JP2010267336A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 複数種類のフォーマットに対応した2つの対物レンズを有する場合においてさらなる小型化及び薄型化を実現する光ピックアップ及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】 第1の光ディスクに対応した第1の光源31と、第2の光ディスクに対応した第2の光源32と、第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズ33と、第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズ34と、第1のカップリングレンズ35と、第2のカップリングレンズ36と、光量調整用受光素子37と、信号検出素子38と、第1及び第2の光源31,32から出射される第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ第1及び第2の対物レンズ33,34と光量調整用受光素子37と信号検出素子38とに導くための第1の面41と第2の面42とを有する往復分離素子40とを有し、往復分離素子40は、第1及び第2の光ビームを所定の光路により第1及び第2の対物レンズ33,34、光量調整用受光素子37、及び信号検出素子38に導く。
【選択図】 図2
【解決手段】 第1の光ディスクに対応した第1の光源31と、第2の光ディスクに対応した第2の光源32と、第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズ33と、第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズ34と、第1のカップリングレンズ35と、第2のカップリングレンズ36と、光量調整用受光素子37と、信号検出素子38と、第1及び第2の光源31,32から出射される第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ第1及び第2の対物レンズ33,34と光量調整用受光素子37と信号検出素子38とに導くための第1の面41と第2の面42とを有する往復分離素子40とを有し、往復分離素子40は、第1及び第2の光ビームを所定の光路により第1及び第2の対物レンズ33,34、光量調整用受光素子37、及び信号検出素子38に導く。
【選択図】 図2
Description
本発明は、複数種類の光ディスクに対して情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置に関する。
従来より、情報信号の記録媒体として、波長785nm程度の光ビームを用いるCD(Compact Disc)がある。また、光ディスクには、CDより高密度記録を実現した波長660nm程度の波長の光ビームを用いるDVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクがある。さらに、光ディスクには、DVDより高密度記録が実現された青紫色半導体レーザによる波長405nm程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う高密度記録が可能な光ディスク(以下、「高密度記録光ディスク」という。)がある。この高密度記録光ディスクとして、例えばBD(Blu-ray Disc(登録商標))のような、信号を記録する記録層(「情報記録層」ともいう。)を保護する保護層(カバー層)の厚さを薄くした構造のものが提案されている。
これらの高密度記録光ディスクに対応する光ピックアップを提供するに際して、従来の光ディスクとの互換性を有することが望まれる。すなわち、従来の使用波長が785nm付近であるCD(Compact Disc)、使用波長が655nm付近であるDVD(Digital Versatile Disc)等のフォーマットの異なる光ディスクとの互換性を有するものが望まれる。このように、ディスク構造及びこれに伴うレーザ仕様が異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を有する光ピックアップ及び光ディスク装置が必要とされる。
その一方で、ノート型パソコン等に搭載される光ディスク装置に用いられる光ピックアップでは、一層の小型化及び薄型化が要求される。この小型化や薄型化は、例えば、光ピックアップ下面から光ディスク下面までの高さが7.2mm以下程度としたい要求や、光ピックアップのディスク半径方向への駆動に伴う外形的な要求に対応する必要が出てきた。さらに、かかる光ピックアップを安価で組み立てやすく構成するためには、構成部品点数が少ないことが望ましい。
かかる状況下で、例えばBD、DVD、CDの3フォーマットに互換性を有する2対物の光ピックアップとして図11に示すような光学系が考えられる。図11に示す光ピックアップ200は、BD用の光学系として光源241、対物レンズ251、コリメータレンズ245、1/4波長板246を備える。また、光ピックアップ200は、DVD、CD用の光学系として、光源242、対物レンズ252、コリメータレンズ247、1/4波長板248を備える。また、光ピックアップ200は、共通の復路用の光学系として、シリンドリカルレンズ249、受光素子250を備える。また、光ピックアップ200は、光を合成するプリズム243と、それぞれの光ディスク202から反射された信号光を共通の信号検出素子へと導くための往復分離プリズム244とからなる2つのプリズムが用いられている。プリズム243には、所定の偏光特性を有する面243Aが設けられる。プリズム244には、所定の偏光特性を有する面244Aと、反射面244Bとが設けられる。このプリズム243を設けることにより、それぞれの光ディスク202への記録又は再生光量を調整する目的で、それぞれのレーザからの光を共通の光量調整用受光素子260に導くことができる。これにより、光ピックアップ200は、BD、DVD、CDの3フォーマットに対して2つの対物レンズを用いて記録・再生を行うことができる。また、この光ピックアップ200は、共通の光量調整用受光素子により光量調整を可能とするとともに、共通の受光素子で各種信号検出を可能とする。しかし、この光ピックアップ200に対してさらなる小型化及び薄型化を実現するために、構成部品を削減したりすることは困難であった。
このように、複数種類のフォーマットに対して2つの対物レンズを用い、1つ受光素子で光量調整し、別の1つの受光素子で信号検出を行う場合には、小型化に対する難易度が高く、上述の要求に十分に対応することができなかった。
本発明の目的は、複数種類のフォーマットに対応した2つの対物レンズを有する場合においてさらなる小型化及び薄型化を実現する光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、第1の光ディスクに対応した第1の波長からなる第1の光ビームを出射する第1の光源と、上記第1の光ディスクとカバー層厚が異なる第2の光ディスクに対応し、上記第1の波長と異なる第2の波長からなる第2の光ビームを出射する第2の光源と、上記第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズと、上記第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズと、上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズに導く第1のカップリングレンズと、上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズに導く第2のカップリングレンズと、上記第1及び第2の対物レンズから各光ディスクへの出射光量を調整するために上記第1及び第2の対物レンズに導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部と、上記第1及び第2の光ディスクで反射された戻り光を受光する信号検出部と、上記第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ上記第1及び第2の対物レンズと上記光量調整用受光部と上記信号検出部とに導くための第1の面と第2の面とを有する往復分離素子とを有し、上記往復分離素子は、上記第1の光源からの上記第1の光ビームを、上記第1の面を透過させることにより上記第1の対物レンズへと導き、上記第1の面で反射させ且つ上記第2の面を透過させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第1の光ディスクで反射された戻り光を、上記第1の面で反射させることにより上記信号検出部へと導き、上記往復分離素子は、上記第2の光源からの上記第2の光ビームを、上記第2の面を透過させることにより上記第2の対物レンズへと導き、上記第2の面で反射させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第2の光ディスクで反射された戻り光を、上記第2の面で反射させ且つ上記第1の面を透過させることにより上記信号検出部へと導く。
また、本発明に係る光ディスク装置は、少なくともカバー層厚が異なる第1及び第2の光ディスクに対して波長が異なる複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップを備え、上記光ピックアップは、上記第1の光ディスクに対応した第1の波長からなる第1の光ビームを出射する第1の光源と、上記第2の光ディスクに対応し、上記第1の波長と異なる第2の波長からなる第2の光ビームを出射する第2の光源と、上記第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズと、上記第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズと、上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズに導く第1のカップリングレンズと、上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズに導く第2のカップリングレンズと、上記第1及び第2の対物レンズから各光ディスクへの出射光量を調整するために上記第1及び第2の対物レンズに導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部と、上記第1及び第2の光ディスクで反射された戻り光を受光する信号検出部と、上記第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ上記第1及び第2の対物レンズと上記光量調整用受光部と上記信号検出部とに導くための第1の面と第2の面とを有する往復分離素子とを有し、上記往復分離素子は、上記第1の光源からの上記第1の光ビームを、上記第1の面を透過させることにより上記第1の対物レンズへと導き、上記第1の面で反射させ且つ上記第2の面を透過させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第1の光ディスクで反射された戻り光を、上記第1の面で反射させることにより上記信号検出部へと導き、上記往復分離素子は、上記第2の光源からの上記第2の光ビームを、上記第2の面を透過させることにより上記第2の対物レンズへと導き、上記第2の面で反射させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第2の光ディスクで反射された戻り光を、上記第2の面で反射させ且つ上記第1の面を透過させることにより上記信号検出部へと導く。
本発明は、複数種類の光ディスクに対応した2つの対物レンズを有する光ピックアップにおいて、構成部品を少なくして組み立ての簡易化や低コスト化を実現する。すなわち、本発明は、高密度記録光ディスクを含めた複数種類のフォーマットに対応した光ピックアップ及び光ディスク装置のさらなる薄型化及び小型化を実現する。
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
1.光ディスク装置の全体構成
2.光ピックアップの第1の実施の形態
3.光ピックアップの第2の実施の形態
4.光ピックアップの第3の実施の形態
5.光ピックアップの第4の実施の形態
6.光ピックアップの第5の実施の形態
7.光ピックアップの第6の実施の形態
8.光ディスク装置の効果
1.光ディスク装置の全体構成
2.光ピックアップの第1の実施の形態
3.光ピックアップの第2の実施の形態
4.光ピックアップの第3の実施の形態
5.光ピックアップの第4の実施の形態
6.光ピックアップの第5の実施の形態
7.光ピックアップの第6の実施の形態
8.光ディスク装置の効果
〔1.光ディスク装置の全体構成〕
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
本発明が適用された光ディスク装置1は、図1に示すように、光ディスク2から情報記録再生を行う光ピックアップ3と、光ディスク2を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ4とを備える。また、光ディスク装置1は、光ピックアップ3を光ディスク2の径方向に移動させる送りモータ5を備えている。この光ディスク装置1は、フォーマットの異なる3種類の光ディスク及び記録層が積層化された光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うことができる3規格間互換性を実現した光ディスク装置である。
ここで用いられる光ディスク2は、例えば、発光波長が短い405nm程度(青紫色)の半導体レーザを光源に用いた高密度記録が可能なBD(Blu-ray Disc(登録商標))等の高密度記録型の光ディスク2bである。この光ディスク2bは、100μmm程度のカバー層(「保護層」ともいう。)を有し波長395〜415nm程度の波長λbの光ビームがカバー層側から照射される。なお、この第1の光ディスクには、記録層が単層である光ディスク(カバー層厚さ:100μm)や、記録層が2層である所謂2層光ディスクがあるが、更に、多くの記録層を有していても良い。2層光ディスクの場合は、記録層L0のカバー層厚さが100μm程度とされ、記録層L1のカバー層厚さが75μm程度とされている。
また、ここで用いられる光ディスク2は、例えば、発光波長を660nm程度の半導体レーザを光源に用いたDVD(Digital Versatile Disc)、DVD−R(Recordable)、DVD−RW(ReWritable)、DVD+RW(ReWritable)等の光ディスク2dである。光ディスク2dは、0.6mm程度のカバー層を有し、波長645〜675nm程度の波長λdの光ビームがカバー層側から照射される。なお、この光ディスク2dにおいても、複数の記録層を設けても良い。
更に、ここで用いられる光ディスク2は、例えば、発光波長が785nm程度の半導体レーザを光源に用いたCD(Compact Disc)、CD−R(Recordable)、CD−RW(ReWritable)等の光ディスク2cである。光ディスク2cは、1.2mm程度のカバー層を有し、波長765〜805nm程度の波長λcの光ビームがカバー層側から照射される。
なお、以下、特にかかる3種類の光ディスク2b,2d,2cを区別しないときは、単に光ディスク2ともいう。
