JPH10261241A

JPH10261241A - 記録再生装置および方法

Info

Publication number: JPH10261241A
Application number: JP9065851A
Authority: JP
Inventors: Tsuguhiro Abe; 嗣弘阿部
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】ＤＶＤとＣＤ−Ｒの両方を再生可能な小型の
装置を実現する。【解決手段】ＤＶＤ４１Ｂを再生する場合の６５０nm
の波長のレーザ光を出射するレーザチップ２１Ｂを屈折
型対物レンズ２６の光軸上に配置する。ＣＤ４１Ａを再
生する場合の７８０nmのレーザ光を出射するレーザチッ
プ２１Ａを光軸外に配置する。レーザチップ２１Ａより
出射されたＣＤ再生用のレーザ光を光路合成用のＨＯＥ
２５ａで回折し、コマ収差を補正して光軸上に合成す
る。この光の球面収差をＨＯＥ２５ｂで補正し、屈折型
対物レンズ２６を介して、ＣＤ４１Ａに入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録再生装置およ
び方法に関し、特に、第１の波長の光と、第２の波長の
光を用いて、それぞれ異なる記録媒体に対して、情報を
記録または再生する場合に、より小型化できるようにし
た記録再生装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光を利用して情報を記録または再生する
記録媒体として、コンパクトディスク（ＣＤ）（商
標）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒなどの光ディスクが普及
しているが、最近では、その他に、大容量のデータを記
録するＤＶＤ（Digital VersatileDisc）などの新たな
記録媒体が開発されつつある。

【０００３】このような光ディスクからデジタル情報を
読み出す場合、レーザ光を記録媒体に集光し、記録媒体
からの反射光を検出し、反射光のレベルを２値データに
変換する。

【０００４】高密度の光ディスクにおいては、短波長の
レーザ光を利用し（例えば、ＣＤを再生する場合、波長
λはλ＝７８０nmとされ、より高密度にデータが記録さ
れているＤＶＤを再生する場合、λ＝６３５乃至６５０
nmとされる）、開口数（ＮＡ）の大きい（例えば、ＣＤ
を再生する場合、ＮＡ＝０．４５とされ、ＤＶＤを再生
する場合、ＮＡ＝０．６とされる）対物レンズを使用し
てレーザ光をより狭い範囲に収束させ、その反射光を受
光して、記録されている情報を再生する。

【０００５】そのような開口数（ＮＡ）の大きい対物レ
ンズを使用すると、光ディスクの傾き（スキュー）に起
因して、反射光における収差量が増大するため、ＤＶＤ
ではＣＤにおける場合より基板を薄く設計し（ＣＤの
１．２mmに対し、ＤＶＤでは０．６mm）、反射光におけ
る収差量を低減している。

【０００６】以上のような、対物レンズのＮＡとレーザ
光の波長λの値に応じて規定される集光スポットのサイ
ズ（λ／ＮＡに比例する）の違い、および、光ディスク
の基板の厚さに応じて生じる球面収差の量の違いによ
り、従来のＣＤに記録されている情報を読み出す光学系
を、そのまま、ＤＶＤの再生に利用することは困難であ
り、その逆に、ＤＶＤ用に設計した光学系をＣＤの再生
にそのまま利用することも困難である。

【０００７】しかしながら、今後、ＣＤなどの従来の光
ディスクと、ＤＶＤなどの高密度の光ディスクは共存し
ていくものと考えられるので、それらの光ディスクを再
生する場合、光ディスクの種類毎に専用の再生装置を用
意しなければならないとすれば不便である。

【０００８】そこで、このような記録密度と基板の厚さ
が異なる複数の光ディスクを１つの装置で再生する方法
がいくつか提案されている。

【０００９】そのうちの１つとして、対物レンズと、ホ
ログラフィック光学素子（ＨＯＥ）を組み合わせる方法
が、例えば、特開平７−９８４３１号公報に開示されて
いる。図３０は、同公報に記載の技術の原理を表してい
る。すなわち、同図に示すように、例えば６５０nmの波
長のレーザ光が、ＨＯＥ１０１と対物レンズ１０２を介
して、ＣＤ１０３またはＤＶＤ１０４に照射される。Ｈ
ＯＥ１０１には、図３１に示すように、同心円状の鋸歯
状または階段状の凹凸よりなる輪帯構造が形成されてい
る。その結果、図３２に示すように、入射された６５０
nmの波長の光が０次回折光（透過光）と１次回折光に分
割される。０次回折光は、ＤＶＤ用とされ、１次回折光
は、ＣＤ用とされる。それ以外の次数の回折光は、実質
的に殆ど０となるように、ＨＯＥ１０１は最適化されて
いる。

【００１０】対物レンズ１０２は、ＤＶＤ１０４に最適
化されている。その結果、ＨＯＥ１０１を透過した０次
回折光は、図３０に示すように、対物レンズ１０２によ
り、基板の厚さが０．６mmのＤＶＤ１０４の情報記録面
上に集束される。また、ＨＯＥ１０１の輪帯のピッチ
は、１次回折光が、対物レンズ１０２を経て、厚さが約
１．２mmの基板を有するＣＤ１０３に集束されるとき、
ＤＶＤ１０４との基板厚の違いによる球面収差を補正す
るように最適化されている。また、この輪帯の径は、Ｃ
Ｄ１０３に最適なＮＡが得られるように、対物レンズ１
０２の有効径より小さい領域に形成してある。その結
果、対物レンズ１０２を透過した１次回折光は、情報記
録面上に回折限界まで集光され、良好な光スポットが形
成される。

【００１１】また、このＨＯＥ１０１の輪帯のピッチ
は、ＣＤ１０３の光スポットがＤＶＤ１０４の光スポッ
トから光軸方向に数百μｍ離れるように最適化してある
ため、各光スポットが他方の再生ＲＦ信号に影響を与え
ないようになされている。

【００１２】しかしながら、このようなピックアップに
おいては、使用されている波長が６５０nmと短いため、
通常のＣＤは再生できても、ＣＤ−Ｒを再生することが
できない。すなわち、再生だけでなく書き込みも可能な
ＣＤ−Ｒは、７８０nmの帯域の波長を反射するように形
成されており、ＤＶＤで用いる６５０nmの長さの波長
は、殆ど吸収してしまうからである。

【００１３】そこで、本出願人は、例えば特願平８−１
２１３３７号として、ＣＤ−Ｒを含むＣＤとＤＶＤの両
方を再生することが可能なピックアップを提案した。図
３３と図３４は、その構成例を表している。図３３は、
ＤＶＤ１０４を再生する場合の光学系を表しており、図
３４は、ＣＤ１０３を再生する場合の光学系の状態を表
している。

【００１４】ＤＶＤ１０４を再生する場合には、図３３
に示すように、７８０nmの波長のレーザ光を発生する放
射光源１１１Ｂはオフされる。そして、６５０nmの波長
のレーザ光を発生する放射光源１１１Ａがオンされる。
放射光源１１１Ａより出射されたレーザ光は、グレーテ
ィング１１２Ａにより、実質的に３本のレーザ光に分割
された後、ダイクロイックプリズム（ＤＰ）１１３と偏
光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１４を透過して、コリ
メータレンズ１１５に入射される。コリメータレンズ１
１５は、入射された発散光を平行光に変換して、λ／４
板１１６を介して、ＨＯＥ１１７に入射させる。屈折型
対物レンズ１１８は、ＤＶＤ１０４に最適化されて設計
されている。従って、ＨＯＥ１１７は、屈折型対物レン
ズ１１８により、ＣＤ１０３に集束される７８０nmの波
長の光の球面収差を補正するように最適化されており、
６５０nmの波長の光には、実質的に機能しない。

【００１５】すなわち、図３５に拡大して示すように、
ＨＯＥ１１７は、波長６５０nmのレーザ光をほぼ１００
％透過する。すなわち、ＨＯＥ１１７からは、０次回折
光が出射される。このレーザ光は、屈折型対物レンズ１
１８により集束され、０．６mmの厚さの基板を有するＤ
ＶＤ１０４の情報記録面上に集光される。屈折型対物レ
ンズ１１８は、ＤＶＤ１０４にレーザ光を照射したと
き、球面収差が発生しないように最適化されているの
で、ＤＶＤ１０４上の集光スポットは、回折限界まで絞
られた集光スポットとなる。

