(57)【要約】  光情報記録媒体への情報の再生、記録を、一対の対物光学素子への入射光束径を確保できる光学系によって好適に達成するための光ピックアップ装置を提供するために、第１半導体レーザ６１Ａから射出された光束の発散倍率を変換する第１コリメータ３２と、第２半導体レーザ６１Ｂから射出された光束の発散倍率を変換する第２コリメータ３３と、第１コリメータ３２から射出された光束を入射させるべき第１対物レンズ部１２と、第２コリメータ３３から射出された光束を入射させるべき第２対物レンズ部１３とを有する対物部１０とを備え、第１コリメータ３２と第２コリメータ３３との光軸間距離を、第１対物レンズ部と第２対物レンズ部の光軸間距離よりも長くした。これにより、両対物レンズ部１２、１３への入射光束径を大きく確保することができる。
2008099622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光源から射出された光束の発散倍率を変換する第１発散角変換素子と、
第２光源から射出された光束の発散倍率を変換する第２発散角変換素子と、
前記第１発散角変換素子から射出された光束を入射させるべき第１対物光学素子と、前記第２発散角変換素子から射出された光束を入射させるべき第２対物光学素子とを有する対物部と、
を備え、
前記第１発散角変換素子と前記第２発散角変換素子との光軸間距離は、前記第１対物光学素子と前記第２対物光学素子との光軸間距離よりも長い光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第１発散角変換素子から前記第１対物光学素子に至る第１光学系部分と、前記第２発散角変換素子から前記第２対物光学素子に至る第２光学系部分とは、並行しかつ隣接して配置される請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１対物光学素子は、第１光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられ、
前記第２対物光学素子は、前記第１光情報記録媒体より低密度で記録される第２光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられる
請求の範囲第１項又は第２項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１光源から射出される波長は第２光源から射出される波長より短い請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１発散角変換素子は、前記第１対物光学素子に向けて平行光束を射出し、前記第２発散角変換素子は、前記第２対物光学素子に向けて平行光束を射出する請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記第１対物光学素子と前記第２対物光学素子とが一体的に構成される請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記第１発散角変換素子と前記第２発散角変換光学素子とが一体的に構成される請求の範囲第１項乃至第６項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記第２光源から射出される単一又は複数の波長の光束を用いて、前記第２光情報記録媒体及び第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記第１光源から射出される単一又は複数の波長の光束を用いて、前記第１光情報記録媒体及び前記第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２光源から射出される光束を反射可能である導光部材をさらに備え、
前記導光部材は、前記第１光源から前記第１対物光学素子への光路を構成する第１位置と、前記第２光源から前記第２対物光学素子への光路を構成する第２位置とに移動可能であり、
前記第１位置と前記第２位置との間の距離は、前記第１発散角変換素子と前記第２発散角変換素子との光軸間距離と等しい請求の範囲第３項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第２対物光学素子は複数の規格に対応する複数種類の光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録を可能にする互換レンズである請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
少なくとも前記第１光情報記録媒体からの反射光束を分岐する第１ビームスプリッタと、前記第１ビームスプリッタで分岐された反射光束を検出する第１検出器と、
少なくとも前記第２光情報記録媒体からの反射光束を分岐する第２ビームスプリッタと、前記第２ビームスプリッタで分岐された反射光束を検出する第２検出器と、