光ディスク装置1において、スピンドルモータ4及び送りモータ5は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ7からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部9によりディスク種類に応じて駆動制御されている。スピンドルモータ4及び送りモータ5は、例えば、光ディスク2b、2d、2cの種類に応じて所定の回転数で駆動される。
光ピックアップ3は、3波長互換光学系を有する光ピックアップであり、規格の異なる光ディスクの記録層に対して異なる波長の光ビームを保護層側から照射するとともに、この光ビームの記録層における反射光を検出する。光ピックアップ3は、検出した反射光から各光ビームに対応する信号を出力する。
光ディスク装置1は、光ピックアップ3から出力された信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号等を生成するプリアンプ14を備える。また、光ディスク装置1は、プリアンプ14からの信号を復調し又は外部コンピュータ17等からの信号を変調するための信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック(以下、信号変復調器&ECCブロックと記す。)15を備える。また、光ディスク装置1は、インターフェース16と、D/A,A/D変換器18と、オーディオ・ビジュアル処理部19と、オーディオ・ビジュアル信号入出力部20とを備える。
このプリアンプ14は、光検出器からの出力に基づいて、非点収差法等によってフォーカスエラー信号を生成し、また、3ビーム法、DPD法、DPP法等によってトラッキングエラー信号を生成する。また、プリアンプ14は、更にRF信号を生成し、RF信号を、信号変復調器&ECCブロック15に出力する。また、プリアンプ14は、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とをサーボ制御部9に出力する。
信号変復調器&ECCブロック15は、高密度記録用の光ディスク2bに対して、データの記録を行うとき、インターフェース16又はD/A,A/D変換器18から入力されたディジタル信号に対して、以下の処理を行う。すなわち、信号変復調器&ECCブロック15は、光ディスク2bに対してデータを記録するとき、入力されたディジタル信号に対して、LDC−ECC及びBIS等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行う。信号変復調器&ECCブロック15は、次いで、1−7PP方式等の変調処理を行う。また、信号変復調器&ECCブロック15は、DVD等の光ディスク2dに対してデータを記録するとき、PC(Product Code)等のエラー訂正方式に従ってエラー訂正処理を行い、次いで、8−16変調等の変調処理を行う。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、CD等の光ディスク2cに対してデータを記録するとき、CIRC等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行い、次いで、8−14変調処理等の変調処理を行う。そして、信号変復調器&ECCブロック15は、変調されたデータをレーザ制御部21に出力する。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、各光ディスクの再生を行うとき、プリアンプ14から入力されたRF信号に基づいて、変調方式に応じた復調処理を行う。更に、信号変復調器&ECCブロック15は、エラー訂正処理を行って、インターフェース16又はデータをD/A,A/D変換器18に出力する。
なお、データ圧縮してデータ記録するときには、圧縮伸長部を信号変復調器&ECCブロック15とインターフェース16又はD/A,A/D変換器18との間に設けても良い。この場合、データは、MPEG2やMPEG4といった方式でデータが圧縮される。
サーボ制御部9は、プリアンプ14からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が入力される。サーボ制御部9は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が0となるようなフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらのサーボ信号に基づいて、対物レンズを駆動する2軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動部を駆動制御する。また、プリアンプ14からの出力より、同期信号等を検出して、CLV(Constant Linear Velocity)やCAV(Constant Angular Velocity)、更にはこれらの組み合わせの方式等で、スピンドルモータをサーボ制御する。
レーザ制御部21は、光ピックアップ3のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部21は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク2の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部21は、ディスク種類判別部22によって検出された光ディスク2の種類に応じて光ピックアップ3のレーザ光源を切り換えている。
ディスク種類判別部22は、3種類の光ディスク2b,2d,2cの間の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から反射光量の変化を検出し光ディスク2の異なるフォーマットを検出することができる。
光ディスク装置1を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部22における検出結果に応じて、装着される光ディスク2の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
システムコントローラ7は、ディスク種類判別部22で判別された光ディスク2の種類に応じて装置全体を制御する。また、システムコントローラ7は、ユーザからの操作入力に応じて、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録されたアドレス情報や目録情報(Table Of Contents;TOC)に基づいて、各部を制御する。すなわち、システムコントローラ7は、上述の情報に基づいて、記録再生を行う光ディスクの記録位置や再生位置を特定し、特定した位置に基づいて、各部を制御する。
以上のように構成された光ディスク装置1は、スピンドルモータ4によって、光ディスク2を回転操作する。そして、光ディスク装置1は、サーボ制御部9からの制御信号に応じて送りモータ5を駆動制御し、光ピックアップ3を光ディスク2の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク2に対して情報の記録再生を行う。
具体的には、光ディスク装置1により記録再生するときには、サーボ制御部9は、CAVやCLVやこれらの組み合わせで光ディスク2を回転する。光ピックアップ3は、光源から光ビームを照射して光検出器により光ディスク2からの戻りの光ビームを検出し、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成する。また、光ピックアップ3は、これらフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構により対物レンズを駆動してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。
また、光ディスク装置1により記録する際には、外部コンピュータ17からの信号がインターフェース16を介して信号変復調器&ECCブロック15に入力される。信号変復調器&ECCブロック15は、インターフェース16又はA/D変換器18から入力されたディジタルデータに対して上述したような所定のエラー訂正符号を付加し、更に所定の変調処理を行った後に記録信号を生成する。レーザ制御部21は、信号変復調器&ECCブロック15で生成された記録信号に基づいて、光ピックアップ3のレーザ光源を制御して、所定の光ディスクに記録する。
また、光ディスク2に記録された情報を光ディスク装置1により再生する際には、光検出器で検出された信号に対して、信号変復調器&ECCブロック15が復調処理を行う。信号変復調器&ECCブロック15により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース16を介して外部コンピュータ17に出力される。これにより、外部コンピュータ17は、光ディスク2に記録された信号に基づいて動作することができる。また、信号変復調器&ECCブロック15により復調された記録信号がオーディオビジュアル用であれば、D/A変換器18でデジタルアナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部19に供給される。そしてオーディオ・ビジュアル処理部19でオーディオビジュアル処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部20を介して、図示しない外部のスピーカやモニターに出力される。
〔2.光ピックアップの第1の実施の形態〕
次に、上述した光ディスク装置1に用いられる本発明に係る光ピックアップの第1の実施の形態として、本発明を適用した光ピックアップ3について、図2を用いて説明する。この光ピックアップ3は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ3は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、上述した光ディスク装置1に用いられる本発明に係る光ピックアップの第1の実施の形態として、本発明を適用した光ピックアップ3について、図2を用いて説明する。この光ピックアップ3は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ3は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ3は、図2に示すように、第1のカバー層厚を有する第1の光ディスクとしての光ディスク2bに対応した第1の光源31を備える。また、光ピックアップ3は、第1のカバー層厚とは異なるそれぞれ第2,第3のカバー層厚を有する第2及び第3の光ディスクとしての光ディスク2d,2cに対応した第2の光源32を備える。また、光ピックアップ3は、光ディスク2bに対応した第1の対物レンズ33と、光ディスク2d,2cに対応した第2の対物レンズ34とを備える。
また、光ピックアップ3は、第1の光源31から出射された光ビームの発散角を変換して第1の対物レンズ33に導く第1のカップリングレンズ35を備える。また、光ピックアップ3は、第2の光源32から出射された光ビームの発散角を変換して第2の対物レンズ34に導く第2のカップリングレンズ36を備える。また、光ピックアップ3は、第1及び第2の対物レンズ33,34に導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部として光量調整用受光素子37を備える。この光量調整用受光素子37は、第1及び第2の対物レンズ33,34から各光ディスクへの出射光量を調整するために設けられている。また、光ピックアップ3は、各光ディスク2b,2d,2cで反射された戻り光を受光する信号検出部としての信号検出素子38を備える。
また、光ピックアップ3は、第1乃至第3の光ビームを、ぞれぞれ第1及び第2の対物レンズ33,34と光量調整用受光素子37と信号検出素子38とに導くための第1の面41と第2の面42との2つの面を有する往復分離素子40を備える。かかる往復分離素子40の第1及び第2の面41,42は、例えば後述のように少なくとも偏光依存性を有し、入射した光ビームを所定の光路に導くと共に、その際に所定の光量比で分離するものである。尚、第1及び第2の面41,42は、後述の機能を有するように必要に応じて偏光依存性及び波長依存性を有するように構成しても良い。このように、往復分離素子40は、偏光依存性及び/又は波長依存性を有し分離及び導光する分離導光面としての第1及び第2の面41,42を有する複合ビームスプリッタとして機能する。
また、光ピックアップ3は、第1のカップリングレンズ35と第1の対物レンズ33との間に設けられ、入射する光ビームに1/4波長の位相差を付与する第1の1/4波長板43を備える。また、光ピックアップ3は、第2のカップリングレンズ36と第2の対物レンズ34との間に設けられ、入射する光ビームに1/4波長の位相差を付与する第2の1/4波長板44を備える。尚、例えば第1のカップリングレンズ35及び第1の対物レンズ33の間に、立ち上げミラー等を設けても良く、同様に例えば第2のカップリングレンズ36及び第2の対物レンズ34の間に、立ち上げミラー等を設けても良い。
また、光ピックアップ3は、第1の光源31と往復分離素子40との間に設けられる第1の回折素子45と、第2の光源32と往復分離素子40との間に設けられる第2の回折素子46とを備える。また、光ピックアップ3は、往復分離素子40と信号検出素子38との間に設けられる非点収差発生素子47を備える。
第1の光源31は、半導体レーザ等からなり、第1の光ディスクとしての光ディスク2bに対応した波長λb(実施の形態1〜3では「第1の波長」ともいう。)程度の第1の光ビームを出射する出射部を有する。第2の光源32は、半導体レーザ等からなり、第2の光ディスクとしての光ディスク2dに対応した波長λd(実施の形態1〜3では「第2の波長」ともいう。)程度の第2の光ビームを出射する出射部を有する。また、第2の光源32は、第3の光ディスクとしての光ディスク2cに対応した波長λc(実施の形態1〜3では「第3の波長」ともいう。)程度の第3の光ビームを出射する出射部を有する。ここでは、λb=405nm程度、λd=660nm程度、λc=785nm程度として説明する。また、第1及び第2の光源31,32から出射される各光ビームは、往復分離素子40に入射する際に例えばp偏光の状態となるように配置されている。尚、光ピックアップ3が2種類の光ディスクに対応する場合には、第2の光源32からは、例えばλd、λc程度の1種類の波長の光ビームのみが出射されることとなる。
第1の対物レンズ33は、開口数NAが0.85程度とされ、第1の光源31から出射された波長λbの第1の光ビームを光ディスク2bの情報記録層上に集光する。第2の対物レンズ34は、第2の光源32から出射された波長λdの第2の光ビームを光ディスク2dの情報記録層上に集光するとともに、第2の光源32から出射された波長λcの第3の光ビームを光ディスク2cの情報記録層上に集光する。尚、第2の対物レンズ34は、波長λdに対して開口数NAが0.6程度とされ、波長λcに対してNAが0.45程度とされる。
