(57)【要約】【課題】回折効率性能を優先し有機材料を用いる光学素子中には青色光長時間照射により特性変化するものがあり、多層膜で青色光遮光することにで照射される光量減らしができるが、迷光が光学素子内で集光される場合は十分で無い場合がある。【解決手段】光ディスク２１０に向かう光ビームの一部を回折する複合素子２３２とダイクロプリズム２０３と偏光ビームスプリッタ２０４と２１０に光ビームを集光する対物レンズ２０７と光検出器２２１とを備え、２１０から２３２に至る光路に２０３と２０４を含み第１光ビームがその経路を通る効率が１千分の１以下である。複合素子に有機材料の用いても長時間使用でも特性変化を抑制し安定な信号記録や再生可能。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームを発する第１の光源と、波長６２０〜７００ｎｍの第２の光ビームを発する第２の光源と、
前記第１の光ビームと前記第２の光ビームを合波する第１の光学素子と、前記各光ビームを略平行光にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを通った２つの光ビームをトラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する１つ以上の集光光学系と、
前記情報記録媒体から反射・回折された光ビームを受光する光検出器と、
前記第１の光学素子と前記集光光学系との間にあり、光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第２の光学素子と、前記第２の光源から前記第１の光学素子の間にあり、前記情報記憶媒体に向かう光ビームの一部を回折する第３の光学素子とを備え、
前記第１の光ビームにより、記録もしくは再生される情報記録媒体は複数の情報記録層を有する多層ディスクであることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記情報記憶媒体から前記第３の光学素子に至る経路を通る波長４１５ｎｍ以下の光の効率は１千分の１以下であることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第３の光学素子は有機材料を含むことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第３の光学素子は液晶高分子材料を含むことを特徴とする請求項３記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記第３の光学素子の前記第２の光源とは反対側の面には、波長４１５ｎｍ以下の光の透過率を１０％以下とする波長選択膜があることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
波長７６０ｎｍ以上の第３の光ビームを発する第３の光源を有し、前記第３の光ビームは前記第３の光学素子を通ることを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームを発する第１の光源と、波長６２０〜７００ｎｍの第２の光ビームを発する第２の光源と、
前記各光ビームを略平行光にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを通った２つの光ビームをトラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する１つ以上の集光光学系と、
前記情報記録媒体から反射・回折された光ビームを受光する光検出器と、
前記第１の光源と前記集光光学系との間にあり、前記第１の光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第４の光学素子と、
前記第２の光源と前記集光光学系との間にあり、前記第２の光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第５の光学素子と、
前記第２の光源から前記第５の光学素子の間にあり、前記情報記憶媒体に向かう光ビームの一部を回折する第３の光学素子とを備え、
前記第１の光ビームにより、記録もしくは再生される情報記録媒体は複数の情報記録層を有する多層ディスクであり、
前記第３の光学素子と前記第２の光源を所定の距離Ｌに保つスペーサーを有し、前記第３の光学素子の回折面上の前記第２の光ビームのビーム径Ｒは、前記光学素子の前記第１の光源の光ビームにより特性が変化し始める積算光量密度をＰとし、所定の時間Ｔまでの他層からの迷光の積算光量をＷ、迷光が照射される面積をＳとし、Ｓ＝Ｗ／ＰとなるＳがπＲ＾２の１００分の１以下であることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項８】