をさらに備える請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体に対して情報の再生等を行うための光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）等の光情報記録媒体に対して情報の再生、記録を行うための各種光ピックアップ装置が開発、製造されている。なお、「情報の再生、記録」又は「情報の記録、再生」とは、情報についての再生及び／又は記録を意味する。これらすべての光情報記録媒体を単レンズで記録、再生することは難しいため、２レンズ方式が考えられている。具体的には、例えば２系統の光学系で構成され、２種の対物レンズ部によって、複数種の光情報記録媒体への情報の再生、記録をする光ピックアップ装置が開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６７７００号公報
【発明の開示】
【０００３】
上記のような光ピックアップ装置では、トラッキングのため対物レンズを保持したボビンが光軸に対して垂直方向に揺動するため、対物レンズに入射する光束径は、そのトラッキング等に際しての揺動による光軸のずれをカバーできるように、一般に対物レンズの有効径よりも大きくなっている。
【０００４】
一方、２レンズ方式の光ピックアップ装置では、小型化に伴い２つの対物レンズの光軸間距離がより短くなり、近接して２つの対物レンズが設けられるようになっている。しかし、対物レンズに光束を供給するための２つのコリメータレンズを上記２つの対物レンズと同じ光軸間距離にまで近接させてしまうと、対物レンズがトラッキング等のために揺動する際に、コリメータレンズの光軸からのずれによるケラレが生じて安定した動作を確保することが難しくなる。
【０００５】
そこで、本発明は、光情報記録媒体への情報の再生、記録を、一対の対物光学素子への入射光束径を確保できる光学系によって好適に達成するための光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、（ａ）第１光源から射出された光束の発散倍率を変換する第１発散角変換素子と、（ｂ）第２光源から射出された光束の発散倍率を変換する第２発散角変換素子と、（ｃ）第１発散角変換素子から射出された光束を入射させるべき第１対物光学素子と、第２発散角変換素子から射出された光束を入射させるべき第２対物光学素子とを有する対物部とを備え、（ｄ）第１発散角変換素子と第２発散角変換素子との光軸間距離は、第１対物光学素子と第２対物光学素子との光軸間距離よりも長い。
【０００７】
上記光ピックアップ装置では両発散角変換素子の光軸間距離が、両対物光学素子の光軸間距離よりも長いので、両対物光学素子への入射光束径を両光軸間距離の差に対応してひとまわり大きく確保することができる。見方を変えれば、両対物光学素子の光軸間の距離を両発散角変換素子の光軸間の距離より短くすることができるので両対物光学素子をより近接させることができる。これにより、光ディスクの半径方向を駆動しない側の対物光学素子をより半径方向に近づけることができ、かつ対物部全体を小型化することができる。
【０００８】
本発明の具体的な態様又は側面によれば、第１発散角変換素子から第１対物光学素子に至る第１光学系部分と、第２発散角変換素子から第２対物光学素子に至る第２光学系部分とは、並行しかつ隣接して配置される。これにより、光ピックアップ装置を小型化することができる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、第１対物光学素子は、第１光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられ、第２対物光学素子は、第１光情報記録媒体より低密度で記録される第２光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられる。これにより、複数種類の記録密度の異なる光情報記録媒体に応じて第１及び第２対物光学素子を使い分けて情報の再生及び／又は記録を行うことができる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様によれば、第１光源から射出される波長は第２光源から射出される波長より短い。この場合、異なる波長の光源を備えることで、異なる波長に対応した異なる規格の光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行うことができる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様によれば、第１発散角変換素子は、第１対物光学素子に向けて平行光束を射出し、第２発散角変換素子は、第２対物光学素子に向けて平行光束を射出する。この場合、第１及び第２対物光学素子に均一な平行光が入射され、精度のよいスポットを形成することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の態様によれば、第１対物光学素子と第２対物光学素子とが一体的に構成される。これにより、対物部の製造が容易になり、対物部の駆動機構を共通の簡素なものとできる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様によれば、第１発散角変換素子と第２発散角変換光学素子とが一体的に構成される。これにより、対物部の製造がさらに容易になり、対物部を含む光学系を省スペースに構成できる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様によれば、第２光源から射出される単一又は複数の波長の光束を用いて、第２光情報記録媒体及び第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う。これにより、第２対物光学素子は複数の規格に対応した互換レンズとして使用できる。
