(57)【要約】  半導体レーザ（１０１ａ〜１０１ｃ）は、それぞれ波長約４００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光を出射する。透過率調整素子（１１４）は、ディスク（１１１）からの反射光が通過する光の経路に配置される。透過率調整素子（１１４）は、波長６５０ｎｍの光の透過率を、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光の透過率に対して相対的に変化させる第１の光学的薄膜（１４１）と、波長７８０ｎｍの光に対する透過率を、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する透過率に対して相対的に変化させる第２の光学的薄膜（１４１）とを有する。透過率調整素子（１１４）は、光検出器（１１５）に入射する光の光量を、媒体種別によらず同じにする機能を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が相互に異なる第１〜第３の波長の光を出射する第１〜第３の光源（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、）と、
前記第１〜第３の光源の出射光を光記録媒体（１１１）に集光する対物レンズ（１１０）と、
前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器（１１５）と、
前記反射光の光路中に配置され、前記光記録媒体で反射した光の光量と前記光検出器に入射する光の光量との比である復路の効率を、前記反射光の波長に応じて変化させる効率調整手段（１１４、１１８、１４０）とを備え、
前記効率調整手段（１１４、１１８、１４０）は、前記第１の波長の光に対する復路の効率を前記第２及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第１の部分効率調整手段（１４１、１４３、１４５）と、前記第２の波長の光に対する復路の効率を前記第１及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第２の部分効率調整手段（１４２、１４４、１４６）とを有することを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記効率調整手段（１１４、１１８、１４０）は、前記第１〜第３の波長の光のうちで、２番目に波長が短い光に対する復路の効率を、波長が最も短い光に対する復路の効率よりも低くし、かつ、前記第１〜第３の波長の光のうちで、波長が最も長い光に対する復路の効率を、前記２番目に波長が短い光に対する復路の効率よりも低くする、請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の部分効率調整手段は、入射光の波長に応じて透過率又は反射率が異なる光学的薄膜（１４１、１４２）を含む、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第１の部分効率調整手段が有する光学的薄膜（１４１）は、前記第１の波長の光に対しては所定の透過率又は反射率で光を透過又は反射し、前記第２及び第３の波長の光に対しては、入射光をそのまま透過又は反射させる、請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記第２の部分効率調整手段が有する光学的薄膜（１４２）は、前記第２の波長の光に対しては所定の透過率又は反射率で光を透過又は反射し、前記第１及び第３の波長の光に対しては、入射光をそのまま透過又は反射させる、請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記第１及び第２の部分効率調整手段は、それぞれ、入射光の偏光方向及び波長に応じて、反射率及び透過率が変化する光学的薄膜を有し、前記光源側から前記対物レンズに向かう往路の光と、前記光記録媒体で反射して前記光検出器に向かう復路の光とを分離する光分離手段（１０４ｄ、１０４ｅ）を兼ねる、請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記第１及び第２の部分効率調整手段（１４３、１４４）は、それぞれ、入射光の偏光方向に応じて透過率が異なる回折格子（１２３ａ、１２３ｂ）を含む、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記第１の部分効率調整手段（１４３）は、
所定の偏光方向の直線偏光の復路の光を入射して、前記第１の波長の光に対しては入射した直線偏光の偏光方向を９０°回転させて出射し、前記第２及び第３の波長の光に対しては入射した直線偏光をそのままの偏光方向で出射する波長板（１１９ａ、１１９ｂ）と、
前記波長板を介して復路の光を入射し、前記所定の偏光方向の直線偏光に対しては、入射光をそのまま透過し、前記所定の偏光方向とは偏光方向が９０°異なる直線偏光に対しては、入射光を所定の透過率で透過する回折格子（１２３ａ）とを含む、請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記第２の部分効率調整手段（１４４）は、
所定の偏光方向の直線偏光の復路の光を入射して、前記第２の波長の光に対しては入射した直線偏光の偏光方向を９０°回転させて出射し、前記第１及び第３の波長の光に対しては入射した直線偏光をそのままの偏光方向で出射する波長板（１１９ｃ）と、
前記波長板を介して復路の光を入射し、前記所定の偏光方向の直線偏光に対しては、入射光をそのまま透過し、前記所定の偏光方向とは偏光方向が９０°異なる直線偏光に対しては、入射光を所定の透過率で透過する回折格子（１２３ｂ）とを含む、請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか一に記載の光ヘッド装置と、
前記第１〜第３の光源を選択的に駆動し、前記第１〜第３の波長の光のうちの何れかを出射させる第１の回路系（１２９）と、
前記光検出器（１１５）からの出力に基づいて、前記光記録媒体（１１１）が有する情報トラックに沿って形成されたマーク／スペース信号を検出する第２の回路系（１３１）と、
前記光検出器からの出力に基づいて、前記情報トラックに対する前記集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号、及び、前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号及び前記トラック誤差信号に基づいて前記対物レンズを駆動する第３の回路系（１３２、１３４）とを有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関し、更に詳しくは、使用する光の波長が相互に異なる３つ以上の規格の光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置、及び、そのような光ヘッド装置を有する光学式情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体にレーザ光を照射し、光記録媒体からの反射光を受光して記録や再生を行う光記録媒体が普及している。光記録媒体には、使用する光の波長や記録密度が異なる複数種類の光記録媒体があり、光学式情報記録再生装置には、複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を可能とする互換の機能が望まれている。なお、以下では、便宜上、光学式情報記録再生装置は、光記録媒体に対して記録及び再生の双方を行う記録再生装置と、再生のみを行う再生専用装置との双方を含むものとする。【０００３】
光学式情報記録再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。すなわち、集光スポットの径が小さいほど、記録密度は高くなる。集光スポットの径は、光ヘッド装置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。すなわち、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど、集光スポットの径は小さくなる。容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディスク）規格においては、光源の波長は約７８０ｎｍで、対物レンズの開口数は０．４５である。また、容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格においては、光源の波長は約６５０ｎｍで、対物レンズの開口数は０．６である。【０００４】