前記第３の光学素子は有機材料を含むことを特徴とする請求項７記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記第３の光学素子は液晶高分子材料を含むことを特徴とする請求項８記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
波長７６０ｎｍ以上の第３の光ビームを発する第３の光源を有し、前記第３の光ビームは前記第３の光学素子を通り、前記迷光が照射される面積Ｓは第３の光学素子の回折面上の前記第３の光ビームのビーム径の１００分の１以下であることを特徴とする請求項７記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
情報記録媒体から情報を読み出し、もしくは情報記録媒体へ情報を記録する光ヘッド装置と前記情報記録媒体と前記光ヘッド装置の相対位置を変更する移送系と、前記移送系や前記光ヘッド装置の制御を行う制御回路を備え、前記光ヘッド装置は請求項１から１０の特徴を有する光情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクや光カードなど、情報記憶媒体に情報を記録もしくは再生する光ヘッド装置、及び光情報装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ヘッド装置で、ＤＶＤ等に情報を記録・再生するための赤色半導体レーザと、ＣＤ等に情報を記録・再生するための赤外半導体レーザが一体なった２波長光源を使う例では、トラッキング信号のためのサブビームを生成するために回折格子をＤＶＤ用の波長とＣＤ用の波長それぞれで光を回折する波長選択回折格子を使う例があった。このような波長選択回折格子では、物質の波長による屈折率の差を利用し、一方の波長では光路差が生じ他方の波長では光路差が生じないことにより、特定の波長のみ光を回折していた。その波長により屈折率の差を生じやすい材料としては、有機系の材料、特に液晶高分子等が挙げられる。また、これらは使用したい波長域での光ビームの波長の変化や温度の変化等により回折効率等が変わらないことが望ましいが、その要求を満たすには特定の有機材料、特定の液晶高分子が有効である。ところが、近年市場に出始めたＢｌｕ−ｒａｙ等に情報を記録・再生するために、波長が４０５ｎｍ付近の青色半導体レーザを光ヘッド装置に搭載する必要が生じてきた。前記の赤・赤外用の波長選択回折格子等に用いられる有機材料や液晶高分子材料には波長が４０５ｎｍ付近の青色を長時間照射すると特性が変化する場合がある。このため波長選択回折格子の表面等に青色光を遮光する波長選択膜を成膜し、青色光が有機系材料や液晶高分子材料に照射される量を減らす例があった（例えば、特許文献１の図１参照）。
【０００３】
図従来の１に従来の複合素子１の断面図を示す。複合素子１は透明基板２と透明基板３の間に、液晶高分子でできた凹凸部４、その凹凸部を充填する接着剤５、および使用波長の１／４に相当するリターデーションを有する位相差板６を挟持している。透明基板３の凹凸部４とは反対側の表面全体に無機材料からなる多層膜７が成膜されている。この多層膜７により透明基板２に入射する４００〜４１０ｎｍの光は多層膜７への入射光量の２０％以下に低減される。また、透明基板２に入射する６００〜８００ｎｍの光については、多層膜に入射する光の強度の６０％以上が透過する。
【０００４】
さらに、透明基板１に入射する波長３５０〜３７５ｎｍの光の透過率が２０％以上確保されており、この面を通して光学部品の製造工程中で必要な紫外線照射を行うことができる。また透明基板１の凹凸部４とは反対側の表面全体には無機材料からなる光学多層膜８が成膜されており、光学部品の使用波長での反射防止がなされている。
【特許文献１】国際公開第２００８−００１６３６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常の多層膜による波長選択膜では、赤・赤外の波長帯域の高透過率と青色波長帯域の低透過率の確保を両立するため、青色波長帯域での透過率を小さくするには限界がある。量産ベースでは１％前後、低めに見ても０．３％程度が限界であり、この液晶高分子の凹凸部に到達する青色光の光量とそのビーム径によっては、照射される青色光の積算光量密度を所定の値以下にすることは、この光学多層膜だけでは難しく、素子の機能の変化を招いてしまうという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、液晶高分子等の有機系材料の光学素子の青色光による特性の変化を抑え、長期間安定に動作する光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光ヘッド装置は、
波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームを発する第１の光源と、波長６２０〜７００ｎｍの第２の光ビームを発する第２の光源と、