【００１５】
本発明のさらに別の態様によれば、第１光源から射出される単一又は複数の波長の光束を用いて、第１光情報記録媒体及び第３光情報記録媒体に対して情報の再生及び／又は記録を行う。これにより、第１対物光学素子は複数の規格に対応した互換レンズとして使用できる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様によれば、第１及び第２光源から射出される光束を反射可能である導光部材をさらに備え、導光部材は、第１光源から第１対物光学素子への光路を構成する第１位置と、第２光源から第２対物光学素子への光路を構成する第２位置とに移動可能であり、第１位置と第２位置との間の距離は、第１発散角変換素子と第２発散角変換素子との光軸間距離と等しい。この場合、例えば４５°ミラー等である導光部材を第１位置と第２位置との間で移動させることにより、使用する光情報記録媒体に応じた光源からの光を単一の導光部材によって必要な時のみ対物光学素子に導くことができる。具体的には、特に第１対物光学素子でＢＤ、第２対物光学素子でＨＤ  ＤＶＤの再生及び／又は記録を行う場合に好ましい。
【００１７】
本発明のさらに別の態様によれば、第２対物光学素子は複数の規格に対応する複数種類の光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録を可能にする互換レンズである。これにより、第１対物光学素子は、例えばＢＤ専用レンズであるが、第２対物光学素子は例えばＣＤ／ＤＶＤ用、ＨＤ  ＤＶＤ用として使える。それぞれについて、例えば回折等の位相構造を設けることができ、位相差構造の仕様を調整することによりさらに波長が長く、基板厚の厚い光情報記録媒体との互換が可能である。
【００１８】
本発明のさらに別の態様によれば、少なくとも第１光情報記録媒体からの反射光束を分岐する第１ビームスプリッタと、第１ビームスプリッタで分岐された反射光束を検出する第１検出器と、少なくとも第２光情報記録媒体からの反射光束を分岐する第２ビームスプリッタと、第２ビームスプリッタで分岐された反射光束を検出する第２検出器と、をさらに備える。この場合、各検出器上でのスポットの光量変化等により、光情報の読み取りが可能になるとともに、各対物光学素子のトラッキングやフォーカシングといった位置調整をすることができる。ここで、第１ビームスプリッタ、第２ビームスプリッタは、例えば第１偏光ビームスプリッタ、第２偏光ビームスプリッタで実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置の構成を示す展開図である。
【図３】図３（Ａ）は、図１及び図２の光ピックアップ装置に組み込まれる対物部の正面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、図１及び図２の光ピックアップ装置に組み込まれる発散角変換素子の正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の平面図である。
【図５】第２実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す展開図である。
【図６】第３実施形態の光ピックアップ装置に組み込まれる発散角変換素子の平面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  対物部
１２  第１対物レンズ部
１３  第２対物レンズ部
１４  レンズ支持部
２０、１２０  光ピックアップ装置
３０、１３０  発散角変換素子
３２  第１コリメータ
３３  第２コリメータ
３４  コリメータ支持部
６１Ａ、６１Ｂ  半導体レーザ
６２Ａ、６２Ｂ  シリンドリカルレンズ
６３Ａ、６３Ｂ  偏光ビームスプリッタ
６４  ビームエキスパンダ
６７Ａ，６７Ｂ  光検出器、
６８、１６８  ４５°ミラー
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態の光ピックアップ装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、図１は、光ピックアップ装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は、図１の光ピックアップ装置の構成要素を平面に展開した図である。【００２２】