ところで、光記録媒体の標準的な反射率及び標準的な記録パワーや再生パワーは、光記録媒体の種類により異なる。このため、光ヘッド装置における、光記録媒体で反射された光の光量に対する光検出器へ入射する光の光量の比である復路の効率が光記録媒体の種類によらず同じであると仮定すると、記録時や再生時に光検出器へ入射する光の光量は、光記録媒体の種類によって異なる。その結果として、記録時や再生時に光検出器から出力される電圧信号のレベルは、光記録媒体の種類により異なることになる。光検出器から出力される電圧信号のレベルが低すぎると、後段のプリアンプにおいて電圧信号を増幅したときに、増幅後の電圧信号の信号対雑音比が低下し、光記録媒体に対して正しく記録や再生を行うことができない。また、電圧信号のレベルが高すぎると、後段のプリアンプにおいて電圧信号を増幅したときに、増幅後の電圧信号が飽和し、光記録媒体に対して正しく記録や再生を行うことができない。【０００５】
光検出器から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず同じレベルにするためには、光ヘッド装置における復路の効率を、光記録媒体の種類に応じて変化させることが有効である。復路の効率を制御することで、記録時や再生時に光検出器へ入射する光の光量を、光記録媒体の種類によらず同じにすることができ、結果として、各規格の光記録媒体に対して正しく記録や再生を行うことができる。【０００６】
規格が異なる２種類の光記録媒体に対して、光検出器に入射する光の光量を光記録媒体の種類によらず一定とすることができる光ヘッド装置としては、特許文献１に記載されたものがある。図１４は、特許文献１に記載の光ヘッド装置の構成を示している。この光ヘッド装置２００は、ＤＶＤ規格の光記録媒体と、ＣＤ規格の光記録媒体とに対応した光ヘッド装置として構成されている。【０００７】
ディスク２０７がＣＤ規格の光記録媒体であるときには、ＣＤ規格に対応した半導体レーザ（ＬＤ）２０１ａが点灯される。半導体レーザ２０１ａから出射した波長７８０ｎｍの光は、回折格子２０２で０次回折光と±１次回折光との３つの光に分割される。これら光は、カップリングレンズ２０３を透過し、ビームスプリッタ２０４を一部が透過してコリメータレンズ２０５で平行光化され、対物レンズ２０６により、ＣＤ規格のディスク２０７上に集光される。ディスク２０７からの反射光は、対物レンズ２０６、コリメータレンズ２０５を逆向きに通り、ビームスプリッタ２０４で一部が反射される。ビームスプリッタ２０４で反射した光は、ビームスプリッタ２０８を一部が透過し、光量調整膜２０９、円筒レンズ２１０を透過して、光検出器２１１で受光される。【０００８】
また、ディスク２０７がＤＶＤ規格の光記録媒体であるときには、ＤＶＤ規格に対応した半導体レーザ２０１ｂが点灯される。半導体レーザ２０１ｂから出射した波長６５０ｎｍの光は、ビームスプリッタ２０８で一部が反射され、更にビームスプリッタ２０４で一部が反射されてコリメータレンズ２０５で平行光化され、対物レンズ２０６により、ＤＶＤ規格のディスク２０７上に集光される。ディスク２０７からの反射光は、対物レンズ２０６、コリメータレンズ２０５を逆向きに通り、ビームスプリッタ２０４で一部が反射され、ビームスプリッタ２０８を一部が透過し、光量調整膜２０９、円筒レンズ２１０を透過して、光検出器２１１で受光される。【０００９】
光量調整膜２０９は、ビームスプリッタ２０８の円筒レンズ２１０に対向する側の面に設けられている。光量調整膜２０９における、波長７８０ｎｍの光に対する透過率は１００％に設定され、波長６５０ｎｍの光に対する透過率は２０％に設定されている。このように光量調整膜２０９の透過率を、透過する光の波長に応じて設定することで、光ヘッド装置における復路の効率を波長に応じて変化させることができる。つまりは、復路の効率をディスク２０７の種類に応じて変化させることができ、光検出器２１１へ入射する光の光量を、ディスク２０７の種類によらず同じにすることができる。【００１０】
図１５に、特許文献１に記載の光ヘッド装置の別の例を示す。図１５に示す光ヘッド装置２００ａは、図１４に示す光ヘッド装置２００における光量調整膜２０９を、回折格子２１２で置き換えた構成である。回折格子２１２は、円筒レンズ２１０の光検出器２１１に対向する面に設けられる。回折格子２１２における、波長７８０ｎｍの光に対する透過率と、波長６５０ｎｍの光に対する透過率との比は、１：０．２に設定されている。このような回折格子２１２を用いることで、光量調整膜２０９を用いる場合と同様に、光ヘッド装置における復路の効率をディスク２０７の種類に応じて変化させることができ、光検出器２１１へ入射する光の光量を、ディスク２０７の種類によらず同じにすることができる。【００１１】
近年、記録密度を更に高めるために、光源の波長をさらに短く、対物レンズの開口数をさらに高くした規格が実用化されている。このような規格としては、ＨＤ  ＤＶＤ（ハイデンシティディジタルバーサタイルディスク）規格がある。ＨＤ  ＤＶＤ規格では、光源の波長は約４００ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６５であり、容量は１５ＧＢ〜２０ＧＢとなっている。ＣＤ規格、ＤＶＤ規格に加えて、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体に対しても記録再生が可能な光ヘッド装置が提案さている。このような光ヘッド装置の例としては、例えば特許文献２に記載の光ヘッド装置がある。
【特許文献１】特開２００３−３０８６２５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４１８９２号公報
【００１２】
ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、及び、ＣＤ規格のような、規格が異なる３種類の光記録媒体に対して記録や再生を行うことができる光ヘッド装置においても、記録時や再生時に光検出器へ入射する光の光量、或いは、光検出器から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず同じにすることができる機能が必要とされる。しかし、特許文献１及び特許文献２の何れにも、そのような機能を有する光ヘッド装置は記載されていない。【００１３】
特許文献１では、光量調整膜２０９又は回折格子２１２を用いて、２種類の波長の光に対して、復路の効率の比を、所望の値に設定している。これを拡張し、３種類の波長の光に対して、復路の効率の比を、所望の値に設定することができれば、上記した機能は実現できる。しかしながら、光量調整膜２０９と同様の光量調整膜や、回折格子２１２と同様の回折格子を用いて、そのような設定を行うことはできない。また、特許文献２に記載の光ヘッド装置は、規格が異なる３種類の光記録媒体に対して記録や再生を行うのみであり、上記した機能は有していない。
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、規格が異なる３種類の光記録媒体に対し、記録時や再生時に、光検出器に入射する光の光量、或いは、光検出器から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず同じにすることができる光ヘッド装置、及び光学式情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
本発明は、波長が相互に異なる第１〜第３の波長の光を出射する第１〜第３の光源と、前記第１〜第３の光源の出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、前記反射光の光路中に配置され、前記光記録媒体で反射した光の光量と前記光検出器に入射する光の光量との比である復路の効率を、前記反射光の波長に応じて変化させる効率調整手段とを備え、前記効率調整手段は、前記第１の波長の光に対する復路の効率を前記第２及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第１の部分効率調整手段と、前記第２の波長の光に対する復路の効率を前記第１及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第２の部分効率調整手段とを有することを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【００１６】
