のヨーク３０６には第２のコリメートレンズ２０５から出射した平行光ビーム３０７が図の＋Ｘ方向、すなわち情報記録媒体の接線方向に通過可能な光ビーム通過空間３０８が設けられている。この光ビーム通過空間３０８内を通過した平行光ビーム３０７は３波長立上げミラー２０６により図の＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。ここで、３波長立上げミラー２０６はＨＤ ＤＶＤ光、ＤＶＤ光、ＣＤ光の互いに波長の異なるいずれの光に対してもほぼ全反射する機能を持つ素子である。

第２の対物レンズ２０７はＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ互換対物レンズであり、プラスチック製の単レンズで形成され、入射面には互換を実現するために回折溝が設けられている。ＨＤ ＤＶＤの場合、開口数は約０.６５〜０．６７に設定されている。本実施例では、ＨＤ ＤＶＤ光学系の光学倍率（ＨＤ補助レンズ２０２と第２のコリメートレンズ２０５の合成焦点距離／第２の対物レンズ２０７のＨＤ ＤＶＤ焦点距離）を約７倍としている。

ここで、本実施例では、第１の対物レンズ１１３（ＢＤ専用レンズ）と第２の対物レンズ２０７（ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ互換対物レンズ）の２個の対物レンズをホルダ３０１に搭載しているが、第１の対物レンズ１１３に対して第２の対物レンズ２０７に相対的な取付角度誤差が発生する場合がある。そのため、第２の対物レンズ２０７において、情報記録媒体の半径方向と接線方向で情報記録媒体に対する角度が最適角度からずれる。この角度を最適角度に補正するため、第２のコリメートレンズ２０５と第２の対物レンズ２０７の間に３波長液晶収差補正素子６０８が設けられている。

情報記録媒体に対する半径方向と接線方向の角度誤差はコマ収差に相当するので、３波長液晶収差補正素子６０８は情報記録媒体の半径方向と接線方向の２方向で発生するコマ収差を補正する機能を持つ。ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤのうち、ＨＤ ＤＶＤが最もトラックピッチ、マーク長が小さくかつ波長が短いため最も角度誤差に厳しく、波長λ１=４０５ｎｍで最もよくコマ収差が補正されるように３波長液晶収差補正素子６０８の電極パターンが設定されている。なお、ＨＤ ＤＶＤに比べて補正量は異なるがＤＶＤ、ＣＤに対しても半径方向と接線方向の２方向で発生するコマ収差が補正されるように３波長液晶収差補正素子６０８の電極パターンが設定されている。

また、ＨＤ ＤＶＤには２層の情報記録面を持つ２層媒体が存在するが、今後３層媒体の開発が予想される。３波長液晶収差補正素子６０８に図示しない球面収差補正光学素子を追加する、あるいは３波長液晶収差補正素子６０８のうち情報記録媒体の半径方向のコマ収差補正機能を削除（この場合、前記対物レンズ駆動ユニットのチルト動作の負担が少し増加するものの支障が出るレベルではない）し、球面収差補正光学素子を追加することによりＨＤ ＤＶＤの情報記録面のトラックに照射された光スポットの球面収差が減少して光スポットの品質が向上する効果がある。その結果、２層媒体の層間隔誤差が規格よりも大きい媒体に対応する、あるいは３層媒体に対応することが可能となる。

情報記録面のトラックで反射した光ビームは第２の対物レンズ２０７を透過して平行光ビームとなり、３波長立上げミラー２０６で反射されて光ビーム通過空間３０７内を図の−Ｘ方向に通過する。

以後、図２および図６に戻り説明する。この平行光ビームは３波長１／４波長板６０９により±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）に変換され、３波長液晶収差補正素子６０８を透過し、第２のコリメートレンズ２０５を透過して収束光ビームとなり、第２の３波長プリズム２０３に入射する。この収束光ビームは第２の３波長プリズム２０３、第１の３波長プリズム２０９を透過し、検出レンズ６１０を透過してＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器２１０に集光されて入射する。検出レンズ６１０は所望の非点収差量を設定し、非点収差の方向を任意に回転させるとともに光検出器２１０上での集光スポットの大きさを決める機能を持つ。光検出器２１０には前記３本の光ビームを受光するため、光検出面が±Ｚ方向（上下方向）に３つ並べて配置されている。光検出面は、田の字状に４つの領域に区分されている。本実施例のＨＤ ＤＶＤ光学系ではサーボ信号の検出方式としてフォーカス誤差信号の検出に非点収差法あるいは差動非点収差法を、トラッキング誤差信号の検出にＤＰＰ法、ＤＰＤ法を用いることが可能である。なお、これらの検出方式は公知の技術であるためここでは説明を省略する。