第1のカップリングレンズ35は、往復分離素子40と第1の波長板43との間に設けられ、往復分離素子40から導かれた光ビームを例えば略平行光として、1/4波長板43を介して第1の対物レンズ33に導く。第1のカップリングレンズ35は、光軸方向に移動自在に設けられ、この第1のカップリングレンズ35には、第1のカップリングレンズ35を光軸方向に駆動させるカップリングレンズ駆動機構35aが設けられている。第1のカップリングレンズ35は、光ピックアップ3が記録層が複数設けられている光ディスクに対して情報信号の記録再生を行う場合、記録層毎に適切な位置に移動される。このとき、第1のカップリングレンズ35は、フォーカスサーチによって表面反射率の変化が検出され又識別信号が読み出されることにより、記録層毎に適切な位置に移動される。この際、第1のカップリングレンズ35は、各記録層に応じた位置に移動されることで、各記録層から光ディスクの光入射側の表面までの厚さ(「カバー層厚さ」)の違いに起因する球面収差を低減する。すなわち、第1のカップリングレンズ35及びカップリングレンズ駆動機構35aは、球面収差を補正して、複数の記録層のそれぞれに対して適切に光ビームのビームスポットを形成することができる。また、かかる第1のカップリングレンズ35等は、光軸方向に駆動されることで第1の対物レンズ33への光ビームの入射倍率を変化させることで、温度変化やカバー層厚さ誤差により発生する球面収差を低減することも可能である。
第2のカップリングレンズ36は、往復分離素子40と第2の波長板44との間に設けられ、往復分離素子40から導かれた光ビームを例えば略平行光として、1/4波長板44を介して第2の対物レンズ34に導く。尚、第2のカップリングレンズ36についても、上述した第1のカップリングレンズ35と同様に、光軸方向に駆動させるカップリングレンズ駆動機構を設けるように構成しても良い。カップリングレンズ駆動機構を設けるように構成した場合には、第2のカップリングレンズ36は、光軸方向に駆動されることで光ピックアップ3により対応する光ディスクの各情報記録層を記録又は再生することを可能とする。
往復分離素子40は、図2及び図3に示すように、第1の光源31からの第1の光ビームを、第1の面41を透過させることにより第1の対物レンズ33側へと導く。また、往復分離素子40は、第1の光源31からの第1の光ビームを、第1の面41で反射させ且つ第2の面42を透過させることにより光量調整用受光素子37へと導く。また、往復分離素子40は、第1の光ディスクで反射された戻り光を、第1の面41で反射させることにより信号検出素子38へと導く。さらに、往復分離素子40は、第2の光源32からの第2及び第3の光ビームを、第2の面42を透過させることにより第2の対物レンズ34側へと導く。また、往復分離素子40は、第2の光源32からの第2及び第3の光ビームを、第2の面42で反射させることにより光量調整用受光素子37へと導く。また、往復分離素子40は、第2及び第3の光ディスクで反射された戻り光を、第2の面42で反射させ且つ第1の面41を透過させることにより信号検出素子38へと導く。
また、往復分離素子40は、第1及び第2の面41,42の一方又は両方を経由することにより導かれる光の割合が図3に示す第1乃至第6の光路LW1〜LW6における往復分離素子40への各偏光状態の入射光量100%に対して以下のように設定されている。かかる往復分離素子40は、かかる光ピックアップによる互換性及び光ビームの利用効率を適切なものにすることができる。
まず、第1の光路LW1は、第1の光ビームを第1の対物レンズ33へと導く光路である。第1の面41は、この第1の光路LW1においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第2の光路LW2は、第1の光ビームを光量調整用受光素子37へと導く光路である。第1及び第2の面41,42は、この第2の光路LW2においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射されるよう構成されている。
第3の光路LW3は、第1の光ディスクで反射された戻り光を信号検出素子38へと導く光路である。第1の面41は、この第3の光路LW3においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第4の光路LW4は、第2及び第3の光ビームを第2の対物レンズ34へと導く光路である。第2の面42は、この第4の光路LW4においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第5の光路LW5は、第2及び第3の光ビームを光量調整用受光素子37へと導く光路である。第2の面42は、この第5の光路LW5においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射されるよう構成されている。
第6の光路LW6は、第2及び第3の光ディスクで反射された戻り光を信号検出素子38へと導く光路である。第1及び第2の面41、42は、この第6の光路LW6においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
換言すると、往復分離素子40は、各光路において上述の割合の光ビームが導かれるように第1及び第2の面41,42が構成されている。尚、上述及び後述のp偏光及びs偏光が全て逆となるように構成してもよい。すなわち、各光源から往復分離素子40に入射される光ビームがs偏光となるようにし、往復分離素子40から各対物レンズ及び光量調整用受光素子37に導かれる光ビームがs偏光となり、信号検出素子38に導かれる光ビームがp偏光となるようにしてもよい。そして、かかる場合第1及び第2の面41,42の光学特性が、後述で述べるのとp偏光、s偏光が逆となることを除いて同様に構成される。
そして、往復分離素子40は、以下のような機能を有する第1の面41と、第2の面42との2種類の面を有し、例えばこれらの面が平行となるように配置されている。第1の面41は、第1の光ビームに対しては第1の光源31からの光のうち一部を透過し第1の対物レンズ33側へと導く機能を有する。同時に、第1の面41は、第1の光源31からの光のうち一部の光を反射し光量調整用受光素子37へと導く機能を有する。且つ、第1の面41は、第2及び第3の光ビームに対しては第2及び第3の光ディスクから反射され後述の第2の面42で反射された戻り光(信号光)を透過させ信号検出素子38へと導く機能を有する。また、第2の面42は、第1の光ビームに対しては第1の光源31から第1の面41を反射してきた光を透過させ光量調整用受光素子37へと導く機能を有する。且つ、第2の面42は、第2及び第3の光ビームに対しては第2の光源32からの光の一部を透過し第2の対物レンズ34へと導く機能を有する。同時に、第2の面42は、第2及び第3の光ディスクから反射された戻り光(信号光)を反射し信号検出素子38へと導く機能を有する。
かかる第1乃至第6の光路LW1〜LW6における各条件を満たす往復分離素子40は、第1乃至第3の光ビームに対する互換性と高い光利用効率を実現する。すなわち、往復分離素子40は、光源における出力を必要以上に大きくすることなく、それぞれの波長λb、λd、λcに対して必要な光量を光ディスクに照射して、信号検出に必要な光量を信号検出素子38に導くことができる。また、ここでは、3波長互換に対応する構成として説明したが、2波長互換で構成する場合には、例えばλb、λd、λcのうちから選択された2種類の波長に対する上述の条件を満たすように構成すればよい。
尚、この往復分離素子40は、さらに各光路における入射光量に対して出射される光ビームの割合が次のように構成されていてもよい。すなわち、第1及び第2の面41,42は、第1の光路LW1においてp偏光の70%以上95%以下、第2の光路LW2においてp偏光の5%以上30%以下、第3の光路LW3においてs偏光の80%以上となるように構成されていてもよく。さらに、第1及び第2の面41,42は、第4の光路LW4においてp偏光の70%以上95%以下、第5の光路LW5においてp偏光の5%以上30%以下、第6の光路LW6においてs偏光の10%以上となるように構成されていてもよい。かかる構成とされた往復分離素子40は、高密度記録光ディスクである光ディスク2bに対する波長λbの光ビームの光利用効率を高めることを実現する。かかる条件を満たす往復分離素子40は、上述の互換性と光利用効率を高める効果のみならず、さらに光出力が必要とされる記録時に適した構成であり、光源における省電力化と長寿命化を実現する。さらに、往復分離素子40は、信号検出素子38で高い光量を必要とする高密度記録用の光ディスク2bに適した構成であり、波長λbの光ビームの検出時の精度を向上させることを実現する。
以上のように、往復分離素子40は、図3に示すようなビームスプリッタであり、第1及び第2の光ビームを、それぞれ第1及び第4の光路LW1,LW4で、第1及び第2の対物レンズ33,34へと導く機能を有する。また、往復分離素子40は、同時に、第1及び第2の光ビームを、それぞれ第2及び第5の光路LW2,LW5で、共通の光量調整用受光素子37へと導く機能を有する。且つ、往復分離素子40は、第1及び第2の光ディスクからの戻り光を、それぞれ第3及び第6の光路LW3,LW6で、共通の信号検出素子38へと導く機能を有する。
さらに具体的に、ここで説明する光ピックアップ3の往復分離素子40は、第1及び第2の面41,42、並びに、第1乃至第6の光路LW1〜LW6において、以下のように構成されている。すなわち、往復分離素子40を有する光ピックアップ3において、波長405nm帯に対応した第1の光ディスクに対して記録又は再生する場合、第1の光源31から往復分離素子40への入射偏光はp偏光である。p偏光として入射された波長λbの光ビームは、往復分離素子40への入射光量の略90%が第1の光路LW1を通り第1の対物レンズ33へ、残りの略10%が第2の光路LW2を通り光量調整用受光素子37へ導かれる。ここで、第1の面41は、波長域395nm〜415nm以下のp偏光に対して、透過率が略90%となるような特性を有するよう構成されている。また、第1及び第2の面41,42は、波長域395nm〜415nm以下のp偏光に対して、第1の面41の反射率と、第2の面42の透過率との積が、略10%となるような特性を有するよう構成されている。そして、第1の光ディスクである光ディスク2bから往復分離素子40への入射偏光はs偏光である。s偏光として入射された波長λbの戻り光ビームは、往復分離素子40への入射光量の略90%が第3の光路LW3を通り信号検出素子38へと導かれる。ここで、第1の面41は、波長域395nm〜415nm以下のs偏光に対して、反射率が、略90%となるような特性を有するよう構成されている。
また、往復分離素子40を有する光ピックアップにおいて、波長660nm帯に対応した第2の光ディスクに対して記録又は再生する場合、第2の光源32から往復分離素子40への入射偏光はp偏光である。p偏光として入射された波長λdの光ビームは、往復分離素子40への入射光量の略90%が第4の光路LW4を通り第2の対物レンズ34へ、残りの略10%が第5の光路LW5を通り、光量調整用受光素子37へ導かれる。ここで、第2の面42は、波長域645nm〜675nmのp偏光に対して、透過率が略90%となるような特性を有するよう構成されている。また、第2の面42は、波長域645nm〜675nmのp偏光に対して、反射率が略10%となるような特性を有するよう構成されている。そして、第2の光ディスクである光ディスク2dから往復分離素子40への入射偏光はs偏光である。s偏光として入射された波長λdの戻り光ビームは、往復分離素子40への戻り入射光量の略30%が第6の光路LW6を通り信号検出素子38へと導かれる。ここで、第1及び第2の面41,42は、波長域645nm〜675nmのs偏光に対して、第2の面42の反射率と、第1の面41の透過率との積が、略30%となるような特性を有するよう構成されている。
また、往復分離素子40を有する光ピックアップにおいて、波長785nm帯に対応した第3の光ディスクに対して記録又は再生する場合、第2の光源32から往復分離素子40への入射偏光はp偏光である。p偏光として入射された波長λcの光ビームは、往復分離素子40への入射光量の略90%が第4の光路LW4を通り第2の対物レンズ34へ、残りの略10%が第5の光路LW5を通り、光量調整用受光素子37へ導かれる。ここで、第2の面42は、波長域765nm〜805nmのp偏光に対して、透過率が略90%となるような特性を有するよう構成されている。また、第2の面42は、波長域765nm〜805nmのp偏光に対して、反射率が略10%となるような特性を有するよう構成されている。そして、第3の光ディスクである光ディスク2cから往復分離素子40への入射偏光はs偏光である。s偏光として入射された波長λcの戻り光ビームは、往復分離素子40への戻り入射光量の略30%が第6の光路LW6を通り信号検出素子38へと導かれる。ここで、第1及び第2の面41,42は、波長域765nm〜805nmのs偏光に対して、第2の面42の反射率と、第1の面41の透過率との積が、略30%となるような特性を有するよう構成されている。このように、かかるビームスプリッタとしての特性を有する往復分離素子40は、λb、λd、λcの3つの波長帯に対応している。
また、往復分離素子40は、第1の面41が第1の光源31と第1のカップリングレンズ35との間に配置され、第2の面42が第2の光源32と第2のカップリングレンズ36との間に配置されている。すなわち、往復分離素子40は、第1及び第2の面41,42がそれぞれ第1及び第2の光ビームの光路における発散光中に配置されており、かかる構成により、以下のように小型化に寄与する。すなわち、光ピックアップにおける小型化の要求に対応するため、ビームスプリッタである往復分離素子40の外形も小さい方が望ましい。往復分離素子40の外形は、光ビームが通る有効ビームエリアよりも充分大きくとる必要があるため、有効ビームエリアが平行光に比べて小さい発散光中に配置することで、往復分離素子40の外形の小型化が可能となる。また、上述の光ピックアップ3では第1のカップリングレンズ35が光軸方向に駆動するよう構成されているためその駆動範囲を考慮すると、往復分離素子40を平行光中に配置した場合に対して、発散光中に配置することでより小型化が可能となる。よって、往復分離素子40を第1及び第2の光ビームの発散光中に配置することで小型化を実現する。
光量調整用受光素子37は、第1及び第2の対物レンズ33,34により各光ディスクへ集光される光ビームの光量を調整するための素子である。光量調整用受光素子37は、受光した光強度に応じた電気信号をシステムコントローラ7に出力する受光素子である。そして、この光量調整用受光素子37には、上述の第2及び第5の光路LW2,LW5により往復分離素子40から導かれた第1乃至第3の光ビームが入射される。システムコントローラ7は、光量調整用受光素子37により検出された各光ビームの検出結果に応じてレーザ制御部21を制御する。この際、第1の対物レンズ33を用いる場合には、上述の往復分離素子40の第1の光路LW1の効率と、第2の光路LW2の効率との比率に基づいて、第1の対物レンズ33により集光される光ビームの光量を検出することができる。また、第2の対物レンズ34を用いる場合には、往復分離素子40の第4の光路LW4の効率と、第5の光路LW5の効率との比率に基づいて、第2の対物レンズ34により集光される光ビームの光量を検出することができる。そして、第1及び第2の光源31,32は、レーザ制御部21により、出射する光ビームの強度を調整され、これにより第1及び第2の対物レンズ33,34により各光ディスクに集光される光ビームの光量を適切な光量とすることができる。これにより光ピックアップ3は、各光ディスクの種類や記録、再生等の状態に応じた適切な強度とされた光ビームを各光ディスクの情報記録層に集光させることを可能とする。
第1の1/4波長板43は、往復分離素子40から導かれた直線偏光状態(p偏光)の往路光を円偏光状態に変換して第1の対物レンズ33側に導く。また、第1の1/4波長板43は、第1の光ディスクで反射され導かれた円偏光状態の戻り光を直線偏光状態に変換して往復分離素子40に導く。そしてこの戻り光は、s偏光の状態とされることとなる。また、第2の1/4波長板44は、往復分離素子40から導かれた直線偏光状態(p偏光)の往路光を円偏光状態に変換して第2の対物レンズ34側に出射させる。また、第2の1/4波長板44は、第2及び第3の光ディスクで反射され導かれた円偏光状態の戻り光を直線偏光状態に変換して往復分離素子40に導く。そしてこの戻り光は、s偏光の状態とされることとなる。