本発明は、上記本発明の光ヘッド装置と、前記第１〜第３の光源を選択的に駆動し、前記第１〜第３の波長の光のうちの何れかを出射させる第１の回路系と、前記光検出器からの出力に基づいて、前記光記録媒体が有する情報トラックに沿って形成されたマーク／スペース信号を検出する第２の回路系と、前記光検出器からの出力に基づいて、前記情報トラックに対する前記集光スポットの光軸方向の位置ずれを表すフォーカス誤差信号、及び、前記光軸に垂直な面内の位置ずれを表すトラック誤差信号を検出し、前記フォーカス誤差信号及び前記トラック誤差信号に基づいて前記対物レンズを駆動する第３の回路系とを有することを特徴とする光学式情報記録再生装置を提供する。
【００１７】
本発明の上記、及び、他の目的、特徴及び利益は、図面を参照する以下の説明により明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図２】偏光ビームスプリッタの光透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図３】偏光ビームスプリッタの光透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図４】偏光ビームスプリッタの光透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図５】光検出器の受光部のパタンと、光検出器上の光スポットの配置とを示す平面図。
【図６】透過率調整素子に形成される第１の光学的薄膜の透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図７】透過率調整素子に形成される第２の光学的薄膜の透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図８】本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図９】透過率調整素子の断面構造を示す断面図。
【図１０】本発明の第３実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図１１】偏光ビームスプリッタの透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図１２】偏光ビームスプリッタの透過率の波長依存性を示すグラフ。
【図１３】本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置を備える光学式情報記録再生装置の構成を示すブロック図。
【図１４】特許文献１に記載の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図１５】特許文献１に記載の光ヘッド装置の別の構成例を示すブロック図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。光ヘッド装置１００は、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃ、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃ、コリメータレンズ１０３ａ〜１０３ｃ、偏光ビームスプリッタ１０４ａ〜１０４ｃ、ミラー１０５、凹レンズ１０６、凸レンズ１０７、１／４波長板１０８、開口制御素子１０９、対物レンズ１１０、円筒レンズ１１２、凸レンズ１１３、透過率調整素子１１４、及び、光検出器１１５を備える。【００２０】
光ヘッド装置は、規格が異なる３種類の光記録媒体、具体的には、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対して、記録や再生を行うことができる光ヘッド装置として構成される。３つの規格では、記録再生に用いるレーザ光の波長が相互に異なっており、光ヘッド装置１００は、各規格に対応して、３つの半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃ、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃ、コリメータレンズ１０３ａ〜１０３ｃ、及び、偏光ビームスプリッタ１０４ａ〜１０４ｃを有する。【００２１】
半導体レーザ１０１ａは、ＨＤ  ＤＶＤ規格に対応しており、約４００ｎｍの光を出射する。また、半導体レーザ１０１ｂは、ＤＶＤ規格に対応しており、約６５０ｎｍの光を出射する。半導体レーザ１０１ｃは、ＣＤ規格に対応しており、約７８０ｎｍの光を出射する。ディスク１１１がＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であるときには、半導体レーザ１０１ａが点灯され、４００ｎｍのレーザ光を用いて記録や再生が行われる。また、ディスク１１１がＤＶＤ規格の光記録媒体であれば、半導体レーザ１０１ｂが点灯され、６５０ｎｍのレーザ光を用いて記録再生が行われる。ディスク１１１がＣＤ規格の光記録媒体であれば、半導体レーザ１０１ｃが点灯され、７８０ｎｍのレーザ光を用いて記録再生が行われる。【００２２】
半導体レーザ１０１ａから出射した４００ｎｍのレーザ光は、回折光学素子１０２ａで０次回折光、±１次回折光の３つの光に分割される。回折光学素子１０２ａにおける０次回折光の透過率は約８７．５％であり、±１次回折光の回折効率はそれぞれ約５％である。これらの光は、コリメータレンズ１０３ａで平行光化され、偏光ビームスプリッタ１０４ａにＳ偏光として入射してほとんど全てが透過し、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射した光は、凹レンズ１０６、凸レンズ１０７を通り、１／４波長板１０８で直線偏光から円偏光に変換され、開口制御素子１０９を通り、対物レンズ１１０により、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク１１１上に集光される。【００２３】
半導体レーザ１０１ｂから出射した６５０ｎｍのレーザ光は、回折光学素子１０２ｂで０次回折光、±１次回折光の３つの光に分割される。回折光学素子１０２ｂにおける０次回折光の透過率は約８７．５％であり、±１次回折光の回折効率はそれぞれ約５％である。これらの光は、コリメータレンズ１０３ｂで平行光化され、偏光ビームスプリッタ１０４ｂにＳ偏光として入射してほとんど全てが透過し、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射した光は、凹レンズ１０６、凸レンズ１０７を通り、１／４波長板１０８で直線偏光から円偏光に変換され、開口制御素子１０９を通り、対物レンズ１１０により、ＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク１１１上に集光される。【００２４】
半導体レーザ１０１ｃから出射した７８０ｎｍのレーザ光は、回折光学素子１０２ｃで０次回折光、±１次回折光の３つの光に分割される。回折光学素子１０２ｃにおける０次回折光の透過率は約８７．５％であり、±１次回折光の回折効率はそれぞれ５％である。これらの光は、コリメータレンズ１０３ｃで平行光化され、偏光ビームスプリッタ１０４ｃにＳ偏光として入射してほとんど全てが透過し、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射した光は、凹レンズ１０６、凸レンズ１０７を通り、１／４波長板１０８で直線偏光から円偏光に変換され、開口制御素子１０９を通り、対物レンズ１１０により、ＣＤ規格の光記録媒体であるディスク１１１上に集光される。【００２５】
ディスク１１１で反射した光が光検出器１１５で検出されるまでの経路は、半導体レーザ１０１ａを点灯したとき、半導体レーザ１０１ｂを点灯したとき、及び、半導体レーザ１０１ｃを点灯したときで同じである。すなわち、ディスク１１１からの反射光は、対物レンズ１１０、開口制御素子１０９を逆向きに通り、１／４波長板１０８で、円偏光から、往路の光とは偏光方向が直交した方向の直線偏光に変換され、凸レンズ１０７、凹レンズ１０６を逆向きに通り、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射した光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｃ、１０４ｂ、１０４ａにそれぞれＰ偏光として入射してほとんど全てが透過し、円筒レンズ１１２、凸レンズ１１３、透過率調整素子１１４を通り、光検出器１１５で受光される。【００２６】
ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格では、記録再生に用いる光の波長が異なることに加えて、光記録媒体の保護層の厚さが規格に応じて異なる。ＨＤ  ＤＶＤ規格及びＤＶＤ規格では、保護層の厚さは０．６ｍｍであり、ＣＤ規格では、保護層の厚さは１．２ｍｍである。光記録媒体の種類によって、光源の波長や光記録媒体の保護層の厚さが変化すると、光ヘッド装置における球面収差が変化する。球面収差が大きいと、光記録媒体上に形成されうる集光スポットの形状が乱れ、正しく記録や再生を行うことができなくなる。従って、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置では、光記録媒体の種類によって変化する球面収差を補正することが必要である。【００２７】
光ヘッド装置１００では、凹レンズ１０６と凸レンズ１０７とにより、上記球面収差の補正を行う。すなわち、凹レンズ１０６と凸レンズ１０７との間隔を変化させると対物レンズ１１０の倍率が変化し、対物レンズ１１０における球面収差が変化する。凹レンズ１０６と凸レンズ１０７との間隔を、光記録媒体の種別に応じて調整することで、光記録媒体の種類によって変化する球面収差を、対物レンズ１１０における球面収差で相殺する。このようにすることで、媒体種別によって変化する球面収差を補正することができる。【００２８】
ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格では、対物レンズの開口数が相互に異なる。具体的には、ＨＤ  ＤＶＤ規格では対物レンズの開口数は０．６５であり、ＤＶＤ規格では対物レンズの開口数は０．６である。また、ＣＤ規格では、対物レンズの開口数は０．４５である。対物レンズの開口数が所望の値と異なると、光記録媒体上に形成される集光スポットの大きさが所望の値とは異なる大きさとなり、記録再生を正しく行うことができない。従って、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置では、光記録媒体の種類に応じて対物レンズの開口数を変化させることが必要である。【００２９】
光ヘッド装置では、開口制御素子１０９を用いて、対物レンズ１１０の開口数を制御する。開口制御素子１０９は、入射光の波長に応じて、対物レンズ１１０の開口数を変化させる機能を有する素子である。開口制御素子１０９の構成は、例えば特許文献２に記載されている。このような素子を用いることにより、光記録媒体の種類に応じて、光記録媒体の記録再生に対応した対物レンズ１１０の開口数を得ることができる。【００３０】
偏光ビームスプリッタ１０４ａ〜１０４ｃは、光学的薄膜をガラスで挟んだ構成であり、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃからの出射光と、ディスク１１１からの反射光とを分離する光分離手段を構成する。図２〜図４に、偏光ビームスプリッタ１０４ａ〜１０４ｃの光透過率の波長依存性を示す。図中の実線はＰ偏光成分に対する透過率を表し、点線はＳ偏光に対する透過率を表す。【００３１】
偏光ビームスプリッタ１０４ａは、図２に示すように、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの何れの光についても、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。偏光ビームスプリッタ１０４ｂは、図３に示すように、波長４００ｎｍの光については、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て透過させ、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光ついては、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。偏光ビームスプリッタ１０４ｃは、図４に示すように、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て透過させ、波長７８０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。【００３２】
図５は、光検出器１１５の受光部のパタンと、光検出器１１５上の光スポットの配置とを示している。光検出器１１５は、円筒レンズ１１２、凸レンズ１１３により形成される２つの焦点の中間に設けられている。光検出器１１５上に形成される光スポット１１６ａは、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃの何れかからの０次回折光に相当し、ディスク１１１の接線方向（情報トラックに平行な方向）に対応する分割線、及び、半径方向（情報トラックに垂直な方向）に対応する分割線で隔てられた４つの受光部１１７ａ〜１１７ｄ上に形成される。【００３３】
光スポット１１６ｂは、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃの何れかからの＋１次回折光に相当する。光スポット１１６ｂは、ディスク１１１の半径方向に対応する分割線で隔てられた２つの受光部１１７ｅ、１１７ｆ上に形成される。光スポット１１６ｃは、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃの何れかからの−１次回折光に相当する。光スポット１１６ｃは、ディスク１１１の半径方向に対応する分割線で隔てられた２つの受光部１１７ｇ、１１７ｈ上に形成される。光スポット１１６ａ〜１１６ｃは、円筒レンズ１１２及び凸レンズ１１３の作用により、円筒レンズ１１２、凸レンズ１１３へ入射する前の光に対して、ディスク１１１の接線方向に対応する方向の強度分布と、半径方向に対応する方向の強度分布とが互いに入れ替わっている。【００３４】
受光部１１７ａ〜１１７ｈから出力される電圧信号のレベルを、それぞれＶ１１７ａ〜Ｖ１１７ｈで表すと、フォーカス誤差信号は、非点収差法により、（Ｖ１１７ａ＋Ｖ１１７ｄ）−（Ｖ１１７ｂ＋Ｖ１１７ｃ）の演算で検出される。ディスク１１１が再生専用型のディスクである場合、トラック誤差信号は、位相差法により、（Ｖ１１７ａ＋Ｖ１１７ｄ）と（Ｖ１１７ｂ＋Ｖ１１７ｃ）の位相差から検出される。ディスク１１１が追記型又は書換可能型のディスクである場合には、トラック誤差信号は、差動プッシュプル法により、（Ｖ１１７ａ＋Ｖ１１７ｂ）−（Ｖ１１７ｃ＋Ｖ１１７ｄ）−Ｋ×［（Ｖ１１７ｅ＋Ｖ１１７ｇ）−（Ｖ１１７ｆ＋Ｖ１１７ｈ）］（Ｋは定数）の演算で検出される。ディスク１１１に記録されたマーク／スペース信号であるＲＦ信号は、（Ｖ１１７ａ＋Ｖ１１７ｂ＋Ｖ１１７ｃ＋Ｖ１１７ｄ）の高周波成分から検出される。【００３５】
透過率調整素子１１４は、効率調整手段として構成される。透過率調整素子１１４は、ガラス基板の一方の面に、第１の部分効率調整手段である第１の光学的薄膜１４１が形成され、他方の面に、第２の部分効率調整手段である第２の光学的薄膜１４２が形成された構成である。図６及び図７に、それぞれ透過率調整素子１１４に形成される第１及び第２の光学的薄膜１４１、１４２の透過率の波長依存性を示す。第１の光学的薄膜は、図６に示すように、波長４００ｎｎ、７８０ｎｍの光に対する透過率がほぼ１００％で、波長６５０ｎｍの光に対する透過率が約１３％となるように設計されている。また、第２の光学的薄膜は、図７に示すように、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する透過率がほぼ１００％で、波長７８０ｎｍの光に対する透過率が約７．５％となるように設計されている。その結果、透過率調整素子１１４におけるトータルの透過率は、波長４００ｎｍの光に対してはほぼ１００％となり、波長６５０ｎｍの光に対しては約１３％、波長７８０ｎｍの光に対しては約７．５％となる。【００３６】
上記した第１及び第２の光学的薄膜１４１、１４２は、何れも特定の波長λを中心波長とする特定の周波数範囲では透過率が低くなり、それ以外の波長範囲では透過率がほぼ１００％となる帯域遮断フィルタである。このような帯域遮断フィルタは、例えば二酸化チタンを材質とする高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質とする低屈折率層とを、各層の光学的な厚さがλ／４になるように交互に積層することにより実現できる。各層の厚さを変化させると透過率が低くなる波長範囲の中心波長が変化し、全体の層数を変化させると中心波長の光に対する透過率が変化する。従って、各層の厚さ及び全体の層数を適切に設計することにより、透過率が低くなる波長範囲の中心波長、及び、中心波長の光に対する透過率を所望の値とすることができる。【００３７】