【００１６】これに対して、ＣＤ１０３を再生する場合
には、図３４に示すように、６５０nmの波長のレーザ光
を発生する放射光源１１１Ａがオフされ、その代わり
に、７８０nmの波長のレーザ光を発生する放射光源１１
１Ｂがオンされる。このレーザ光は、グレーティング１
１２Ｂを介して、ダイクロイックプリズム１１３に入射
される。このダイクロイックプリズム１１３は、波長６
５０nmのレーザ光は透過するが、波長７８０nmのレーザ
光は反射する。その結果、ダイクロイックプリズム１１
３で反射されたレーザ光が、偏光ビームスプリッタ１１
４、コリメータレンズ１１５、λ／４板１１６を介し
て、ＨＯＥ１１７に入射される。

【００１７】図３６に示すように、ＨＯＥ１１７の輪帯
ピッチは、７８０nmの１次回折光と屈折型対物レンズ１
１８との組み合わせによるＤＶＤ１０４とＣＤ１０３の
基板厚の差による球面収差を補正するように最適化され
ている。また、ＨＯＥ１１７上の回折光は、ＣＤ１０３
のＮＡに合うようにＤＶＤ１０４に対する屈折型対物レ
ンズ１１８の瞳径よりも小さな領域にのみ作成されてい
る。その結果、７８０nmのレーザ光は、ＣＤ１０３の情
報記録面上に、回折限界まで絞られた集光スポットを形
成するように照射される。その結果、迷光や光の利用率
の低下の殆どない安定した再生が可能となる。

【００１８】ＣＤ１０３またはＤＶＤ１０４で反射され
たレーザ光は、屈折型対物レンズ１１８、ＨＯＥ１１
７、λ／４板１１６、コリメータレンズ１１５を介し
て、偏光ビームスプリッタ１１４に入射される。ディス
クからの戻り光は、ディスクへの入射光に較べて、λ／
４板１１６を往復しているので、偏光面が９０度回転す
ることになる。その結果、戻り光は、偏光ビームスプリ
ッタ１１４で反射され、マルチレンズ１１９を介して、
ホトダイオード（ＰＤ）１２０に入射される。ホトダイ
オード１２０の出力から、ディスクに記録されている情
報を再生することができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先に提
案した発明においては、異なる波長のレーザ光を発生す
る２つの放射光源１１１Ａ，１１１Ｂを、それぞれ屈折
型対物レンズ１１８の光軸上に配置するようにしている
ため、光軸を約９０度に分割するためのダイクロイック
プリズム１１３を必要とし、部品点数が多くなり、コス
ト高となるばかりでなく、装置が大型化する課題があっ
た。

【００２０】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、ＣＤ−Ｒを再生できるようにするととも
に、より小型化を可能とするものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の記録再
生装置は、第１の長さの波長の光または第２の長さの波
長の光を、第１の記録媒体または第２の記録媒体に集束
して照射する集束手段と、集束手段の光軸外に配置さ
れ、第１の長さの波長の光を発生する第１の発生手段
と、集束手段の光軸上に配置され、第２の長さの波長の
光を発生する第２の発生手段と、第１の長さの波長の光
を、そのコマ収差を補正して、集束手段の光軸上に合成
する合成手段と、第１の長さの波長の光の球面収差を補
正する補正手段と、第１の記録媒体または第２の記録媒
体により反射された第１の長さの波長の光または第２の
長さの波長の光を受光する受光手段とを備えることを特
徴とする。

【００２２】請求項１３に記載の記録再生方法は、第１
の長さの波長の光を発生する第１の発生手段を、集束手
段の光軸外に配置するステップと、第２の長さの波長の
光を発生する第２の発生手段を、集束手段の光軸上に配
置するステップと、第１の長さの波長の光を、そのコマ
収差を補正して、集束手段の光軸上に合成するステップ
と、第１の長さの波長の光の球面収差を補正するステッ
プと、第１の記録媒体または第２の記録媒体により反射
された第１の長さの波長の光または第２の長さの波長の
光を受光するステップとを備えることを特徴とする。

【００２３】請求項１に記載の記録再生装置および請求
項１３に記載の記録再生方法においては、集束手段の光
軸外に配置された第１の長さの波長の光が、コマ収差を
補正して、光軸上に合成される。そして、合成された光
が、さらに球面収差を補正するように処理される。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但
し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定するこ
とを意味するものではない。

【００２５】請求項１に記載の記録再生装置は、第１の
長さの波長の光または第２の長さの波長の光を、第１の
記録媒体または第２の記録媒体に集束して照射する集束
手段（例えば図２の屈折型対物レンズ２６）と、集束手
段の光軸外に配置され、第１の長さの波長の光を発生す
る第１の発生手段（例えば図３のレーザチップ２１Ａ）
と、集束手段の光軸上に配置され、第２の長さの波長の
光を発生する第２の発生手段（例えば図２のレーザチッ
プ２１Ｂ）と、第１の長さの波長の光を、そのコマ収差
を補正して、集束手段の光軸上に合成する合成手段（例
えば図３のホログラフィック光学素子２５ａ）と、第１
の長さの波長の光の球面収差を補正する補正手段（例え
ば図３のホログラフィック光学素子２５ｂ）と、第１の
記録媒体または第２の記録媒体により反射された第１の
長さの波長の光または第２の長さの波長の光を受光する
受光手段（例えば図３のホトディテクタ２９）とを備え
ることを特徴とする。

【００２６】図１は、本発明の記録再生装置の実施の形
態の構成例を示している。この実施の形態においては、
光学ピックアップ部１は、内蔵する２つの放射光源とし
てのレーザチップ２１Ａ，２１Ｂ（図２）のうちの一方
で所定の波長のレーザ光を発生し、所定の光学系（後
述）を介して、光ディスク４１Ａ（例えばＣＤ）または
光ディスク４１Ｂ（例えばＤＶＤ）に集光し、その反射
光を、複数の受光部を有するホトディテクタ（ＰＤ）２
８（図２）で検出し、各受光部の出力信号をＰＤ出力信
号として演算回路２に出力するようになされている。

【００２７】演算回路２は、ＰＤ出力信号（各受光部の
信号）から、光ディスク再生用のデータ検出信号（ＲＦ
信号）、光軸方向におけるレーザ光のフォーカスのずれ
を示すフォーカスエラー信号、および、光ディスクの半
径方向のトラッキングのずれを示すトラッキングエラー
信号を算出し、データ検出信号を再生回路３に出力し、
フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を
制御回路４に出力するようになされている。

【００２８】再生回路３は、演算回路２より供給された
データ検出信号をイコライズした後、２値化し、さら
に、エラー訂正しながら復調した信号を、再生信号とし
て、所定の装置（図示せず）に出力するようになされて
いる。

【００２９】制御回路４は、演算回路２より供給された
フォーカスエラー信号に応じて、フォーカスサーボ用ア
クチュエータ６を制御し、光学ピックアップ部１の屈折
型対物レンズ２６（図２）を光軸方向に移動させ、フォ
ーカスを調整し、演算回路２より供給されたトラッキン
グエラー信号に応じて、トラッキングサーボ用アクチュ
エータ７を制御し、光学ピックアップ部１を光ディスク
４１Ａ，４１Ｂの半径方向に移動させ、トラッキングを
調整するようになされている。

【００３０】制御回路４は、光源切り換え用回路８を制
御し、再生するディスクに応じて、光ディスク４１Ａ
（ＣＤ）を再生するとき、レーザチップ２１Ａから、第
１の長さ（例えば７８０nm）の波長λ１のレーザ光を発
生させ、光ディスク４１Ｂ（ＤＶＤ）を再生するとき、
レーザチップ２１Ｂから、第２の長さ（例えば６５０n
m）の波長λ２のレーザ光を発生させるようになされて
いる。