前記第１の光ビームと前記第２の光ビームを合波する第１の光学素子と、前記各光ビームを略平行光にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを通った２つの光ビームをトラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する１つ以上の集光光学系と、
前記情報記録媒体から反射・回折された光ビームを受光する光検出器と、
前記第１の光学素子と前記集光光学系との間にあり、光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第２の光学素子と、前記第２の光源から前記第１の光学素子の間にあり、前記情報記憶媒体に向かう光ビームの一部を回折する第３の光学素子とを備え、
前記第１の光ビームにより、記録もしくは再生される情報記録媒体は複数の情報記録層を有する多層ディスクであることを特徴とする。
【０００８】
本構成によって、赤用光学素子の性能を落とすことなく、青色光による特性の変化を抑制できるため、長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【０００９】
更に、望ましくは、前記情報記憶媒体から前記第３の光学素子に至る経路を通る波長４１５ｎｍ以下の光の効率は１千分の１以下である。
【００１０】
本構成によって、赤用光学素子に到達する青色光の光量を十分に抑制することができ、より長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【００１１】
更に望ましくは、前記第３の光学素子は有機材料を含む。
【００１２】
本構成により、赤用光学素子の特性を上げることができる、波長変化や温度変化があっても光量変化の少ないより安定な信号を実現できる。
【００１３】
更に望ましくは前記第３の光学素子は液晶高分子材料を含む。
【００１４】
本構成により、赤用光学素子の特性を上げることができる、波長変化や温度変化があっても光量変化の少ないより安定な信号を実現できる。
【００１５】
更に望ましくは前記第３の光学素子の前記第２の光源とは反対側の面には、波長４１５ｎｍ以下の光の透過率を１０％以下とする波長選択膜がある。
【００１６】
本構成により、赤用光学素子に到達する青色光の光量を更に抑制することができ、より長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【００１７】
更に望ましくは波長７６０ｎｍ以上の第３の光ビームを発する第３の光源を有し、前記第３の光ビームは前記第３の光学素子を通る。
【００１８】
本構成により、赤外用ディスクの記録再生にも対応でき、第３の光学素子が赤外光にも対応し、これに達する青色光の光量も抑制することができ、より長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【００１９】
また、本発明の光ヘッド装置は、波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームを発する第１の光源と、波長６２０〜７００ｎｍの第２の光ビームを発する第２の光源と、
前記各光ビームを略平行光にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズを通った２つの光ビームをトラックを有する情報記録媒体に収束光として集光する１つ以上の集光光学系と、
前記情報記録媒体から反射・回折された光ビームを受光する光検出器と、
前記第１の光源と前記集光光学系との間にあり、前記第１の光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第４の光学素子と、
前記第２の光源と前記集光光学系との間にあり、前記第２の光源から集光光学系へ向かう光ビームと集光光学系から光検出器へ向かう光ビームを分岐する第５の光学素子と、
前記第２の光源から前記第５の光学素子の間にあり、前記情報記憶媒体に向かう光ビームの一部を回折する第３の光学素子とを備え、
前記第１の光ビームにより、記録もしくは再生される情報記録媒体は複数の情報記録層を有する多層ディスクであり、
前記第３の光学素子と前記第２の光源を所定の距離Ｌに保つスペーサーを有し、前記第３の光学素子の回折面上の前記第２の光ビームのビーム径Ｒは、前記光学素子の前記第１の光源の光ビームにより特性が変化し始める積算光量密度をＰとし、所定の時間Ｔまでの他層からの迷光の積算光量をＷ、迷光が照射される面積をＳとし、Ｓ＝Ｗ／ＰとなるＳがπＲ＾２の１００分の１以下である。
【００２０】
本構成によって、赤用光学素子に到達する青色光の光量を十分に抑制することができ、より長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【００２１】
更に望ましくは、前記第３の光学素子は有機材料を含む。
【００２２】
