(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の厚さが異なる複数の記録媒体の記録面に、波長が異なる２つの光ビームの一方と他方を集光し、前記記録媒体に対して情報の記録または再生を行う記録再生装置において、
第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、
第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、
前記第１の光ビームに位相差を与え、前記第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段と、
前記位相変調手段を通過した前記第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、前記第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段と
を備えることを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
前記位相変調手段は、ホログラム光学素子である
ことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項３】
前記第１の発生手段より入射する前記第１の光ビームの光路と、前記第２の発生手段より入射する前記第２の光ビームの光路を合成するダイクロイックプリズムをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項４】
前記第１の発生手段および前記第２の発生手段を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の発生手段および前記第２の発生手段を制御し、前記第１の記録媒体を再生するときだけ、前記第１の光ビームを発生させ、前記第２の記録媒体を再生するときだけ、前記第２の光ビームを発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載の記録再生装置。
【請求項５】
基板の厚さが異なる複数の記録媒体の記録面に、波長が異なる２つの光ビームの一方と他方を集光し、前記記録媒体に対して情報の記録または再生を行う記録再生装置において、
第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、
第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、
前記第１の光ビームに位相差を与え、前記第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段と、
前記位相変調手段を通過した前記第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、前記第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段と
を備えることを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
前記位相変調手段は、ホログラム光学素子である
ことを特徴とする請求項５に記載の記録再生装置。
【請求項７】
前記第１の発生手段より入射する前記第１の光ビームの光路と、前記第２の発生手段より入射する前記第２の光ビームの光路を合成するダイクロイックプリズムをさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の記録再生装置。
【請求項８】
前記第１の発生手段および前記第２の発生手段を制御する制御手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記第１の発生手段および前記第２の発生手段を制御し、前記第１の記録媒体を再生するときだけ、前記第１の光ビームを発生させ、前記第２の記録媒体を再生するときだけ、前記第２の光ビームを発生させる
ことを特徴とする請求項５に記載の記録再生装置。
【請求項９】
基板の厚さが異なる複数の記録媒体の記録面に、波長が異なる２つの光ビームの一方と他方を集光し、前記記録媒体に対して情報の記録または再生を行う記録再生方法において、
第１の波長の第１の光ビームを発生するステップと、
第２の波長の第２の光ビームを発生するステップと、
３段または５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された光学素子により、前記第１の光ビームに位相差を与え、前記第２の光ビームには実質的に位相差を与えないステップと、
位相差を与えられた前記第１の光ビームを第１の記録媒体に集光するか、あるいは、位相差が与えられていない前記第２の光ビームを第２の記録媒体に集光するステップと
を備えることを特徴とする記録再生方法。
【請求項１０】
基板の厚さが異なる複数の記録媒体の記録面に、波長が異なる２つの光ビームの一方と他方を集光し、前記記録媒体に対して情報の記録または再生を行う記録再生装置において、
第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、
第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、
前記第１の光ビームに位相差を与え、前記第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段と
を備え、
前記位相変調手段を通過した前記第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、前記第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段と、