【００３１】また、制御回路４は、モータ９を制御し、
光ディスク４１Ａ，４１Ｂを所定の速度で回転させるよ
うになされている。

【００３２】なお、制御回路４は、入力装置５からユー
ザによる操作に応じた信号を受け取ると、その信号に応
じて、各回路を制御するようになされている。

【００３３】図２と図３は、図１の光学ピックアップ部
１の構成例を示しており、図２は、ＤＶＤ４１Ｂの再生
時における光路を、図３は、ＣＤ４１Ａの再生時の光路
を、それぞれ示している。複合レーザダイオード２１
は、レーザチップ２１Ａとレーザチップ２１Ｂとを有し
ており、第１の波長λ１のレーザ光を発生するレーザチ
ップ２１Ａは、屈折型対物レンズ２６の光軸外に配置さ
れており、第２の波長λ２のレーザ光を発生するレーザ
チップ２１Ｂは、屈折型対物レンズ２６の光軸上に配置
されている。屈折型対物レンズ２６の光軸上に配置され
ているレーザチップ２１Ｂは、第２の波長λ２のレーザ
光をビームスプリッタ（ＢＳ）２３に入射させるように
なされている。

【００３４】屈折型対物レンズ２６の光軸外に配置され
ているレーザチップ２１Ａは、第１の波長λ１のレーザ
光をグレーティング２２Ａに向けて出射するようになさ
れている。グレーティング２２Ａは、レーザチップ２１
Ａからのレーザ光を、実質的に所定の本数（例えば３
本）に分割し、それらのレーザ光をビームスプリッタ
（ＢＳ）２３に入射させるようになされている。

【００３５】ＢＳ２３は、グレーティング２２Ａまたは
レーザチップ２１Ｂからのレーザ光を透過させ、コリメ
ータレンズ２４に入射させるとともに、コリメータレン
ズ２４より入射したレーザ光（光ディスク４１Ａ，４１
Ｂからの反射光）を反射し、マルチレンズ２７を介して
ホトディテクタ（ＰＤ）２８に入射させるようになされ
ている。

【００３６】コリメータレンズ２４は、ＢＳ２３からの
レーザ光を平行光線に整え、ホログラフィック光学素子
（ＨＯＥ）２５に入射させるとともに、ホログラフィッ
ク光学素子（ＨＯＥ）２５から入射した平行光線（反射
光）を集束光にして、ＢＳ２３に入射させるようになさ
れている。

【００３７】ＨＯＥ２５は、光路合成用のＨＯＥ２５ａ
と球面収差補正用のＨＯＥ２５ｂにより構成されてい
る。

【００３８】図４は、光路合成用のＨＯＥ２５ａの構成
例を表している。同図に示すように、このＨＯＥ２５ａ
には、等ピッチ直線パターンからなるグレーティング形
状のホログラムが形成されている。このＨＯＥ２５ａに
より、光軸外に配置されているレーザチップ２１Ａより
出射されたレーザ光の正または負の１次回折光が光軸上
に合成され、その際発生するコマ収差が補正されるよう
になされている。

【００３９】図５は、球面収差補正用のＨＯＥ２５ｂの
構成例を表している。このホログラムは、同心円上に形
成されており、屈折型対物レンズ２６が６５０nmの波長
の光で０．６mmの厚さの基板を有するＤＶＤ４１Ｂを再
生する場合に、球面収差を補正するように最適化されて
いるため、この屈折型対物レンズ２６を介して、１．２
mmの厚さの基板を有するＣＤ４１Ａを７８０nmの波長の
光で再生する場合、球面収差が発生する。ＨＯＥ２５ｂ
のホログラムは、この球面収差を補正するように形成さ
れている。

【００４０】ＨＯＥ２５より出射されたレーザ光は、屈
折型対物レンズ２６により集束され、ＣＤ４１Ａまたは
ＤＶＤ４１Ｂに照射されるようになされている。

【００４１】ＣＤ４１ＡまたはＤＶＤ４１Ｂにより反射
されたレーザ光は、屈折型対物レンズ２６により集光さ
れた後、ＨＯＥ２５とコリメータレンズ２４を介して、
ＢＳ２３に入射される。ＢＳ２３は、入射されたレーザ
光を反射し、マルチレンズ２７に入射させる。

【００４２】マルチレンズ２７は、ＢＳ２３より入射さ
れたレーザ光にフォーカス制御のための非点収差を与
え、ホトディテクタ（ＰＤ）２８に入射させる。ホトデ
ィテクタ（ＰＤ）２８は、複数の受光部を有し、各受光
部において、光ディスク４１Ａ，４１Ｂで反射して上述
の光学系を介して入射した反射光を電気信号に変換し、
その電気信号をＰＤ出力信号として演算回路２に出力す
るようになされている。

【００４３】図６は、ホトディテクタ２８のパターンの
構成例を表している。同図に示すように、ホトディテク
タ２８は、ＣＤ用の（波長λ１の）反射光を受光するホ
トディテクタ２８Ａと、ＤＶＤ用の（波長λ２の）反射
光を受光するホトディテクタ２８Ｂとにより構成されて
いる。ＣＤ再生時、そのトラッキングは、いわゆる３ビ
ーム法により行われるようになされているので、ホトデ
ィテクタ２８Ａは、基本的に、受光素子６１，６２，６
３により構成されている。演算回路２は、受光素子６１
の出力と受光素子６２の出力の差からトラッキングエラ
ー信号を演算する。また、受光素子６３は、受光素子６
３Ａ乃至６３Ｄに４分割されており、非点収差法に基づ
くフォーカス制御を行うため、演算回路２は、受光素子
６３Ａと６３Ｃの出力の和と、受光素子６３Ｂと６３Ｄ
の出力の和の差から、フォーカスエラー信号を演算す
る。

【００４４】これに対して、ＤＶＤ再生時には、そのト
ラッキングは、Differential PhaseDetection(DPD)法に
より行われ、かつ、フォーカス制御は、非点収差法によ
り行われるため、受光素子６４が受光素子６４Ａ乃至６
４Ｄに４分割されている。演算回路２は、受光素子６４
Ａと６４Ｃの出力の和と、受光素子６４Ｂと６４Ｄの出
力の和の差を演算し、フォーカスエラー信号を生成す
る。また、受光素子６４Ａと６４Ｂの和（Ａ＋Ｂ）と、
受光素子６４Ｃと６４Ｄの和（Ｃ＋Ｄ）が求められ、さ
らにそれらの和（（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ））と差（（Ａ
＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））の位相差からトラッキングエラー
信号が生成される。

【００４５】さらに、演算回路２は、ＣＤのデータ検出
信号は、受光素子６３Ａ乃至６３Ｄの出力の和から求
め、ＤＶＤのデータ検出信号は、受光素子６４Ａ乃至６
４Ｄの出力の和から求める。

【００４６】図７は、ＨＯＥ２５ｂの屈折型対物レンズ
２６側の表面を拡大して示している。このように、ＨＯ
Ｅ２５ｂには、各段の高さがｄである４段の階段形状の
斜面部を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に偏心して形
成されている。この凹凸は、光ディスク４１Ａの記録面
上において、最適な光スポットサイズが得られるよう
に、最適な径で（即ち、光ディスク４１Ａに対して最適
なＮＡになるように）形成されている。

【００４７】即ち、ＨＯＥ２５ｂの階段形状の段差部が
形成されている範囲の径は、屈折型対物レンズ２６のＮ
Ａより小さい所定の値に設定されており、これにより、
波長λ１の光（光ディスク４１Ａ）に対するＮＡが実質
的に規定されている。なお、ＨＯＥ２５ｂのコリメータ
レンズ２４側の表面は平面を呈している。

【００４８】ＨＯＥ２５ｂの階段形状のピッチは、波長
λ１のレーザ光を厚さｔ１の基板を有する光ディスク４
１Ａに照射した場合に、厚さｔ２の光ディスク４１Ｂと
の基板厚の違いにより発生する球面収差と、波長の違い
により発生する軸上色収差を補正する所望の回折角が得
られる値に設定されている。

