JP4225933B2 - 光ディスク駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体上において球面収差を補正して最適な光スポットを照射させるための球面収差補正光学系を備える光学ヘッドと、該球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備し、記録媒体に光学的に情報の記録／再生を行う際に球面収差補正制御を行うようにした光ディスク駆動装置に関するものである。

光学式記録再生装置は、波長７８０ｎｍ付近の近赤外光を使用した基板厚１．２ｍｍのＣＤから、波長６６０ｎｍ付近の赤色光を使用した基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ、さらに波長４０５ｎｍ付近の青紫色光を使用した基板厚０．１ｍｍの光ディスクの採用と、波長を短くすることによる高密度化が進められている。このため、光ディスク駆動装置としては、新しい種類の光ディスクに対応するだけでなく、過去の資産を生かすために、従来からある光ディスクに対応する光ディスク駆動装置が求められている。

単一種または複数種の光ディスクに対応した従来の光学ヘッドを用いたディスク駆動装置としては、例えば以下のようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この光学ヘッドは、ＤＶＤ用のレーザ光を発振するレーザチップとＣＤ用のレーザ光を発振するレーザチップとを１つのパッケージに収納した２波長マルチレーザを用い、ＤＶＤディスクの記録／再生においては、ＤＶＤ用のレーザ光を発光させて、そのレーザ光を回折格子を経てハーフミラーに入射させ、該ハーフミラーを透過するレーザ光をフロントモニタで受光して光量調整を行い、ハーフミラーで反射されるレーザ光は、コリメータレンズで平行光に変換して対物レンズにより光ディスク（この場合、ＤＶＤディスク）に集光させている。さらに、ＤＶＤディスクの再生においては、光ディスクからの戻り光を往路とは逆の経路を辿ってハーフミラーに入射させ、該ハーフミラーを透過する戻り光を検出レンズを経て光検出器で受光するようにしている。

また、ＣＤディスクの記録／再生においては、ＣＤ用のレーザ光を発光させ、そのレーザ光を、同様に、回折格子を経てハーフミラーに入射させ、該ハーフミラーを透過するレーザ光をフロントモニタで受光して光量調整を行い、ハーフミラーで反射されるレーザ光は、コリメータレンズで平行光に変換して対物レンズにより光ディスク（この場合、ＣＤディスク）に集光させている。さらに、ＣＤディスクの再生においては、光ディスクからの戻り光を往路とは逆の経路を辿ってハーフミラーに入射させ、該ハーフミラーを透過する戻り光を検出レンズを経て光検出器で受光するようにしている。

上記光学ヘッドを用いる光学式記録再生装置においては、球面収差の変化は、ディスクの透明基板の厚み誤差や、多層ディスクの層間移動におけるフォーカスジャンプ時や、対物レンズの製造誤差や、装置内の湿度変化等により発生する。そのため、球面収差の変化を補正する必要がある。

球面収差の変化を補正する従来技術としては、光軸方向に移動される際に球面収差を補正する可動レンズ群の位置を位置検出センサで検出し、光ディスクの透明基板の厚みに応じて可動レンズ群の位置制御を閉ループ制御で行う技術（例えば、特許文献２参照）が知られている。具体的には、メモリおよび制御回路（ＣＰＵ）等から構成された周知のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）による収差補正手段の、メモリから読み出された目標位置情報に基づいてレンズ駆動手段が可動レンズ群を移動操作し、次に、フォーカスサーボ動作を開始し、その後、ＲＦ信号等をモニタしながら可動レンズ群の位置を最適な位置になるまで微調整し、該最適な位置を目標位置としてメモリに記憶するように構成されている。

特開２００３−２０３３７６号公報（図７） 特開２００２−３５２４４９号公報（図７）

青紫色光の光源から照射された光ビームを固定レンズと可動レンズとレンズ群とから成る球面収差光学系に入射させる構成にする場合、青紫色光に対応する光学系に加えて、基板厚が０．６ｍｍの光ディスクの情報を検出するために赤色半導体レーザおよび対物レンズを備える光学系を別に設けるため、２個の光学ヘッドが必要になるが、装置内に２個の光学ヘッドを搭載すると低コスト化が困難になり、２個の光学系を一体化した光学ヘッドを構成した場合には小型化が困難になる。また、従来からある光ディスクであるＣＤやＤＶＤのディスクに対しても球面収差補正を行うように構成した場合には、装置の初期化処理を行う時間である、電源投入からユーザが記録／再生を行い得るようになるまでの時間がかかり過ぎることになる。

本発明は、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを使用して、球面収差光学系の可動レンズの制御動作を簡素化することにより、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の第１発明は、 第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、上記第１の光を平行光にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行光にされた上記第１の光を上記第１の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記第１の発光素子と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項２に記載の第２発明は、第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の光および上記第２の光を平行光にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行光にされた上記第１の光および上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一のビーム合成手段と、該ビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光を対応する上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記ビーム合成手段と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項３に記載の第３発明は、第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体と基板厚が異なる第３の記録媒体に対応する第３の光としての近赤外光を発光する第３の発光素子と、上記第１の光および上記第２の光を平行光にする第１のコリメータレンズと、上記第３の光を平行光にする第２のコリメータレンズと、上記第１のコリメータレンズで平行光にされた上記第１の光および上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一の第１のビーム合成手段と、該第１のビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光と上記第２のコリメータレンズで平行光にされた上記第３の光とをほぼ同一光路に合成する単一の第２のビーム合成手段と、該第２のビーム合成手段を経た上記第１の光、上記第２の光および上記第３の光を対応する上記第１の記録媒体、上記第２の記録媒体および上記第３の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記第１のビーム合成手段と上記第２のビーム合成手段との間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するため、請求項４に記載の第４発明は、第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の光を平行光にする第１のコリメータレンズと、上記第２の光を平行光にする第２のコリメータレンズと、上記第１のコリメータレンズで平行光にされた上記第１の光をビーム整形する単一のビーム整形手段と、上記ビーム整形手段を経た上記第１の光および上記第２のコリメータレンズで平行光にされた上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一のビーム合成手段と、該ビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光を対応する上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記ビーム整形手段と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする。