前記位相変調手段は、前記第１の光ビームを前記第１の記録媒体の記録面に集光するように形成された第１の領域と、前記第１の領域の外周側において、前記第１の光ビームを実質的に前記第１の記録媒体の記録面外に集光するように形成された第２の領域を有する
ことを特徴とする記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録再生装置および方法に関し、特に、第１の波長の第１の光ビームと、第２の波長の第２の光ビームを発生し、階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された光学素子によって、第１の光ビームの位相を変化させ、かつ、第２の光ビームの位相を変化させず、その第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する記録再生装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光を利用して情報を記録または再生する記録媒体として、コンパクトディスク（ＣＤ）（商標）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒなどの光ディスクが普及しているが、最近では、その他に、大容量のデータを記録するＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの新たな記録媒体が開発されつつある。
【０００３】
このような光ディスクからデジタル情報を読み出す場合、レーザ光を記録媒体に集光し、記録媒体からの反射光を検出し、反射光のレベルを２値データに変換する。
【０００４】
高密度の光ディスクにおいては、短波長のレーザ光を利用し（例えば、ＣＤを再生する場合、波長λはλ＝７８０ｎｍとされ、より高密度にデータが記録されているＤＶＤを再生する場合、λ＝６３５乃至６５０ｎｍとされる）、開口数（ＮＡ）の大きい（例えば、ＣＤを再生する場合、ＮＡ＝０．４５とされ、ＤＶＤを再生する場合、ＮＡ＝０．６とされる）対物レンズを使用してレーザ光をより狭い範囲に収束させ、その反射光を受光して、記録されている情報を再生する。
【０００５】
そのような開口数（ＮＡ）の大きい対物レンズを使用すると、光ディスクの傾き（スキュー）に起因して、反射光における収差量が増大するため、ＤＶＤではＣＤにおける場合より基板を薄く設計し（ＣＤの１．２ｍｍに対し、ＤＶＤでは０．６ｍｍ）、反射光における収差量を低減している。
【０００６】
以上のような、対物レンズのＮＡとレーザ光の波長λの値に応じて規定される集光スポットのサイズ（λ／ＮＡに比例する）の違い、および、光ディスクの基板の厚さに応じて生じる球面収差の量の違いにより、従来のＣＤに記録されている情報を読み出す光学系を、そのまま、ＤＶＤの再生に利用することは困難であり、その逆に、ＤＶＤ用に設計した光学系をＣＤの再生にそのまま利用することも困難である。
【０００７】
しかしながら、今後、ＣＤなどの従来の光ディスクと、ＤＶＤなどの高密度の光ディスクは共存していくものと考えられるので、それらの光ディスクを再生する場合、光ディスクの種類毎に専用の再生装置を用意しなければならないとすれば不便である。
【０００８】
そこで、このような記録密度と基板の厚さが異なる複数の光ディスクを１つの装置で再生する方法がいくつか提案されている。
【０００９】
そのうちの１つとして、ＣＤ用とＤＶＤ用の２つの対物レンズを用意し、再生する光ディスクの種類に対応して対物レンズを切り替える方法（第１の方法）が、例えば、信学技法  ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＲＥＰＯＲＴ  ＯＦ  ＩＥＩＣＥ  ＭＲ９５−２５（１９９５−０８）（三菱電機
宇多小他）に記載されている。
【００１０】
また、第２の方法として、例えば、ＤＶＤ用の光学ピックアップにおけるレーザ光の光路上に、絞り機構を設け、ＣＤ再生時において、レーザ光（反射光）のうち、収差の多い部分（ＮＡの大きい部分）をカットし、ＮＡの比較的小さい部分だけを利用することにより、ＤＶＤおよびＣＤの再生を行う方法（第２の方法）が、例えば、特開平６−１２４４７７号、特願平８−０５７２９１号に開示されている。
【００１１】
さらに第３の方法として、対物レンズと、ホログラム光学素子（ＨＯＥ）を組み合わせる方法（第３の方法）が、例えば、特開平７−９８４３１号に開示されている。この方法では、ホログラム光学素子の凹凸のピッチ（間隔）（ＨＯＥピッチ）を最適化して球面収差を補正するとともに、ホログラム光学素子において凹凸が形成されている領域（ＨＯＥ領域）を小さくしてＮＡを調整する。また、１つのレーザ光を、ホログラム光学素子の回折次数の違いにより２つの焦点の光に分割し、それぞれの焦点の光を、異なる基板厚さの光ディスクに集光する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の方法は、２つの対物レンズと、これらの対物レンズを切り替えるための駆動機構を必要とするため、光学ピックアップが大型になるとともに、複雑になるという問題を有している。
【００１３】
第２の方法においては、球面収差の補正量が不十分であるため、再生信号が劣化する可能性があるとともに、ＣＤ再生時とＤＶＤ再生時においては、その基板厚さに応じて、光ディスクの記録面が光軸方向に移動するため、光軸方向に対物レンズを、基板厚さの差を基板の屈折率ｎ（例えばｎ＝１．５８）で割算した量（例えば、０．３８０ｍｍ＝０．６ｍｍ／１．５８＝（１．２ｍｍ（ＣＤ）−０．６ｍｍ（ＤＶＤ））／１．５８）と同程度変位させ、その対物レンズの焦点を、再生する光ディスクの記録面上に移動させる必要がある。このように大きく対物レンズを移動させるための機構を設けると、装置（対物レンズ用２軸アクチュエータ）が大型化することになる。
【００１４】