以下、本実施例による効果についてまとめて説明する。本実施例では青紫色レーザ光源の出射光ビームの偏光方向を変換する偏光方向変換素子、ＢＤ光路を１８０度変更するため一体型で２面の内部反射面を持つ光路変更光学素子を設け、ＢＤ光学系とＨＤ ＤＶＤ光学系でほとんど共通光路がなく、平行、直角な光路とした。さらに、対物レンズ駆動ユニットの性能に影響を及ぼさない構造部品にＢＤ光、ＨＤ ＤＶＤ光の両方の平行光ビームが通過可能な空間を設け、ＢＤ光を−Ｘ方向から、ＨＤ ＤＶＤ光を＋Ｘ方向から、すなわち、互いに反対方向である情報記録媒体の接線方向から両方の光ビームを別個の対物レンズに入射させるようにした。そのため、以下に示す効果が得られる。

（１）ＢＤ光学系とＨＤ ＤＶＤ光学系で光学設計、実装設計、ピックアップケースの設計が比較的容易であり、さらに、それぞれの光学系で最適な光学設計が可能となる。
（２）ＢＤ光学系とＨＤ ＤＶＤ光学系の組立調整を独立に行うことができるので、生産性の良い光ピックアップを実現できる。
（３）最もコストが高い青紫色レーザ光源を１個にしてＢＤとＨＤ ＤＶＤの両方に対応できるため、光ピックアップのコスト上昇を抑えることが可能となる。
（４）対物レンズ駆動ユニットと光学系を厚み方向に寸法を増加させずに平面的に配置可能であるため、スリム型ドライブに搭載可能な薄型光ピックアップを実現できる。

本実施例では、立上げミラー１１２、３波長立上げミラー２０６が平板で形成されているが、これに限定されず、例えば図４（Ａ）に示すように三角プリズム状の３波長立上げミラー４０１、立上げミラー４０２としても良い。あるいは、図４（Ｂ）に示すように、一体化したプリズム状の３波長対応立上げミラー４０３とし、２面の反射面４０４、４０５を設けるようにしても良い。

本実施例では、光路変更光学素子１０９として、一体に形成し２面の内部反射面を持つ台形状のプリズムを用いている。そして、台形の下底側の面から光ビームを入射させ、台形状のプリズムの内部において、２つ反射面で反射させた後、下底側の面の入射光ビームの位置とは異なる位置から光ビームを出射させる。かかる台形状のプリズムに入射する光ビームと、台形状のプリズムから出射する光ビームは互いに平行で向きが１８０度異なっている。ここで、平行とは、理想的なものであり、プリズムの設計誤差などにより発生するズレをも含む概念である。

この光路変更光学素子として、例えば、図５（Ａ）に示すように分離した２個の三角プリズム５０２、５０４とし、内部反射面５０１、５０３を設けることも考えられる。あるいは、図５（Ｂ）に示すように２枚の平板状反射ミラー５０５、５０６を設けることも考えられる。しかし、いずれも２つの反射面が分離した構造になっているため、組立時に第１の対物レンズ１１３に入射するＢＤ光の光軸ずれが発生しやすく、光軸調整精度が劣化してＢＤ光の情報記録媒体記録面における光スポットの品質が低下してしまうという欠点がある。その点、図１に示した台形状のプリズムで形成される光路変更光学素子１０９を用いると、２つの反射面が一体で形成されかつ高い部品精度が期待できるので光軸調整がしやすく、かつ高い光軸調整精度が出せるため、ＢＤ光の情報記録媒体記録面における光スポットの品質を高くすることができる。また、光路変更光学素子１０９はガラスで形成されているのでＢＤ光学系の光路長を短くすることができる。

光路偏光光学素子１０は、図１に示した台形状のプリズム１０７に限らず、入射した光ビームが素子の内部で反射し、入射光ビームとは異なる位置から、入射光ビームに対して略１８０度反対方向に出射させる機能を有する光学素子であれば、どのような形状でも良い。例えば、互いに９０度の角度を有する２つの反射面を有する直角プリズムを光路偏光光学素子として用いても良い。

次に、図２、図３、図６を用いてＤＶＤ、ＣＤ光学系について説明する。図２は本発明をわかりやすく説明するため簡略化した図であり、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。図６は図２で記載しなかった箇所を追加したＤＶＤ、ＣＤ光学系および光ピックアップの詳細について、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。

図２において、２０８は２波長マルチレーザを示しており、波長λ２＝６６０ｎｍ帯の光ビームを出射する図示しないＤＶＤレーザチップと、波長λ３＝７８０ｎｍ帯の光ビームを出射する図示しないＣＤレーザチップが搭載されている。まず、ＤＶＤ光学系について説明する。

