(57)【要約】【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
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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。
【請求項１３】
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。
【請求項１４】
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。
【請求項１５】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−５９６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップ（第１の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図３】図２等に示す光ピックアップを構成する往復分離素子の機能を説明するための図であり、当該往復分離素子の第１及び第２の面により導かれる光ビームの光路を示す光路図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップの他の例（第２の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図５】図４等に示す光ピックアップを構成するホログラムとしての回折素子の機能を説明するための図であり、当該回折素子の平面図である。
【図６】本発明を適用した光ピックアップの更に他の例（第３の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図７】本発明を適用した光ピックアップの更に他の例（第４の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図８】図７等に示す光ピックアップを構成する往復分離素子の機能を説明するための図であり、当該往復分離素子の第１及び第２の面により導かれる光ビームの光路を示す光路図である。
【図９】本発明を適用した光ピックアップの更に他の例（第５の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図１０】本発明を適用した光ピックアップの更に他の例（第６の実施の形態）の光学系を示す光路図である。
【図１１】従来の互換性を有する２対物構成の光ピックアップの光学系を示す光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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
【００１４】
〔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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
〔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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
〔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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
〔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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
〔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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
〔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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
〔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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
〔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。
【符号の説明】
【０１６１】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010267336.tif 000009
【図８】
2010267336.tif 000010
【図９】
2010267336.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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