第1の回折素子45は、第1の光ディスクを記録及び再生する際に、信号検出素子38においてトラッキングエラー信号を検出するために、第1の光源31からの第1の光ビームを回折して少なくとも3ビームに分割する。また、第2の回折素子46は、第2及び第3の光ディスクを記録及び再生する際に、信号検出素子38においてトラッキングエラー信号を検出するために、第2の光源32からの第2及び第3の光ビームを回折して少なくとも3ビームに分割する。
非点収差発生素子47は、第1乃至第3の光ディスクを記録及び再生する際に、信号検出素子38においてフォーカスエラー信号を検出するために通過する光ビームに非点収差を付与する。
信号検出素子38は、第1乃至第3の光ディスクで反射され導かれた戻り光を受光し電気信号に変換してシステムコントローラ7やサーボ制御部9に出力する。この信号検出素子38は、上述の第3及び第6の光路LW3,LW6により往復分離素子40から導かれ非点収差発生素子47を介して第1乃至第3の光ビームが入射される。信号検出素子38は、第1及び第2の回折素子45,46等の回折素子や、非点収差発生素子47に対応した複数の分割領域を有するディテクタを有している。そして、信号検出素子38は、入射した第1乃至第3の光ビームの戻り光を受光することでRF信号やトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号等のサーボ信号を検出する。この際、トラッキングエラー信号は、例えば、差動プッシュプル法(DPP法)、DPD法、3ビーム法等により検出される。また、フォーカスエラー信号は、例えば非点収差法により検出される。
以上のように構成された光ピックアップ3において、信号検出素子38によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ33,34が駆動変位される。光ピックアップ3は、第1及び第2の対物レンズ33,34を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
ここで、光ピックアップ3における、第1及び第2の光源31,32から出射された光ビームの光路について、図2、図3を用いて説明する。まず、第1の光ディスクである光ディスク2bに対して第1の波長である波長λbの第1の光ビームを出射させて情報の読み取り又は書き込みを行うときの光路について説明する。
光ディスク2の種類が第1の光ディスクである光ディスク2bであることを判別したディスク種類判別部22は、第1の光源31から波長λbの光ビームを出射させる。尚、当該光ビームは、直線偏光であって往復分離素子40に入射する際に例えばp偏光の状態となるように出射されている。
第1の光源31から出射された波長λbの光ビームは、第1の回折素子45によりトラッキングエラー信号等を検出するため3ビームに分割される。第1の回折素子45に分割された光ビームは、往復分離素子40により光量の一部が透過され、第1のカップリングレンズ35で略平行光とされ、第1の波長板43により円偏光へ変換されて第1の対物レンズ33により光ディスク2bに集光される。光ディスク2bでは、その複数の情報記録層毎に最適な光スポットを形成するため、カップリングレンズ駆動機構35aにより第1のカップリングレンズ35が光軸方向へ駆動される。第1のカップリングレンズ35は、第1の対物レンズ33への光ビームの入射角度、すなわち入射倍率を変化させることで球面収差を最適に補正することが可能である。
この際、第1の光源31から出射され第1の回折素子45を経由して往復分離素子40に入射された光ビームは、その一部が、第2の光路LW2に示すように第1の面41を反射され第2の面42を透過され光量調整用受光素子37に導かれる。光量調整用受光素子37及び往復分離素子40は、その受光量と、第1及び第2の光路LW1,LW2により導かれる光ビームの光量の割合とにより、第1の対物レンズ33により集光される光量を制御することを可能とする。換言すると、システムコントローラ7は、これらの情報に基づいて、レーザ制御部21及び第1の光源31を制御して、記録再生に応じた光量を光ディスクに照射させることを可能とする。
第1の光ディスクである光ディスク2bに集光された光ビームは、信号記録面で反射する。光ディスク2bで反射された波長λbの戻り光は、往復分離素子40で反射され、非点収差発生素子47によりフォーカスエラー信号を検出するために非点収差を与えられ、信号検出素子38に受光される。信号検出素子38では、RF信号を得るとともに、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する。また、信号検出素子38は、差動プッシュプル法等によりトラッキングエラー信号を検出する。
次に、第2の光ディスクである光ディスク2dに対して第2の波長である波長λdの第2の光ビームを出射させて情報の読み取り及び書き込みを行うときの光路について説明する。尚、第3の光ディスクである光ディスク2cに対して第3の波長である波長λcの第3の光ビームを出射させる場合の光路については、ここで説明する波長λdの場合と同様であるので省略する。
光ディスク2の種類が第2の光ディスクである光ディスク2dであることを判別したディスク種類判別部22は、第2の光源32の一方の出射部から波長λdの光ビームを出射させる。尚、当該光ビームは、直線偏光であって往復分離素子40に入射する際に例えばp偏光の状態となるように出射されている。
第2の光源32から出射された波長λdの光ビームは、第2の回折素子46によりトラッキングエラー信号等を検出するため3ビームに分割される。第2の回折素子46に分割された光ビームは、往復分離素子40により光量の一部が透過され、第2のカップリングレンズ36で略平行光とされ、第2の波長板44により円偏光へ変換されて第2の対物レンズ34により光ディスク2dに集光される。
この際、第2の光源32から出射され第2の回折素子46を経由して往復分離素子40に入射された光ビームは、その一部が、第5の光路LW5に示すように第2の面42を反射され光量調整用受光素子37に導かれる。光量調整用受光素子37及び往復分離素子40は、その受光量と、第4及び第5の光路LW4,LW5により導かれる光ビームの光量の割合とにより、第2の対物レンズ34により集光される光量を制御することを可能とする。換言すると、システムコントローラ7は、これらの情報に基づいて、レーザ制御部21及び第2の光源32を制御して、記録再生に応じた光量を光ディスクに照射させることを可能とする。
第2の光ディスクである光ディスク2dに集光された光ビームは、信号記録面で反射する。光ディスク2dで反射された波長λdの戻り光は、往復分離素子40で反射され、非点収差発生素子47によりフォーカスエラー信号を検出するために非点収差を与えられ、信号検出素子38に受光される。信号検出素子38では、RF信号を得るとともに、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する。また、信号検出素子38は、差動プッシュプル法、DPD法、3ビーム法等によりトラッキングエラー信号を検出する。
以上のような光ピックアップ3は、複数種類の光ディスクからの戻り光を受光して各種信号を検出するための受光部を共通化した信号検出素子38により当該機能を発揮させるので、互換性を実現するとともに小型化を実現する。
また、光ピックアップ3は、光量調整用受光素子37を備えることにより、光ディスク上に集光される光ビームの光量を記録や再生の状態に応じて適切なものとすることを可能とする。これにより、光ピックアップ3は、良好な記録再生特性を実現する。また、光ピックアップ3は、かかる光ディスクへの出射光量を調整するために往路光から一部検出用の光ビームを分離して受光する素子を共通化した光量調整用受光素子37により当該機能を発揮させることで、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ3は、往復分離素子40が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを第1及び第2の対物レンズ33,34、信号検出素子38及び光量調整用受光素子37に導くための第1及び第2の面41,42を有する点に特徴を有する。すなわち、往復分離素子40は、第1の光源31からの第1の光ビームを、第1の面41を透過させることにより第1の対物レンズ33へと導く。また、往復分離素子40は、この第1の光ビームの一部を第1の面41で反射させ且つ第2の面42を透過させることにより光量調整用受光素子37へと導く。また、往復分離素子40は、第1の光ディスクで反射された戻り光を、第1の面41で反射させることにより信号検出素子38へと導く。また、往復分離素子40は、第2の光源32からの第2、第3の光ビームを、第2の面42を透過させることにより第2の対物レンズ34へと導く。また、往復分離素子40は、この第2、第3の光ビームの一部を第2の面42で反射させることにより光量調整用受光素子37へと導く。さらに、往復分離素子40は、第2、第3の光ディスクで反射された戻り光を、第2の面42で反射させ且つ第1の面41を透過させることにより信号検出素子38部へと導く。以上のように、光ピックアップ3は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ3は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子40により、小型化を実現する。換言すると、光ピックアップ3は、往復分離素子40等により互換光ピックアップとして機能する。
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ3は、複数の光ディスクフォーマットに対応するとともに、構成部品を削減し、装置全体の小型化を実現する。すなわち、本発明は、複数の光ディスクを記録、再生可能であり、小型・薄型化された光ディスクへの搭載が可能で、安価で且つ組み立てやすい光ピックアップを実現する。さらに、本発明を適用した光ピックアップ3は、偏光光学系により構成される点に特徴を有する。すなわち、往復分離素子40を構成する第1及び第2の面41,42は、それぞれ波長依存と偏光依存を有する膜により構成されている。そして、第1及び第2の光源31,32から往復分離素子40に導かれる光ビームが、例えばp偏光状態となるように構成されている。さらに、第1及び第2の1/4波長板43,44が往復分離素子40と光ディスクとの間の光路上に配置されている。かかる偏光光学系により構成される光ピックアップ3は、光利用効率を高めることができ、省電力化や光源の長寿命化、さらには高倍速記録等をも実現する。また、上述の光ピックアップ3は、往復分離素子40が第1乃至第3の光ビームの発散光中に配置されているので、上述したように一層の小型化を実現する。
〔3.光ピックアップの第2の実施の形態〕
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図4に示す光ピックアップ50について説明する。尚、図4に示す光ピックアップ50は、上述の光ピックアップ3に対して第1の回折素子45に換えて第1の回折素子51を設けることを除いて、上述した光ピックアップ3と同様であるので、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ50は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ50は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図4に示す光ピックアップ50について説明する。尚、図4に示す光ピックアップ50は、上述の光ピックアップ3に対して第1の回折素子45に換えて第1の回折素子51を設けることを除いて、上述した光ピックアップ3と同様であるので、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ50は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ50は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ50は、図4に示すように、第1の光源31、第2の光源32、第1の対物レンズ33、第2の対物レンズ34、第1のカップリングレンズ35、第2のカップリングレンズ36を備える。また、光ピックアップ50は、光量調整用受光素子37、信号検出素子38、往復分離素子40を備える。さらに、光ピックアップ50は、第1の1/4波長板43、第2の1/4波長板44、第2の回折素子46、非点収差発生素子47を備える。
また、光ピックアップ50は、往復分離素子40と非点収差発生素子47との間に設けられる第1の回折素子51を備える。当該第1の回折素子51は、複数の領域を有し、光ビームをその領域によって分割するホログラム素子であり、対応する光ディスク2bから反射された戻り光の一部を透過又は回折する。ホログラム素子としての第1の回折素子51により回折等された光ビームは信号検出素子38で検出されることにより、RF信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が検出される。尚、第1の回折素子51が設けられる位置は、図4に限られるものではなく、対応する波長λbの光ビームの戻り光の光路中、すなわち復路中に配置されていればよい。ここで、当該素子が復路中であって、往路も通過する範囲に配置される場合には、後述の図6を用いて説明するように偏光特性を有する必要がある。
ここで、ホログラム素子としての第1の回折素子51について、図5を用いて詳細に説明する。第1の回折素子51は、図5(a)に示すように、波長λbの光ビームの通過部分が、複数の領域51A,51B,51C1,51C2,51D1,51D2,51Eに分割されている。また、第1の回折素子51は、図5(b)に示すように各領域51A〜51E毎に光ビームの回折方向が設定されているホログラム素子である。
領域51Aは、戻り光ビームのうち、光ディスク2bのトラックにより回折された1次回折光(+1次光または−1次光)を含むプッシュプル領域51PPを含む領域である。ここで、プッシュプル領域とは、光ディスク2bのトラックにより回折されることにより発生した0次光及び+1次光の重複領域と、0次光及び−1次光の重複領域を意味するものとする。領域51Aは、領域内に形成された所定の回折構造により、光ディスクの内周側部分に相当する部分をほぼトラックの走行方向に沿った方向Tan(以下この方向を「縦方向」という。)に対してわずかに異なる方向DAへ回折させる。尚、図5(a)中、破線で示した円及び円弧は、それぞれ光ディスクのトラックにより回折されることにより発生した0次光及び±1次光を示す。また、図5(b)中Tanは、トラック走行方向に対応する縦方向を示し、Radは、光ディスクの半径方向に対応する横方向を示す。また、RIは、光ディスクの内周側に対応する方向を示し、ROは、光ディスクの外周側に対応する方向を示す。
領域51Bは、戻り光ビームのうち、光ディスク2bのトラックにより回折された1次回折光(−1次光又は+1次光)を含むプッシュプル領域51PPを含む領域である。領域51Bは、領域内に形成された所定の回折構造により、光ディスク外周側部分に相当する部分をほぼ縦方向であって、かつ領域51Aにより回折されたビームの方向DAとわずかに異なる方向DBに回折させる。