２波長マルチレーザ２０８のＤＶＤレーザチップから大部分が±Ｘ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の発散光ビームが出射される。この発散光ビームは、２波長１／２波長板６０６に入射すると、±Ｘ方向と直交する±Ｚ方向の直線偏光（Ｓ偏光）に変換されて出射される。なお、２波長１／２波長板６０６は波長λ２＝６６０ｎｍ帯のＤＶＤ光ビームと波長λ３＝７８０ｎｍ帯のＣＤ光ビームが入射したときに、両方の波長に対して１／２波長板として機能する素子である。２波長１／２波長板６０６から出射した発散光ビームは、２枚構成でそれぞれに波長選択性を持たせた素子であるＤＶＤ／ＣＤ回折格子６０７に入射する。

ＤＶＤ／ＣＤ回折格子６０７に波長λ２＝６６０ｎｍ帯のＤＶＤ光ビームが入射すると回折角度θ１で、波長λ３＝７８０ｎｍ帯のＣＤ光ビームが入射すると回折角度θ１とは異なる回折角度θ２で１本のメイン光ビームと２本のサブ光ビームに分岐される。ＤＶＤ／ＣＤ回折格子６０７から出射した発散光ビームは第１の３波長プリズム２０９でほぼ全反射され、光路が２０４に変更される。第２の３波長プリズム２０３を透過し、第２のコリメートレンズ２０５により平行光ビームに変換される。第２のコリメートレンズ２０５を出射した平行光ビームは３波長液晶収差補正素子６０８に入射する。

３波長液晶収差補正素子６０８は、既に説明したＨＤ ＤＶＤ光に比べて補正量は異なるがＤＶＤ、ＣＤ光に対しても情報記録媒体の半径方向と接線方向の２方向で発生するコマ収差を補正する機能を持つ。３波長液晶収差補正素子６０８を透過した平行光ビームは、３波長１／４波長板６０９によって円偏光に変換され、光路２０４の左方から右方へ進行し対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。

図３（Ｂ）に示すように、対物レンズ駆動ユニット１１４のヨーク３０６には第２のコリメートレンズ２０５から出射した平行光ビームが図の＋Ｘ方向、すなわち情報記録媒体の接線方向に通過可能な光ビーム通過空間３０８が設けられている。この光ビーム通過空間３０８内を通過した平行光ビームは３波長立上げミラー２０６により図の＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＤＶＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。

第２の対物レンズ２０７において、ＤＶＤの場合、開口数は約０.６５に設定されている。本実施例では、ＤＶＤ光学系の光学倍率（第２のコリメートレンズ２０５の焦点距離／第２の対物レンズ２０７のＤＶＤ焦点距離）を約５〜６倍としている。情報記録面のトラックで反射した光ビームは第２の対物レンズ２０７を透過して平行光ビームとなり、３波長立上げミラー２０６で反射されて光ビーム通過空間３０７内を図の−Ｘ方向に通過する。

以後、図２および図６に戻り説明する。この平行光ビームは３波長１／４波長板６０９により±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）に変換され、３波長液晶収差補正素子６０８を透過し、第２のコリメートレンズ２０５を透過して収束光ビームとなり、第２の３波長プリズム２０３に入射する。この収束光ビームは第２の３波長プリズム２０３、第１の３波長プリズム２０９を透過し、検出レンズ６１０を透過してＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器２１０に集光されて入射する。本実施例のＤＶＤ光学系では、ＤＶＤ用光検出面を既に説明したＨＤ ＤＶＤ用光検出面と共用化している。そのため、サーボ信号の検出にはＨＤ ＤＶＤ光学系と同じ方式を使用できる。

次にＣＤ光学系について説明する。２波長マルチレーザ２０８のＣＤレーザチップから大部分が±Ｘ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の波長λ３＝７８０ｎｍ帯の発散光ビームが出射される。その後はＤＶＤとほぼ同じ光路を進行し、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＣＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。第２の対物レンズ２０７において、ＣＤの場合、開口数は約０.５１〜０．５３に設定されている。本実施例では、ＣＤ光学系の光学倍率（第２のコリメートレンズ２０５の焦点距離／第２の対物レンズ２０７のＣＤ焦点距離）はＤＶＤとほぼ同じであり、約５〜６倍となる。