本実施形態において、光ピックアップ装置２０は、光学装置として第１系２０Ａと第２系２０Ｂとを備える。第１系２０Ａは、対物部１０のうち第１対物光学素子である第１対物レンズ部１２と第１本体光学系２１Ａとを含み、第２系２０Ｂは、対物部１０のうち第２対物光学素子である第２対物レンズ部１３と第２本体光学系２１Ｂとを含む。また、光ピックアップ装置２０は、両系２０Ａ、２０Ｂに共用のものとして、上記対物部１０の他に、発散角変換素子３０と、４５°ミラー６８とを含む。なお、光ピックアップ装置２０は、対物部１０に付随して、これを保持するホルダ７１と、ホルダ７１を駆動するアクチュエータ７２とを備える。【００２３】
第１系２０Ａには、第１光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられる第１対物レンズ部１２に対応して、４５°ミラー６８のうち第１ミラー６８Ａと、発散角変換素子３０のうち第１発散角変換素子である第１コリメータ３２と、第１光源である第１半導体レーザ６１Ａと、第１偏光ビームスプリッタ６３Ａと、第１シリンドリカルレンズ６２Ａと、第１検出器６７Ａと、エキスパンダ６４とが配置されている。また、第２系２０Ｂには、第１光情報記録媒体より低密度で記録される第２光情報記録媒体に対する情報の再生及び／又は記録のために用いられる第２対物レンズ部１３に対応して、４５°ミラー６８のうち第２ミラー６８Ｂと、発散角変換素子３０のうち第２発散角変換素子である第２コリメータ３３と、第２光源である第２半導体レーザ６１Ｂと、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂと、第２シリンドリカルレンズ６２Ｂと、第２検出器６７Ｂとが配置されている。【００２４】
第１対物レンズ部１２は、例えばＢＤのような、比較的高密度で記録される光情報記録媒体である光ディスクＤＢを対象とする対物レンズであり、第１コリメータ３２からコリメートされた状態で入射する光束Ｌ１１を比較的小径のスポットとして光ディスクＤＢ中に設けられた情報記録面ＭＢに集光する。第２対物レンズ部１３は、例えばＣＤ及びＤＶＤのような、比較的低密度で記録される光情報記録媒体である光ディスクＤＤ、ＤＣを対象とする互換用の対物レンズであり、第２コリメータ３３からコリメートされた状態で入射する光束Ｌ２１を比較的大径のスポットとして光ディスクＤＤ又はＤＣ中に設けられた情報記録面ＭＤ又はＭＣに集光する。また、第１コリメータ３２は第１半導体レーザ６１Ａからの入射光Ｌ１０をコリメートする。第２コリメータ３３は第２半導体レーザ６１Ｂからの入射光Ｌ２０をコリメートする。【００２５】
本光ピックアップ装置２０において、第１対物レンズ部１２と第２対物レンズ部１３との光軸間の距離Ｄｏは、第１コリメータ３２と第２コリメータ３３との光軸間の距離Ｄｃより短くなるように配置されている。ここで、第１及び第２コリメータ３２、３３によって形成される平行光Ｌ１１、Ｌ２１の光束径は、第１及び第２対物レンズ部１２、１３を通過する光束径よりも大きくなっている。【００２６】
また、例えば第１系２０Ａを使用している際、第１系２０Ａ内にある第１対物レンズ部１２以外に第２系２０Ｂ内にある第２対物レンズ部１３にも第１系２０Ａの光束が入射する場合があり得るが、対物レンズの構造上、第１対物レンズ部１２によって形成されるスポットは、第２対物レンズ部１３の影響を受けない。【００２７】
両対物レンズ部１２、１３を含む対物部１０の具体的な構造について、図面を参照しつつ説明する。なお、図３（Ａ）は、本実施形態の対物部を説明する正面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の平面図である。【００２８】
図示の対物部１０は、光ピックアップ装置２０に組み込まれる複合光学素子であって、第１対物レンズ部１２と、第２対物レンズ部１３と、第１及び第２対物レンズ部１２、１３を支持するレンズ支持部１４とを有する。対物部１０は、例えばプラスチック材料等から一括して成形された単一の部品であり、第１及び第２対物レンズ部１２、１３とレンズ支持部１４とが一体化されている。このように、対物部１０を一体成形することにより、対物部１０の製造を簡単にすることができる。ここで、第１及び第２対物レンズ部１２、１３は、平面視においてそれぞれ円形の輪郭を有し、レンズ支持部１４は第１及び第２対物レンズ部１２、１３の周囲を囲んだ矩形の輪郭を有する。なお、対物部１０は、図示のような一体型のみならず、組み立て式、すなわちレンズ支持部と第１対物レンズと第２対物レンズを別体に形成し、レンズ支持部に第１対物レンズと第２対物レンズを固定して一体的に構成したものや、例えば第１対物レンズとレンズ支持部を一体に形成し、レンズ支持部上に別体で形成した第２対物レンズを固定して一体的に構成した複合対物レンズでもよい。【００２９】
第１及び第２対物レンズ部１２、１３は、レンズ支持部１４の長手方向すなわちＸ軸方向に隣接した状態で略同一平面（ＸＹ平面）内に配置され、各自の光軸ＯＡ１、ＯＡ２´は、これらの隣接方向に垂直な方向に沿って互いに略平行に揃えられている。【００３０】
また、第１及び第２対物レンズ部１２、１３は、面形状の異なるものとなっている。【００３１】