領域51C1及び領域51C2(以下、これらを合わせて「領域51C」ともいう。)は、プッシュプル領域51PPを殆ど含まず、かつ当該光ビームの中央部分を除いた領域のうち、光ディスク内周側に相当する領域である。領域51Cは、ほぼトラックの走行方向と直交する方向Rad(以下この方向を「横方向」という。)に対してわずかに異なる方向DCへ回折させる。
領域51D1及び領域51D2(以下、これらを合わせて「領域51D」ともいう。)は、プッシュプル領域51PPを殆ど含まず、かつ当該光ビームの中央部分を除いた領域のうち、光ディスク外周側に相当する領域である。領域51Dは、横方向Radへ、かつ領域51Cにより回折されたビームの方向DCと僅かに異なる方向DDに回折させる。
領域51Eは、プッシュプル領域51PPの間であって光ビームの中央部分に設けられた領域である。領域51Eは、縦方向Tan及び横方向Radのほぼ中間となる斜め方向、すなわち図の左下方向DEへ回折させる。
具体的に、各領域51A〜51Eには、一方向に向けられた断面矩形状の溝が平行に配列された回折格子構造が形成されており、回折溝深さや溝幅に応じて所定の方向DA〜DEに通過する光ビームを回折させる。また、ここで設けられる各矩形状の溝の溝深さは、200nm以下とされており、製造が容易な構成とされている。以上のように、第1の回折素子51は、各領域51A〜51Eにおいて、バイナリ型の回折格子構造を有しており、かかる構成により、後述のようにトラッキングエラー信号を検出することが実現できる。また、第1の回折素子51を構成するに際して、後述のトラッキングエラー信号を検出する際に光ビームを効率良く信号検出素子38へ回折させるために、各領域51A〜51Eの一部又は全部において、ブレーズ形状や階段形状の回折格子構造を形成するようにしてもよい。
以上のような第1の回折素子51は、入射した光ビームのうち、プッシュプル成分を含む部分を縦方向Tanへそれぞれ回折させる機能を有している。換言すると、プッシュプル領域51PPを含む領域51A,51Bによりプッシュプル成分を含む部分を回折できる。一方で、第1の回折素子51は、光ビームのうち、プッシュプル成分を殆ど含まず、かつトラックの走行方向における前後部分を横方向Radへそれぞれ回折させる機能を有している。すなわち、プッシュプル成分を含まない領域51C,領域51Dにより、かかる部分を通過する光ビームを回折することで所謂レンズシフト成分の差信号を検出できる。そして、第1の回折素子51に対応する光ピックアップ50を構成する信号検出素子38ではそれぞれの領域51A〜51Eを通過して分割された光ビームに対応した受光部を有する。そして、信号検出素子38では、第1の回折素子51で分割された光ビームのうち、例えば領域51Aと領域51Bを通過したプッシュプル成分の差信号と、領域51Cと領域51Dを通過したレンズシフト成分の差信号を用いることとなる。このように、信号検出素子38では、第1の回折素子51により、1ビームによるプッシュプル法を用いてトラッキングエラー信号を検出する。
また、光ピックアップ50を構成する第1の回折素子51は、溝深さが200nm以下であるバイナリ型の回折格子構造である。この構造では、第1の光ビームの波長λbよりも長い波長λdを有する第2の光ビームに対しては、その透過効率を高くとることが可能である。よって、第1の回折素子51は、第2の光ディスクからの信号光である戻り光の減衰が少ない。よって、第1の回折素子51を含む光ピックアップ50は、第2の光ディスクを記録または再生する際にも十分な光量を得ることが可能である。また、この第1の回折素子51は、1ビームによるプッシュプル法を用いてトラッキングエラー信号を検出する際に、分割し回折した光に非点収差発生素子47により与えられる非点収差を打ち消すような非点収差を与えるよう構成してもよい。かかる構成とされた第1の回折素子51は、光を信号検出素子38上で略集光することができ、多層間迷光などの外乱に対して強いトラッキングエラー信号検出が可能となる。
以上のように構成された光ピックアップ50において、信号検出素子38によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ33,34が駆動変位される。光ピックアップ50は、第1及び第2の対物レンズ33,34を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
ここで、光ピックアップ50における、第1の光源31から出射された光ビームの光路について、図4を用いて説明する。第2の光源32から出射された波長λd、λcの光ビームの光路は、上述した光ピックアップ3の場合と同様であるのでここでは説明は省略する。
光ディスク2の種類が第1の光ディスクである光ディスク2bであることを判別したディスク種類判別部22は、第1の光源31から波長λbの光ビームを出射させる。尚、当該光ビームは、直線偏光であって往復分離素子40に入射する際に例えばp偏光の状態となるように出射されている。
第1の光源31から出射された波長λbの光ビームは、往復分離素子40により光量の一部が透過され、第1のカップリングレンズ35で略平行光とされ、第1の波長板43により円偏光へ変換されて第1の対物レンズ33により光ディスク2bに集光される。光ディスク2bでは、その複数の情報記録層毎に最適な光スポットを形成するため、カップリングレンズ駆動機構35aにより第1のカップリングレンズ35が光軸方向へ駆動される。第1のカップリングレンズ35は、第1の対物レンズ33への光ビームの入射角度、すなわち入射倍率を変化させることで球面収差を最適に補正することが可能である。
この際、第1の光源31から出射され往復分離素子40に入射された光ビームは、その一部が、第2の光路LW2に示すように第1の面41を反射され第2の面42を透過され光量調整用受光素子37に導かれる。光量調整用受光素子37及び往復分離素子40は、その受光量と、第1及び第2の光路により導かれる光ビームの光量の割合とにより、第1の対物レンズ33により集光される光量を制御することを可能とする。換言すると、システムコントローラ7は、これらの情報に基づいて、レーザ制御部21及び第1の光源31を制御して、記録再生に応じた光量を光ディスクに照射させることを可能とする。
第1の光ディスクである光ディスク2bに集光された光ビームは、信号記録面で反射する。光ディスク2bで反射された波長λbの戻り光は、往復分離素子40で反射され、第1の回折素子51によりトラッキングエラー信号を検出するため領域毎に複数に分割される。第1の回折素子51に分割された波長λbの戻り光は、非点収差発生素子47によりフォーカスエラー信号を検出するために非点収差を与えられ、信号検出素子38に受光される。信号検出素子38では、RF信号を得るとともに、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する。また、信号検出素子38は、第1の回折素子51により分割された一部の回折光を用いて1ビームによるプッシュプル法や、第1の回折素子51を通過した光を用いてDPD法等によりトラッキングエラー信号を検出する。
以上のような光ピックアップ50は、光ピックアップ3と同様に、信号検出素子38や光量調整用受光素子37を共通化して、互換性やそれぞれのフォーマットに対して良好な記録再生特性互換性を実現するとともに、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ50は、往復分離素子40が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを第1及び第2の対物レンズ33,34、信号検出素子38及び光量調整用受光素子37に導くための第1及び第2の面41,42を有する点に特徴を有する。かかる光ピックアップ50は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ50は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子40により、小型化を実現する。また、光ピックアップ50は、その他の上述した光ピックアップ3と同様の効果を有している。そして、本発明は、ホログラム素子としての第1の回折素子51を用いて1ビームによるプッシュプル法を用いた光ピックアップや光ディスク装置においても上述のようにさらなる小型化を実現する。
〔4.光ピックアップの第3の実施の形態〕
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図6に示す光ピックアップ60について説明する。尚、図6に示す光ピックアップ60は、上述の光ピックアップ3,50に対して第1の回折素子45,51に換えて第1の回折素子61を設けることを除いて、上述した光ピックアップ3,50と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ60は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ60は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図6に示す光ピックアップ60について説明する。尚、図6に示す光ピックアップ60は、上述の光ピックアップ3,50に対して第1の回折素子45,51に換えて第1の回折素子61を設けることを除いて、上述した光ピックアップ3,50と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ60は、カバー層厚等のフォーマットが異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ60は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる3種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、異なる2種類の光ディスク2b,2dに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ60は、図6に示すように、第1の光源31、第2の光源32、第1の対物レンズ33、第2の対物レンズ34、第1のカップリングレンズ35、第2のカップリングレンズ36を備える。また、光ピックアップ60は、光量調整用受光素子37、信号検出素子38、往復分離素子40を備える。さらに、光ピックアップ60は、第1の1/4波長板43、第2の1/4波長板44、第2の回折素子46、非点収差発生素子47を備える。
また、光ピックアップ60は、往復分離素子40と第1のカップリングレンズ35との間に設けられる第1の回折素子61を備える。当該第1の回折素子61は、複数の領域を有し、光ビームをその領域によって分割するホログラム素子である。さらに、第1の回折素子61は、入射する光の偏光方向によって透過又は回折を選択可能な偏光ホログラム素子である。より具体的には、第1の回折素子61は、例えば往復分離素子40に対してp偏光の状態で第1の回折素子61へ入射される往路光に対しては透過する機能を有し、例えば往復分離素子40に対してs偏光の状態で第1の回折素子61へ入射される復路光(戻り光)に対しては上述した第1の回折素子51と同様の機能を有するような偏光特性を有して構成される。このように、偏光ホログラム素子としての第1の回折素子61は、入射する光ビームの偏光方向に応じて透過又は回折させることができる。第1の回折素子61は、対応する光ディスク2bから反射されたs偏光の状態の戻り光の一部を透過又は回折する。偏光ホログラム素子としての第1の回折素子61により回折等された光ビームは信号検出素子38で検出されることにより、RF信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が検出される。
ここで、偏光ホログラム素子としての第1の回折素子61には、図5を用いて説明した第1の回折素子51の領域51A〜51Eと同様に、複数の領域が設けられ、各領域毎に光ビームの回折方向が設定されている。
以上のような第1の回折素子61は、入射した光ビームのうち、プッシュプル成分を含む部分を縦方向Tanへそれぞれ回折させる機能を有している。一方で、第1の回折素子61は、光ビームのうち、プッシュプル成分を殆ど含まず、かつトラックの走行方向における前後部分を横方向Radへそれぞれ回折させる機能を有している。そして、第1の回折素子61に対応する光ピックアップ60を構成する信号検出素子38では、上述と同様に、それぞれの領域を通過して分割された光ビームに対応した受光部を有する。そして、信号検出素子38では、第1の回折素子61で分割された光ビームのうち、プッシュプル成分の差信号と、レンズシフト成分の差信号を用いることとなる。このように、信号検出素子38では、第1の回折素子61により、1ビームによるプッシュプル法や第1の回折素子61を通過した光を用いたDPD法等を用いてトラッキングエラー信号を検出する。
また、光ピックアップ60を構成する第1の回折素子61は、溝深さが200nm以下であるバイナリ型の回折格子構造としてもよく、かかる構成により上述の第1の回折素子51と同様の効果を得ることができる。第1の回折素子61は、その他の第1の回折素子51と同様の効果を得ることが可能である。
以上のように構成された光ピックアップ60において、信号検出素子38によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ33,34が駆動変位される。光ピックアップ60は、第1及び第2の対物レンズ33,34を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
ここで、光ピックアップ60における、第1の光源31から出射された光ビームの光路について、図6を用いて説明する。第2の光源32から出射された波長λd、λcの光ビームの光路は、上述した光ピックアップ3の場合と同様であるのでここでは説明は省略する。
光ディスク2の種類が第1の光ディスクである光ディスク2bであることを判別したディスク種類判別部22は、第1の光源31から波長λbの光ビームを出射させる。尚、当該光ビームは、直線偏光であって往復分離素子40に入射する際に例えばp偏光の状態となるように出射されている。
第1の光源31から出射された波長λbの光ビームは、往復分離素子40により光量の一部が透過され、第1の回折素子61を透過される。第1の回折素子61を透過された往路光は、第1のカップリングレンズ35で略平行光とされ、第1の波長板43により円偏光へ変換されて第1の対物レンズ33により光ディスク2bに集光される。光ディスク2bでは、その複数の情報記録層毎に最適な光スポットを形成するため、カップリングレンズ駆動機構35aにより第1のカップリングレンズ35が光軸方向へ駆動される。第1のカップリングレンズ35は、第1の対物レンズ33への光ビームの入射角度、すなわち入射倍率を変化させることで球面収差を最適に補正することが可能である。
この際、第1の光源31から出射され往復分離素子40に入射された光ビームは、その一部が、第2の光路LW2に示すように第1の面41を反射され第2の面42を透過され光量調整用受光素子37に導かれる。光量調整用受光素子37及び往復分離素子40は、その受光量と、第1及び第2の光路により導かれる光ビームの光量の割合とにより、第1の対物レンズ33により集光される光量を制御することを可能とする。換言すると、システムコントローラ7は、これらの情報に基づいて、レーザ制御部21及び第2の光源31を制御して、記録再生に応じた光量を光ディスクに照射させることを可能とする。