情報記録面のトラックで反射した光ビームはＤＶＤとほぼ同じ光路を進行し、検出レンズ６１０を透過してＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器２１０に集光されて入射する。ＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器２１０には、前記３本の光ビームを受光するため、ＤＶＤ用光検出面の側方（Ｙ方向）に田状の光検出面を±Ｚ方向（上下方向）に３つ並べて配置したＣＤ用光検出面が設けられている。このようにしたのは、２波長マルチレーザ２０８のＣＤの発光点がＤＶＤの発光点に対してＸ方向（横方向）に約１１０μｍ離れていることによる。なお、本実施例では図示していないが、レーザ光源の前方に向けて出射する光ビームを受光するためのフロントモニタ素子を設けている。フロントモニタ素子により出射光ビームの光量を検出し、その検出光量をレーザ光源の制御回路にフィードバックすることで情報記録媒体に照射される光ビームの光量を所望の値に制御する。

本実施例では、第２のコリメートレンズ２０５をＨＤ ＤＶＤ光学系とＤＶＤ光学系の共通光路に配置し、ＨＤ補助レンズ２０２をＨＤ ＤＶＤ光学系のみの光路に配置した。つまり、第２のコリメートレンズ２０５によりＤＶＤ、ＣＤ光学系の光学倍率が決まり、第２のコリメートレンズ２０５とＨＤ補助レンズ２０２によりＨＤ ＤＶＤ光学系の光学倍率が決まる。そのため、ＤＶＤ、ＣＤ光学系とＨＤ ＤＶＤ光学系の両方の光学系で最適な光学倍率を設定できるという効果がある。また、ＨＤ ＤＶＤ用光検出面とＤＶＤ用光検出面を共用しているので、ＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器の光検出面を簡素化できるという効果がある。

以上、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４種類の光学的情報記録媒体に対応した光ピックアップの実施例を説明してきたが、これに限定されることはない。

例えば、図７に示すように、図６から偏光方向変換素子１０３、ＨＤ補助レンズ２０２、ＨＤ回折格子６１１を削除し、ピックアップケース１０１を共通化しながらＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類の光学的情報記録媒体に対応した光ピックアップに変更することが可能である。（Ａ）は７０１を第２の３波長プリズム２０３と同じ材質のガラスブロックとして配置した場合を示しており、（Ｂ）は（Ａ）の７０１を削除し、コリメートレンズ７０３を図６の第２のコリメートレンズ２０５から変更した場合を示している。この場合、ＤＶＤ、ＣＤ光学系の光学倍率を図６から変更することが可能となり、光学設計の自由度を向上できるという効果がある。

ここで、本実施例の形態をとらずに、第１の対物レンズ１１３と第２の対物レンズ２０７を情報記録媒体の半径方向に並べて配置した場合のＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ対応光ピックアップの問題点を説明する。この場合、第２の対物レンズ２０７と第１の対物レンズ１１３を情報記録媒体の半径方向（Ｙ方向）に並べて配置することになるが、対物レンズ駆動ユニットを小型化するため２つの対物レンズの中心間隔をできるだけ小さく設定することが必要である。また、第１の対物レンズ１１３を第２の対物レンズ２０７よりも情報記録媒体の外周側に配置する（逆に、対物レンズ１１３を第２の対物レンズ２０７よりも情報記録媒体の内周側に配置しても良い）ため、第１の対物レンズ１１３を情報記録媒体の最外周位置にアクセス可能とするためには、ピックアップケースについて情報記録媒体の回転中心と第２の対物レンズ２０７の中心と第１の対物レンズ１１３の中心を結ぶ軸線方向の寸法を図１、図２、図６で示したピックアップケース１０１に比べて２つの対物レンズ中心間隔の分だけ小さくしなければならない。つまり、ピックアップケースの情報記録媒体半径方向の寸法を前記ピックアップケース１０１に比べて小さくしなければならない。そのため、以下に示すような問題点が発生する。

（１）ＢＤ光学系の光路と、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ光学系の光路をともに傾けなければ光学系を配置できない。そのため、光学設計、実装設計、ピックアップケースの設計が難しくなる。
（２）上記（１）により、光学系の組立調整が難しくなる。
（３）上記（１）により、偏光方向分離素子と３波長プリズムを特殊形状にしなければならず、光ピックアップのコストが上昇する。
（４）上記（１）により、球面収差補正用の可動ＢＤコリメートレンズを斜めに配置せざるを得ないので、光ピックアップ全体が情報記録媒体の半径方向にシーク動作した際、慣性力により可動ＢＤコリメートレンズの位置が光軸方向にずれやすくなり球面収差補正性能が低下する。

本実施例の光ピックアップでは構成上、上記問題点は発生しないので第１の対物レンズ１１３と第２の対物レンズ２０７を情報記録媒体の半径方向に並べて配置する場合に比べると優位な構成であると言える。

本発明の光ピックアップの実施例２について、図８、図９を用いて説明する。図８はＢＤ光学系を示しており、（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。ＢＤ光学系については実施例１と同じであるため、ここでは説明を省略する。