第２対物レンズ部１３は、第２コリメータ３３により形成される光束内に第２対物レンズ部１３の有効径部が包含されている場合には、光軸ＯＡ２´が入射光束Ｌ２１の光軸ＯＡ２に対してずれた状態、即ち光束Ｌ２１内の偏った位置で動作させてもよい。また、アクチュエータ７２を駆動し、第２対物レンズ部１３の光軸ＯＡ２´と入射光束Ｌ２１の光軸ＯＡ２を略一致させた状態にして動作させてもよい。第２対物レンズ部１３は、回折レンズである。回折構造を備えることにより、波長差によって回折作用が異なるため、異なる波長光に対して平行光を射出させる共通の光学特性をもたせることができる。第２対物レンズ部１３は、光ディスクＤＤ、ＤＣ用の２波長に対してそれぞれ所望の開口数で集光させることができる。【００３２】
また、第２対物レンズ部１３は、入射光が斜入射するということも織り込んだレンズの設計となっており、併せてその設計特性を考慮したフォーカシングやトラッキングの制御がかけられる。これにより、第２対物レンズ部１３は、コマ収差の少ないスポット径を形成することができる。【００３３】
レンズ支持部１４は、第１及び第２対物レンズ部１２、１３を周囲から直接支持する。なお、レンズ支持部１４の輪郭形状は矩形に限らず、光ピックアップ装置２０に組み込みやすい任意の形状にすることができる。【００３４】
また、レンズ支持部１４は、サンドブラスト加工が施してあり、表面が粗くなっている。そのため、レンズ支持部１４に照射された光が乱反射して、不要な光が両対物レンズ部１２、１３や光情報記録媒体の方にいかないようになっている。【００３５】
以下、第１及び第２対物レンズ部１２、１３の具体的な機能について説明する。第１対物レンズ部１２は、例えばＢＤ用の波長４０５ｎｍ或いは４０８ｎｍ程度のレーザ光を対象として設計されている。つまり、図３（Ｂ）に示すように、第１対物レンズ部１２の入射面１２ｂ側から例えば光軸ＯＡ１に沿って光軸ＯＡ１に平行な波長４０５ｎｍ或いは４０８ｎｍ程度のレーザ光束Ｌ１１が大きな光束径で入射すると、第１対物レンズ部１２の射出面１２ａ側からレーザ光束Ｌ１２が射出されるが、このレーザ光束Ｌ１２は、第１対物レンズ部１２に対向するＢＤ（図１、２参照）の情報記録面上に集光し、ここに比較的小さな集光スポットを形成する。【００３６】
一方、第２対物レンズ部１３は、例えばＤＶＤ用の波長６５５ｎｍのレーザ光やＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光を対象として設計されている。つまり、図３（Ｂ）に示すように、第２対物レンズ部１３の入射面１３ｂ側から例えば光軸ＯＡ２に沿って波長６５５ｎｍのレーザ光束Ｌ２１が大きな光束径で入射すると、第２対物レンズ部１３の射出面１３ａ側から光軸ＯＡ２´上に集光されるよう射出される。このレーザ光束Ｌ２２は、第２対物レンズ部１３に対向するＤＶＤ（図１、２参照）の情報記録面上に集光し、ここに比較的大きな集光スポットを形成する。また、第２対物レンズ部１３の入射面１３ｂ側から例えば光軸ＯＡ２に沿って７８０ｎｍのレーザ光束Ｌ２１が入射すると、第２対物レンズ部１３の射出面１３ａ側から光軸ＯＡ２´上に集光されるよう射出される。このレーザ光束Ｌ２２は、第２対物レンズ部１３に対向するＣＤ（図１、２参照）の情報記録面上に集光し、ここにＤＶＤの集光スポットよりもさらに大きい集光スポットを形成する。【００３７】
この場合、第２半導体レーザ６１Ｂは、２レーザ１パッケージであり、一つのパッケージの中に、発振波長６５５ｎｍのレーザと発振波長７８０ｎｍのレーザが含まれている。なお、本明細書でいう第１光源、第２光源とは、それぞれ複数のレーザ光源を含んでいてもよい。第１光源又は第２光源が、複数のレーザ光源を含んでいる場合、上述のように、一つのパッケージの中に複数のレーザ光源を含めてもよいし、全く別体のレーザ光源を異なる位置に配置するようにしてもよい。【００３８】
次に、発散角変換素子３０について、図面を参照しつつ説明する。なお、図４（Ａ）は、本実施形態の発散角変換素子を説明する正面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の平面図である。【００３９】
図示の発散角変換素子３０は、光ピックアップ装置２０に組み込まれる光学素子であって、第１コリメータ３２と、第２コリメータ３３と、第１及び第２コリメータ３２、３３を支持するコリメータ支持部３４とを有する。発散角変換素子３０は、例えばプラスチック材料等から一括して成形された単一の部品であり、第１及び第２コリメータ３２、３３とコリメータ支持部３４とが一体化されている。このように、発散角変換素子３０を一体成形することにより、発散角変換素子３０の製造を簡単にすることができる。ここで、第１及び第２コリメータ３２、３３は、平面視においてそれぞれ円形の輪郭を有し、コリメータ支持部３４は第１及び第２コリメータ３２、３３の周囲を囲んだ矩形の輪郭を有する。【００４０】
第１及び第２コリメータ３２、３３は、コリメータ支持部３４の長手方向すなわちＸ軸方向に隣接した状態で略同一平面（ＸＹ平面）内に配置され、各自の光軸ＯＡ１、ＯＡ２は、これらの隣接方向に垂直な方向に沿って互いに略平行に揃えられている。【００４１】