【００４９】また、ＨＯＥ２５ｂの階段形状の段数Ｎと
各段の高さｄ（段数Ｎと高さｄでＨＯＥ２５ｂの高さ
（深さ）（（Ｎ−１）ｄ）が規定される）は、レーザ光
の波長λ１，λ２の値に応じて設定されている。すなわ
ち、凹凸における階段形状の段数Ｎは、次の式Ｎ₀＝λ１／（ｑ×λ１−ｐ×λ２）またはＮ₀＝λ１／（ｐ×λ２−ｑ×λ１）（ｐ，ｑは、所定の正の整数）で算出されるＮ₀の値
（整数）に設定されている。あるいはまた、値Ｎ₀の近
傍の整数であって、波長λ１に対する０次光の回折効率
（入射光の光量と出射光の光量の比）が、１次光または
−１次光の回折効率より小さくなる場合の値に設定され
る。要するに、Ｎとλ１，λ２の関係は、完全に最適化
せずとも、実用上問題のない回折効率と迷光量の小ささ
を実現することができる範囲で設定される。

【００５０】さらに、各段の高さｄは、次の式ｄ₀＝ｐ×λ２／（ｎ−１）（ｐは、所定の正の整数、ｎは、ＨＯＥ２５の屈折率）
で算出されるｄ₀の値に設定されている（ｄ＝ｄ₀）。あ
るいはまた、値ｄ₀の近傍の値であって、波長λ２に対
する０次光の回折効率（入射光の光量と出射光の光量の
比）が、１次光と−１次光の回折効率より大きくなる場
合の値に設定される。

【００５１】例えば、整数ｐ，ｑをｐ＝１，ｑ＝１とし
て算出された１段の高さがｄ₀であるＮ₀段の凹凸を有す
るＨＯＥ２５ｂにレーザ光（平行光線）が入射した場
合、ＨＯＥ２５ｂは、各部の厚さに応じて、入射した
レーザ光の位相を変化させる。第１の波長λ１のレーザ
光が入射した場合、図８（ａ）に示すように、図７の領
域Ａを通過したレーザ光を基準として、図７の領域Ｂを
通過したレーザ光には、約（３／２）πラジアンの位相
差を与え、図７の領域Ｃを通過したレーザ光には、約
（６／２）πラジアンの位相差を与え、図７の領域Ｄを
通過したレーザ光には、約（９／２）πラジアンの位相
差を与える。

【００５２】位相差は、２πラジアンの整数倍の位相を
加減しても、元の位相差と等価であるので、図８（ａ）
の位相差を図８（ｂ）に示すように書き直すことができ
る。即ち、波長λ１のレーザ光がＨＯＥ２５ｂに入射し
た場合、領域Ａを通過したレーザ光を基準として、領域
Ｂを通過したレーザ光には、約（１／２）πラジアンの
位相差が与えられ、領域Ｃを通過したレーザ光には、約
πラジアンの位相差が与えられ、領域Ｄを通過したレー
ザ光には、約（３／２）πラジアンの位相差が与えられ
る。このように、波長λ１のレーザ光は、入射したＨＯ
Ｅ２５ｂの部位に応じて位相差が与えられるので回折す
る。

【００５３】一方、第２の波長λ２のレーザ光が入射し
た場合、図９（ａ）に示すように、図７の領域Ａを通過
したレーザ光を基準として、図７の領域Ｂを通過したレ
ーザ光には、約２πラジアンの位相差が与えられ、図７
の領域Ｃを通過したレーザ光には、約４πラジアンの位
相差が与えられ、図７の領域Ｄを通過したレーザ光に
は、約６πラジアンの位相差が与えられる。

【００５４】上述したように、位相差は、２πラジアン
の整数倍の位相を加減しても、元の位相差と等価である
ので、図９（ａ）の位相差を図９（ｂ）に示すように書
き直すことができる。即ち、波長λ２のレーザ光がＨＯ
Ｅ２５ｂに入射した場合、領域Ａ乃至領域Ｄのうち所定
の領域を通過したレーザ光と、他の領域を通過したレー
ザ光の位相差はほぼゼロである。従って、波長λ２のレ
ーザ光は、ＨＯＥ２５ｂで実質的に回折せずに、そのま
ま透過する。

【００５５】このように、ＨＯＥ２５ｂに対して、一方
の波長λ１に対してパワーを持たせ、他方の波長λ２に
対してパワーを持たせないようにすることで、それぞれ
の波長の光を異なる位置に集束させ、異なる種類の光デ
ィスクを再生する場合における屈折型対物レンズ２６の
移動量（屈折型対物レンズ２６の先端と光ディスクとの
距離（ワーキングディスタンス）の差）を低減させる
（例えば０．２mm以内にさせる）ことができる。

【００５６】また、屈折型対物レンズ２６は波長λ２の
光を光ディスク４１Ｂに集光するのに最適化されている
ので、収差は発生しない。さらに、屈折型対物レンズ２
６と光ディスク４１Ａで発生する波長λ１の光に対する
収差はＨＯＥ２５ｂで補正される。従って、いずれの波
長の光も各光ディスク上に良好なスポット形状として集
光させることができる。

【００５７】図１０は、ＨＯＥ２５ｂの回折効率（入射
光の光量と出射光の光量の比）の一例を示している。こ
のような特性は、回折部２５ｂＡの階段の段数を４段
（４ステップ）とし、１段（１ステップ）の高さｄを、
６５０／（ｎ−１）nmより若干低い方にシフトさせた状
態に形成することで実現される。波長λ２においては、
０次の回折光（即ち、透過光）の回折効率がほぼ９０％
を示しているので、第２の波長λ２のレーザ光は、その
光量の９０％が、０次の回折光としてＨＯＥ２５ｂを通
過（透過）する。

【００５８】このように、ＨＯＥ２５ｂを通過する際の
第２の波長λ２のレーザ光の光量の減衰は、１０％であ
るので、ＨＯＥ２５ｂを２回（光ディスク４１Ｂへ向か
うときと、光ディスク４１Ｂから反射してきたとき）通
過しても、第２の波長λ２のレーザ光の光量は、約２０
％しか減衰せず、入射したレーザ光の光量の約８０％
を、光ディスクの再生または記録に利用することができ
る。

【００５９】一方、波長λ１においては、−１次の回折
光の回折効率が約７２％を示しているので、第１の波長
λ１のレーザ光は、その光量が約７２％に減衰して、−
１次の回折光としてＨＯＥ２５ｂを所定の回折角だけ回
折して通過する。

【００６０】このように、ＨＯＥ２５ｂを通過する際、
第１の波長λ１のレーザ光の光量は、約７２％に減衰す
るので、ＨＯＥ２５ｂを２回（光ディスク４１Ａへ向か
うときと、光ディスク４１Ａから反射してきたとき）通
過した後の第１の波長λ１のレーザ光の光量は、約５２
％（＝０．７２×０．７２×１００％）となるが、光デ
ィスクの記録または再生には充分な光量である。

【００６１】なお、レーザチップ２１Ａ，２１Ｂで発生
するレーザ光の波長帯域は、充分狭く、実質的に単一波
長の光と考えることができる。従って、ＨＯＥ２５ｂで
波長λ２の０次光を得ているとき、あるいは、波長λ１
の−１次光を得ているとき、他の次数の不要な回折光は
殆ど発生しない。従って、光のエネルギーの利用効率を
向上させ、迷光の発生を抑制することができる。

【００６２】また、ＨＯＥ２５ｂの表面の凹凸を３段
（Ｎ＝３）以上にすることにより、光の利用効率（回折
効率）が良好なＨＯＥ２５ｂを作成することができ、特
に、４段以上にすると、上述のようにレーザ光の利用効
率（回折効率）が高くなる。２段にすると、レーザ光の
利用効率（回折効率）が低くなるとともに、不要な１次
の回折光が、再生または記録に利用される−１次の回折
光と同じ回折効率で発生してしまい、迷光となるので好
ましくない。

【００６３】さらに、２段だと、波長λ１とλ２の間隔
が長くなり、波長λ１を７８０nmの近傍に、かつ、波長
λ２を６５０nmの近傍に、それぞれ配置することが困難
になる。４段にするとこれらの値の近傍に配置すること
ができる。５段にした場合、波長λ１とλ２をそれぞれ
７８０nmまたは６５０nmに最も近い値にすることができ
る。ただし、ＨＯＥ２５ｂの４段の構造は、基板を２回
マスキングしてエッチングすることにより製造すること
ができるが、５段の構造は、金型などから製造すること
が必要となり、コスト高となる。