次に、図９を用いてＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ光学系について説明する。（Ａ）は上方から見た図を、（Ｂ）、（Ｃ）は側面から見た図を示す。実施例１と異なる点は、ＤＶＤ、ＣＤ光学系に第１のホログラムユニットであるＤＶＤホログラムユニット９０５、第２のホログラムユニットであるＣＤホログラムユニット９０７を用いたこと、それに伴いＨＤ ＤＶＤ光学系を一部変更したことである。

まず、ＨＤ ＤＶＤ光学系について説明する。第１のレーザ光源である青紫色レーザ光源１０２から波長λ１=４０５ｎｍ帯で偏光方向が大部分±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）の発散光ビームが出射し、偏光方向変換素子１０３に入射する。本実施例のＨＤ ＤＶＤ光学系では偏光方向変換素子１０３に所定の制御電圧を印加し、偏光方向変換素子１０３に入射した発散光ビームの直線偏光方向を±Ｙ方向と直交する±Ｚ方向（Ｓ偏光）に変換して偏光方向変換素子１０３から出射させる。この出射発散光ビームは偏光方向分離素子１０４に入射するが、直線偏光方向が±Ｚ方向（Ｓ偏光）になっているので、ほぼ全反射して光路が２０１に変更される。

次にＨＤ補助レンズ９０１を透過して発散状態が変更され（平行光に近づく）、ＨＤ多分割偏光性格子９０９に入射する。このＨＤ多分割偏光性格子９０９は±Ｚ方向の直線偏光（Ｓ偏光）の光ビームを回折することなく透過させ、±Ｙ方向（Ｐ偏光）の光ビームを回折させ複数の光ビームに分岐する機能を持つ。前記発散光ビームは±Ｚ方向の直線偏光（Ｓ偏光）であるため、回折することなくＨＤ多分割偏光性格子９０９を透過する。その後、第３の３波長プリズム９０２でほぼ全反射され、第４のコリメートレンズ９０３を透過して平行光ビームに変換される。

本実施例では、第３の３波長プリズム９０２は、波長λ１=４０５ｎｍ帯の光ビームを偏光方向に関係なくほぼ全反射させ、波長λ２=６６０ｎｍ帯の光ビーム、波長λ３=７８０ｎｍ帯の光ビームを偏光方向に関係なくほぼ全透過させる機能を持つ。また、本実施例では、ＨＤ ＤＶＤ光学系の光学倍率（合成焦点距離／第２の対物レンズ２０７のＨＤ ＤＶＤ焦点距離）を約７倍としている。

第４のコリメートレンズ９０３から出射した平行光ビームは、３波長液晶収差補正素子６０８に入射し、３波長１／４波長板６０９によって円偏光に変換され、対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。実施例１と同様に、光ビーム通過空間３０８内を通過した平行光ビーム３０７は３波長立上げミラー２０６により図の＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。

情報記録面のトラックで反射した光ビームは実施例１と同様に、第２の対物レンズ２０７を透過して平行光ビームとなり、３波長立上げミラー２０６で反射されて光ビーム通過空間３０７内を図の−Ｘ方向に通過する。この平行光ビームは３波長１／４波長板６０９により±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）に変換され、３波長液晶収差補正素子６０８を透過し、第４のコリメートレンズ９０３を透過して収束光ビームとなり、第３の３波長プリズム９０２に入射する。この収束光ビームは第３の３波長プリズム９０２によりほぼ全反射され、ＨＤ多分割偏光性格子９０９に入射する。この収束光ビームは±Ｙ方向の直線偏光（Ｐ偏光）なので、ＨＤ多分割偏光性格子９０９の格子面で±１次光に回折され、複数の光ビームに分岐される。なお、＋１次光と−１次光の分光比は必要に応じて任意に設定される。

さらにＨＤ補助レンズ９０１、偏光方向分離素子１０４をほぼ全透過し、ＢＤ用光検出器１１７に入射する。つまり、光検出器をＢＤ光学系と共用化している。ＨＤ偏光性格子９０９は、分割形状は実施例１で説明した偏光性格子６０１と同じであるが、格子面での入射光ビーム径がＢＤ光学系とは異なるため寸法は異なっている。また、ＢＤ用の複数の光検出面と同じ位置に複数の光ビームが入射するようＨＤ多分割偏光性格子９０９の格子ピッチ、格子角度が設定されている。光検出器をＢＤ光学系と共用しているので、サーボ信号の検出方式はＢＤ光学系と同じである。