ここで、各規格における光記録媒体の標準的な光反射率は、光記録媒体が再生専用型の光記録媒体である場合には、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体で約２１％であり、ＤＶＤ規格の光記録媒体で約６５％、ＣＤ規格の光記録媒体で約８０％である。また、標準的な再生パワーは、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体では約０．５ｍＷであり、ＤＶＤ規格の光記録媒体で約０．７ｍＷ、ＣＤ規格の光記録媒体で約１Ｗである。光検出器１１５へ入射する光の光量に対する光検出器で発生する電流信号のレベルとの比を、光検出器の光電変換効率とすると、光電変換効率は、光検出器１１５へ入射する光の波長に依存し、波長４００ｎｍの光に対しては約０．２３ｍＡ／ｍＷ、波長６５０ｎｍの光に対しては約０．４ｍＡ／ｍＷ、波長７８０ｎｍの光に対しては約０．４ｍＡ／ｍＷである。【００３８】
更に、光検出器１１５で発生する電流信号のレベルに対する光検出器１１５から出力される電圧信号のレベルとの比を光検出器のＩＶ変換ゲインとし、再生時の光検出器１１５の受光部１１７ａ〜１１７ｄのそれぞれに対するＩＶ変換ゲインを１００Ｖ／ｍＡとする。このとき、再生時に光検出器１１５の受光部１１７ａ〜１１７ｄのそれぞれから出力される電圧信号のレベルは、
（光記録媒体の標準的な再生パワー）×（光記録媒体の標準的な反射率）
×（透過率調整素子の透過率）×（光検出器の光電変換効率）
×（光検出器のＩＶ変換ゲイン）÷４
で与えられる。この値は、波長４００ｎｍの光を用いてＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体の再生を行う場合は、
０．５ｍＷ×０．２１×１×０．２３ｍＡ／ｍＷ×１００Ｖ／ｍＡ÷４＝０．６Ｖ
となり、波長６５０ｎｍの光を用いてＤＶＤ規格の光記録媒体の再生を行う場合は、
０．７ｍＷ×０．６５×０．１３×０．４ｍＡ／ｍＷ×１００Ｖ／ｍＡ÷４＝０．６Ｖとなり、波長７８０ｎｍの光を用いてＣＤ規格の光記録媒体の再生を行う場合は、
１ｍＷ×０．８×０．０７５×０．４ｍＡ／ｍＷ×１００Ｖ／ｍＡ÷４＝０．６Ｖ
となる。すなわち、効率調整手段である透過率調整素子１１４を用いることにより、ＨＤ  ＤＶＤ規格、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対し、再生時に光検出器１１５の受光部１１７ａ〜１１７ｄのそれぞれから出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず同じにすることができる。【００３９】
再生時に、光検出器１１５の受光部１１７ｅ〜１１７ｈのそれぞれから出力される電圧信号のレベルは、後段のプリアンプにおける増幅後の電圧信号の信号対雑音比の低下や増幅後の電圧信号の飽和を防ぐためには、再生時に受光部１１７ａ〜１１７ｄのそれぞれから出力される電圧信号のレベルと同じであることが好ましい。この条件を満たすには、回折光学素子１０２ａ〜１０２ｃにおける０次回折光の透過率は約８７．５％で、±１次回折光の回折効率はそれぞれ約５％であること、及び、光スポット１１６ａは４つの受光部上に形成され、光スポット１１６ｂ、１１６ｃはそれぞれ２つの受光部上に形成されることを考慮すると、再生時の受光部１１７ｅ〜１１７ｈのそれぞれに対するＩＶ変換ゲインを８７５Ｖ／ｍＡとすればよい。更に、記録時に、受光部１１７ａ〜１１７ｄ、１１７ｅ〜１１７ｈのそれぞれから出力される電圧信号のレベルは、後段のプリアンプにおける増幅後の電圧信号の信号対雑音比の低下や増幅後の電圧信号の飽和を防ぐためには、再生時に受光部１１７ａ〜１１７ｄ、１１７ｅ〜１１７ｈのそれぞれから出力される電圧信号のレベルと同じであることが好ましい。この条件を満たすには、光記録媒体の標準的な記録パワーと再生パワーとの比が約１５であることを考慮すると、記録時の受光部１１７ａ〜１１７ｄのそれぞれに対するＩＶ変換ゲインを６．６７Ｖ／ｍＡ、受光部１１７ｅ〜１１７ｈのそれぞれに対するＩＶ変換ゲインを５８．３Ｖ／ｍＡとすればよい。【００４０】
本実施形態では、透過率調整素子１１４を、６５０ｎｍの波長の光の透過率を、他の２つの波長の光の透過率よりも低くする第１の部分効率調整手段と、７８０ｎｍの波長の光の透過率を、他の２つの波長の光の透過率よりも低くする第２の部分効率調整手段とを組み合わせた構成とする。このようにすることで、第１〜第３までの３つの波長の光に対して、復路の効率を、波長ごとに所望の値に調整することができる。従って、記録再生に用いる光の波長が相互に異なる、規格が異なる３種類の光記録媒体に対し、記録時や再生時に光検出器１１５に入射する光量、又は、光検出器１１５から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず一定とすることができる。【００４１】
図８は、本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。本実施形態の光ヘッド装置１００ａは、透過率調整素子１１４（図１）に代えて、透過率調整素子１１８を有する点で、第１実施形態例の光ヘッド装置１００と相違する。第１実施形態例では、効率調整手段として、光学的薄膜を用いた透過率調整素子１１４（図１）を用いた。本実施形態では、波長板及び回折格子によって構成された部分効率調整手段を有する透過率調整素子１１８を用いる。【００４２】
図９は、透過率調整素子１１８の断面構造を示している。透過率調整素子１１８は、波長板１１９ａ、回折格子１２３ａ、波長板１１９ｂ、波長板１１９ｃ、回折格子１２３ｂを重ねた構成である。波長板１１９ａ、回折格子１２３ａ、及び、波長板１１９ｂは、第１の部分効率調整手段１４３を構成する。また、波長板１１９ｃ及び回折格子１２３ｂは、第２の部分効率調整手段１４４を構成する。波長板１１９ａは、複屈折性を有する液晶高分子１２２ａを、基板１２０ａ、１２１ａで挟み込んだ構成である。波長板１１９ｂは、複屈折性を有する液晶高分子１２２ｂを、基板１２０ｂ、１２１ｂで挟み込んだ構成である。波長板１１９ｃは、複屈折性を有する液晶高分子１２２ｃを、基板１２０ｃ、１２１ｃで挟み込んだ構成である。【００４３】
回折格子１２３ａは、複屈折性を有する液晶高分子１２６ａと、複屈折性を有しない充填剤１２７ａとから成る周期パタンを、基板１２４ａ、１２５ａの間に形成した構成である。回折格子１２３ｂも、同様に、複屈折性を有する液晶高分子１２６ｂと、複屈折性を有しない充填剤１２７ｂとから成る周期パタンを、基板１２４ｂ、１２５ｂの間に形成した構成である。【００４４】
波長板１１９ａ及び１１９ｂは、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°回転させる１／２波長板として作用する。このような波長板は、液晶高分子１２２ａ、１２２ｂにおける常光成分と異常光成分との位相差を、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光に対しては、２πの整数倍とし、波長６５０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、液晶高分子１２２ａ、１２２ｂにおける常光成分と異常光成分の位相差を２π／λ×１６００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×４となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差は２π×２．０５となり、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差はπ×４．９２となるため、上記条件はほぼ満たされる。【００４５】
波長板１１９ｃは、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては入射光の偏光方向を９０°回転させる１／２波長板として作用する。このような波長板は、液晶高分子１２２ｃにおける常光成分と異常光成分との位相差を、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光に対しては２πの整数倍とし、波長７８０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、液晶高分子１２２ｃにおける常光成分と異常光成分との位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×５となり、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８となり、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上記条件はほぼ満たされる。【００４６】