請求項５に記載の第５発明は、上記回折レンズはホログラムレンズであることを特徴とする。

請求項６に記載の第６発明は、上記光学ヘッドは、上記第１の発光素子および上記第２の発光素子を同一パッケージに収納したことを特徴とする。

請求項７に記載の第７発明は、上記単一のビーム合成手段は、波長選択素子よりなることを特徴とする。

請求項８に記載の第８発明は、上記単一のビーム合成手段は、ダイクロイックミラーよりなることを特徴とする。

第１発明によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光をコリメータレンズで平行光とした後、対物レンズにより第１の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。また、光ディスク駆動装置の電源投入時には、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。また、球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、回折レンズで回折した収束する光ビームを光学的位置検出装置で受光することにより、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができ、さらに、位置検出のために新たに発光素子を設ける必要がなくなり、部品点数を増やすことなく可動レンズの位置を直接検出できるとともに、正確な位置検出および光学的位置検出素子上において最適な光スポットを照射できることによって、最適な感度が得られるようになる。

第２発明によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光と、第２の発光素子からの赤色光の第２の光とをコリメータレンズで平行光とした後、ビーム合成手段を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、このビーム合成手段を経た第１の光、第２の光を対物レンズにより対応する第１の記録媒体、第２の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。また、光ディスク駆動装置の電源投入時には、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。また、球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、回折レンズで回折した収束する光ビームを光学的位置検出装置で受光することにより、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができ、さらに、位置検出のために新たに発光素子を設ける必要がなくなり、部品点数を増やすことなく可動レンズの位置を直接検出できるとともに、正確な位置検出および光学的位置検出素子上において最適な光スポットを照射できることによって、最適な感度が得られるようになる。

第３発明によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光と、第２の発光素子からの赤色光の第２の光とを第１のコリメータレンズで平行光とした後、第１のビーム合成手段を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、第３の発光素子からの近赤外光の第３の光を第２のコリメータレンズで平行光とした後、この第３の光と第１のビーム合成手段を経た第１の光、第２の光とを第２のビーム合成手段を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、これら第２のビーム合成手段を経た第１の光、第２の光および第３の光を対物レンズにより対応する第１の記録媒体、第２の記録媒体および第３の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光、第２の光および第３の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。また、光ディスク駆動装置の電源投入時には、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。また、球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、回折レンズで回折した収束する光ビームを光学的位置検出装置で受光することにより、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができ、さらに、位置検出のために新たに発光素子を設ける必要がなくなり、部品点数を増やすことなく可動レンズの位置を直接検出できるとともに、正確な位置検出および光学的位置検出素子上において最適な光スポットを照射できることによって、最適な感度が得られるようになる。

第４発明によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光を第１のコリメータレンズで平行光とした後、ビーム整形手段でビーム整形し、第２の発光素子からの赤色光の第２の光を第２のコリメータレンズで平行光とした後、ビーム整形手段を経た第１の光および第２のコリメータレンズで平行光にされた第２の光を、ビーム合成手段を透過屈折させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、このビーム合成手段を経た第１の光および第２の光を対物レンズにより対応する第１の記録媒体および第２の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。また、光ディスク駆動装置の電源投入時には、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。また、球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、回折レンズで回折した収束する光ビームを光学的位置検出装置で受光することにより、収差補正制御手段に予め格納された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うので、球面収差光学系の可動レンズの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができ、さらに、位置検出のために新たに発光素子を設ける必要がなくなり、部品点数を増やすことなく可動レンズの位置を直接検出できるとともに、正確な位置検出および光学的位置検出素子上において最適な光スポットを照射できることによって、最適な感度が得られるようになる。

第５発明によれば、回折レンズはホログラムレンズであるので、このホログラムレンズで回折した一部の光がホログラムレンズに設けた光学的位置検出素子上に形成する光スポットの位置により、球面収差補正光学系の可動レンズの位置を検出することができる。

第６発明によれば、第１の発光素子および第２の発光素子が同一パッケージに収納されている光学ヘッドを用いたので、部品点数を削減でき、それに伴って光学的調整も容易になりコストダウンを図ることができるとともに、光学ヘッドをより小形にできる。

第７発明によれば、単一のビーム合成手段は、波長選択素子よりなるので、ビーム合成手段を透過屈折させることにより、第１の光および第２の光をほぼ同一光路に合成し、このビーム合成手段を経た第１の光および第２の光を対物レンズにより対応する第１の記録媒体および第２の記録媒体に集光させるようにして、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。

第８発明によれば、単一のビーム合成手段は、ダイクロイックミラーよりなるので、ビーム合成手段を透過屈折させることにより、第１の光および第２の光をほぼ同一光路に合成し、このビーム合成手段を経た第１の光および第２の光を対物レンズにより対応する第１の記録媒体および第２の記録媒体に集光させるようにして、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。

［第１実施形態］
図１は本発明の第１実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。本実施形態の光ディスク装置に用いる光学ヘッドは、図１に示すように、波長４０５ｎｍ付近の青紫色光（第１の光）を発光するレーザチップ１１および波長６６０ｎｍ付近の赤色光（第２の光）を発光するレーザチップ１２を一つのパッケージに収容したハイブリッド型またはモノリシック型の一体型の半導体レーザ１３を用い、この一体型の半導体レーザ１３から出射される第１の光および第２の光の光軸を、単一のビーム合成手段である整形プリズム１５により、球面補正光学系２５の球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂおよび対物レンズ１の光軸と一致させるようにしたものである。