本構成により、赤用光学素子の特性を上げることができる、波長変化や温度変化があっても光量変化の少ないより安定な信号を実現できる。
【００２３】
更に望ましくは前記第３の光学素子は液晶高分子材料を含む。
【００２４】
本構成により、赤用光学素子の特性を上げることができる、波長変化や温度変化があっても光量変化の少ないより安定な信号を実現できる。
【００２５】
更に望ましくは波長７６０ｎｍ以上の第３の光ビームを発する第３の光源を有し、前記第３の光ビームは前記第３の光学素子を通り、前記迷光が照射される面積Ｓは第３の光学素子の回折面上の前記第３の光ビームのビーム径の１００分の１以下である。
【００２６】
本構成により、赤外用ディスクの記録再生にも対応でき、第３の光学素子が赤外光にも対応し、これに達する青色光の光量も抑制することができ、より長期間にわたり情報を安定に記録・もしくは再生できる。
【００２７】
また、本発明の光情報装置は、情報記録媒体から情報を読み出し、もしくは情報記録媒体へ情報を記録する光ヘッド装置と前記情報記録媒体と前記光ヘッド装置の相対位置を変更する移送系と、前記移送系や前記光ヘッド装置の制御を行う制御回路を備え、前記光ヘッド装置を有する。
【００２８】
本構成によれば、上に述べた各効果をもつ光情報装置を実現できる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の光ヘッド装置及び光情報装置によれば、青色用光学系と赤・赤外用光学系が光学素子の一部を共用している場合でも、赤・赤外用光学素子の性能を落とすことなく、青色光による特性の変化を抑制できるため、長期間にわたり信号の記録や再生を安定に行うことがでる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ヘッド装置２００の構成図である。
【００３２】
図１において、第１の光源としての青色半導体レーザ２０１から出射された波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームは、回折格子２０２により０次光であるメインビームと±１次光である２つのサブビーム（図示しない）に分割される。これら３つの第１の光ビームはダイクロプリズム２０３（第１の光学素子）を透過し、偏光ビームスプリッタ２０４（第２の光学素子）で反射される。偏光ビームスプリッタ２０４で反射された第１の光ビームはコリメータレンズ２０５で平行光となり、１／４波長板２０６に入射する。１/４波長板２０６は直線偏光で入射した光ビームを円偏光に変換する。円偏光となった第１の光ビームは対物レンズ２０７（集光光学系）で集光されて、光ディスク２１０（情報記憶媒体）のある情報記録層２１１に照射される。情報記録層２１１で反射回折された第１の光ビームは再び、対物レンズ２０７を通り、１／４波長板２０６を透過する。１／４波長板は反射してきた円偏光の第１の光ビームを往路の偏光面とは直交する直線偏光に変換する。１／４波長板２０６を透過した第１の光ビームはコリメータレンズ２０５を通り、偏光ビームスプリッタ２０５を透過し、検出レンズ２２０で非点収差が付与され、光検出器２２１に入射する。光検出器２２１の構成の詳しい説明は省くが、このような構成から非点収差方式のフォーカス誤差信号、差動プッシュプル方式のトラッキング誤差信号を得ることができ、これらの誤差信号を用いて、対物レンズ２０７をアクチュエータ２２２で駆動することで、光ディスクの面振れや、偏芯に対物レンズを追従させ、情報の記録や読み出しを行う。
【００３３】
一方、第２の光源としての赤色半導体レーザと第３の光源としての赤外半導体レーザは赤・赤外光源２３１から波長６６０ｎｍ付近の第２の光ビームと、波長７８５ｎｍ付近の第３の光ビームを出射する。出射された第２の光ビームと第３の光ビームは波長選択回折格子を含む複合素子２３２（第３の光学素子）で一部の光が回折され、０次光であるメインビームと±１次光である２つのサブビーム（図示しない）に分割される。これらの第２と第３の光ビームはダイクロプリズム２０３（第１の光学素子）で反射され、偏光ビームスプリッタ２０４（第２の光学素子）で反射される。偏光ビームスプリッタ２０４で反射された第２、第３の光ビームは第１の光ビームと同様に、コリメータレンズ２０５で平行光となり、１／４波長板２０６に入射し、対物レンズ２０７（集光光学系）で集光されて、それぞれ対応する光ディスク（情報記憶媒体）に照射される。対応する光ディスクで反射回折された第２、第３の光ビームは再び、対物レンズ２０７を通り、１／４波長板２０６を透過し、コリメータレンズ２０５を通り、偏光ビームスプリッタ２０５を透過し、検出レンズ２２０で非点収差が付与され、光検出器２２１に入射する。第２、第３の光ビームの場合も第１の光ビームの場合と同様にフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を生成し、対物レンズ２０７をアクチュエータ２２２で駆動して、情報の記録や再生を行う。
【００３４】