回折格子１２３ａ、１２３ｂにおける液晶高分子１２６ａ、１２６ｂの長手方向は、図９の紙面に垂直な方向である。偏光方向が図９の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光とし、図９の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光として、液晶高分子１２６ａ、１２６ｂのＴＥ偏光（異常光）に対する屈折率をｎｅ、ＴＭ偏光（常光）に対する屈折率をｎｏとすると、ｎｅ−ｎｏ＝０．２５である。一方、充填剤１２７ａ、１２７ｂの屈折率は、ＴＥ偏光、ＴＭ偏光の何れに対してもｎｏである。【００４７】
回折格子１２３ａ、１２３ｂにおける周期パタンの断面形状は、液晶高分子部の幅と充填剤部の幅とが等しい矩形状であり、周期パタンの方向及びピッチは、回折光が光検出器１１５の受光部１１７ａ〜１１７ｈへ入射しないように定められる。液晶高分子部及び充填剤部の厚さをｔとし、液晶高分子部と充填剤部の間に生じる位相差をφ、入射光の波長をλとすると、ＴＥ偏光に対してはφ＝２π（ｎｅ−ｎｏ）ｔ／λが成立し、ＴＭ偏光に対してはφ＝０が成立する。このとき、回折格子１２３ａ、１２３ｂにおける透過率はｃｏｓ２（φ／２）で与えられる。回折格子１２３ａにおいて、ｔ＝０．９９μｍとすると、λ＝６５０ｎｍの場合のＴＥ偏光に対する透過率は約１３％となる。また、回折格子１２３ｂにおいて、ｔ＝１．２８μｍとすると、λ＝７８０ｎｍの場合のＴＥ偏光に対する透過率は約７．５％となる。なお、回折格子１２３ａ、１２３ｂにおけるＴＭ偏光に対する透過率は、波長によらずほぼ１００％となる。【００４８】
波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光は、波長板１１９ａにＴＭ偏光として入射し、ＴＭ偏光のままで出射する。これらの光は、回折格子１２３ａにＴＭ偏光として入射して、ほぼ１００％が透過する。その後、波長板１１９ｂにＴＭ偏光として入射し、ＴＭ偏光のままで出射する。これに対し、波長６５０ｎｍの光は、波長板１１９ａにＴＭ偏光として入射し、ＴＥ偏光に変換されて出射する。この光は、回折格子１２３ａにＴＥ偏光として入射して約１３％が透過する。その後、波長板１１９ｂにＴＥ偏光として入射し、ＴＭ偏光に変換されて出射する。すなわち、第１の部分効率調整手段は、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光をほぼ１００％透過させ、波長６５０ｎｍの光を約１３％透過させる働きをする。【００４９】
また、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光は、波長板１１９ｃにＴＭ偏光として入射し、ＴＭ偏光のままで出射する。これらの光は、回折格子１２３ｂにＴＭ偏光として入射して、ほぼ１００％が透過する。これに対し、波長７８０ｎｍの光は、波長板１１９ｃにＴＭ偏光として入射し、ＴＥ偏光に変換されて出射する。この光は、回折格子１２３ｂにＴＥ偏光として入射し、約７．５％が透過する。すなわち、第２の部分効率調整手段は、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光をほぼ１００％透過させ、波長７８０ｎｍの光を約７．５％透過させる働きをする。その結果、効率調整手段である透過率調整素子１１８のトータルでの透過率は、波長４００ｎｍの光に対してはほぼ１００％、波長６５０ｎｍの光に対しては約１３％、波長７８０ｎｍの光に対しては約７．５％となる。【００５０】
本実施形態では、特定の波長の光の偏光方向を回転させる波長板と、特定の偏光方向の光の透過率を低くする機能を有する回折格子とを用いて、第１及び第２の部分効率調整手段１４３、１４４を構成する。このような構成を採用する場合でも、第１実施形態例と同様に、第１〜第３までの３つの波長の光に対して、復路の効率を、波長ごとに所望の値に調整することができ、記録時や再生時に光検出器１１５に入射する光量、又は、光検出器１１５から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず一定とすることができる。【００５１】
図１０は、本発明の第３実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。本実施形態の光ヘッド装置１００ｂは、図１における偏光ビームスプリッタ１０４ａ、１０４ｂをそれぞれ偏光ビームスプリッタ１０４ｄ、１０４ｅで置き換え、偏光ビームスプリッタ１０４ｄと偏光ビームスプリッタ１０４ｅとの間に波長板１１９ｄを挿入し、透過率調整素子１１４を削除した構成である。本実施形態では、波長板１１９ｄと偏光ビームスプリッタ１０４ｄとが第１の部分効率調整手段１４５を構成し、偏光ビームスプリッタ１０４ｅが第２の部分効率調整手段１４６を構成する。効率調整手段１４０は、これら部分効率調整手段１４５、１４６の組み合わせにより構成される。【００５２】
波長板１１９ｄは、図９に示す波長板１１９ａ、１１９ｂと同様に、複屈折性を有する液晶高分子を２枚の基板で挟み込んだ構成である。波長板１１９ｄは、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°回転させる１／２波長板として作用する。偏光ビームスプリッタ１０４ｄ、１０４ｅは、光学的薄膜をガラスで挟んだ構成であり、偏光ビームスプリッタ１０４ｃと併せて、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃからの出射光とディスク１１１からの反射光とを分離する光分離手段を構成する。【００５３】
図１１、図１２に、偏光ビームスプリッタ１０４ｄ、１０４ｅの透過率の波長依存性を示す。図中の実線はＰ偏光成分に対する透過率を示し、点線はＳ偏光成分に対する透過率を示す。偏光ビームスプリッタ１０４ｄは、図１１に示すように、波長４００ｎｍの光についてはＰ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。また、波長６５０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分を約１３％透過させる。波長７８０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て透過させる。【００５４】
偏光ビームスプリッタ１０４ｅは、図１２に示すように、波長４００ｎｍの光についてはＰ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て透過させ、波長６５０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。また、波長７８０ｎｍの光については、Ｐ偏光成分を約７．５％透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する。【００５５】
半導体レーザ１０１ａから出射した波長４００ｎｍの光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｄにＳ偏光として入射してほとんど全てが反射され、波長板１１９ｄを偏光方向がそのままの直線偏光として透過する。その後、偏光ビームスプリッタ１０４ｅにＳ偏光として入射し、ほとんど全てが透過してディスク１１１へ向かう。半導体レーザ１０１ｂから出射した波長６５０ｎｍの光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｅにＳ偏光として入射してほとんど全てが反射され、ディスク１１１へ向かう。半導体レーザ１０１ｃから出射した光については、第１実施形態例で説明した通りである。【００５６】
ディスク１１１からの波長４００ｎｍの反射光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｅにＰ偏光として入射してほとんど全てが透過し、波長板１１９ｄを偏光方向がそのままの直線偏光として透過する。その後、偏光ビームスプリッタ１０４ｄにＰ偏光として入射してほとんど全てが透過し、光検出器１１５へ向かう。ディスク１１１からの波長６５０ｎｍの反射光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｅにＰ偏光として入射してほとんど全てが透過し、波長板１１９ｄを偏光方向が９０°回転した直線偏光として透過する。その後、偏光ビームスプリッタ１０４ｄにＳ偏光として入射して約１３％が透過し、光検出器１１５へ向かう。【００５７】