一体型の半導体レーザ１３は、第１の光に対応した基板厚（例えば、０．１ｍｍまたは０．６ｍｍ）の記録媒体２が装置にセットされた場合はレーザチップ１１から第１の光を発光させ、第２の光に対応した基板厚（例えば、０．６ｍｍ）の記録媒体２が装置にセットされた場合はレーザチップ１２から第２の光を発光させるようにして、この一体型の半導体レーザ１３から出射される第１の光、第２の光を回折格子１６により３ビームに分離した後、コリメータレンズ１７により平行光束として整形プリズム１５に入射させる。

整形プリズム１５は、例えばＳＦ１１の硝材に、第１の光および第２の光が入射する入射面１５ａと、この入射面１５ａと非平行で第１の光および第２の光を出射させる出射面１５ｂとを形成して構成する。

また、整形プリズム１５を利用して往復光路を分離するビームスプリッタを構成するため、整形プリズム１５の出射面１５ｂを対物レンズ１の光軸に対して４５°の斜面に形成すると共に、この出射面に例えばＰ偏光に対しては８０％を透過して、残りの２０％を反射し、Ｓ偏光に対しては１００％反射する偏光膜２０を介して、例えばＢＫ７の硝材からなる直角三角プリズム２１を接合する。

本実施形態では、一体型の半導体レーザ１３を、コリメータレンズ１７を経て整形プリズム１５の入射面１５ａに入射する第１の光の入射角が、第２の光の入射角よりも大きくなるように配置して、第１の光、第２の光を入射面１５ａを屈折透過させてビーム整形した後、それらの光軸を球面補正光学系２５の球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂおよび対物レンズ１の光軸に一致させて、出射面１５ｂを経て偏光膜２０にＰ偏光で入射させる。

偏光膜２０に入射した第１の光、第２の光のうち、該偏光膜２０で反射される光は、モニタ用光検出器２２で受光して、その出力に基づいてレーザチップ１１，１２の発光量を調整し、偏光膜２０を透過した光は、直角三角プリズム２１の面２１ａから出射させる。

直角三角プリズム２１の面２１ａから出射する第１の光、第２の光は、１／４波長板２３で円偏光に変換した後、球面収差光学系２５の球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂに入射させる。球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂは、入射された第１の光または第２の光を、１／４波長板２３が接合された単一の凹レンズからなる固定レンズ２５ａにより拡散光とし、単一の凸レンズからなる可動レンズ２５ｂによって入射した第１の光を平行光にするとともに、第２の光を対物レンズ特性に合わせた平行光または発散光にする。すなわち、球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂは、入射する光束径を拡大する機能を持たせたビームエキスパンダとして構成されている。この可動レンズ２５ｂは、光軸方向に移動可能に支持されており、可動レンズ２５ｂの周囲に巻回された駆動コイル２５ｅとその近傍に離間して固定された永久磁石２５ｆとで構成された可動コイル型リニアモータのアクチュエータ２５ｇを備えている。この駆動コイル２５ｅに駆動電流が供給されると、可動レンズ２５ｂは、光軸方向に移動する。

可動レンズ２５ｂの中心にはホログラムレンズ２５ｃが形成されており、このホログラムレンズ２５ｃで回折した一部の光は光学的位置検出素子であるＰＳＤ２５ｄ上に数ミクロンの光スポットを形成する。ＰＳＤ２５ｄ上に照射された光スポットの位置により、可動レンズの位置を検出することができる。このＰＳＤとしては、例えば、浜松ホトニクス社製の型番Ｓ５９９０等の受光面が４ｍｍ角の位置検出センサを用いることができる。ＰＳＤ２５上の光スポットは、検出精度を保つため、直径が０．５ｍｍ程度であることが望ましい。

なお、上記アクチュエータ２５ｇは、可動磁石型のリニアモータを用いてもよい。また、上記に代えて、図２に示すような、単一の凸レンズからなる固定レンズ２５ａと単一の凹レンズからなる可動レンズ２５ｂとの組み合わせを用いてもよい。さらに、上記ＰＳＤ２５ｄは、光学式センサや磁気センサに置き換えることも可能である。

可動レンズ２５ｄを出射した光は、反射ミラー２４で反射させ、さらに波長選択開口フィルタ３０により、対物レンズ１の瞳上での開口数を、第１の光に対しては開口制限せず、第２の光に対しては開口率ＮＡを０．３５〜０．４５に制限して、対物レンズ１により対応する記録媒体２の記録層Ｓ１，Ｓ２に集光させて情報の記録／再生を行う。

また、情報の再生において、記録媒体２で反射される第１の光、第２の光の戻り光は、往路とは逆の経路を辿って偏光膜２０に入射させ、該偏光膜２０で反射される戻り光を直角三角プリズム２１から出射させた後、トーリックレンズ２６で集束してダイクロイックプリズム２７に入射させる。

ダイクロイックプリズム２７は、第１の光は透過させ、第２の光は反射させるように構成し、このダイクロイックプリズム２７を透過する第１の光の戻り光を第１の光検出器２８で受光して、公知の非点収差法によるフォーカスエラー、３ビーム法によるトラッキングエラーを検出すると共に、第１の光に対応する基板厚の記録媒体２に記録されている記録信号を検出する。また、ダイクロイックプリズム２７で反射される第２の光の戻り光は、第２の光検出器２９で受光して、同様に公知の非点収差法によるフォーカスエラー、３ビーム法によるトラッキングエラーを検出すると共に、第２の光に対応する基板厚の記録媒体２に記録されている記録信号を検出する。