図２に、赤・赤外光源２３１と複合素子２３２（第３の光学素子）の関係を示す。赤・赤外光源２３１からは第２の光ビームと第３の光ビームが選択的に出射される。複合素子２３２は、ここでは、波長６６０ｎｍ付近の光である第２の光ビームだけを回折する波長選択回折格子２４１と、波長７８５ｎｍ付近の光である第３の光ビームだけを回折する波長選択回折格子２４２と、第２、第３の両方に１／２波長板として作用する広帯域波長板２４３から構成される。波長選択格子２４１は第２の光ビームの一部を回折するが、第３の光ビームは回折せず、波長選択格子２４２は第３の光ビームの一部を回折するが、第２の光ビームは回折しないという、波長選択性を有する。このような波長選択性は、波長による屈折率の違いを利用して実現されるが、それぞれ要求される波長帯域と回折効率の仕様を満足するため利用できる材料には制限があり、現在のところ、液晶高分子等の有機系の材料が用いられる。しかしながら、これらは波長の短い光により材料の特性が変化してしまうという課題があり、青色光である４０５ｎｍ付近の光でも変化を起こすことがある。
【００３５】
本実施の形態のような構成をとった場合、図３に示すように、光ディスク２１０（情報記憶媒体）が情報記録層２１１のほかに情報記録層２１２を持つ２層ディスクである場合、情報記録層２１１に集光された光ビームの一部は情報記録層２１１を透過し、情報記録層２１２で反射される。この情報記録層２１２で反射された光ビームは迷光となり、対物レンズ２０７、１／４波長板２０６、コリメータレンズ２０５、偏光ビームスプリッタ２０４、検出レンズ２２０を通り、光検出器２１０に至る。しかしながら、偏光ビームスプリッタ２０４は復路の偏光に相当する光ビームを透過するが、一部の光が反射される場合がある。これは、１/４波長板の与える位相差の設計からのずれや、波長依存性、入射角度依存性、波長板の結晶軸のずれ、偏光ビームスプリッタの膜の製造時のばらつきによる反射率と透過率比のばらつき、膜の波長依存性、膜の入射角依存性等の他、往路の第１の光ビームの偏光面のずれ、往路の光ビームが楕円偏光になっていた場合等の原因が考えられる。これらの要因は製造時の作りこみにより小さくしていくが、現実的には１％前後、少なく抑えるとしても０．３％程度は残存する。またダイクロプリズム２０３は青色光を透過し赤・赤外光を反射する特性としているが、これもダイクロ膜の製造時のばらつきにより、青色光の一部が反射されることがあり製造時の作りこみにより小さくしても現実的には１％前後、少なく抑えるとしても０．３％程度は残存する。
【００３６】
しかしながら、本実施の形態の構成をとった場合、迷光の青色光が複合素子２３２（第３の光学素子）に至る経路には偏光ビームスプリッタ２０４（第２の光学素子）とダイクロプリズム２０３（第１の光学素子）が存在し、コリメータレンズ２０５を通過する迷光量から１万分の１程度〜１０万分の１程度に抑えることができる。このため、青色光が複合素子２３２に至る光量を大きく抑えることができ、青色光の長時間照射により特性が変化する可能性のある、液晶高分子材料等の有機材料を使うことができる。２層ディスクの迷光は光源の発光点より手前で集光する場合があり、光学素子の配置によっては複合素子２３２の中で集光する可能性がある。その場合、集光スポットは半径１０μｍ程度とかなり小さくなり、光量密度として大きくなるが、その場合でも本構成では長時間にわたり特性変化の小さい状態で使用することができる。
【００３７】
集光される場合について具体的に数値を上げて例を示す。対物レンズ出力２０ｍＷの第１の光ビームを記録中に照射しており、光ディスクの各情報記録層の反射率が８％とすると、対物レンズには１．６ｍＷ程度の光が反射して戻る。この光ビームが、偏光ビームスプリッタ２０４とダイクロプリズム２０３を通過する際に１万分の１になるとすると、その光量は０．１６μＷとなる。これらの光ビームが複合素子２３２中でスポット半径１０μｍ程度に集光されていたとすると、光量密度は、およそ０．５ｍＷ/ｍｍ＾２となる。複合素子の有機材料は通常０．５〜１．０Ｗｈ／ｍｍ＾２程度の積算照射密度で特性の変化が始まるため、１０００時間〜２０００時間程度の（連続）使用では特性変化がおきないといえる。複合素子表面に従来例のような青遮光の波長選択膜を成膜すれば更に複合素子の有機材料面への青色光の光量を抑えることができる。この場合は光ディスク（情報記憶媒体）から複合素子（第３の光学素子）に至る経路を通る波長４１５ｎｍ以下の光の効率が１千分の１以下程度であれば良い。
【００３８】
このように本構成によれば、青色光が２層ディスク等の多層ディスクであり、記録している情報以外の他層からの迷光が複合素子の中で集光するような場合でも長期間にわたり特性の変化はおきないため、安定に情報の記録・再生を行うことができる。
【００３９】