【００６４】次に、図２と図３の実施の形態の動作につ
いて説明する。入力装置５を操作して、ＤＶＤ４１Ｂの
再生を指令すると、制御回路４は、光源切り換え用回路
８を制御し、図２に示すように、レーザチップ２１Ｂを
駆動させ、波長６５０nmのレーザ光を発生させる。この
レーザ光は、ＢＳ２３を介して、コリメータレンズ２４
に入射され、平行光に変換される。コリメータレンズ２
４は、このレーザ光をＨＯＥ２５に入射する。

【００６５】上述したように、ＨＯＥ２５ａは、入射光
の殆ど（０次回折光）をそのまま透過する。また、ＨＯ
Ｅ２５ｂも、図１１に示すように、入射光の９０％の０
次回折光を出射する。屈折型対物レンズ２６は、入射さ
れたレーザ光を集束し、ＤＶＤ４１Ｂに照射させる。屈
折型対物レンズ２６は、０．６mmの厚さの基板を介し
て、この０次回折光がＤＶＤ４Ｂの記録面に照射された
とき発生する球面収差を補正するように適正化されてい
る。従って、ＤＶＤ４１Ｂの記録面には、ほぼ回折限界
まで集光された良好な光スポットが形成される。

【００６６】ＤＶＤ４１Ｂの記録面で反射されたレーザ
光は、屈折型対物レンズ２６により集光され、平行光と
してＨＯＥ２５ｂに入射される。ＨＯＥ２５ｂにおいて
は、図１２に示すように、入射されたレーザ光を実質的
にそのまま通過させる。すなわち、０次回折光を出射す
る。ここでも、９０％の回折効率であるため、入射光と
反射光の２回の回折のため、戻り光のエネルギーは、入
射光のエネルギーの約８０％（＝０．９×０．９×１０
０％）となる。

【００６７】この戻り光は、さらに、ＨＯＥ２５ａに入
射され、そこから０次回折光が出射される。この０次回
折光は、コリメータレンズ２４により集束され、ＢＳ２
３に入射される。ＢＳ２３は、入射された光を反射し、
マルチレンズ２７に出射する。マルチレンズ２７は、入
射されたレーザ光に非点収差を与えて、ホトディテクタ
２８に入射させる。

【００６８】ホトディテクタ２８においては、このよう
にしてＤＶＤ４１Ｂより反射されて戻ってきたレーザ光
が、ホトディテクタ２８Ｂで受光される。演算回路２
は、受光素子６４Ａと６４Ｃの出力の和と、受光素子６
４Ｂと６４Ｄの出力の和の差（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋
Ｄ））から、フォーカスエラー信号を生成する。また、
それぞれの出力の和（（Ａ＋Ｂ）＋（Ｃ＋Ｄ））と差
（（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））の位相差から、トラッキン
グエラー信号が生成される。さらに、受光素子６４Ａ乃
至６４Ｄの出力の和からデータ検出信号が生成される。

【００６９】制御回路４は、演算回路２より供給された
フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に対応
して、それぞれフォーカスサーボ用アクチュエータ６と
トラッキングサーボ用アクチュエータ７を制御し、フォ
ーカスサーボとトラッキングサーボを制御する。

【００７０】また、データ検出信号は、再生回路３に入
力され、復調された後、再生信号として図示せぬ回路に
出力される。

【００７１】一方、入力装置５を制御して、ＣＤ４１Ａ
の再生を指令すると、制御回路４は、光源切り換え用回
路８を制御し、図３に示すように、レーザチップ２１Ａ
を駆動し、波長を７８０nmのレーザ光を出射させる。こ
のレーザ光は、グレーティング２２Ａに入射され、実質
的に３本のレーザ光に分割される（３ビーム法によるト
ラッキング制御のため）。そして、この３本のレーザ光
は、ＢＳ２３、コリメータレンズ２４を介して、ＨＯＥ
２５ａに入射される。

【００７２】レーザチップ２１Ａは、屈折型対物レンズ
２６の光軸外に配置されているので、このレーザ光は、
ＨＯＥ２５ａに光軸外から入射される。そこで、図１３
に示すように、このＨＯＥ２５ａは、入射されたレーザ
光を回折し、入射光の約７０％のエネルギーの−１次回
折光を光軸上の光として出射（合成）する。ＨＯＥ２５
ａは、このとき発生するコマ収差を補正するように最適
化されている。

【００７３】この−１次回折光は、ＨＯＥ２５ｂで回折
された後、屈折型対物レンズ２６により集束され、１．
２mmの厚さを有する基板を介して、ＣＤ４１Ａの情報記
録面上に集束、照射される。屈折型対物レンズ２６は、
厚さが０．６mmの基板を有するＤＶＤ４１Ｂを再生する
場合に、球面収差が相殺されるように最適化が行われて
いる。従って、１．２mmの厚さの基板を有するＣＤ４１
Ａを再生する場合、球面収差が発生してしまう。ＨＯＥ
２５ｂは、この球面収差を補正するように設計されてい
る。従って、ＣＤ４１Ａの情報記録面上には、レーザ光
が、その回折限界まで集光され、最適な光スポットが形
成される。

【００７４】ＣＤ４１Ａの情報記録面で反射されたレー
ザ光は、屈折型対物レンズ２６により集光され、ＨＯＥ
２５ｂを介してＨＯＥ２５ａに入射される。図１４に示
すように、ＨＯＥ２５ａにおいては、ＣＤ４１Ａの情報
記録面上のデータにより変調されたレーザ光が回折さ
れ、−１次回折光として再び光軸外に出射される。この
場合にも、−１次回折光は、入射された反射光の約７０
％のエネルギーのものとなる。

【００７５】ＨＯＥ２５ａより出射されたレーザ光は、
図３に示すように、光軸外の光路上をコリメータレンズ
２４に入射され、集束された後、ＢＳ２３に入射され、
そこで反射され、マルチレンズ２７に入射される。さら
に、マルチレンズ２７で非点収差が与えられたレーザ光
は、ホトディテクタ２８に入射される。

【００７６】ホトディテクタ２８においては、このレー
ザ光が、図４に示すホトディテクタ２８Ａで受光され
る。グレーティング２２Ａで３本に分割されたレーザ光
のうち、中央のレーザ光の反射光は、受光素子６３で受
光され、その前後に配置されている２つのレーザ光は、
受光素子６１と受光素子６２で、それぞれ受光される。
演算回路２は、受光素子６１の出力と６２の出力の差か
らトラッキングエラー信号を生成し、受光素子６３Ａの
出力と６３Ｃの出力の和と、受光素子６３Ｂと６３Ｄの
出力の和の差から、フォーカスエラー信号を生成する。
また、受光素子６３Ａ乃至６３Ｄの出力の和から、デー
タ検出信号を生成する。

【００７７】屈折型対物レンズ２６の有効瞳半径は、Ｄ
ＶＤ４１Ｂを再生する場合に最適なＮＡ（ＮＡ＝０．
６）が得られるように定められている。これに対して、
ＣＤ４１Ａの最適なＮＡは、約０．４５とされている。
そこで、この最適なＮＡが得られるように、ＨＯＥ２５
ａ，２５ｂの回折部２５ａＡ，ｂＡの形成されている領
域は、屈折型対物レンズ２６の有効瞳領域より狭い範囲
とされている。その結果、例えば図１３に示すように、
回折部２５ａＡの外周の回折部２５ａＡが形成されてい
ない領域を透過したレーザ光が、不要光としてＣＤ４１
Ａに入射され、その反射光が、図１４に示すように、再
び戻ってきて、その一部がホトディテクタ２８Ａに入射
され、サーボ信号などに若干の影響を及ぼすおそれがあ
る。しかしながら、その光量は小さく、またその光は、
大きな収差を有するものであるため、実用上殆ど無視す
ることが可能である。