図３は本発明の第１〜第４実施形態の光ディスク駆動装置の制御系の構成を示す図である。本実施形態のディスク駆動装置の制御系は、記録媒体（光ディスク）２に対して情報の記録や消去または再生を行う光学ヘッド（ここでは図示せず）の動作を制御するものであり、図３に示すように、記録媒体２を回転駆動するスピンドルモータ５１を含む制御系全体を制御するマイコン５２を備えており、マイコン５２は、スピンドルモータドライバ５３を介してスピンドルモータ５１を所定の回転速度で回転駆動する。スピンドルモータドライバ５３の出力端は、光学ヘッドのサーボ系を制御する収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４のＣＰＵ５５に接続されている。

マイコン５２はまた、半導体レーザ１１（図１，図５、図６共通），半導体レーザ１２（図１、図５の場合のみ）、半導体レーザ３２（図５、図６の場合のみ）の中から１つを選択して、選択した半導体レーザの出力を制御するＬＤドライバ５６を介して当該半導体レーザを所定の光強度で発光させる。マイコン５２はさらに、スピンドルモータ５１に直結された図示しないターンテーブル上にクランプされた記録媒体２の基板厚が０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍの何れであるかを識別する基板厚識別手段５７からの出力信号に基づいてサーボ系全体を制御する。

収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４は、各種制御を行うＣＰＵ５５と、後述する初期設定情報や最適設定情報等の情報やデータを記憶するメモリ５８と、球面補正光学系２５の可動レンズ２５ｂの位置制御を行うレンズ制御手段を具備して成る。収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４の１つの出力端には、ドライバ６０を介して、対物レンズ駆動用コイル６１ａおよび永久磁石６１ｂよりなる対物レンズのフォーカスおよびトラッキング用のアクチュエータ６１が接続されており、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４からの指示に基づいてアクチュエータ６１の制御が行われる。また、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４の他の出力端には、ドライバ６２を介して、球面補正光学系２５の可動レンズ駆動用コイル２５ｅおよび永久磁石２５ｆｂよりなる可動レンズのアクチュエータ２５ｇが接続されており、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４からの指示に応じて、アクチュエータ２５ｇの駆動制御が行われる。

光学ヘッド内に配置された記録媒体からの反射光を受光した光検出器２８，２９（図１，図５、図６共通），光検出器３５（図５、図６の場合のみ）からの出力信号および、可動レンズ２５ｂに設けられたＰＳＤ２５ｄからの出力信号である可動レンズの位置信号（可動レンズの光軸方向の位置誤差信号および情報（ＲＦ）信号を含む）は、Ａ／Ｄ変換器６３でデジタル化された後に、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４に取り込まれる。収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４は、これらの信号に基づき、対物レンズのフォーカスやトラッキング制御の他に、サーボ制御の前に球面収差補正制御を行う。この球面収差補正制御としては、「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」と「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」との２通りの制御を行うが、両者に共通する動作としては、まず、メモリ５８から読み出した目標位置情報に基づいて球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動操作し、次に、フォーカスサーチ動作を開始し、その後、ＲＦ信号等をモニタしながら可動レンズ２５ｂの位置を微調整して、最適位置になったら、そのときの位置情報を目標位置としてメモリ５８に記憶する動作を行う。

なお、メモリ５８には、球面収差補正制御を行う際に用いる「対物レンズの特性と可動レンズの最適位置との関係に関する情報」を予め格納するものとするが、代わりに、第２の光である赤色光を発光する場合に、初期動作時の試し書き処理時や多層記録用光ディスクを用いる場合のフォーカスジャンプ時等に同様の処理を実行して、メモリ５８に可動レンズの最適位置との関係に関する情報を書き込むようにしてもよい。以下に、上述した２通りの球面収差補正制御を詳細に説明する。

［電源投入時のみに実施する球面収差補正制御］
光ディスク駆動装置の電源投入に応じて起動される図４の球面収差補正制御プログラムにおいて、まず、ステップＳ１では、スピンドルモータを回転停止させた状態で、記録媒体（以下、ディスクという）２のローディングが開始されると、次のステップＳ２では、ディスククランプ状態を検出する。その間、図示しない位置検出器の出力に基づいて、昇降モータは停止している。次のステップＳ３では、光学ヘッドをディスク最内周からホームポジションに移動させた後に停止させる。

次のステップＳ４では、所定の半導体レーザ（本実施形態では、第１の光である波長４０５ｎｍ付近の青紫色光を発光するレーザチップ１１）を発光させると同時に、ディスクの回転を開始させ、次のステップＳ５では、フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御による球面収差補正制御を開始する。具体的には、ディスクが第１の光に対応した基板厚（例えば、０．１ｍｍ）の記録媒体２である場合に適した初期設定値をメモリ５８から読み出し、その初期設定値に基づく初期設定位置に、球面収差補正光学２５系の可動レンズ２５ｂを移動静止させるフィードフォワード制御を行う。このフィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御による球面収差補正制御は、次のステップＳ６において、回転速度が所定値（例えば３００ｒｐｍ）に達するまで継続される。

次のステップＳ６において回転速度が所定値（例えば３００ｒｐｍ）に達したとき、制御をステップＳ７に進める。ステップＳ７では、対物レンズによりフォーカスサーチを開始する。次のステップＳ８では、フィードフォワード（Ｆ／Ｆ）制御による球面収差補正制御がＯＫかＮＧかをチェックし、ＮＧの場合は所定回数リトライを行う。その後、ステップＳ９では、フォーカス、トラッキングサーボ制御を開始し、次のステップＳ１０では、コントロールトラックの再生からディスクの種類（第１実施形態の場合、第１の記録媒体／第２の記録媒体）を識別する。