本実施例のＨＤ ＤＶＤ光学系は１ビーム方式であり、図示しない情報記録媒体（ＨＤ ＤＶＤ）の回転中心と第２の対物レンズ２０７の中心を結ぶ軸線は、図９のＹ方向に対して平行であり傾きを持たない。そのため、情報記録媒体の最内周（＋Ｙ方向）と最外周（−Ｙ方向）で情報記録媒体上の情報記録面の光スポットと、トラックの接線方向のなす角度は同じである。従ってＢＤ光学系とは異なり、ＨＤ多分割偏光性格子９０９の格子面を光軸回りに回転させる必要はない。

次にＤＶＤ光学系について説明する。９０５は第１のホログラムユニットであるＤＶＤホログラムユニットを示しており、図示しないレーザ発光部から波長λ２＝６６０ｎｍ帯の直線偏光の発散光ビーム（Ｐ偏光）が出射され、ダイクロプリズム９０６の反射面でほぼ全反射する。本実施例のダイクロプリズム９０６は波長λ２＝６６０ｎｍ帯のＤＶＤ光を偏光方向に関係なくほぼ全反射させ、波長λ３＝７８０ｎｍ帯のＣＤ光を偏光方向に関係なくほぼ全透過させる機能を持つ。その後、第３の３波長プリズム９０２をほぼ全透過し、第４のコリメートレンズ９０３を透過して平行光ビームに変換される。なお、本実施例ではＤＶＤ光学系の光学倍率を約５〜６倍に設定している。

その後、平行光ビームは３波長液晶収差補正素子６０８に入射し、３波長１／４波長板６０９によって円偏光に変換され、対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。実施例１と同様に、光ビーム通過空間３０８内を通過した平行光ビームは３波長立上げミラー２０６により＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＤＶＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。

情報記録面のトラックで反射した光ビームは実施例１と同様に、第２の対物レンズ２０７を透過して平行光ビームとなり、３波長立上げミラー２０６で反射されて光ビーム通過空間３０７内を−Ｘ方向に通過する。この平行光ビームは３波長１／４波長板６０９によりＳ偏光に変換され、３波長液晶収差補正素子６０８を透過し、第４のコリメートレンズ９０３を透過して収束光ビームとなり、第３の３波長プリズム９０２を透過する。その後、ダイクロプリズム９０６の反射面でほぼ全反射され、第１のホログラムユニット９０５であるＤＶＤホログラムユニットの図示しない光検出部に入射する。

次にＣＤ光学系について説明する。９０７は第２のホログラムユニットであるＣＤホログラムユニットを示しており、図示しないレーザ発光部から波長λ３＝７８０ｎｍ帯の直線偏光の発散光ビーム（Ｐ偏光）が出射され、ＣＤ補助レンズ９０８、ダイクロプリズム９０６を透過する。その後、第３の３波長プリズム９０２を透過し、第４のコリメートレンズ９０３を透過して平行光ビームに変換される。本実施例では、ＣＤ補助レンズ９０８と第４のコリメートレンズ９０３によりＣＤ光学系の光学倍率を約４倍に設定している。その後、３波長液晶収差補正素子６０８に入射し、３波長対応の１／４波長板６０９によって円偏光に変換され、対物レンズ駆動ユニット１１４内を通過する。

実施例１と同様に、光ビーム通過空間３０８内を通過した平行光ビームは３波長立上げミラー２０６により＋Ｚ方向に光路を曲げられ、第２の対物レンズ２０７に入射して集光され、情報記録媒体（ＣＤ）の情報記録面のトラックに光スポットが照射される。情報記録面のトラックで反射した光ビームは実施例１と同様に、第２の対物レンズ２０７を透過して平行光ビームとなり、３波長立上げミラー２０６で反射されて光ビーム通過空間３０７内を−Ｘ方向に通過する。この平行光ビームは３波長１／４波長板６０９によりＳ偏光に変換され、３波長液晶収差補正素子６０８を透過し、第４のコリメートレンズ９０３を透過して収束光ビームとなり、第３の３波長プリズム９０２を透過する。その後、ダイクロプリズム９０６、ＣＤ補助レンズ９０８を透過し第２のホログラムユニット９０７であるＣＤホログラムユニットの図示しない光検出部に入射する。なお、ホログラムユニットは公知の技術であるため、ここでは説明を省略する。

本実施例では、ＤＶＤホログラムユニットとＣＤホログラムユニットを使用し、第４のコリメートレンズ９０３をＤＶＤ光学系とＣＤ光学系の共通光路に配置し、ＣＤ補助レンズ９０８をＣＤ光学系のみの光路に配置した。つまり、第４のコリメートレンズ２０５によりＤＶＤ光学系の光学倍率が決まり、第４のコリメートレンズ９０３とＣＤ補助レンズ９０８によりＣＤ光学系の光学倍率が決まる。本実施例ではＤＶＤ光学系の光学倍率を約５〜６倍、ＣＤ光学系の光学倍率を約４倍というＤＶＤ、ＣＤ各光学系でより最適な光学倍率を設定でき、特にＣＤ光学系の光利用効率を大きく向上できるという効果がある。