尚、集光光学系は第１の光ビームから、第２・第３の光ビームまで１つの対物レンズで集光する例を示したが、第１の光ビーム用の対物レンズと第２・第３の光ビーム用の対物レンズを別々に設け、それぞれ選択的に、対応する対物レンズから対応する光ディスクにビームを集光してもよい。その場合でもコリメータレンズより光源側が本実施の形態の構成であれば、第１の光ビームが多層ディスクを記録する際の迷光の光量を抑えることができ、先に示した見積もり例と同程度の効果が期待できる。
【００４０】
（実施の形態２）
次に別の実施の形態として異なる構成の光ヘッド装置３００例を図４に示す。同様の作用をする素子には同じ符号を付している。
【００４１】
第１の光源としての青色半導体レーザ２０１から出射された波長４１５ｎｍ以下の第１の光ビームは、回折格子２０２により０次光であるメインビームと±１次光である２つのサブビーム（図示しない）に分割される。これら３つの第１の光ビームは青用偏光ビームスプリッタ３０１（第４の光学素子）で反射される。青用偏光ビームスプリッタ３０１で反射された第１の光ビームはコリメータレンズ２０５で平行光となり、１／４波長板２０６に入射する。１/４波長板２０６は直線偏光で入射した光ビームを円偏光に変換する。円偏光となった第１の光ビームは対物レンズ２０７（集光光学系）で集光されて、光ディスク２１０（情報記憶媒体）のある情報記録層２１１に照射される。情報記録層２１１で反射回折された第１の光ビームは再び、対物レンズ２０７を通り、１／４波長板２０６を透過する。１／４波長板は反射してきた円偏光の第１の光ビームを往路の偏光面とは直交する直線偏光に変換する。１／４波長板２０６を透過した第１の光ビームはコリメータレンズ２０５を通り、青用偏光ビームスプリッタ３０１を透過し、更に、赤用偏光ビームスプリッタ３０２を透過し、検出レンズ２２０で非点収差が付与され、光検出器２２１に入射する。光検出器２２１の構成の詳しい説明は省くが、このような構成から非点収差方式のフォーカス誤差信号、差動プッシュプル方式のトラッキング誤差信号を得ることができ、これらの誤差信号を用いて、対物レンズ２０７をアクチュエータ２２２で駆動することで、光ディスクの面振れや、偏芯に対物レンズを追従させ、情報の記録や読み出しを行う。
【００４２】
一方、第２の光源としての赤色半導体レーザと第３の光源としての赤外半導体レーザは赤・赤外光源２３１から波長６６０ｎｍ付近の第２の光ビームと、波長７８５ｎｍ付近の第３の光ビームを出射する。これらの光ビームを図５に示す。出射された第２の光ビームと第３の光ビームは波長選択回折格子を含む複合素子３１０（第３の光学素子）で一部の光が回折され、０次光であるメインビームと±１次光である２つのサブビーム（図示しない）に分割される。これらの第２と第３の光ビームは赤用偏光ビームスプリッタ３０２（第５の光学素子）で反射され、青用偏光ビームスプリッタ３０１を透過し、コリメータレンズ２０５で平行光となり、１／４波長板２０６に入射し、対物レンズ２０７（集光光学系）で集光されて、それぞれ対応する光ディスク（情報記憶媒体）に照射される。対応する光ディスクで反射回折された第２、第３の光ビームは再び、対物レンズ２０７を通り、１／４波長板２０６を透過し、コリメータレンズ２０５を通り、青用偏光ビームスプリッタ３０１と赤用偏光ビームスプリッタ３０２を透過し、検出レンズ２２０で非点収差が付与され、光検出器２２１に入射する。第２、第３の光ビームの場合も第１の光ビームの場合と同様にフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を生成し、対物レンズ２０７をアクチュエータ２２２で駆動して、情報の記録や再生を行う。
【００４３】
青用偏光ビームスプリッタ３０１は青色光の波長帯域である４０５ｎｍ付近では偏光ビームスプリッタとして作用し、赤色光の波長帯域である６６０ｎｍ付近では偏光にかかわらず透過する、波長選択性を持たせた膜が成膜されている。また、赤用偏光ビームスプリッタ３０２は逆に、赤色光の波長帯域である６６０ｎｍ付近では偏光ビームスプリッタとして作用する。
【００４４】
本実施の形態では赤・赤外光源２３１は光源ホルダー３１１により保持されており、更に複合素子３１０は、スペーサー３１２により光源ホルダー３１１と複合素子３１０が所定の距離を保つように保持している。
【００４５】
本実施の形態のような構成をとった場合、図６に示すように、光ディスク２１０（情報記憶媒体）が２層ディスクである場合、情報記録層２１１に集光された光ビームの一部は情報記録層２１１を透過し、情報記録層２１２で反射される。この情報記録層２１２で反射された光ビームは迷光となり、対物レンズ２０７、１／４波長板２０６、コリメータレンズ２０５、青用偏光ビームスプリッタ３０１、赤用偏光ビームスプリッタ３０２、検出レンズ２２０を通り、光検出器２１０に至る。赤用偏光ビームスプリッタ３０２は大部分の青色光を透過させるが、一部の光を反射する場合がある。これは、偏光ビームスプリッタの膜の製造時のばらつきによる青用波長帯域での反射率の設計からのずれ、膜の波長依存性、膜の入射角依存性等の原因が考えられる。