ディスク１１１からの波長７８０ｎｍの反射光は、偏光ビームスプリッタ１０４ｅにＰ偏光として入射して約７．５％が透過し、波長板１１９ｄを偏光方向がそのままの直線偏光として透過する。その後、偏光ビームスプリッタ１０４ｄにＰ偏光として入射してほとんど全てが透過し、光検出器１１５へ向かう。すなわち、第１の部分効率調整手段は、波長４００ｎｍ、７８０ｎｍの光をほぼ１００％透過させ、波長６５０ｎｍの光を約１３％透過させる働きをする。また、第２の部分効率調整手段は、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍの光をほぼ１００％透過させ、波長７８０ｎｍの光を約７．５％透過させる働きをする。その結果、これらの組み合わせにより構成される効率調整手段における透過率は、波長４００ｎｍの光に対してはほぼ１００％、波長６５０ｎｍの光に対しては約１３％、波長７８０ｎｍの光に対しては約７．５％となる。【００５８】
偏光ビームスプリッタ１０４ｄ、１０４ｅは、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て透過させる第１の波長範囲と、Ｐ偏光成分をほとんど全て透過させ、Ｓ偏光成分をほとんど全て反射する第２の波長範囲と、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の双方をほとんど全て反射する第３の波長範囲を有する。このような偏光ビームスプリッタは、例えば、二酸化チタンを材質とする高屈折率層と、二酸化シリコンを材質とする低屈折率層とを、各層の光学的な厚さが一定になるように交互に積層することにより実現できる。各層の厚さ又は全体の層数を変化させると、第１の波長範囲と第２の波長範囲との境界波長、及び、第２の波長範囲と第３の波長範囲との境界波長が変化する。従って、各層の厚さ及び全体の層数を適切に設計することにより、第１の波長範囲と第２の波長範囲との境界波長、及び、第２の波長範囲と第３の波長範囲の境界波長を所望の値とすることができる。【００５９】
偏光ビームスプリッタ１０４ｄは、波長４００ｎｍが第２の波長範囲に含まれ、波長６５０ｎｍが第１の波長範囲と第２の波長範囲の境界波長の近傍となり、波長７８０ｎｍが第１の波長範囲に含まれるように設計される。また、偏光ビームスプリッタ１０４ｅは、波長４００ｎｍが第１の波長範囲に含まれ、波長６５０ｎｍが第２の波長範囲に含まれ、波長７８０ｎｍが第２の波長範囲と第３の波長範囲の近傍となるように設計される。【００６０】
本実施形態では、偏光ビームスプリッタ１０４ｄ及び１０４ｅが、波長及び偏光方向に応じて透過率が異なる光学的薄膜を含んでおり、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃから対物レンズ１１０へ向かう往路の光と、ディスク１１１から光検出器１１５へ向かう往路の光とを分離する光分離手段が、波長に応じて復路の効率を変化させる効率調整手段を兼ねている。この場合も、第１実施形態例と同様に、第１〜第３までの３つの波長の光に対して、復路の効率を、波長ごとに所望の値に調整することができ、記録時や再生時に光検出器１１５に入射する光量、又は、光検出器１１５から出力される電圧信号のレベルを、光記録媒体の種類によらず一定とすることができる。【００６１】
本発明の光ヘッド装置を備える光学式情報記録再生装置について説明する。図１３は、本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置を備える光学式情報記録再生装置の構成を示す。光学式情報記録再生装置１０は、図１に示す光ヘッド装置１００に加えて、記録信号生成回路１２８、半導体レーザ（ＬＤ）駆動回路１２９、プリアンプ１３０、再生信号生成回路１３１、誤差信号生成回路１３２、凹凸レンズ駆動回路１３３、及び、対物レンズ駆動回路１３４を有する。【００６２】
記録信号生成回路１２８は、外部から入力される記録データに基づき、記録ストラテジに従って、光ヘッド装置１００内の半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃを選択的に駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路１２９は、記録信号生成回路１２８で生成された記録信号に基づいて、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃの何れかへ記録信号に応じた電流を供給し、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃを選択的に駆動する。これにより、ディスク１１１へのデータの記録が行われる。【００６３】
プリアンプ１３０は、光検出器１１５の各受光部から出力される電圧信号を増幅する。再生信号生成回路１３１は、プリアンプ１３０で増幅された電圧信号に基づいて、凹レンズ１０６又は凸レンズ１０７を駆動するためのディスク１１１に記録されたマーク／スペース信号であるＲＦ信号を生成すると共に、再生データを外部へ出力する。これにより、ディスク１１１からのデータの再生が行われる。【００６４】
凹凸レンズ駆動回路１３３は、再生信号生成回路１３１で生成されたＲＦ信号に基づいて、ＲＦ信号の品質が最良になるように、図示しないモータへ電流を供給して凹レンズ１０６又は凸レンズ１０７を駆動する。これにより、ディスク１１１の種類によって変化する球面収差の補正が行われる。誤差信号生成回路１３２は、プリアンプ１３０で増幅された電圧信号に基づいて、対物レンズ１１０を駆動するためのフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を生成する。【００６５】
対物レンズ駆動回路１３４は、誤差信号生成回路１３２で生成されたフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号に基づいて、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号が０になるように、図示しないアクチュエータへ電流を供給して対物レンズ１１０を駆動する。これにより、フォーカスサーボ及びトラックサーボの動作が行われる。更に、光ヘッド装置１０全体は、図示しないポジショナによりディスク１１１の半径方向へ駆動され、ディスク１１１は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これによりフォーカス、トラック、ポジショナ、スピンドルのサーボが行われる。【００６６】
なお、上記では、光ヘッド装置として、第１実施形態例の光ヘッド装置１００を搭載する例について説明したが、第２実施形態例の光ヘッド装置１００ａ（図８）又は第３実施形態例の光ヘッド装置１００ｂ（図１０）を搭載してもよい。また、上記では、ディスク１１１に対して、記録及び再生を行う記録再生装置について説明したが、再生専用型の装置であってもよい。この場合には、半導体レーザ１０１ａ〜１０１ｃは、半導体レーザ駆動回路１２９により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定になるように駆動される。【００６７】
本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置においては、波長４００ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ａにより分離され、波長６５０ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ｂにより分離され、波長７８０ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ｃにより分離される。このとき、波長４００ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ａで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ａを透過する。波長６５０ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｂで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｂを透過する。波長７８０ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｃで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｃを透過する。また、本発明の第３実施形態例の光ヘッド装置においては、波長４００ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ｄにより分離され、波長６５０ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ｅにより分離され、波長７８０ｎｍの往路の光と復路の光とは偏光ビームスプリッタ１０４ｃにより分離される。このとき、波長４００ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｄで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｄを透過する。波長６５０ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｅで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｅを透過する。波長７８０ｎｍの往路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｃで反射され、復路の光は偏光ビームスプリッタ１０４ｃを透過する。これらの実施形態に対し、波長４００ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍのそれぞれの往路の光と復路の光とが対応する偏光ビームスプリッタにより分離され、このとき、往路の光が当該偏光ビームスプリッタを透過し、復路の光が当該偏光ビームスプリッタで反射される実施形態も可能である。【００６８】