第1の光ディスクである光ディスク2bに集光された光ビームは、信号記録面で反射する。光ディスク2bで反射された波長λbの戻り光は、第1の回折素子61によりトラッキングエラー信号を検出するため領域毎に複数に分割され、往復分離素子40で反射される。往復分離素子40で反射された波長λbの戻り光は、非点収差発生素子47によりフォーカスエラー信号を検出するために非点収差を与えられ、信号検出素子38に受光される。信号検出素子38では、RF信号を得るとともに、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出する。また、信号検出素子38は、第1の回折素子61により分割された一部の回折光を用いて1ビームによるプッシュプル法や、第1の回折素子61を通過した光を用いてDPD法等によりトラッキングエラー信号を検出する。
以上のような光ピックアップ60は、光ピックアップ3と同様に、信号検出素子38や光量調整用受光素子37を共通化して、互換性やそれぞれのフォーマットに対して良好な記録再生特性互換性を実現するとともに、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ60は、往復分離素子40が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを第1及び第2の対物レンズ33,34、信号検出素子38及び光量調整用受光素子37に導くための第1及び第2の面41,42を有する点に特徴を有する。かかる光ピックアップ60は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ60は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子40により、小型化を実現する。また、光ピックアップ60は、その他の上述した光ピックアップ3と同様の効果を有している。そして、本発明は、偏光ホログラム素子としての第1の回折素子61を用いて1ビームによるプッシュプル法を用いた光ピックアップや光ディスク装置においても上述のようにさらなる小型化を実現する。
〔5.光ピックアップの第4の実施の形態〕
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図7に示す光ピックアップ103について説明する。この光ピックアップ103は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ103は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ3等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図7に示す光ピックアップ103について説明する。この光ピックアップ103は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ103は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ3等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ103は、図7に示すように、第1のカバー層厚を有する第1の光ディスクとしての光ディスク2dに対応した第1の光源132を備える。また、光ピックアップ103は、第1のカバー層厚とは異なるそれぞれ第2のカバー層厚を有する第2の光ディスクとしての光ディスク2bに対応した第2の光源131を備える。また、光ピックアップ103は、光ディスク2dに対応した第1の対物レンズ134と、光ディスク2bに対応した第2の対物レンズ133とを備える。
第1の光源132は、半導体レーザ等からなり、第1の光ディスクとしての光ディスク2dに対応した波長λd(実施の形態4〜6では「第1の波長」ともいう。)程度の第1の光ビームを出射する出射部を有する。第2の光源131は、半導体レーザ等からなり、第2の光ディスクとしての光ディスク2bに対応した波長λb(実施の形態4〜6では「第2の波長」ともいう。)程度の第2の光ビームを出射する出射部を有する。ここでは、λb=405nm程度、λd=660nm程度として説明する。また、第1及び第2の光源132,131から出射される各光ビームは、往復分離素子140に入射する際に例えばp偏光の状態となるように配置されている。第1の対物レンズ134は、上述した光ピックアップ3の第2の対物レンズ34と略同様の構成を備えるものであり、第2の対物レンズ133は、上述した光ピックアップ3の第1の対物レンズ33と略同様の構成を備えるものである。尚、第1の光源132は、光ディスク2dに換えて光ディスク2cに対応するように構成してもよく、その場合には波長λdに換えて波長λc(例えばλc=785nm程度)の光ビームを出射するように構成すればよい。また、光ピックアップ103を3波長互換を実現する構成とする場合には、第1の光源132から光ディスク2cに対応した波長λcの光ビームを出射させる出射部をさらに設け、この光ビームを第1の対物レンズ134により光ディスク2cに集光させればよい。
また、光ピックアップ103は、第1の光源132から出射された光ビームの発散角を変換して第1の対物レンズ134に導く第1のカップリングレンズ136を備える。また、光ピックアップ103は、第2の光源131から出射された光ビームの発散角を変換して第2の対物レンズ133に導く第2のカップリングレンズ135を備える。また、光ピックアップ103は、第1及び第2の対物レンズ134,133に導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部として光量調整用受光素子137を備える。この光量調整用受光素子137は、第1及び第2の対物レンズ134,133から各光ディスクへの出射光量を調整するために設けられている。また、光ピックアップ103は、各光ディスク2b,2dで反射された戻り光を受光する信号検出部としての信号検出素子138を備える。第1のカップリングレンズ136は、上述した光ピックアップ3の第2のカップリングレンズ36と略同様の構成を備えるものである。また、第2のカップリングレンズ135は、上述した光ピックアップ3の第1のカップリングレンズ35と略同様の構成を備えるものである。この第2のカップリングレンズ135には、上述したカップリングレンズ駆動機構35aと同様に、第2のカップリングレンズ135を光軸方向に駆動させるカップリングレンズ駆動機構35aが設けられている。光量調整用受光素子137は、上述した光ピックアップ3の光量調整用受光素子37と略同様の構成を備えるものであり、信号検出素子138は、上述した光ピックアップ3の信号検出素子38と略同様の構成を備えるものである。
また、光ピックアップ103は、第1乃至第3の光ビームを、ぞれぞれ第1及び第2の対物レンズ134,133と光量調整用受光素子137と信号検出素子138とに導くための第1の面141と第2の面142との2つの面を有する往復分離素子140を備える。かかる往復分離素子140の第1及び第2の面141,142は、例えば後述のように少なくとも偏光依存性を有し、入射した光ビームを所定の光路に導くと共に、その際に所定の光量比で分離するものである。尚、第1及び第2の面141,142は、後述の機能を有するように必要に応じて偏光依存性及び波長依存性を有するように構成しても良い。このように、往復分離素子140は、偏光依存性及び/又は波長依存性を有し分離及び導光する分離導光面としての第1及び第2の面141,142を有する複合ビームスプリッタとして機能する。
また、光ピックアップ103は、第1のカップリングレンズ136と第1の対物レンズ134との間に設けられ、入射する光ビームに1/4波長の位相差を付与する第1の1/4波長板144を備える。また、光ピックアップ103は、第2のカップリングレンズ135と第2の対物レンズ133との間に設けられ、入射する光ビームに1/4波長の位相差を付与する第2の1/4波長板143を備える。第1の1/4波長板144は、上述した光ピックアップ3の第2の1/4波長板44と略同様の構成を備えるものであり、第2の1/4波長板143は、上述した光ピックアップ3の第1の1/4波長板43と略同様の構成を備えるものである。
また、光ピックアップ103は、第1の光源132と往復分離素子140との間に設けられる第1の回折素子146と、第2の光源131と往復分離素子140との間に設けられる第2の回折素子145とを備える。また、光ピックアップ103は、往復分離素子140と信号検出素子138との間に設けられる非点収差発生素子147を備える。第1の回折素子146は、上述した光ピックアップ3の第2の回折素子46と略同様の構成を備えるものであり、第2の回折素子145は、上述した光ピックアップ3の第1の回折素子45と略同様の構成を備えるものである。非点収差発生素子147は、上述した光ピックアップ3の非点収差発生素子47と略同様の構成を備えるものである。
以上のように光ピックアップ103は、上述した光ピックアップ3の検出系の配置を左右反転させたのと実質的に同様の構成であるが、これにより往復分離素子の構成が異なることとなる。以下に光ピックアップ103を構成する往復分離素子140について詳細に説明する。
往復分離素子140は、図7及び図8に示すように、第1の光源132からの第1の光ビームを、第1の面141を透過させることにより第1の対物レンズ134側へと導く。また、往復分離素子140は、第1の光源132からの第1の光ビームを、第1の面141で反射させ且つ第2の面142を透過させることにより光量調整用受光素子137へと導く。また、往復分離素子140は、第1の光ディスクで反射された戻り光を、第1の面141で反射させることにより信号検出素子138へと導く。さらに、往復分離素子140は、第2の光源131からの第2の光ビームを、第2の面142を透過させることにより第2の対物レンズ133側へと導く。また、往復分離素子140は、第2の光源131からの第2の光ビームを、第2の面142で反射させることにより光量調整用受光素子137へと導く。また、往復分離素子140は、第2の光ディスクで反射された戻り光を、第2の面142で反射させ且つ第1の面141を透過させることにより信号検出素子138へと導く。
また、往復分離素子140は、第1及び第2の面141,142の一方又は両方を経由することにより導かれる光の割合が設定されている。すなわち、往復分離素子140は、図8に示す第1乃至第6の光路LW11〜LW16における往復分離素子140への各偏光状態の入射光量100%に対して以下のように設定されている。かかる往復分離素子140は、かかる光ピックアップによる互換性及び光ビームの利用効率を適切なものにすることができる。
まず、第1の光路LW11は、第1の光ビームを第1の対物レンズ134へと導く光路である。第1の面141は、この第1の光路LW11においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第2の光路LW12は、第1の光ビームを光量調整用受光素子137へと導く光路である。第1及び第2の面141,142は、この第2の光路LW12においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射されるよう構成されている。
第3の光路LW13は、第1の光ディスクで反射された戻り光を信号検出素子138へと導く光路である。第1の面141は、この第3の光路LW13においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第4の光路LW14は、第2の光ビームを第2の対物レンズ133へと導く光路である。第2の面142は、この第4の光路LW14においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
第5の光路LW15は、第2の光ビームを光量調整用受光素子137へと導く光路である。第2の面142は、この第5の光路LW15においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射されるよう構成されている。
第6の光路LW16は、第2の光ディスクで反射された戻り光を信号検出素子138へと導く光路である。第1及び第2の面141、142は、この第6の光路LW16においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるよう構成されている。
換言すると、往復分離素子140は、各光路において上述の割合の光ビームが導かれるように第1及び第2の面141,142が構成されている。尚、往復分離素子40で説明したのと同様に上述及び後述のp偏光及びs偏光とが全て逆となるように構成してもよい。
そして、往復分離素子140は、以下のような機能を有する第1の面141と、第2の面142との2種類の面を有し、例えばこれらの面が平行となるように配置されている。第1の面141は、第1の光ビームに対しては第1の光源132からの光のうち一部を透過し第1の対物レンズ134側へと導く機能を有する。同時に、第1の面141は、第1の光源132からの光のうち一部の光を反射し光量調整用受光素子137へと導く機能を有する。且つ、第1の面141は、第2の光ビームに対しては第2の光ディスクから反射され後述の第2の面142で反射された戻り光(信号光)を透過させ信号検出素子138へと導く機能を有する。また、第2の面142は、第1の光ビームに対しては第1の光源132から第1の面141を反射してきた光を透過させ光量調整用受光素子137へと導く機能を有する。且つ、第2の面142は、第2の光ビームに対しては第2の光源131からの光の一部を透過し第2の対物レンズ133へと導く機能を有する。同時に、第2の面142は、第2の光ディスクから反射された戻り光(信号光)を反射し信号検出素子138へと導く機能を有する。
かかる第1乃至第6の光路LW11〜LW16における各条件を満たす往復分離素子140は、第1及び第2の光ビームに対する互換性と高い光利用効率を実現する。すなわち、往復分離素子140は、光源における出力を必要以上に大きくすることなく、それぞれの波長λb、λdに対して必要な光量を光ディスクに照射して、信号検出に必要な光量を信号検出素子138に導くことができる。また、ここでは、波長λb、λdの第1,第2の光ビームについて説明したが、さらに波長λcに対しても互換性を持たせるように構成してもよい。かかる場合、上述の波長λdの第1の光ビームに対して透過及び反射する各割合と同様の割合で、波長λcの光ビームに対しても透過及び反射するように構成すればよい。かかる構成とすることにより、往復分離素子140は、上述した往復分離素子40と同様に3波長互換に適した構成となる。
尚、この往復分離素子140は、さらに各光路における入射光量に対して出射される光ビームの割合が次のように構成されていてもよい。すなわち、第1及び第2の面141,142は、第1の光路LW11においてp偏光の70%以上95%以下、第2の光路LW12においてp偏光の5%以上30%以下、第3の光路LW13においてs偏光の10%以上となるように構成されていてもよく。さらに、第1及び第2の面141,142は、第4の光路LW14においてp偏光の70%以上95%以下、第5の光路LW15においてp偏光の5%以上30%以下、第6の光路LW16においてs偏光の80%以上となるように構成されていてもよい。かかる構成とされた往復分離素子140は、高密度記録光ディスクである光ディスク2bに対する波長λbの光ビームの光利用効率を高めることを実現する。かかる条件を満たす往復分離素子140は、上述の互換性と光利用効率を高める効果のみならず、さらに光出力が必要とされる記録時に適した構成であり、光源における省電力化と長寿命化を実現する。さらに、往復分離素子140は、信号検出素子138で高い光量を必要とする高密度記録用の光ディスク2bに適した構成であり、波長λbの光ビームの検出時の精度を向上させることを実現する。