［電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御］
電源投入状態のときに、光ディスク駆動装置へディスクが挿入装着されると、スピンドルモータを回転停止させた状態で、所定の半導体レーザ（本実施形態では、第１の光である波長４０５ｎｍ付近の青紫色光を発光するレーザチップ１１）を発光させ、その後、フォーカスサーチ動作を開始する。このフォーカスサーチ動作による基板厚識別手段５７からの出力信号によって、基板厚が識別されるとともに、ディスクの有無が判別される。その後、マイコン５２は、基板厚識別手段５７からの出力信号によって得られる情報に基づき、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４内のＣＰＵ５５に対し、球面収差補正の動作指令を以下のようにして行う。すなわち、（１）挿入されたディスクが第１の光に対応した基板厚（例えば、０．１ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光する際に、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させてＲＦ信号等をモニタしながら可動レンズ２５ｂの位置を微調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）挿入されたディスクが第２の光に対応した基板厚（例えば、０．６ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する赤色光を発光する際に、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第２の記録媒体に対応する目標位置情報に基づく目標位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させる制御（フィードバック制御無し）を行う。

本実施形態によれば、上記「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置の電源投入時に、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、上記「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置が電源投入状態のときに、（１）第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させるフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）第２の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する赤色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第２の記録媒体に対応する目標位置情報に基づく目標位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させる制御（フィードバック制御無し）を行うので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光と、第２の発光素子からの赤色光の第２の光とをコリメータレンズ１７で平行光とした後、整形プリズム１５を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、この整形プリズム１５を経た第１の光、第２の光を対物レンズ１により対応する第１の記録媒体、第２の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。

なお、往復光路を分離するビームスプリッタは、整形プリズム１５を利用することなく、整形プリズム１５から分離して設けることもできる。

［第２実施形態］
図５は本発明の第２実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。本実施形態の光ディスク装置に用いる光学ヘッドは、図１に示した光学ヘッドにおいて、波長７８０ｎｍ付近の近赤外光（第３の光）を発光するホログラムユニット３１を追加し、このホログラムユニット３１からの第３の光を、第１の光および第２の光と同様に、その光軸を対物レンズ１の光軸と一致させて、反射ミラー２４および波長選択開口フィルタ３０を経て、対物レンズ１により第３の光に対応する記録媒体２に照射するようにしたものである。

なお、ホログラムユニット３１は、第３の光を発光するレーザチップ３２、３ビーム発生用の回折格子３３、第３の光の戻り光を回折させるホログラム３４、該ホログラム３４で回折された戻り光を受光する光検出器３５を有している。

このため、本実施形態では、直角三角プリズム２１と反射ミラー２４との間に、球面収差補正光学系２５の球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂとダイクロイックミラー（代わりにダイクロイックプリズムを用いてもよい）４１とを配置し、直角三角プリズム２１を通過した第１の光および第２の光を、球面収差光学系２５の球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂに入射させる。球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂは、入射された第１の光または第２の光を、単一の凹レンズからなる固定レンズ２５ａにより拡散光とし、単一の凸レンズからなる可動レンズ２５ｂによって入射した第１の光を平行光にするとともに、第２の光を対物レンズ特性に合わせた平行光または発散光にする。すなわち、球面収差補正レンズ群２５ａ，２５ｂは、入射する光束径を拡大する機能を持たせたビームエキスパンダとして構成されている。この可動レンズ２５ｂは、光軸方向に移動可能に支持されており、可動レンズ２５ｂの周囲に巻回された駆動コイル２５ｅとその近傍に離間して固定された永久磁石２５ｆとで構成された可動コイル型リニアモータのアクチュエータ２５ｇを備えている。この駆動コイル２５ｅに駆動電流が供給されると、可動レンズ２５ｂは、光軸方向に移動する。

可動レンズ２５ｂの中心にはホログラムレンズ２５ｃが形成されており、このホログラムレンズ２５ｃで回折した一部の光は光学的位置検出素子であるＰＳＤ２５ｄ上に数ミクロンの光スポットを形成する。ＰＳＤ２５ｄ上に照射された光スポットの位置により、可動レンズの位置を検出することができる。なお、可動レンズ２５ｂの外周に同一な円形状のホログラムレンズ２５ｃを形成してもよい。このＰＳＤとしては、例えば、浜松ホトニクス社製の型番Ｓ５９９０等の受光面が４ｍｍ角の位置検出センサを用いることができる。ＰＳＤ２５上の光スポットは、検出精度を保つため、直径が０．５ｍｍ程度であることが望ましい。なお、上記アクチュエータ２５ｇは、可動磁石型のリニアモータを用いてもよい。また、上記に代えて、図２に示すような、単一の凸レンズからなる固定レンズ２５ａと単一の凹レンズからなる可動レンズ２５ｂとの組み合わせを用いてもよい。さらに、上記ＰＳＤ２５ｄは、光学式センサや磁気センサに置き換えることも可能である。

可動レンズ２５ｄを出射した光は、反射ミラー２４を経て、１／４波長板２３（この１／４波長板２３には波長選択フィルタを接合することもでき、その場合には、第１の光および第２の光に対しては開口制限せず、第３の光に対しては開口率ＮＡを０．３５〜０．４５に制限するようにしてもよい）を透過させて、円偏光に変換した後、対物レンズ１により対応する記録媒体２の記録層Ｓ１，Ｓ２に集光させて情報の記録／再生を行う。