【００７８】図２と図３に示した構成を、図３３と図３
４に示した構成と比較して明らかなように、本実施の形
態においては、レーザチップ２１Ｂを屈折型対物レンズ
２６の光軸上に配置し、レーザチップ２１Ａを光軸外に
配置し、その光軸外に配置したレーザチップ２１Ａから
のレーザ光を、ＨＯＥ２５ａで光軸上に案内するように
したので、図３３と図３４に示した光路合成（光軸分
割）のためのダイクロイックプリズム１１３が不要とな
る。その結果、部品点数を少なくすることができるだけ
でなく、図３３と図３４に示すように、２つの放射光源
１１１Ａと１１１Ｂの両方を光軸上に配置するようにす
ると、それぞれをほぼ垂直な関係に配置しなければなら
なくなるため、装置が大型化してしまうことになるが、
２つの光源のうちの一方を光軸外に配置するようにした
ので、２つを比較的近接して１つのパッケージ内に配置
することができ、より小型化が可能となる。

【００７９】図１５と図１６は、図２と図３に示した光
学ピックアップ部をさらに小型化した場合の構成を示し
ている。図１５は、ＤＶＤ４１Ｂ再生時の光路を示し、
図１６は、ＣＤ４１Ａ再生時の光路を示している。この
構成例においては、図２と図３におけるグレーティング
２２Ａ、ＢＳ２３、コリメータレンズ２４、およびマル
チレンズ２７が省略された構成とされている。そして、
さらに、レーザチップ２１Ａ，２１Ｂと、ホトディテク
タ２８が複合レーザカップラ（ＬＣ）７１としてまとめ
られた構成とされている。

【００８０】そして、ＣＤ４１Ａを再生する場合には、
フォーカスエラー信号は、差動同心円法により生成さ
れ、トラッキングエラー信号は、プッシュプル法（トッ
プホールドプッシュプル法）により生成される。また、
ＤＶＤ４１Ｂを再生する場合には、フォーカスエラー信
号は、ＣＤを再生する場合と同様に、差動同心円法によ
り生成されるが、トラッキングエラー信号は、ＤＰＤ法
により生成される。

【００８１】図１７は、複合ＬＣ７１の外観構成を示
し、図１８は、複合ＬＣ７１の断面構成を表している。

【００８２】これらの図に示すように、レーザチップ２
１Ａと２１Ｂは、ベース７２に所定の距離を隔てて固定
されている。そして、これらのレーザチップ２１Ａと２
１Ｂより出射されたレーザ光は、マイクロプリズム７３
の面７３Ａで反射されて、ＨＯＥ２５、屈折型対物レン
ズ２６を介して、ＣＤ４１ＡまたはＤＶＤ４１Ｂに照射
される。

【００８３】そして、これらのＣＤ４１ＡまたはＤＶＤ
４１Ｂより反射されたレーザ光が、屈折型対物レンズ２
６、ＨＯＥ２５を介して、複合ＬＣ７１のマイクロプリ
ズム７３に入射される。そして、この入射されたレーザ
光は、面７３Ａからマイクロプリズム７３の内部に進入
し、マイクロプリズム７３の底面に配置されているホト
ディテクタ２８−１上に照射される。また、その一部の
光は、ホトディテクタ２８−１で反射され、マイクロプ
リズム７３の上面７３Ｂの結像点で結像される。この結
像点は、発光点としてのレーザチップ２１Ａ，２１Ｂと
共役な関係の位置にある。そして、結像点で（上面７３
Ｂで）反射されたレーザ光が、さらにマイクロプリズム
７３の底面に設けられているもう１つのホトディテクタ
２８−２に入射される。

【００８４】図１９は、マイクロプリズム７３の底面に
取り付けられているホトディテクタ２８−１と２８−２
の上面から見た構成を示している。同図に示すように、
ＣＤ信号検出用のホトディテクタ２８Ａは、ホトディテ
クタ２８−１を構成する受光素子６０−１と、ホトディ
テクタ２８−２を構成する受光素子６０−２により構成
されている。これらの受光素子６０−１と６０−２は、
それぞれ受光素子６０−１Ａ乃至６０−１Ｄと、受光素
子６０−２Ａ乃至６０−２Ｄの４つに分割されている。

【００８５】ＤＶＤ信号検出用のホトディテクタ２８Ｂ
は、ホトディテクタ２８−１を構成する受光素子６４−
１とホトディテクタ２８−２を構成する受光素子６４−
２により構成されている。受光素子６４−１は、受光素
子６４−１Ａ乃至６４−１Ｈに８分割されており、受光
素子６４−２は、受光素子６４−２Ａ乃至６４−２Ｄに
４分割されている。

【００８６】演算回路２は、ＣＤ信号検出用のホトディ
テクタ２８Ａの出力から差動同心円法に基づいてフォー
カスエラー信号を生成する場合、次式を演算する。Ｆ₁＝（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）Ｆ₂＝（Ｇ＋Ｆ）−（Ｅ＋Ｈ）Ｆ₂＝Ｆ₁−Ｆ₂＝｛（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）｝−｛（Ｇ
＋Ｆ）−（Ｅ＋Ｈ）｝

【００８７】ジャストフォーカス状態のとき、これらの
信号Ｆ₁乃至Ｆ₃は、いずれも０となり、ディスクニアの
とき、Ｆ₁とＦ₃は、負となり、Ｆ₂は、正となる。これ
に対して、ディスクファーのとき、Ｆ₁とＦ₃は、正とな
り、Ｆ₂は、負となる。

【００８８】プッシュプル方式のトラッキングエラー信
号Ｔは、次式から演算される。Ｔ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）

【００８９】一方、ＤＶＤ再生時における差動同心円法
に基づくフォーカスエラー信号は、ＣＤ再生時における
場合と同様に、次のように演算される。Ｆ₁＝（（Ｂ＋ｂ）＋（Ｃ＋ｃ））−（（Ａ＋ａ）＋（Ｄ＋ｄ））Ｆ₂＝（Ｇ＋Ｆ）−（Ｅ＋Ｈ）Ｆ₃＝Ｆ₁−Ｆ₂ ＝（｛（（Ｂ＋ｂ）＋（Ｃ＋ｃ））−（（Ａ＋ａ）＋（Ｄ＋ｄ））｝ −｛（Ｇ＋Ｆ）−（Ｅ＋Ｈ）｝

【００９０】また、ＤＶＤ再生時においてＤＰＤ法によ
りトラッキングエラー信号を生成する場合、演算回路２
は、次式を演算する。Ｐ＝Ａ＋ＢＱ＝Ｃ＋ＤＲ＝ｃ＋ｄＳ＝ａ＋ｂ

【００９１】そして、さらに、（Ｐ＋Ｓ）＋（Ｑ＋Ｒ）
と、（Ｐ＋Ｓ）−（Ｑ＋Ｒ）の位相差を検波すること
で、トラッキングエラー信号が生成される。

【００９２】図２０と図２１は、光ピックアップ部１の
さらに他の構成例を示している。図２０は、ＤＶＤ再生
時における光路を示しており、図２１は、ＣＤ再生時に
おける光路を表している。その基本的な構成は、図２と
図３に示した場合と同様であるが、ＨＯＥ２５ｂの特性
と、ホトディテクタ２８のパターンの構成が、図２と図
３に示した場合と異なっている。

【００９３】図２２は、図２０と図２１に示すＨＯＥ２
５ｂの回折効率を示している。この場合においては、１
段の高さｄは、６５０／（ｎ−１）nmより若干高い側に
シフトされている。この場合においては、６５０nmの波
長のレーザ光が入射された場合、約８７％の光は０次回
折光としてそのまま出射される。その他の次数の回折光
は、０次回折光に較べて、その強度が充分小さくなって
いる。

【００９４】また、波長が７８０nmのレーザ光が入射さ
れた場合には、その４０％程度の光が、−１次回折光と
してＨＯＥ２５により回折を受け、４０％程度の光は、
０次回折光として、そのままＨＯＥ２５を透過する。そ
の他の次数の光は、０次回折光または−１次回折光に較
べて充分小さくなっている。この場合、ＣＤの光スポッ
トとＤＶＤの光スポットが光学的に同一位置となるよう
に、輪帯形状を最適化し、同一のホトディテクタで信号
を検出することができる。