以上のように、往復分離素子140は、図8に示すようなビームスプリッタであり、第1及び第2の光ビームを、それぞれ第1及び第4の光路LW11,LW14で、第1及び第2の対物レンズ134,133へと導く機能を有する。また、往復分離素子140は、同時に、第1及び第2の光ビームを、それぞれ第2及び第5の光路LW12,LW15で、共通の光量調整用受光素子137へと導く機能を有する。且つ、往復分離素子140は、第1及び第2の光ディスクからの戻り光を、それぞれ第3及び第6の光路LW13,LW16で、共通の信号検出素子138へと導く機能を有する。
さらに具体的に、ここで説明する光ピックアップ103の往復分離素子140は、第1及び第2の面141,142、並びに、第1乃至第6の光路LW11〜LW16において、以下のように構成されている。すなわち、往復分離素子140を有する光ピックアップ103において、波長660nm帯に対応した第1の光ディスクに対して記録又は再生する場合、第1の光源132から往復分離素子140への入射偏光はp偏光である。p偏光として入射された波長λdの光ビームは、往復分離素子140への入射光量の略90%が第1の光路LW11を通り第1の対物レンズ134へ、残りの略10%が第2の光路LW12を通り光量調整用受光素子137へ導かれる。ここで、第1の面141は、波長域645nm〜675nm以下のp偏光に対して、透過率が略90%となるような特性を有するよう構成されている。また、第1及び第2の面141,142は、波長域645nm〜675nm以下のp偏光に対して、第1の面141の反射率と、第2の面142の透過率との積が、略10%となるような特性を有するよう構成されている。そして、第1の光ディスクである光ディスク2dから往復分離素子140への入射偏光はs偏光である。s偏光として入射された波長λdの戻り光ビームは、往復分離素子140への入射光量の略30%が第3の光路LW13を通り信号検出素子138へと導かれる。ここで、第1の面141は、波長域645nm〜675nm以下のs偏光に対して、反射率が、略30%となるような特性を有するよう構成されている。
また、往復分離素子140を有する光ピックアップにおいて、波長405nm帯に対応した第2の光ディスクに対して記録又は再生する場合、第2の光源131から往復分離素子140への入射偏光はp偏光である。p偏光として入射された波長λbの光ビームは、往復分離素子140への入射光量の略90%が第4の光路LW14を通り第2の対物レンズ133へ、残りの略10%が第5の光路LW15を通り、光量調整用受光素子137へ導かれる。ここで、第2の面142は、波長域395nm〜415nmのp偏光に対して、透過率が略90%となるような特性を有するよう構成されている。また、第2の面142は、波長域395nm〜415nmのp偏光に対して、反射率が略10%となるような特性を有するよう構成されている。そして、第2の光ディスクである光ディスク2bから往復分離素子140への入射偏光はs偏光である。s偏光として入射された波長λbの戻り光ビームは、往復分離素子140への戻り入射光量の略90%が第6の光路LW16を通り信号検出素子138へと導かれる。ここで、第1及び第2の面141,142は、波長域395nm〜415nmのs偏光に対して、第2の面142の反射率と、第1の面141の透過率との積が、略90%となるような特性を有するよう構成されている。
また、往復分離素子140を有する光ピックアップにおいて、波長785nm帯に対応した光ディスク2cに対して記録又は再生する場合、波長λcの光ビームに対して上述した波長λdに対する効率と略同様の効率を有するよう第1及び第2の面141,142が構成される。
また、往復分離素子140は、第1の面141が第1の光源132と第1のカップリングレンズ136との間に配置され、第2の面142が第2の光源131と第2のカップリングレンズ135との間に配置されている。すなわち、往復分離素子140は、第1及び第2の面141,142がそれぞれ第1及び第2の光ビームの光路における発散光中に配置されている。かかる構成により、往復分離素子140は、上述の往復分離素子40と同様に、小型化を実現する。
以上のように構成された光ピックアップ103において、信号検出素子138によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ134,133が駆動変位される。光ピックアップ103において、第1及び第2の対物レンズ134,133を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動される。これにより光ピックアップ103において、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
尚、光ピックアップ103における、第1及び第2の光源132,131から出射された光ビームの光路については、上述した光ピックアップ3における場合と略同様であるので詳細な説明は省略する。
以上のような光ピックアップ103は、複数種類の光ディスクからの戻り光を受光して各種信号を検出するための受光部を共通化した信号検出素子138により当該機能を発揮させるので、互換性を実現するとともに小型化を実現する。
また、光ピックアップ103は、光量調整用受光素子137を備えることにより、光ディスク上に集光される光ビームの光量を記録や再生の状態に応じて適切なものとすることを可能とする。これにより、光ピックアップ103は、良好な記録再生特性を実現する。また、光ピックアップ103は、かかる光ディスクへの出射光量を調整するために往路光から一部検出用の光ビームを分離して受光する素子を共通化した光量調整用受光素子137により当該機能を発揮させることで、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ103は、往復分離素子140が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを各光学部品に導くための第1及び第2の面141,142を有する点に特徴を有する。ここで各光学部品は、第1及び第2の対物レンズ134,133、信号検出素子138及び光量調整用受光素子137である。かかる光ピックアップ103は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ103は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子140により、小型化を実現する。また、光ピックアップ103は、その他の上述した光ピックアップ3と同様の効果を有している。
〔6.光ピックアップの第5の実施の形態〕
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図9に示す光ピックアップ150について説明する。尚、図9に示す光ピックアップ150は、上述の光ピックアップ103に対して第2の回折素子145に換えて第2の回折素子151を設けることを除いて、上述した光ピックアップ103と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ150は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ150は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ50等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図9に示す光ピックアップ150について説明する。尚、図9に示す光ピックアップ150は、上述の光ピックアップ103に対して第2の回折素子145に換えて第2の回折素子151を設けることを除いて、上述した光ピックアップ103と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ150は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ150は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ50等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ150は、図9に示すように、第1の光源132、第2の光源131、第1の対物レンズ134、第2の対物レンズ133、第1のカップリングレンズ136、第2のカップリングレンズ135を備える。また、光ピックアップ150は、光量調整用受光素子137、信号検出素子138、往復分離素子140を備える。さらに、光ピックアップ150は、第1の1/4波長板144、第2の1/4波長板143、第1の回折素子146、非点収差発生素子147を備える。
また、光ピックアップ150は、往復分離素子140と非点収差発生素子147との間に設けられる第2の回折素子151を備える。当該第2の回折素子151は、複数の領域を有し、光ビームをその領域によって分割するホログラム素子であり、対応する光ディスク2bから反射された戻り光の一部を透過又は回折する。ホログラム素子としての第2の回折素子151により回折等された光ビームは信号検出素子138で検出されることにより、RF信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が検出される。尚、第2の回折素子151が設けられる位置は、図9に限られるものではなく、対応する波長λbの光ビームの戻り光の光路中、すなわち復路中に配置されていればよい。ここで、当該素子が復路中であって、往路も通過する範囲に配置される場合には、後述の図10を用いて説明するように偏光特性を有する必要がある。具体的に、第2の回折素子151は、図5を用いて上述した光ピックアップ50の第1の回折素子51と略同様の構成を備えるものであるので、ここでは詳細な説明は省略する。すなわち、第2の回折素子151により、信号検出素子138では、1ビームによるプッシュプル法や第2の回折素子151を通過した光を用いたDPD法等を用いてトラッキングエラー信号等を検出できる。
以上のように構成された光ピックアップ150において、信号検出素子138によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ134,133が駆動変位される。光ピックアップ150において、第1及び第2の対物レンズ134,133を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動される。これにより光ピックアップ150において、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
尚、光ピックアップ150における、第1及び第2の光源132,131から出射された光ビームの光路については、上述した光ピックアップ3,50における場合と略同様であるので詳細な説明は省略する。
以上のような光ピックアップ150は、光ピックアップ103と同様に、信号検出素子138や光量調整用受光素子137を共通化して、互換性やそれぞれのフォーマットに対して良好な記録再生特性互換性を実現するとともに、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ150は、往復分離素子140が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを各光学部品に導くための第1及び第2の面141,142を有する点に特徴を有する。かかる光ピックアップ150は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ150は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子140により、小型化を実現する。また、光ピックアップ150は、その他の上述した光ピックアップ3,103と同様の効果を有している。そして、本発明は、ホログラム素子としての第2の回折素子151を用いて1ビームによるプッシュプル法を用いた光ピックアップや光ディスク装置においても上述のようにさらなる小型化を実現する。
〔7.光ピックアップの第6の実施の形態〕
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図10に示す光ピックアップ160について説明する。尚、図10に示す光ピックアップ160は、上述の光ピックアップ103,150に対して第2の回折素子145,151に換えて第2の回折素子161を設けることを除いて、上述した光ピックアップ103,150と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ160は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ160は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ60等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
次に、本発明が適用された光ピックアップの他の例として図10に示す光ピックアップ160について説明する。尚、図10に示す光ピックアップ160は、上述の光ピックアップ103,150に対して第2の回折素子145,151に換えて第2の回折素子161を設けることを除いて、上述した光ピックアップ103,150と同様である。よって、共通する部分には同一の符号を付すとともに詳細は省略する。この光ピックアップ160は、カバー層厚等のフォーマットが異なる2種類の光ディスク2d,2bから任意に選択された光ディスクに対し波長を異にする複数の光ビームを選択的に照射する。そして、光ピックアップ160は、各光ディスクに対して情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップである。尚、以下では、異なる2種類の光ディスクに対して、情報信号の記録及び/又は再生を行うものとして説明するが、これに限られるものではない。例えば、上述した光ピックアップ60等と同様に、異なる3種類の光ディスク2b,2d,2cに対して記録・再生を行うものとしてもよい。
本発明を適用した光ピックアップ160は、図10に示すように、第1の光源132、第2の光源131、第1の対物レンズ134、第2の対物レンズ133、第1のカップリングレンズ136、第2のカップリングレンズ135を備える。また、光ピックアップ160は、光量調整用受光素子137、信号検出素子138、往復分離素子140を備える。さらに、光ピックアップ160は、第1の1/4波長板144、第2の1/4波長板143、第1の回折素子146、非点収差発生素子147を備える。
また、光ピックアップ160は、往復分離素子140と第2のカップリングレンズ135との間に設けられる第2の回折素子161を備える。当該第2の回折素子161は、複数の領域を有し、光ビームをその領域によって分割するホログラム素子である。さらに、第2の回折素子161は、入射する光の偏光方向によって透過又は回折を選択可能な偏光ホログラム素子である。具体的には、第2の回折素子161は、例えば往復分離素子140に対してp偏光の状態で第2の回折素子161へ入射される往路光に対しては透過する機能を有し、例えば往復分離素子140に対してs偏光の状態で第2の回折素子161へ入射される復路光(戻り光)に対しては上述した第2の回折素子151と同様の機能を有するような偏光特性を有して構成される。このように、偏光ホログラム素子としての第2の回折素子161は、入射する光ビームの偏光方向に応じて透過又は回折させることができる。具体的に、第2の回折素子161は、図6を用いて上述した光ピックアップ60の第1の回折素子61と略同様の構成を備えるものであるので、ここでは詳細な説明は省略する。すなわち、第2の回折素子161により、信号検出素子138では、1ビームによるプッシュプル法や第2の回折素子161を通過した光を用いたDPD法等を用いてトラッキングエラー信号等を検出できる。