コリメータ支持部３４は、第１及び第２コリメータ３２、３３を周囲から直接支持する。なお、コリメータ支持部３４の輪郭形状は矩形に限らず、光ピックアップ装置２０に組み込みやすい任意の形状にすることができる。なお、発散角変換素子３０は、図示のような一体型のみならず、組み立て式、すなわちコリメータ支持部と第１コリメータと第２コリメータを別体に形成し、コリメータ支持部に第１コリメータと第２コリメータを固定して一体的に構成したものや、例えば第１コリメータとコリメータ支持部を一体に形成し、コリメータ支持部上に別体で形成した第２コリメータを固定して一体的に構成してもよい。【００４２】
また、コリメータ支持部３４は、サンドブラスト加工が施してあり、表面が粗くなっている。そのため、コリメータ支持部３４に照射された光が乱反射して、不要な光が両コリメータ３２、３３や光情報記録媒体の方にいかないようになっている。【００４３】
図１、２に戻って、この光ピックアップ装置２０では、第１半導体レーザ６１Ａからのレーザ光は、第１コリメータ３２と、第１対物レンズ部１２とを含む第１系２０Ａを介して光情報記録媒体である光ディスクＤＢに照射される。ディスクＤＢからの反射光は、第１系２０Ａを介し、最終的に第１光検出器６７Ａに導かれる。また、２波長型の第２半導体レーザ６１Ｂからのレーザ光は、第２コリメータ３３と、第２対物レンズ部１３とを含む第２系２０Ｂを介して光情報記録媒体である光ディスクＤＤ、ＤＣに照射され、各光ディスクＤＤ、ＤＣからの反射光は、第２系２０Ｂを介し、最終的に第２光検出器６７Ｂに導かれる。【００４４】
ここで、第１半導体レーザ６１Ａは、第１光ディスクＤＢの情報再生用のレーザ光（具体的にはＢＤ用で波長４０５ｎｍ）を発生し、このレーザ光は、第１コリメータ３２を経て平行化された後、第１対物レンズ部１２で集光され、ＮＡ０．８５相当のスポットが情報記録面ＭＢ上に形成される。【００４５】
第２半導体レーザ６１Ｂは、第２光ディスクＤＤの情報再生用のレーザ光（具体的にはＤＶＤ用で波長６５５ｎｍ）を発生し、その後レーザ光は、第２コリメータ３３を経て平行化された後、第２対物レンズ部１３で集光され、ＮＡ０．６５相当のスポットが情報記録面ＭＤ上に形成される。また、第２半導体レーザ６１Ｂは、第３光ディスクＤＣの情報再生用のレーザ光（具体的にはＣＤ用で波長７８０ｎｍ）を発生し、その後レーザ光は、第２コリメータ３３を経て平行化された後、第２対物レンズ部１３で集光され、ＮＡ０．５３相当のスポットが情報記録面ＭＣ上に形成される。【００４６】
一方、第１光検出器６７Ａは、第１光ディスクＤＢに記録された情報を光信号（具体的にはＢＤ用で波長４０５ｎｍ）として検出する。また、第２光検出器６７Ｂは、第２光ディスクＤＤに記録された情報を光信号（具体的にはＤＶＤ用で波長６５５ｎｍ）として検出するとともに、第３光ディスクＤＣに記録された情報を光信号（具体的にはＣＤ用で波長７８０ｎｍ）として検出する。【００４７】
以下、図１、２の光ピックアップ装置２０の詳細な構造や具体的な動作について説明する。まず第１光ディスクＤＢを再生する場合、第１半導体レーザ６１Ａから波長４０５ｎｍのレーザ光が射出され、射出された光束Ｌ１０は、第１コリメータ３２を経て平行光束となり、第１対物レンズ部１２により第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢに集光される。【００４８】
情報記録面ＭＢでピットにより変調されて反射された光束は、再び第１対物レンズ部１２を透過して、第１偏光ビームスプリッタ６３Ａに入射し、ここで反射されて第１光検出器６７Ａの検出面上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスクＤＢに記録された情報の読み取り信号が得られる。【００４９】
また、第１光検出器６７Ａの検出面上でのスポットの形状変化、つまり位置変化による光量変化を検出して、合焦（フォーカス）検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、対物部１０を駆動させるアクチュエータ７２が、第１半導体レーザ６１Ａからの光束Ｌ１０を第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢ上に結像させるように、対物部１０すなわち第１対物レンズ部１２を光軸方向に移動させるとともに、この第１半導体レーザ６１Ａからの光束Ｌ１０を所定のトラックに結像するように、同第１対物レンズ部１２すなわち対物部１０を光軸に垂直な方向に移動させる。なお、フォーカシングやトラッキングを行うためのアクチュエータ７２は、不図示の制御装置の制御下で動作する。【００５０】
次に、第２光ディスクＤＤを再生する場合、２波長型の第２半導体レーザ６１Ｂから波長６５５ｎｍのレーザ光が射出される。射出された光束Ｌ２０は、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂを透過し、第２コリメータ３３により平行光束となる。この後、対物部１０のうち対応する第２対物レンズ部１３により第２光ディスクＤＤの情報記録面ＭＤに集光される。【００５１】