また、ホログラムユニット３１は、第３の光に対応した基板厚（例えば、１．２ｍｍ）の記録媒体２が装置にセットされた場合にレーザチップ３２から第３の光を発光させ、この第３の光を回折格子３３で３ビームに分離してホログラム３４を経てホログラムユニット３１から出射させる。このホログラムユニット３１から出射される第３の光は、その一部をリング状のモニタ用光検出器４２で受光して、その出力に基づいてレーザチップ３２の発光量を調整し、モニタ用光検出器４２を通過した第３の光を、コリメータレンズ４３で平行光にしてダイクロイックミラー４１で反射させることにより、対物レンズ１の光軸に一致させて、反射ミラー２４および１／４波長板２３を経て対物レンズ１により対応する記録媒体２の記録層Ｓ３に照射して情報の記録／再生を行う。

第３の光による情報の再生において、記録媒体２からの戻り光は、往路とは逆の経路を辿ってホログラムユニット３１に入射させ、そのホログラム３４で回折させて光検出器３５で受光して、公知の非点収差法によるフォーカスエラー、３ビーム法によるトラッキングエラーを検出すると共に、記録媒体２に記録されている記録信号を検出する。

本実施形態の光ディスク駆動装置では、上記第１実施形態と同様に、「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」と「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」との２通りの球面収差補正制御を行うが、前者は上記第１実施形態と同様であるため説明を省略し、後者のみを説明する。

［電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御］
電源投入状態のときに、光ディスク駆動装置へディスクが挿入装着されると、スピンドルモータを回転停止させた状態で、所定の半導体レーザ（本実施形態では、第１の光である波長４０５ｎｍ付近の青紫色光を発光するレーザチップ１１）を発光させ、その後、フォーカスサーチ動作を開始する。このフォーカスサーチ動作による基板厚識別手段５７からの出力信号によって、基板厚が識別されるとともに、およびディスクの有無が判別される。その後、マイコン５２は、基板厚識別手段５７からの出力信号によって得られる情報に基づき、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４内のＣＰＵ５５に対し、球面収差補正の動作指令を以下のようにして行う。すなわち、（１）挿入されたディスクが第１の光に対応した基板厚（例えば、０．１ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光する際に、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させてＲＦ信号等をモニタしながら可動レンズ２５ｂの位置を微調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）挿入されたディスクが第２の光に対応した基板厚（例えば、０．６ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する赤色光を発光する際に、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第２の記録媒体に対応する目標位置情報に基づく目標位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させる制御（フィードバック制御無し）を行い、（３）挿入されたディスクが第３の光に対応した基板厚（例えば、１．２ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する近赤外光を発光する際に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂの駆動制御を禁止する。

本実施形態によれば、上記「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置の電源投入時に、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、上記「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置が電源投入状態のときに、（１）第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させるフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）第２の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する赤色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第２の記録媒体に対応する目標位置情報に基づく目標位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させる制御（フィードバック制御無し）を行い、（３）挿入されたディスクが第３の光に対応した基板厚（例えば、１．２ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する近赤外光を発光する際に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂの駆動制御を禁止するので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光と、第２の発光素子からの赤色光の第２の光とを第１のコリメータレンズ１７で平行光とした後、第１のビーム合成手段である整形プリズム１５を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、第３の発光素子からの近赤外光の第３の光を第２のコリメータレンズ４３で平行光とした後、この第３の光と整形プリズム１５を経た第１の光、第２の光とを第２のビーム合成手段であるダイクロイックミラー４１を屈折透過させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、これらダイクロイックミラー４１を経た第１の光、第２の光および第３の光を対物レンズ１により対応する第１の記録媒体、第２の記録媒体および第３の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光、第２の光および第３の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。

［第３実施形態］
図６は本発明の第３実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。本実施形態の光ディスク装置に用いる光学ヘッドは、図５に示した光学ヘッドにおいて、半導体レーザ内から波長６６０ｎｍ付近の赤色光（第２の光）を発光するレーザチップ１２を削除して単一型の半導体レーザ１３とし、ホログラムユニット３１内の波長７８０ｎｍ付近の近赤外光（第３の光）を発光するレーザチップ３２を、波長６６０ｎｍ付近の赤色光（第２の光）を発光するレーザチップ３２に置き換えたものである。

本実施形態の光ディスク駆動装置では、上記第２実施形態と同様に、「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」と「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」との２通りの球面収差補正制御を行うが、前者は上記第１実施形態と同様であるため説明を省略し、後者のみを説明する。

［電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御］
電源投入状態のときに、光ディスク駆動装置へディスクが挿入装着されると、スピンドルモータを回転停止させた状態で、所定の半導体レーザ（本実施形態では、第１の光である波長４０５ｎｍ付近の青紫色光を発光するレーザチップ１１）を発光させ、その後、フォーカスサーチ動作を開始する。このフォーカスサーチ動作による基板厚識別手段５７からの出力信号によって、基板厚が識別されるとともに、およびディスクの有無が判別される。その後、マイコン５２は、基板厚識別手段５７からの出力信号によって得られる情報に基づき、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４内のＣＰＵ５５に対し、球面収差補正の動作指令を以下のようにして行う。すなわち、（１）挿入されたディスクが第１の光に対応した基板厚（例えば、０．１ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光する際に、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させてＲＦ信号等をモニタしながら可動レンズ２５ｂの位置を微調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）挿入されたディスクが第２の光に対応した基板厚（例えば、０．６ｍｍ）の記録媒体２である場合には、当該記録媒体に対応する近赤外光を発光する際に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂの駆動制御を禁止する。

本実施形態によれば、上記「電源投入時のみに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置の電源投入時に、第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動静止させるフィードフォワード制御を行うので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、上記「電源投入状態のときに実施する球面収差補正制御」により、光ディスク駆動装置が電源投入状態のときに、（１）第１の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、収差補正制御手段５４のメモリ５８に予め格納（記憶）された第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂを移動させるフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御を行い、（２）第２の記録媒体の光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する赤色光を発光するときには、球面収差補正光学系２５の可動レンズ２５ｂの駆動制御を禁止するので、球面収差光学系２５の可動レンズ２５ｂの制御動作が簡素化されて可動レンズ用アクチュエータの負担が軽減されることになり、信頼性を向上させた光ディスク駆動装置を提供することができる。