【００９５】図２３は、図２０と図２１に示すホトディ
テクタ２８の受光素子のパターンを示している。同図に
示すように、この例においては、ホトディテクタ２８
は、図４に示したＣＤのレーザ光検出用のホトディテク
タ２８Ａと実質的に同一に形成されている。そして、こ
のホトディテクタ２８は、ＣＤ用のレーザ光だけでな
く、ＤＶＤ用のレーザ光も受光するようになされてい
る。

【００９６】図２０に示すように、ＤＶＤ４１Ｂを再生
している場合には、６５０nmの波長の光がＨＯＥ２５ｂ
に入射されると、その約８７％の光が、０次回折光とし
て、屈折型対物レンズ２６を介して、ＤＶＤ４１Ｂに入
射される。ＤＶＤ４１Ｂで反射されたレーザ光は、屈折
型対物レンズ２６により集束され、再びＨＯＥ２５に入
射される。この場合も、入射されたレーザ光のうち、約
８７％のレーザ光が、０次回折光として、そのまま出射
される。従って、結局、約７６％の光がＨＯＥ２５ａに
出射されることになる。

【００９７】ＨＯＥ２５ａより出射されたレーザ光は、
コリメータレンズ２４、ＰＢ２３、マルチレンズ２７を
介して、ホトディテクタ２８の受光素子６３に入射され
る。演算回路２は、受光素子６３Ａ乃至６３Ｃの出力か
ら、非点収差法に基づいて、フォーカスエラー信号を演
算し、ＤＰＤ法に基づいて、トラッキングエラー信号を
生成する。

【００９８】一方、図２１に示すように、７８０nmのレ
ーザ光がレーザチップ２１Ａより出射されると、このレ
ーザ光は、グレーティング２２Ａにより、実質的に３つ
に分割され、ＰＢ２３、コリメータレンズ２４を介し
て、ＨＯＥ２５ａに入射される。ＨＯＥ２５ａでは、図
２４に示すように、光軸外から入射されたレーザ光のう
ち、その４０％が、−１次回折光として、光軸上に出射
され、その約４０％が、０次回折光として、そのまま光
軸外に出射される。−１次回折光は、ＨＯＥ２５ａによ
り、コマ収差が補正され、ＨＯＥ２５ｂに入射される。
ＨＯＥ２５ｂでは、さらに非点収差が補正される。従っ
て、屈折型対物レンズ２６により、ＣＤ４１Ａ上に、収
差のない良好な光スポットが形成される。なお、このス
ポットの位置は、ＤＶＤ用のレーザチップ２１Ｂの発光
点と共役な位置になるように定めておく。

【００９９】ＨＯＥ２５ｂより出射された０次回折光
は、屈折型対物レンズ２６を介して、ＣＤ４１Ａに入射
され、そこに記録されている記録データに対応して変調
される。その変調光が、ＣＤ４１Ａで反射され、屈折型
対物レンズ２６で集束されて、再びＨＯＥ２５ｂを介し
てＨＯＥ２５ａに入射される。このとき、図２５に示す
ように、ＨＯＥ２５ａでは、入射された光の４０％が、
−１次回折光として、光軸外に出射され、その４０％
が、０次回折光として、そのまま光軸上を透過する。こ
の０次回折光は、コリメータレンズ２４、ＢＰ２３、マ
ルチレンズ２７を介して、ホトディテクタ２８に入射さ
れる。いまの場合、グレーティング２２Ａにより、光
は、実質的に３本に分割されているので、それぞれが受
光素子６１乃至６３により受光される。そして、演算回
路２により、フォーカスエラー信号は、非点収差法に基
づいて演算され、トラッキングエラー信号は、３ビーム
法の原理により生成される。

【０１００】図２４に示すように、光軸外から入射した
レーザ光の４０％が０次回折光として、そのままＨＯＥ
２５ａを透過する。また、ＨＯＥ２５ａの回折部２５ａ
Ａの外周を透過する光もある。これらの光は、いずれも
不要光となるが、その一部は、ＣＤ４１Ａで反射され、
図２５に示すように、再びＨＯＥ２５ａに入射される。
ＨＯＥ２５ａを０次回折光として透過した光の反射光
は、ＨＯＥ２５ａにおいて、再び入射された成分の４０
％が、０次回折光として、そのままＨＯＥ２５ａを透過
し、その４０％が、−１次回折光として、ＨＯＥ２５ａ
より出射される。しかしながら、これらの成分は、いず
れも光軸外の成分であるため、ホトディテクタ２８には
入射されない。また、回折部２５ａＡの外周を透過した
成分もホトディテクタ２８には入射されないので、これ
らの信号によりサーボ信号などが悪影響を受けるおそれ
は少ない。

【０１０１】この構成例によれば、上述した図２と図３
の構成例より、光量は少なくなるが、迷光も少なくな
り、また、ホトディテクタのパターンを簡略化すること
が可能となる。その結果、より小型化が可能となる。

【０１０２】図２６と図２７は、図２０と図２１に示し
た光ピックアップ部をより簡略化した場合の構成例を示
している。図２６は、ＤＶＤ再生時の光路を表し、図２
７は、ＣＤ再生時の光路を表している。この構成例にお
いても、図２０と図２１におけるＰＢ２３、コリメータ
レンズ２４、およびマルチレンズ２７が省略されて、レ
ーザチップ２１Ａ，２１Ｂとホトディテクタ２８が、複
合ＬＣ７１として、１つのパッケージ内に収容されてい
る。

【０１０３】図２８は、複合ＬＣ７１におけるホトディ
テクタ２８のパターンを表している。このパターンは、
図１９に示したＤＶＤ信号検出用ホトディテクタ２８Ｂ
と実質的に同一の構成とされている。但し、図２８に示
すパターンでは、ＤＶＤ用の光だけではなく、ＣＤ用の
光も受光される。演算回路２は、フォーカスエラー信号
は、ＣＤ再生時における場合も、ＤＶＤ再生時における
場合も、差動同心円法に基づき求めるが、トラッキング
エラー信号は、ＣＤ再生時には、プッシュプル法による
演算から生成し、ＤＶＤ再生時には、ＤＰＤ法による演
算から生成する。

【０１０４】このように構成することで、図１９に示し
た場合に較べて、ＣＤ信号検出用のホトディテクタ２８
Ａが不要となる分、さらに小型化することが可能とな
る。

【０１０５】図２９は、ＨＯＥ２５の他の構成例を表し
ている。この構成例においては、光路合成用のＨＯＥ２
５ａが、部材２５ｃの下面に形成され、球面収差補正用
のＨＯＥ２５ｂが、部材２５ｃの上面に形成されてい
る。このように構成すれば、部品点数を減らし、より小
型化が可能となる。

【０１０６】なお、光路合成用のＨＯＥ２５ａはグレー
ティング形状であるため（等ピッチの直線パターンであ
るため）、部材２５ｃの反対側の面に形成されている球
面収差補正用のＨＯＥ２５ｂとの位置合わせが不要とな
り、生産性も良い。

【０１０７】なお、本発明は、再生だけでなく、情報を
記録する場合にも適用が可能である。

【０１０８】

【発明の効果】以上の如く、請求項１に記載の記録再生
装置および請求項１３に記載の記録再生方法によれば、
第１の発生手段を、集束手段の光軸外に配置し、その出
射する第１の長さの波長の光を、コマ収差を補正して、
集束手段の光軸上に合成するようにしたので、ＤＶＤを
再生することができるだけでなく、ＣＤ−Ｒを含むＣＤ
を再生することが可能な、より小型の装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生装置の一実施の形態の構成例
を示すブロック図である。