情報記録面ＭＤでピットにより変調されて反射された光束は、再び第２対物レンズ部１３を透過して、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂに入射して、ここで反射され第２光検出器６７Ｂの検出面上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスクＤＤに記録された情報の読み取り信号が得られる。【００５２】
また、第１光ディスクＤＢの場合と同様、第２光検出器６７Ｂの検出面上でのスポットの形状変化、つまり位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、アクチュエータ７２により、フォーカシング及びトラッキングのために、対物部１０すなわち第２対物レンズ部１３を移動させる。【００５３】
次に、第３光ディスクＤＣを再生する場合、２波長型の第２半導体レーザ６１Ｂから波長７８０ｎｍのレーザ光が射出される。射出された光束Ｌ２０は、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂを透過し、第２コリメータ３３を経て平行光束となり、対物部１０のうち対応する第２対物レンズ部１３により第３光ディスクＤＣの情報記録面ＭＣに集光される。【００５４】
情報記録面ＭＣでピットにより変調されて反射された光束は、再び第２対物レンズ部１３を透過して、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂに入射し、ここで反射されて第２光検出器６７Ｂ検出面上へ入射し、その出力信号を用いて、第３光ディスクＤＣに記録された情報の読み取り信号が得られる。【００５５】
また、第１及び第２光ディスクＤＢ、ＤＤの場合と同様、第２光検出器６７Ｂの検出面上でのスポットの形状変化、つまり位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、アクチュエータ７２により、フォーカシング及びトラッキングのために対物部１０すなわち第２対物レンズ部１３を移動させる。【００５６】
なお、以上は光ディスクＤＢ、ＤＤ、ＤＣから情報を再生する場合の説明であったが、半導体レーザ６１Ａ、６１Ｂの出力を調整すること等により、光ディスクＤＢ、ＤＤ、ＤＣに情報を記録することもできる。【００５７】
本実施形態によれば、対物部１０を用いることにより、各系２０Ａ、２０Ｂで異なるスポット径を作ることができる。そのため、情報記録面におけるスポット径の規格が異なる２種以上の光情報記録媒体に対して、簡易に情報の再生、記録を行うことができる。【００５８】
なお、本実施形態において、第１系２０ＡをＢＤ用に用い、第２系２０ＢをＣＤ／ＤＶＤ用に用いたが、第１系２０ＡをＣＤ／ＤＶＤ用に用い、第２系２０ＢをＢＤ用いてもよい。【００５９】
以上説明した光ピックアップ装置２０では、第１及び第２コリメータ３２、３３の光軸間距離が、第１及び第２対物レンズ部１２、１３の光軸間距離よりも長いので、第１及び第２対物レンズ部１２、１３への入射光束径を両光軸間距離の差に対応してひとまわり大きく確保することができる。これにより、第１及び第２対物レンズ部１２、１３に均一な平行光が入射されることになり、精度のよいスポットを形成することができる。また、第１及び第２対物レンズ部１２、１３の光軸間の距離を第１及び第２コリメータ３２、３３の光軸間の距離より短くすることができるので第１及び第２対物レンズ部１２、１３をより近接させることができる。これにより、第１及び第２対物レンズ部が、例えば光ディスクの半径方向に直交する方向に配置され、一方の対物レンズ部が半径線上にあり、他方の対物レンズ部が該半径線からずれた位置にある場合でも、他方の対物レンズ部をより該半径線に近づけることができ、かつ対物部１０全体を小型化することができる。【００６０】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光ピックアップ装置について説明する。なお、第２実施形態に係る光ピックアップ装置１２０は、第１実施形態の光ピックアップ装置２０を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。【００６１】
図５は、光ピックアップ装置１２０の構成を概略的に示す平面図である。【００６２】
光ピックアップ装置１２０は、光学装置として第１実施形態と同様に第１系１２０Ａと第２系１２０Ｂとを備える。第１系１２０Ａには、ＢＤ用の第１対物レンズ部１２に対応して、ミラー１６８と、第１コリメータ３２と、第１半導体レーザ６１Ａ、第１偏光ビームスプリッタ６３Ａ、第１シリンドリカルレンズ６２Ａ、第１検出器６７Ａ、エキスパンダ６４等が配置されている。また、第２系１２０Ｂには、ＣＤ／ＤＶＤ互換用の第２対物レンズ部１３に対応して、ミラー１６８と、第２コリメータ３３と、第２半導体レーザ６１Ｂ、第２偏光ビームスプリッタ６３Ｂ、第２シリンドリカルレンズ６２Ｂ、第２検出器６７Ｂ、エキスパンダ６４等が配置されている。【００６３】