また、本実施形態によれば、第１の発光素子からの青紫色光の第１の光を第１のコリメータレンズ１７で平行光とした後、ビーム整形プリズム１５でビーム整形し、第２の発光素子からの赤色光の第２の光を第２のコリメータレンズ４３で平行光とした後、ビーム整形プリズム１５を経た第１の光および第２のコリメータレンズ４３で平行光にされた第２の光を、ビーム合成手段であるダイクロイックミラー４１を透過屈折させることにより、それらをビーム整形してほぼ同一光路に合成し、このダイクロイックミラー４１を経た第１の光および第２の光を対物レンズ１により対応する第１の記録媒体および第２の記録媒体に集光させるようにしたので、簡単な構成で第１の光および第２の光の光軸を対物レンズの光軸に一致させることができ、単一種または複数種の記録媒体の記録再生の互換性を確保するとともに単一の対物レンズを用いることにより小型化した光学ヘッドを提供することができる。

［第４実施形態］
図７は本発明の第４実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの要部の構成を示す分解斜視図である。本実施形態の光ディスク装置に用いる光学ヘッドの球面収差補正光学系１０１は、球面収差補正光学系を構成する凸レンズおよび凹レンズを共に可動レンズとすることにより、移動距離を第１実施形態の球面収差補正光学系２５の２倍に増大させたものである。

本実施形態の球面収差補正光学系１０１は、図７に示すように凸レンズ１０２および凹レンズ１０３等よりなり、凸レンズ１０２および凹レンズ１０３はそれぞれ鏡枠１０４，１０５に接着剤で固着されている。回転枠１０６および固定枠１０７の間にはグリースが塗布されており、回転枠１０６および固定枠１０７は嵌合状態で光軸方向に摺動するようになっている。また、固定枠１０７ならびに凸レンズ１０２および凹レンズ１０３の鏡枠１０４，１０５の間にはグリースが塗布されており、固定枠１０７ならびに凸レンズ１０２および凹レンズ１０３の鏡枠１０４，１０５は嵌合状態で光軸方向に摺動するようになっている。

回転枠１０６には、９０度の回転を可能にするような、一対の八の字形状のカム溝１０６ａが形成されており、フランジ（台座１２２）付きの固定枠１０７には、複数の直線溝１０７ａが形成されている。固定枠１０７に対して回転枠１０６が光軸方向に移動しないように、固定枠１０７のネジ部１０７ｂがナット１０９で締結固定されている。鏡枠１０４，１０５にはそれぞれ、雌ネジ部１０４ａ，１０４ｂおよび１０５ａ，１０５ｂが形成されており、カム溝１０６ａおよび直線溝１１７ａが嵌合した状態で、止めネジ１２０がカンザ１２１を介して雌ネジ部１０４ａ，１０４ｂおよび１０５ａ，１０５ｂに締結固定されている。回転枠１０６の端部にはギヤ１０６ｂが形成されている。パルスモータ１１１の駆動軸には、ギヤ１０６ｂを介して回転枠１０６に回転動力を伝達するための伝達ギヤ群１１２が取り付けられている。パルスモータ１１１は、エンコーダ１１３を内蔵している。

次に、本実施形態の球面収差補正光学系１０１の収差補正制御動作を説明する。エンコーダ１１３の出力が収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４にフィードバックされたとき、収差補正制御手段（ＤＳＰ）５４の出力端から出力される指示信号により、図３のドライバ６２を介して、球面補正光学系１０１のパルスモータ１１１に電圧が印加され、パルスモータ１１１が駆動される。このパルスモータ１１１の駆動により、伝達ギヤ群１１２の動力が回転枠１０６に伝わり、回転枠１０６が所望の位置まで移動する。これにより、近赤外光や赤色光のレーザ発光時には、凸レンズ１０２および凹レンズ１０３の間隔が対物レンズの特性や記録媒体の基板厚の変化に応じて、指示された目標位置まで移動して静止する。青紫色光のレーザ発光時には、上記と同様にして、動力が回転枠１０６に伝わり、回転枠１０６が所望の位置まで移動するが、エンコーダ１１３の位置と凸レンズ１０２および凹レンズ１０３の位置との間に伝達ギヤ群１１２が介在しているので、この場合もフォードフォワード制御が行われる。

本実施形態によれば、凸レンズ１０２および凹レンズ１０３を同時に接近する方向や離れる方向に移動させることができるので、上記第１〜第３実施形態に比べて２倍の移動速度で球面収差補正光学系１０１の凸レンズ１０２および凹レンズ１０３を移動させて位置決めすることが可能になる。

なお、上記第４実施形態では、凸レンズおよび凹レンズを同時に移動することにより移動速度を２倍にする構成例を示したが、凸レンズおよび凹レンズに代えて印加される電圧に応じて屈折率が変化する液晶素子を用いてもよい。
また、本発明における記録媒体としては、相変化型、光磁気等の書換型ディスクや、再生専用型等のディスク等が使用可能である。