これらの要因は製造時の作りこみにより小さくしていくが、現実的には１％前後、少なく抑えるとしても０．３％程度は残存する。この構成の場合、実施の形態１に比べて、コリメータレンズを透過す青色の波長の迷光が複合素子３１０に至る際に抑制できる素子が１つしかないため、迷光の光量は大きくなる。複合素子の表面に青色光を遮光する波長選択膜を作成したとしても、迷光は１万分の１から１０万分の１程度の抑制効果となる。しかしながら、本実施の形態のように赤・赤外の光源と複合素子３１０までの距離を所定の距離以上に保った場合、複合素子の波長選択回折格子として作用する面での実際に赤用光ビームである第２の光ビームのビーム径と赤外用光ビームである第３の光ビームが所定の大きさ以上に保つことができる。このような場合、たとえ他層からの迷光が集光されたために、光線の密度が高くなったとしても、その面積は実際に光ビームが使う面積より十分に小さく、その部分のみが変化したとしても影響は限定的となり、実質上性能の変化は起こさない。
【００４６】
図７に赤・赤外の光源２３１と複合素子３１０の関係を示す。発光点から複合素子３１０の端面までの距離をＬ１、端面から赤用の波長選択格子３２１までの距離をＬ２とし、複合素子の材質の屈折率をｎとすると、発光点から波長選択格子３２１までの空気換算長をＬは、Ｌ１＋Ｌ２／ｎとなる。更に、第２の光ビームのうち対物レンズを通過する光ビームに対応する光源側のＮＡをＮＡ２とすると、波長選択格子３２１上の光ビームの有効半径Ｒ２はＬ×ＮＡ２となる。
【００４７】
実施の形態1と同様に、多層からの迷光が集光される場合について具体的に数値を上げて例を示す。対物レンズ出力２０ｍＷの第１の光ビームを記録中に照射しており、光ディスクの各情報記録層の反射率が８％とすると、対物レンズには１．６ｍＷ程度の光が反射して戻る。この光ビームが、赤用偏光ビームスプリッタ２０４で反射する際に１００分の１になるとし、複合素子２３２の表面の波長選択膜によりさらに１００分の１程度となるとすると、その光量は０．１６μＷとなる。これらの光ビームが複合素子２３２中でスポット半径１０μｍ程度に集光されていたとすると、光量密度は、およそ０．５ｍＷ/ｍｍ＾２となる。複合素子の有機材料は通常０．５〜１．０Ｗｈ／ｍｍ＾２程度の積算光量密度（Ｐ）に耐えられるため、１０００時間〜２０００時間程度の（連続）使用に耐えることができる。更にＮＡ２が０．１１とし、Ｌ＝２．５ｍｍとすると、Ｒ２は０．２７５ｍｍとなる。この中でスポット半径１０μｍ程度の範囲が変化したとしても、面積比は約７５０倍あり、全体の特性に影響を与えることは無い。青色光が照射される面積が大きくなった場合、それに応じて影響の度合いが増えるが、光量密度は反比例して低下するため、同じ積算光量密度となるのに必要な時間が長くなる。また、第３の光ビームのうち対物レンズを通過する光ビームに対応する光源側のＮＡであるＮＡ３が、０．０８５であるとし、Ｌ＝２．５ｍｍとすると、Ｒ３は０．２１３ｍｍとなる。この中でスポット半径１０μｍ程度の範囲が変化したとしても面積比は約４５０倍あり、これも全体の特性に影響を与えることはない。
【００４８】
面積比が１００倍でも影響は十分小さいと考えられるため問題ないとすると、Ｌ＝２．５ｍｍでは、４５００〜９０００時間の（連続）使用に耐える。また１０００〜２０００時間の耐使用時間で良いと仮定すると、Ｌ≒１．２ｍｍでも良い。これは、所定の時間Ｔを１０００時間として、他層からの迷光の積算光量Ｗが０．１６ｍＷｈとなり、Ｐ＝０．５Ｗｈ/ｍｍ^２であることから、迷光照射面積Ｓは０．０００３２ｍｍ＾２となり、第３の光ビームのビーム面積は０．０３２ｍｍ＾２以上あれば良く、これは半径０．１ｍｍであるため、ＮＡ３＝０．０８５で半径０．１ｍｍのビーム径となるにはＬ＝１．１８ｍｍ≒１．２ｍｍの距離が必要となる。
【００４９】
図９に光情報装置としての光ディスクドライブ５００の全体の構成例を示す。光ディスク２１０はクランパー５０１とターンテーブル５０２ではさんで固定され、モーター（回転系）５０３によって回転させられる。光ヘッド２００はトラバース（移送系）５０４上に乗っており、光が照射する点が光ディスク２１０の内周から外周まで移動できるようにしている。制御回路５０５は光ヘッド２００から受けた信号をもとにフォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御、モーターの回転制御等を行う。また信号処理回路５０６は再生信号から情報の再生を行い入出力回路５０７に出力したり、入出力回路５０７から入ってきた信号を制御回路５０５を通じて光ヘッド２００へ送出する。
【００５０】
尚、集光光学系は第１の光ビームから、第２・第３の光ビームまで１つの対物レンズで集光する例を示したが、第１の光ビーム用の対物レンズと第２・第３の光ビーム用の対物レンズを別々に設け、それぞれ選択的に、対応する対物レンズから対応する光ディスクにビームを集光してもよい。その場合でもコリメータレンズより光源側が本実施の形態の構成であれば、第１の光ビームが多層ディスクを記録する際の迷光の光量を抑えることができ、先に示した見積もり例と同程度の効果が期待できる。