ここで、ミラー１６８は、アクチュエータ７２によって第１系１２０Ａ及び第２系１２０Ｂの光軸に垂直な方向すなわち図５のＡＢ方向に移動が可能である。具体的には、図５のミラー１６８は、第１位置である実線で示した位置と第２位置である破線で示した位置とに移動する。ミラー１６８の位置は、再生する光情報記録媒体によって変化し、半導体レーザ光を必要なタイミングでいずれかの対物レンズ部１２、１３へと導くことができる。ここで、第１系１２０Ａと第２系１２０Ｂとを移動するミラー１６８の中心ＯＭの移動距離ＯＭｃは、第１及び第２コリメータ３２、３３の光軸間の距離Ｄｃに等しい。【００６４】
なお、以上は光ディスクＤＢ、ＤＤ、ＤＣから情報を再生する場合の説明であったが、半導体レーザ６１Ａ、６１Ｂの出力を調整すること等により、光ディスクＤＢ、ＤＤ、ＤＣに情報を記録することもできる。【００６５】
また、本実施形態では、第１系１２０ＡをＢＤ用に用い、第２系１２０ＢをＣＤ／ＤＶＤ用に用いたが、第１系１２０ＡをＢＤ用に用い、第２系１２０ＢをＨＤ  ＤＶＤ用に用いることができ、この場合、同一波長の光束を用いることができる点で特に好ましい。【００６６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る発散角変換素子について説明する。なお、第３実施形態に係る発散角変換素子１３０は、第１実施形態等の発散角変換素子３０を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態等と同様であるものとする。【００６７】
図６は、本実施形態の発散角変換素子１３０を説明する平面図である。図６に示す発散角変換素子１３０は、図１に示すような光ピックアップ装置２０に発散角変換素子３０に替えて組み込まれる。発散角変換素子１３０は、第１系に配置すべき第１レンズ部１３２と、第２系に配置すべき第２レンズ部１３３と、第１及び第２レンズ部１３２、１３３を支持する支持部１３４とを備える。発散角変換素子１３０は、例えばプラスチック材料から一括して成形された単一の部品であり、第１及び第２レンズ部１３２、１３３と支持部１３４とが一体化されている。このように、発散角変換素子１３０を一体成形することにより、発散角変換素子１３０の製造を簡単にすることができる。【００６８】
第１レンズ部１３２は、凹レンズとなっている。また、第２レンズ部１３３は、凸レンズとなっている。なお、凸レンズと凹レンズとが混在する素子の場合、一体成形で得るのが精度の点で困難な場合には、一方を別に成形し、組み合わせた構成としてもよい。【００６９】
本実施形態の光ピックアップ装置において、発散角変換素子１３０の第１系の光路上には、レーザ光の入射側及び射出側に凸レンズが近接して配置される。入射側の凸レンズを入射側レンズ１３５、射出側の凸レンズを射出側レンズ１３６とする。第１半導体レーザ６１Ａから射出されたレーザ光は、入射側レンズ１３５を通過することで平行化され、第２レンズ部１３３及び射出側レンズ１３６を通過することで光束径が拡大される。これにより、第１対物レンズ部１２において精度の高い小径のスポットを形成することができる。【００７０】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、本実施形態において、第１系２０Ａ、１２０ＡをＢＤ用、第２系２０Ｂ、１２０ＢをＣＤ／ＤＶＤ用に用いたが、第１系２０Ａ、１２０ＡをＨＤ  ＤＶＤ用、第２系２０Ｂ、１２０ＢをＣＤ／ＤＶＤ用に用いてもよい。この場合、第２系２０Ｂ、１２０Ｂにビームエキスパンダ６４を設置しなくてもよく、可動なコリメータ等を用いて光束を調整すればよい。また、第１系２０Ａ、１２０ＡをＢＤ用、第２系２０Ｂ、１２０ＢをＨＤ  ＤＶＤ／ＣＤ／ＤＶＤ用にしてもよいし、第１系２０Ａ、１２０ＡをＢＤ／ＨＤ  ＤＶＤ用、第２系２０Ｂ、１２０ＢをＣＤ／ＤＶＤ用にすることもできる。【００７１】
また、本実施形態において、発散角変換素子３０、１３０は、固定式でも、可動式でもよい。可動式の場合、ＢＤ用又はＨＤ  ＤＶＤ用に用いる場合アクティブな補正をすることができる。【００７２】
なお、第２対物レンズ部１３だけでなく、第１対物レンズ部１２を回折レンズにしてもよい。この場合、波長特性、温度特性の向上を図ることができ、異なる種類の光情報記録媒体との互換が可能となる。【００７３】
また、本実施形態において、各系２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ第１対物レンズ部１２、第２対物レンズ部１３を対応させたが、ハーフミラーやダイクロイックミラー等を用いて光束を分岐させ、１つの系を２つの対物レンズ部に対応させてもよい。
【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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【国際調査報告】
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