以上のように構成された光ピックアップ160において、信号検出素子138によって得られたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、第1及び第2の対物レンズ134,133が駆動変位される。光ピックアップ160において、第1及び第2の対物レンズ134,133を駆動変位することで、光ディスク2の情報記録層に対して対物レンズが合焦位置に移動される。これにより光ピックアップ160において、光ビームが光ディスク2の情報記録層に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生が行われる。
尚、光ピックアップ160における、第1及び第2の光源132,131から出射された光ビームの光路については、上述した光ピックアップ3,60における場合と略同様であるので詳細な説明は省略する。
以上のような光ピックアップ160は、光ピックアップ103と同様に、信号検出素子138や光量調整用受光素子137を共通化して、互換性やそれぞれのフォーマットに対して良好な記録再生特性互換性を実現するとともに、小型化を実現する。
本発明を適用した光ピックアップ160は、往復分離素子140が第1乃至第6の光路により所定の光ビームを各光学部品に導くための第1及び第2の面141,142を有する点に特徴を有する。かかる光ピックアップ160は、複数種類のフォーマットに対応した互換性を発揮させるため、各光学部品に光ビームを導くビームスプリッタを共通化するものである。このように、光ピックアップ160は、各光学部品に光ビームをそれぞれ導く機能を有する往復分離素子140により、小型化を実現する。また、光ピックアップ160は、その他の上述した光ピックアップ3,103と同様の効果を有している。そして、本発明は、偏光ホログラム素子としての第2の回折素子161を用いて1ビームによるプッシュプル法を用いた光ピックアップや光ディスク装置においても上述のようにさらなる小型化を実現する。
〔8.光ディスク装置の効果〕
また、本発明を適用した光ディスク装置1は、回転駆動される光ディスク2に対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップを備えるものである。そして、光ディスク装置1は、この光ピックアップとして上述の光ピックアップ3,50,60,103,150,160を用いている。よって、光ディスク装置1は、光ピックアップの構成部品を少なくして組み立ての簡素化や低コスト化を実現し、複数種類のフォーマットに対応するとともにさらなる薄型化及び小型化を実現する。
また、本発明を適用した光ディスク装置1は、回転駆動される光ディスク2に対して光ビームを照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップを備えるものである。そして、光ディスク装置1は、この光ピックアップとして上述の光ピックアップ3,50,60,103,150,160を用いている。よって、光ディスク装置1は、光ピックアップの構成部品を少なくして組み立ての簡素化や低コスト化を実現し、複数種類のフォーマットに対応するとともにさらなる薄型化及び小型化を実現する。
1 光ディスク装置、 2 光ディスク、 3 光ピックアップ、 4 スピンドルモータ、 5 送りモータ、 7 システムコントローラ、 9 サーボ制御部、 14 プリアンプ、 15 信号変復調器&ECCブロック、 16 インターフェース、 17 外部コンピュータ、 18 D/A,A/D変換器、 19 オーディオ・ビジュアル処理部、 20 オーディオ・ビジュアル信号入出力部、 21 レーザ制御部、 22 ディスク種類判別部、 31 第1の光源、 32 第2の光源、 33 第1の対物レンズ、 34 第2の対物レンズ、 35 第1のカップリングレンズ、 36 第2のカップリングレンズ、 37 光量調整用受光素子、 38 信号検出素子、 40 往復分離素子、 41 第1の面、 42 第2の面、 43 第1の波長板、 44 第2の波長板、 45 第1の回折素子、 46 第2の回折素子、 47 非点収差発生素子
Claims (15)
- 第1の光ディスクに対応した第1の波長からなる第1の光ビームを出射する第1の光源と、
上記第1の光ディスクとカバー層厚が異なる第2の光ディスクに対応し、上記第1の波長と異なる第2の波長からなる第2の光ビームを出射する第2の光源と、
上記第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズと、
上記第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズと、
上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズに導く第1のカップリングレンズと、
上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズに導く第2のカップリングレンズと、
上記第1及び第2の対物レンズから各光ディスクへの出射光量を調整するために上記第1及び第2の対物レンズに導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部と、
上記第1及び第2の光ディスクで反射された戻り光を受光する信号検出部と、
上記第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ上記第1及び第2の対物レンズと上記光量調整用受光部と上記信号検出部とに導くための第1の面と第2の面とを有する往復分離素子とを有し、
上記往復分離素子は、上記第1の光源からの上記第1の光ビームを、上記第1の面を透過させることにより上記第1の対物レンズへと導き、上記第1の面で反射させ且つ上記第2の面を透過させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第1の光ディスクで反射された戻り光を、上記第1の面で反射させることにより上記信号検出部へと導き、
上記往復分離素子は、上記第2の光源からの上記第2の光ビームを、上記第2の面を透過させることにより上記第2の対物レンズへと導き、上記第2の面で反射させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第2の光ディスクで反射された戻り光を、上記第2の面で反射させ且つ上記第1の面を透過させることにより上記信号検出部へと導く光ピックアップ。 - 上記第1の波長は、405nm程度であり、上記第2の波長は、上記第1の波長よりも長い請求項1記載の光ピックアップ。
- 上記第2の波長は、405nm程度であり、上記第1の波長は、上記第2の波長よりも長い請求項1記載の光ピックアップ。
- 上記往復分離素子は、上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射され、上記第1の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射され、上記第1の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して50%以上の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上50%以下の光ビームが出射され、上記第2の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるように、上記第1の面及び上記第2の面が構成されている請求項2又は請求項3記載の光ピックアップ。
- 上記往復分離素子は、上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して70%以上95%以下の光ビームが出射され、上記第1の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上30%以下の光ビームが出射され、上記第1の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して80%以上の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して70%以上95%以下の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上30%以下の光ビームが出射され、上記第2の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射されるように、上記第1の面及び上記第2の面構成されている請求項2記載の光ピックアップ。
- 上記往復分離素子は、上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して70%以上95%以下の光ビームが出射され、上記第1の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上30%以下の光ビームが出射され、上記第1の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して10%以上の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズへと導く光路においてp偏光の入射光量に対して70%以上95%以下の光ビームが出射され、上記第2の光ビームを上記光量調整用受光部へと導く光路においてp偏光の入射光量に対して5%以上30%以下の光ビームが出射され、上記第2の光ディスクで反射され上記信号検出部へと導く光路においてs偏光の入射光量に対して80%以上の光ビームが出射されるように、上記第1の面及び上記第2の面が構成されている請求項3記載の光ピックアップ。
- 上記往復分離素子は、発散光である上記第1及び第2の光ビームの光路上に配置される請求項2又は請求項3記載の光ピックアップ。
- 上記第1のカップリングレンズ及び上記第2のカップリングレンズは、それぞれ第1の光ビーム、第2の光ビームの光路上に配置され、上記第1の光ディスク及び/又は第2の光ディスクが複数の情報記録層を有する場合に、対応する光ディスクの各情報記録層を記録又は再生するために、光軸方向に駆動される請求項2又は請求項3記載の光ピックアップ。
- さらに、上記第1及び第2の光ビームに、フォーカスエラー信号を検出するための非点収差を付与する非点収差発生素子を備える請求項2又は請求項3記載の光ピックアップ。
- さらに、上記第1の光ビームの光路中にトラッキングエラー信号を検出するために設けられる第1の回折素子と、
上記第2の光ビームの光路中にトラッキングエラー信号を検出するために設けられる第2の回折素子とを備える請求項2又は請求項3記載の光ピックアップ。 - 上記第1の回折素子は、上記第1の光源と上記往復分離素子との間に配置され、トラッキングエラー信号を検出するために上記第1の光ビームを回折して少なくとも3ビームに分割し、
上記第2の回折素子は、上記第2の光源と上記往復分離素子との間に配置され、トラッキングエラー信号を検出するために上記第2の光ビームを回折して少なくとも3ビームに分割する請求項10記載の光ピックアップ。 - 上記第1の回折素子及び上記第2の回折素子のうち少なくとも一方は、上記第1又は第2の光ディスクから戻り光の光路中に配置され、トラッキングエラー信号を検出するために、上記戻り光が通過する範囲内にそれぞれ通過する光ビームを所定の方向に回折する複数の領域を有するホログラム素子であり、上記複数の領域毎に各領域を通過する上記戻り光を透過又は回折させることで、戻り光を分割する請求項10記載の光ピックアップ。
- 上記ホログラム素子は、溝深さが200nm以下であるバイナリ型の回折格子構造を有し、上記往復分離素子と上記信号検出部との間の光路上に配置される請求項12記載の光ピックアップ。
- 上記ホログラム素子は、入射する光ビームの偏光方向に応じて透過又は回折させる偏光ホログラム素子であり、上記往復分離素子と上記第1又は第2のカップリングレンズとの間の光路中に配置される請求項12記載の光ピックアップ。
- 少なくともカバー層厚が異なる第1及び第2の光ディスクに対して波長が異なる複数の光ビームを選択的に照射することにより情報信号の記録及び/又は再生を行う光ピックアップを備え、
上記光ピックアップは、上記第1の光ディスクに対応した第1の波長からなる第1の光ビームを出射する第1の光源と、
上記第2の光ディスクに対応し、上記第1の波長と異なる第2の波長からなる第2の光ビームを出射する第2の光源と、
上記第1の光ディスクに対応した第1の対物レンズと、
上記第2の光ディスクに対応した第2の対物レンズと、
上記第1の光ビームを上記第1の対物レンズに導く第1のカップリングレンズと、
上記第2の光ビームを上記第2の対物レンズに導く第2のカップリングレンズと、
上記第1及び第2の対物レンズから各光ディスクへの出射光量を調整するために上記第1及び第2の対物レンズに導かれる光ビームから一部分離された光ビームを受光する光量調整用受光部と、
上記第1及び第2の光ディスクで反射された戻り光を受光する信号検出部と、
上記第1及び第2の光ビームを、ぞれぞれ上記第1及び第2の対物レンズと上記光量調整用受光部と上記信号検出部とに導くための第1の面と第2の面とを有する往復分離素子とを有し、
上記往復分離素子は、上記第1の光源からの上記第1の光ビームを、上記第1の面を透過させることにより上記第1の対物レンズへと導き、上記第1の面で反射させ且つ上記第2の面を透過させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第1の光ディスクで反射された戻り光を、上記第1の面で反射させることにより上記信号検出部へと導き、
上記往復分離素子は、上記第2の光源からの上記第2の光ビームを、上記第2の面を透過させることにより上記第2の対物レンズへと導き、上記第2の面で反射させることにより上記光量調整用受光部へと導くとともに、上記第2の光ディスクで反射された戻り光を、上記第2の面で反射させ且つ上記第1の面を透過させることにより上記信号検出部へと導く光ディスク装置。
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JP2009118746A JP2010267336A (ja) | 2009-05-15 | 2009-05-15 | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
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JP2023026411A (ja) * | 2021-08-12 | 2023-02-24 | アメシスタム ストレージ テクノロジー カンパニー リミテッド | ホログラフィック記憶用光ディスクのトラックフォーマット及びその符号化方法 |
-
2009
- 2009-05-15 JP JP2009118746A patent/JP2010267336A/ja not_active Withdrawn
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