また、第２の対物レンズ２０７、すなわちＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ互換対物レンズは３媒体の互換をとるため入射面に回折溝が設けられているが、ＤＶＤ、ＣＤの入射光を平行状態から弱発散あるいは弱収束状態に設計変更することによりＤＶＤ、ＣＤでの効率が向上するという設計が可能である。本実施例ではＤＶＤ光学系とＣＤ光学系が別々であるため、上記設計変更を利用でき、ＤＶＤ光学系、ＣＤ光学系の光利用効率をさらに向上できるという効果がある。さらに、ＤＶＤホログラムユニットとＣＤホログラムユニットを用いたことにより、情報記録媒体の回転中心と第２の対物レンズ２０７の中心を結ぶ軸線に対し一方の側にＤＶＤ光学系とＣＤ光学系と青紫色レーザ光源をまとめて配置でき、光学系が大型化、複雑化することを防ぐことができる。

これまではＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４種類の光学的情報記録媒体に対応した光ピックアップの実施例について説明してきたが、本実施例では上記光ピックアップを搭載した光学的情報記録再生装置の実施例について、図１０を用いて説明する。

図１０は情報の記録および再生を行う情報記録再生装置１００１の概略ブロック図を示している。１００２は本発明の光ピックアップを示しており、この光ピックアップ１００２から検出された信号は信号処理回路内のサーボ信号生成回路１００３および情報信号再生回路１００４に送られる。

サーボ信号生成回路１００３では、光ピックアップ１００２より検出された信号から光ディスク１００５に適したフォーカス制御信号、トラッキング制御信号、球面収差検出信号が生成され、これらをもとに対物駆動ユニット回路１００６を経て光ピックアップ１００２内の（図示しない）対物レンズアクチュエータを駆動し、対物レンズ１００７の位置制御を行う。また、上記サーボ信号生成回路１００３では上記光ピックアップ１００２より球面収差検出信号が生成され、この信号をもとに球面収差補正駆動回路１００８を経て光ピックアップ１００２内の（図示しない）球面収差補正光学系の補正レンズを駆動する。

また、情報信号再生回路１００４では光ピックアップ１００２から検出された信号から光ディスク媒体１００５に記録された情報信号が再生され、その情報信号は情報信号出力端子１００９へ出力される。なお、サーボ信号生成回路１００３および、情報信号再生回路１００４で得られた信号の一部はシステム制御回路１０１０に送られる。

システム制御回路１０１０からはレーザ駆動用信号が送られ、レーザ光源点灯回路１０１１を駆動させて（図示しない）フロントモニタを用いて発光量の制御を行い、光ピックアップ１００２を介して、光ディスク媒体１００５に信号を記録する。また、偏光方向変換素子駆動回路１０１９を駆動させて、光ピックアップ１００２内の（図示しない）偏光方向変換素子に所定電圧を印加あるいは印加しない制御を行う。なお、このシステム制御回路１０１０にはアクセス制御回路１０１２とスピンドルモータ駆動回路１０１３が接続されており、それぞれ、光ピックアップ１００２のアクセス方向位置制御や光ディスク１００５のスピンドルモータ１０１４の回転制御が行われる。なお、上記情報記録再生装置１００１をユーザが制御する場合、ユーザ入力処理回路１０１５にユーザが指示することによって制御を行う。その際、情報記録再生装置の処理状態等の表示は表示処理回路１０１６によって行われる。

実施例１において、本発明のＢＤ光学系を簡略化して示した図 実施例１において、本発明のＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ光学系を簡略化して示した図 実施例１において、対物レンズ駆動ユニット１１４周辺の構造を説明する図 実施例１において、立上げミラー１１２、３波長立上げミラー２０６の別の例を示す図 実施例１において、別の光路変更光学素子にした場合の図 実施例１において、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ対応光ピックアップの詳細を示す図 ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ対応光ピックアップの例を示す図。 実施例２において、ＢＤ光学系を示す図 実施例２において、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ光学系を示す図 実施例３において、情報の記録および再生を行う情報記録再生装置の概略ブロック図