【図２】図１の実施の形態の光ピックアップ部１の構成
例を示す図である。

【図３】図１の実施の形態の光ピックアップ部１の構成
例を示す図である。

【図４】図２の光路合成用のホログラフィック光学素子
２５ａの構成例を示す図である。

【図５】図２の球面収差補正用のホログラフィック光学
素子２５ｂの構成例を示す図である。

【図６】図２のホトディテクタ２８の受光素子のパター
ンを示す図である。

【図７】図２のホログラフィック光学素子２５ｂの一例
の一部を拡大した断面図である。

【図８】図２のホログラフィック光学素子２５ｂを通過
した波長λ１のレーザ光の位相特性の一例を示す図であ
る。

【図９】図２のホログラフィック光学素子２５ｂを通過
した波長λ２のレーザ光の位相特性の一例を示す図であ
る。

【図１０】図２のホログラフィック光学素子２５ｂの回
折効率特性を示す図である。

【図１１】図２のホログラフィック光学素子２５ｂに第
２の波長のレーザ光が入射した場合の動作を説明する図
である。

【図１２】図２のホログラフィック光学素子２５ｂにデ
ィスクからの反射光が入射した場合の動作を説明する図
である。

【図１３】図３のホログラフィック光学素子２５ａに光
軸外から光が入射した場合の動作を説明する図である。

【図１４】図３のホログラフィック光学素子２５ａにデ
ィスクからの反射光が入射された場合の動作を説明する
図である。

【図１５】図１の実施の形態の光ピックアップ部１の他
の構成例を示す図である。

【図１６】図１の実施の形態の光ピックアップ部１の他
の構成例を示す図である。

【図１７】図１５の複合ＬＣ７１の外観の構成を示す斜
視図である。

【図１８】図１５の複合ＬＣ７１の内部の構成を示す断
面図である。

【図１９】図１５の複合ＬＣ７１におけるホトディテク
タ２８のパターンを示す図である。

【図２０】図１の実施の形態の光ピックアップ部１のさ
らに他の構成例を示す図である。

【図２１】図１の実施の形態の光ピックアップ部１のさ
らに他の構成例を示す図である。

【図２２】図２０のホログラフィック光学素子２５ｂの
回折効率特性を示す図である。

【図２３】図２０のホトディテクタ２８の受光素子のパ
ターンを示す図である。

【図２４】図２１のホログラフィック光学素子２５ａに
光軸外からの光が入射されたときの動作を説明する図で
ある。

【図２５】図２１のホログラフィック光学素子２５ａの
ディスクからの反射光が入射された場合の動作を説明す
る図である。

【図２６】図１の実施の形態の光ピックアップ部１のさ
らに他の構成例を示す図である。

【図２７】図１の実施の形態の光ピックアップ部１のさ
らに他の構成例を示す図である。

【図２８】図２６の複合ＬＣ７１における受光素子のパ
ターンを示す図である。

【図２９】ホログラフィック光学素子の他の構成例を示
す図である。

【図３０】従来の二重焦点ホログラフィック光学素子の
光路を説明する図である。

【図３１】図３０のホログラフィック光学素子１０１の
構成を示す図である。

【図３２】図３０のホログラフィック光学素子１０１に
光が入射された場合の動作を説明する図である。

【図３３】従来の光ピックアップ部の構成例を示す図で
ある。

【図３４】従来の光ピックアップ部の構成例を示す図で
ある。

【図３５】図３３のホログラフィック光学素子１１７の
動作を説明する図である。

【図３６】図３４のホログラフィック光学素子１１７の
動作を説明する図である。

【符号の説明】

１光学ピックアップ部，２演算回路，３再生
回路，４制御回路，５入力装置，６フォー
カスサーボ用アクチュエータ，７トラッキングサー
ボ用アクチュエータ，８光源切り換え用回路，９
モータ，２１Ａ，２１Ｂレーザチップ，２２Ａ
グレーティング，２３ビームスプリッタ（Ｂ
Ｓ），２４コリメータレンズ，２５，２５ａ，２
５ｂホログラフィック光学素子（ＨＯＥ），２６
屈折型対物レンズ，２８ホトディテクタ（ＰＤ），
４１ＡＣＤ，４１ＢＤＶＤ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基板を介して第１の長さの波長の
光により情報が記録または再生される第１の記録媒体
と、前記第１の記録媒体の基板と異なる厚さの基板を介
して第２の長さの波長の光により情報が記録または再生
される第２の記録媒体に対して、情報を記録または再生
する記録再生装置において、前記第１の長さの波長の光または第２の長さの波長の光
を、前記第１の記録媒体または第２の記録媒体に集束し
て照射する集束手段と、前記集束手段の光軸外に配置され、前記第１の長さの波
長の光を発生する第１の発生手段と、前記集束手段の光軸上に配置され、前記第２の長さの波
長の光を発生する第２の発生手段と、前記第１の長さの波長の光を、そのコマ収差を補正し
て、前記集束手段の光軸上に合成する合成手段と、前記第１の長さの波長の光の球面収差を補正する補正手
段と、前記第１の記録媒体または第２の記録媒体により反射さ
れた第１の長さの波長の光または第２の長さの波長の光
を受光する受光手段とを備えることを特徴とする記録再
生装置。
【請求項２】前記合成手段と補正手段は、１つの部材
の一方の面と他方の面に形成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】前記合成手段と補正手段は、ホログラフ
ィック光学素子により構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項４】前記補正手段は、前記第１の長さの波長
の光に位相差を与え、前記第２の長さの波長の光には実
質的に位相差を与えない高さの３段以上の階段形状を有
する鋸波形状の凹凸が、同心円状に形成された位相変調
手段を有することを特徴とする請求項３に記載の記録再
生装置。
【請求項５】前記補正手段は、前記階段の１段の高さ
ｄが、前記ホログラフィック光学素子の基板の屈折率を
ｎ、正の整数をｐ、第２の長さの波長をλ２とすると
き、次式、ｄ＝ｐλ２／（ｎ−１）を満足するか、またはその近傍の値であることを特徴と
する請求項４に記載の記録再生装置。
【請求項６】前記補正手段においては、前記第１の長
さの波長の光の正または負の１次回折効率が、他の次数
の回折効率より、充分大きくなるように、前記階段の段
数Ｎと高さｄが設定されていることを特徴とする請求項
５に記載の記録再生装置。
【請求項７】前記補正手段においては、前記第１の長
さの波長の光の０次回折効率と正または負の１次回折効
率が、ほぼ等しくなるように、前記階段の段数Ｎと高さ
ｄが設定されていることを特徴とする請求項５に記載の
記録再生装置。
【請求項８】前記補正手段においては、前記位相変調
手段が、前記集束手段の有効径より小さい範囲に形成さ
れていることを特徴とする請求項４に記載の記録再生装
置。
【請求項９】前記受光手段は、前記補正手段を透過す
る前記第１の長さの波長の０次回折成分または前記補正
手段を透過する前記第２の長さの波長の０次回折成分を
受光することを特徴とする請求項１に記載の記録再生装
置。
【請求項１０】前記補正手段は、第１の厚さを有する
第１の記録媒体の記録面に、前記第１の長さの波長の光
が前記集束手段により集束されて生成される光スポット
と、第２の厚さを有する第２の記録媒体の記録面に、前
記第２の長さの波長の光が前記集束手段により集束され
て生成される光スポットの光学的位置が一致するように
最適化されていることを特徴とする請求項９に記載の記
録再生装置。
【請求項１１】前記第１の発生手段と第２の発生手段
は、１つのパッケージ内に組み込まれていることを特徴
とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項１２】前記受光手段も、前記パッケージ内に
組み込まれていることを特徴とする請求項１１に記載の
記録再生装置。
【請求項１３】所定の基板を介して第１の長さの波長
の光により情報が記録または再生される第１の記録媒体
と、前記第１の記録媒体の基板と異なる厚さの基板を介
して第２の長さの波長の光により情報が記録または再生
される第２の記録媒体に対して、前記第１の長さの波長
の光または第２の長さの波長の光を、集束手段により集
束して照射し、情報を記録または再生する記録再生方法
において、前記第１の長さの波長の光を発生する第１の発生手段
を、前記集束手段の光軸外に配置するステップと、前記第２の長さの波長の光を発生する第２の発生手段
を、前記集束手段の光軸上に配置するステップと、前記第１の長さの波長の光を、そのコマ収差を補正し
て、前記集束手段の光軸上に合成するステップと、前記第１の長さの波長の光の球面収差を補正するステッ
プと、前記第１の記録媒体または第２の記録媒体により反射さ
れた第１の長さの波長の光または第２の長さの波長の光
を受光するステップとを備えることを特徴とする記録再
生方法。