上記実施形態例に係る光ヘッド装置では、光記録媒体で反射した光が光検出器に入射するまでの復路の経路中に、第１の波長の光に対する復路の効率を第２及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第１の部分効率調整手段と、第２の波長の光に対する復路の効率を第１及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第２の部分効率調整手段とを有する効率調整手段を配置する。このような効率調整手段を用いることで、第１〜第３の波長の光に対する復路の効率を、それぞれ所望の効率に設定することができ、光検出器に入射する光の光量又は光検出器が出力する電圧信号のレベルを、記録再生に用いる光の波長によらず同じにすることができる。【００６９】
以上、説明したように、本発明の光ヘッド装置では、以下の態様を採用することが出来る。【００７０】
光記録媒体で反射した光が光検出器に入射するまでの復路の経路中に、第１の波長の光に対する復路の効率を第２及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第１の部分効率調整手段と、第２の波長の光に対する復路の効率を第１及び第３の波長の光に対する復路の効率に対して相対的に変化させる第２の部分効率調整手段とを有する効率調整手段を配置する。このような効率調整手段を用いることで、第１〜第３の波長の光に対する復路の効率を、それぞれ所望の効率に設定することができ、光検出器に入射する光の光量又は光検出器が出力する電圧信号のレベルを、記録再生に用いる光の波長によらず同じにすることができる。【００７１】
前記効率調整手段は、前記第１〜第３の波長の光のうちで、２番目に波長が短い光に対する復路の効率を、波長が最も短い光に対する復路の効率よりも低くし、かつ、前記第１〜第３の波長の光のうちで、波長が最も長い光に対する復路の効率を、前記２番目に波長が短い光に対する復路の効率よりも低くする構成を採用できる。例えば、復路の効率が波長によらず一定であるとしたとき、第１〜第３の波長の光のうちで、波長が最も短い光を用いたときに光検出器に入射する光の量又は光検出器が出力する電圧信号のレベルが３つの波長の中で最も低く、波長が最も長い光を用いたときに光検出器に入射する光の量又は光検出器が出力する電圧信号のレベルが３つの波長の中で最も高くなる場合には、復路の効率を、波長に応じて上記設定とすることで、光検出器に入射する光の光量又は光検出器が出力する電圧信号のレベルを、波長によらず同じにすることができる。【００７２】
前記第１及び第２の部分効率調整手段は、入射光の波長に応じて透過率又は反射率が異なる光学的薄膜を含む構成を採用できる。特定波長の入射光に対して、入射光の透過率を、その他の波長の光に対して相対的に変化させる素子としては、高屈折率層と低屈折率層とを、各層の光学的な厚さが所望の値となるように交互に積層した光学的薄膜を用いることができる。【００７３】
前記第１の部分効率調整手段が有する光学的薄膜は、前記第１の波長の光に対しては所定の透過率又は反射率で光を透過又は反射し、前記第２及び第３の波長の光に対しては、入射光をそのまま透過又は反射させる構成を採用できる。また、前記第２の部分効率調整手段が有する光学的薄膜は、前記第２の波長の光に対しては所定の透過率又は反射率で光を透過又は反射し、前記第１及び第３の波長の光に対しては、入射光をそのまま透過又は反射させる構成を採用できる。第１及び第２の部分効率調整手段には、例えば、それぞれ第１及び第２の波長を中心波長とする特定の周波数範囲では透過率が低くなり、それ以外の波長範囲では入射光をほぼ１００％透過させる帯域遮断フィルタを用いることができる。【００７４】
前記第１及び第２の部分効率調整手段は、それぞれ、入射光の偏光方向及び波長に応じて、反射率及び透過率が変化する光学的薄膜を有し、前記光源側から前記対物レンズに向かう往路の光と、前記光記録媒体で反射して前記光検出器に向かう復路の光とを分離する光分離手段を兼ねる構成を採用できる。【００７５】
前記第１及び第２の部分効率調整手段は、それぞれ、入射光の偏光方向に応じて透過率が異なる回折格子を含む構成を採用できる。この場合、部分効率調整手段の復路の光に対する光入射側に、所望の波長の光の偏光方向を回転させる波長板を配置することで、特定波長の光の透過率を、他の波長の光の透過率に対して相対的に変化させることができる。【００７６】
前記第１の部分効率調整手段は、所定の偏光方向の直線偏光の復路の光を入射して、前記第１の波長の光に対しては入射した直線偏光の偏光方向を９０°回転させて出射し、前記第２及び第３の波長の光に対しては入射した直線偏光をそのままの偏光方向で出射する波長板と、前記波長板を介して復路の光を入射し、前記所定の偏光方向の直線偏光に対しては、入射光をそのまま透過し、前記所定の偏光方向とは偏光方向が９０°異なる直線偏光に対しては、入射光を所定の透過率で透過する回折格子とを含む構成を採用できる。この場合、第２及び第３の波長の光については、所定方向の直線偏光として波長板に入射した光は波長板を、そのまま透過して回折格子に入射し、回折格子をそのまま透過する。これに対し、第１の波長の光は、所定方向の直線偏光として波長板に入射し、波長板で偏光方向が９０°回転して回折格子に入射し、回折格子を所定の透過率で透過する。このようにすることで、第１の波長の光に対する復路の効率を、第２及び第３の波長の光に対する効率に対して相対的に変化させることができる。【００７７】
前記第２の部分効率調整手段は、所定の偏光方向の直線偏光の復路の光を入射して、前記第２の波長の光に対しては入射した直線偏光の偏光方向を９０°回転させて出射し、前記第１及び第３の波長の光に対しては入射した直線偏光をそのままの偏光方向で出射する波長板と、前記波長板を介して復路の光を入射し、前記所定の偏光方向の直線偏光に対しては、入射光をそのまま透過し、前記所定の偏光方向とは偏光方向が９０°異なる直線偏光に対しては、入射光を所定の透過率で透過する回折格子とを含む構成を採用できる。この場合、第１及び第３の波長の光については、所定方向の直線偏光として波長板に入射した光は波長板を、そのまま透過して回折格子に入射し、回折格子をそのまま透過する。これに対し、第２の波長の光は、所定方向の直線偏光として波長板に入射し、波長板で偏光方向が９０°回転して回折格子に入射し、回折格子を所定の透過率で透過する。このようにすることで、第２の波長の光に対する復路の効率を、第１及び第３の波長の光に対する効率に対して相対的に変化させることができる。なお、第１の部分効率調整手段と第２の部分効率調整手段とを復路の光に対して直列に並べるときには、復路の光に対する入射側（前段）の部分効率調整手段と、後段の部分効率調整手段との間に、前段の部分効率調整手段にて偏光方向を回転させた光の偏光方向を、所定の偏光方向に戻す波長板をもう１枚配置すればよい。【００７８】
本発明を特別に示し且つ例示的な実施形態を参照して説明したが、本発明は、その実施形態及びその変形に限定されるものではない。当業者に明らかなように、本発明は、添付のクレームに規定される本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、種々の変更が可能である。【００７９】
本出願は、２００６年１２月５日出願に係る日本特許出願２００６−３２８４９０号を基礎とし且つその優先権を主張するものであり、引用によってその開示の内容の全てを本出願の明細書中に加入する。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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