【００５１】
尚、ここまでの実施の形態では、第２の光ビームを出射する第２の光源と第３の光ビームを出射する第３の光源は同じ素子上にある例を示したが、これに限定されるものではない。別々の光源をプリズム等で合波してもよく、その場合でも本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
尚、第２の光源、第３の光源どちらかのみでも、回折素子等の光学素子として、有機材料を含む素子を使用する場合は、本発明で示したような構成は青色光の影響を抑制することができ、長期間にわたり信号の記録や再生を安定に実現できるという効果を有する。
【００５３】
尚、ここまでの本実施の構成でトラッキングに３つのビームを用いる差動プッシュプル法、フォーカスに非点収差法を用いる例を示したが、本発明の構成はこれらの方式に限定されるものではない。特に第１の光ビームのトラッキング方式としてはアドバンストプッシュプル（ＡＰＰ）法等の１ビーム法や位相差法などと組み合わせてもよいし、フォーカス方式もフーコー法やスポットサイズ法と組み合わせても良い。
【００５４】
尚、ここまでの実施の形態では多層ディスクの例として２層ディスクの場合を示したが、これに限定されるものではなく、３層、４層、更に多くの層を持つ多層ディスクでも同様の結果となる。そのような場合でも層が多くなると、各層の積層反射率は下がる傾向にあるため先に示した２層ディスクにおける迷光の見積もりから大きく逸脱することは無い。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかる光ヘッド装置、及び光情報装置は、長期間にわたり信号の記録や再生を安定に行うことができ、低い情報誤まり率を実現できる機能を有し、コンピュータの外部記憶装置等として有用である。またＤＶＤレコーダーやＢＤレコーダー、ＨＤ  ＤＶＤレコーダー等の映像記録装置や映像再生装置等の用途にも応用できる。さらに、カーナビゲーションシステムや、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの記憶装置の用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における赤・赤外用光源と複合素子の関係を示す構成図
【図３】本発明の実施の形態１における光ヘッド装置において他層からの迷光を示す構成図
【図４】本発明の実施の形態２における光ヘッド装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態２における光ヘッド装置において赤色光の光路を示す構成図
【図６】本発明の実施の形態２における光ヘッド装置において他層からの迷光を示す構成図
【図７】本発明の実施の形態２における赤・赤外用光源と複合素子との関係を示す構成図
【図８】本発明の実施の形態２における複合素子中の第２の光ビーム、第３の光ビームのビーム径を示す図
【図９】本発明の実施の形態１における光ヘッド装置の構成図
【図１０】従来の複合素子の断面図
【符号の説明】
【００５７】
１    複合素子
２，３    透明基板
４    凹凸部
５    接着剤部
６    位相差板
７，８    多層膜
２００    光ヘッド装置
２０１    青色半導体レーザ（第１の光源）
２０２    回折格子
２０３    ダイクロプルズム（第１の光素子）
２０４    偏光ビームスプリッタ（第２の光学素子）
２０５    コリメータレンズ
２０６    １／４波長板
２０７    対物レンズ（集光光学系）
２１０    光ディスク（情報記憶媒体）
２１１，２１２    情報記録層
２２０    検出レンズ
２２１    光検出器
２２２    アクチュエータ
２３１    赤・赤外光源
２３２    複合素子（第３の光学素子）
２４１，２４２    波長選択回折格子
２４３    広帯域波長板
３００    光ヘッド装置
３０１    青用偏光ビームスプリッタ（第４の光学素子）
３０２    赤用偏光ビームスプリッタ（第５の光学素子）
３１０    複合素子
３１１    光源ホルダー
３１２    スペーサー
３２１，３２２    波長選択回折格子
３２３    広帯域波長板
５００    光ディスクドライブ（光情報装置）
５０１    クランパー
５０２    ターンテーブル
５０３    モーター（回転系）
５０４    トラバース（移送系）
５０５    制御回路
５０６    信号処理回路
５０７    入出力回路
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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