符号の説明

１０２ 青紫色レーザ光源
１０３ 偏光方向変換素子
１０４ 偏光方向分離素子
１０７ 光路変更光学素子
１１３ 第１の対物レンズ
１１４ 対物レンズ駆動ユニット
１１７ ＢＤ用光検出器
２０３ 第２の３波長プリズム
２０５ 第２のコリメートレンズ
２０７ 第２の対物レンズ
２０８ ２波長マルチレーザ
２０９ 第１の３波長プリズム
２１０ ＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ光検出器
３０８ ヨーク３０６に設けた光ビーム通過空間
３１０ 基板３０４に設けた光ビーム通過空間
３１１ サスペンションホルダ３０２に設けた光ビーム通過空間
３１２ ヨーク３０６に設けた光ビーム通過空間
９０５ 第１のホログラムユニットであるＤＶＤホログラムユニット
９０７ 第２のホログラムユニットであるＣＤホログラムユニット
１０１９ 偏光方向変換素子駆動回路

Claims (8)

1. 直線偏光の光ビームを出射するレーザ光源と、
   前記光ビームの偏光方向を変換する偏光方向変換素子と、
   前記偏光方向変換素子から出射した光ビームの偏光を分離する偏光分離光学素子と、
   前記偏光分離光学素子を透過した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第１の対物レンズと、
   前記偏光分離光学素子を反射した光ビームを反射させるプリズムと、
   前記プリズムから出射した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第２の対物レンズと、
   前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを前記情報記録媒体の接線方向に並ぶように保持し、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを所定の方向に駆動させるための対物レンズ駆動ユニットと、
   ２つの内部反射面を有し、前記２つの内部反射面が互いに略９０度の角度をなすように設けられた光路変更光学素子とを備え、
   前記偏光分離光学素子を透過し前記光路変更光学素子により光路を変更された第１の光ビームと、前記偏光分離光学素子を反射し前記プリズムで反射した第２の光ビームとを、前記情報記録媒体の接線方向に関して互いに異なる方向から通過させることが可能な空間が前記対物レンズ駆動ユニットに形成されている光ピックアップ。
2. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記第１の光ビームを前記第１の対物レンズに、前記第２の光ビームを前記第２の対物レンズに入射させることを特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記光路変更光学素子は台形状プリズムであり、前記台形状プリズムは、台形面の下底側の辺の方向が前記情報記録媒体の半径方向と平行になるように配置されていることを特徴とする光ピックアップ。
4. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記偏光分離光学素子と前記プリズムを前記情報記録媒体の半径方向に並べて配置するとともに、前記偏光分離光学素子を前記プリズムよりも前記情報記録媒体の外周側に配置したことを特徴とする光ピックアップ。
5. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記レーザ光源を第１のレーザ光源としたときに、更に、前記第１のレーザ光源の波長よりも長い波長のレーザ光を出射する第２のレーザ光源を備えることを特徴とする光ピックアップ。
6. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記プリズムから前記第２の対物レンズまでの間の光路に球面収差補正光学素子を配置したことを特徴とする光ピックアップ。
7. 請求項１記載の光ピックアップにおいて、更に、前記レーザ光源の光ビームの波長λ１と異なる波長λ２の光ビームを出射しかつ前記情報記録媒体で反射した光ビームを受光する第１のホログラムユニットと、波長λ３（λ２＜λ３）の光ビームを出射しかつ前記情報記録媒体の反射した光ビームを受光する第２のホログラムユニットとを備えることを特徴とする光ピックアップ。
8. 情報の記録又は再生を行う光学的情報記録再生装置であって、
   直線偏光の光ビームを出射するレーザ光源と、前記光ビームの偏光方向を変換する前記偏光方向変換素子とを有する光ピックアップと、
   前記光ピックアップに搭載されたレーザ光源を駆動するレーザ駆動回路と、
   前記前記光ピックアップに搭載された偏光方向変換素子を駆動する偏光方向変換素子駆動回路とを備え、
   前記光ピックアップは、更に、
   前記偏光方向変換素子から出射した光ビームの偏光を分離する偏光分離光学素子と、
   前記偏光分離光学素子を透過した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第１の対物レンズと、
   前記偏光分離光学素子を反射した光ビームを反射させるプリズムと、
   前記プリズムから出射した光ビームを前記情報記録媒体の情報記録面に集光させる第２の対物レンズと、
   前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを前記情報記録媒体の接線方向に並ぶように保持し、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズを所定の方向に駆動させるための対物レンズ駆動ユニットと、
   ２つの内部反射面を有し、前記２つの内部反射面が互いに略９０度の角度をなすように設けられた光路変更光学素子とを備え、
   前記偏光分離光学素子を透過し前記光路変更光学素子により光路を変更された第１の光ビームと、前記偏光分離光学素子を反射し前記プリズムで反射した第２の光ビームとを、前記情報記録媒体の接線方向に関して互いに異なる方向から通過させることが可能な空間が前記対物レンズ駆動ユニットに形成されている光学的情報記録再生装置。

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