本発明の第１実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。 第１実施形態の光学ヘッドの球面補正光学系の変形例を示す図である。 本発明の第１〜第４実施形態の光ディスク駆動装置の制御系の構成を示す図である。 第１実施形態において電源投入時のみに実施する球面収差補正制御プログラムを示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。 本発明の第３実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の光ディスク駆動装置に用いる光学ヘッドの要部の構成を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 対物レンズ
２ 記録媒体
１１，１２ レーザチップ
１３ 半導体レーザ
１５ 整形プリズム
１５ａ 入射面
１５ｂ 出射面
１６ 回折格子
１７ コリメータレンズ
２０ 偏光膜
２１ 直角三角プリズム
２２ モニタ用光検出器
２３ １／４波長板
２４ 反射ミラー
２５ 球面収差補正光学系
２５ａ 固定レンズ（凹レンズ）
２５ｂ 可動レンズ（凸レンズ）
２５ｃ ホログラムレンズ
２５ｄ 光学的位置検出素子（ＰＳＤ）
２５ｅ 駆動コイル
２５ｆ 永久磁石
２５ｇ アクチュエータ
２６ トーリックレンズ
２７ ダイクロイックプリズム
２８ 第１の光検出器
２９ 第２の光検出器
３０ 波長選択開口フィルタ
３１ ホログラムユニット
３２ レーザチップ
３３ 回折格子
３４ ホログラム
３５ 光検出器
４１ ダイクロイックミラー
４２ モニタ用光検出器
４３ コリメータレンズ
５１ スピンドルモータ
５２ マイコン
５３ スピンドルモータドライバ
５４ 収差補正制御手段（ＤＳＰ）
５５ ＣＰＵ
５６ ＬＤドライバ
５７ 基板厚識別手段
５８ メモリ
５９ レンズ制御手段
６０ ドライバ
６１ アクチュエータ
６１ａ 対物レンズ駆動用コイル
６１ｂ 永久磁石
６２ ドライバ
１０１ 球面収差補正光学系
１０２ 凸レンズ
１０３ 凹レンズ
１０４，１０５ 鏡枠
１０４ａ，１０４ｂ，１０５ａ，１０５ｂ 雌ネジ部
１０６ 回転枠
１０６ａ カム溝
１０６ｂ ギヤ
１０７ 固定枠
１０７ａ 直線溝
１０７ｂ ネジ部
１０９ ナット
１１１ パルスモータ
１１２ 伝達ギヤ群
１１３ エンコーダ
１２０ 止めネジ
１２１ カンザ
１２２ フランジ（台座）

Claims (8)

1. 第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、上記第１の光を平行光にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行光にされた上記第１の光を上記第１の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記第１の発光素子と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
   上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
   上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
2. 第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の光および上記第２の光を平行光にするコリメータレンズと、該コリメータレンズで平行光にされた上記第１の光および上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一のビーム合成手段と、該ビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光を対応する上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記ビーム合成手段と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
   上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
   上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
3. 第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体と基板厚が異なる第３の記録媒体に対応する第３の光としての近赤外光を発光する第３の発光素子と、上記第１の光および上記第２の光を平行光にする第１のコリメータレンズと、上記第３の光を平行光にする第２のコリメータレンズと、上記第１のコリメータレンズで平行光にされた上記第１の光および上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一の第１のビーム合成手段と、該第１のビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光と上記第２のコリメータレンズで平行光にされた上記第３の光とをほぼ同一光路に合成する単一の第２のビーム合成手段と、該第２のビーム合成手段を経た上記第１の光、上記第２の光および上記第３の光を対応する上記第１の記録媒体、上記第２の記録媒体および上記第３の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記第１のビーム合成手段と上記第２のビーム合成手段との間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
   上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
   上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
4. 第１の記録媒体に対応する第１の光としての青紫色光を発光する第１の発光素子と、第２の記録媒体に対応する第２の光としての赤色光を発光する第２の発光素子と、上記第１の光を平行光にする第１のコリメータレンズと、上記第２の光を平行光にする第２のコリメータレンズと、上記第１のコリメータレンズで平行光にされた上記第１の光をビーム整形する単一のビーム整形手段と、上記ビーム整形手段を経た上記第１の光および上記第２のコリメータレンズで平行光にされた上記第２の光をほぼ同一光路に合成する単一のビーム合成手段と、該ビーム合成手段を経た上記第１の光および上記第２の光を対応する上記第１の記録媒体および上記第２の記録媒体に集光させる対物レンズと、上記ビーム整形手段と上記対物レンズとの間の光路上に支持される固定レンズおよび可動レンズから成る球面収差補正光学系とを具える光学ヘッドと、上記球面収差補正光学系の駆動制御を行う収差補正制御手段とを具備した光ディスク駆動装置であって、
   上記光ディスク駆動装置の電源投入時には、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する初期設定情報に基づく初期位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動静止させるフィードフォワード制御を行い、
   上記球面収差補正光学系の可動レンズの中心付近に回折レンズを形成するとともに、該回折レンズで回折した収束する光ビームを受光する光学的位置検出素子を設け、上記第１の記録媒体の上記光ディスク駆動装置への挿入装着に応じて、当該記録媒体に対応する青紫色光を発光するときには、上記回折レンズで回折した収束する光ビームを上記光学的位置検出装置で受光することにより、上記収差補正制御手段に予め格納された上記第１の記録媒体に対応する最適位置情報に基づく最適位置に、上記球面収差補正光学系の可動レンズを移動させるフィードバック制御を行うようにしたことを特徴とする光ディスク駆動装置。
5. 上記回折レンズはホログラムレンズであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の光ディスク駆動装置。
6. 上記光学ヘッドは、上記第１の発光素子および上記第２の発光素子を同一パッケージに収納したことを特徴とする請求項２または３記載の光ディスク駆動装置。
7. 上記単一のビーム合成手段は、波長選択素子よりなることを特徴とする請求項４記載の光ディスク駆動装置。
8. 上記単一のビーム合成手段は、ダイクロイックミラーよりなることを特徴とする請求項４記載の光ディスク駆動装置。

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