そして、第３の方法は、１つのレーザ光を２つに分割し、分割したレーザ光で、それぞれ異なる種類の光ディスクを再生しているため、レーザ光の全光量に対する、光ディスクの再生に利用される光量の割合が少なくなり、レーザ光の光量を有効に活用することが困難であるという問題や、再生に利用する回折光以外の他の次数の回折光が外乱となり、フォーカスサーボが不安定となるという問題を有している。
【００１５】
さらに、これらの方法は、使用されているレーザ光の波長が、約６３５ｎｍ乃至約６５０ｎｍと短く、ＣＤ−Ｒ（波長が約６３５ｎｍ乃至約６５０ｎｍの光を吸収する染料（色素）で情報記録層（記録面）が形成されている）の再生が困難である（レーザ光が染料（色素）に吸収され、充分な反射光が得られない）という問題を有している。
【００１６】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、例えば７８０ｎｍの第１の波長のレーザ光または例えば６３５ｎｍの第２の波長のレーザ光を発生し、ホログラム光学素子と対物レンズを介して第１の光ディスクまたは第２の光ディスクに集光する。第１の波長として長い波長（７８０ｎｍ）のレーザ光を使用することにより、ＣＤやＣＤ−Ｒを再生することができるようにし、さらに、第２の波長として短い波長（６３５ｎｍ）のレーザ光を使用してＤＶＤを再生可能にする。また、ＨＯＥが２つの波長に対して迷光を発生しないように最適化されているため、再生に使用する回折光以外の回折次数の光が外乱とならず、効率的にレーザ光の光量を再生に利用することができるものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の記録再生装置は、第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段と、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段とを備えることを特徴とする。
請求項５に記載の記録再生装置は、第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段と、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の記録再生方法は、第１の波長の第１の光ビームを発生するステップと、第２の波長の第２の光ビームを発生するステップと、３段または５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された光学素子により、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えないステップと、位相差を与えられた第１の光ビームを第１の記録媒体に集光するか、あるいは、位相差が与えられていない第２の光ビームを第２の記録媒体に集光するステップとを備えることを特徴とする。
請求項１０に記載の記録再生装置は、第１の波長の第１の光ビームを発生する第１の発生手段と、第２の波長の第２の光ビームを発生する第２の発生手段と、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された位相変調手段とを備え、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する集光手段と、位相変調手段は、第１の光ビームを第１の記録媒体の記録面に集光するように形成された第１の領域と、第１の領域の外周側において、第１の光ビームを実質的に第１の記録媒体の記録面外に集光するように形成された第２の領域を有する。
【００１９】
請求項１に記載の記録再生装置においては、第１の発生手段は、第１の波長の第１の光ビームを発生し、第２の発生手段は、第２の波長の第２の光ビームを発生し、位相変換手段は、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成されており、集光手段は、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する。
請求項５に記載の記録再生装置においては、第１の発生手段は、第１の波長の第１の光ビームを発生し、第２の発生手段は、第２の波長の第２の光ビームを発生し、位相変換手段は、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成されており、集光手段は、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する。
【００２０】
請求項９に記載の記録再生方法においては、第１の波長の第１の光ビームを発生し、第２の波長の第２の光ビームを発生し、３段または５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成された光学素子により、第１の光ビームに位相差を与え（第２の光ビームには実質的に位相差を与えない）、位相差を与えられた第１の光ビームを第１の記録媒体に集光するか、あるいは、位相差が与えられていない第２の光ビームを第２の記録媒体に集光する。
請求項１０に記載の記録再生装置は、第１の波長の第１の光ビームを発生し、第２の波長の第２の光ビームを発生し、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成し、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光し、位相変調手段は、第１の光ビームを第１の記録媒体の記録面に集光するように形成された第１の領域と、第１の領域の外周側において、第１の光ビームを実質的に第１の記録媒体の記録面外に集光するように形成された第２の領域を有する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の記録再生装置の第１の実施例の構成例を示している。この実施例においては、光学ピックアップ部１は、内蔵する２つの放射光源（レーザダイオード）２１Ａ（第１の発生手段），２１Ｂ（第２の発生手段）（図２）のうちの一方で所定の波長のレーザ光を発生し、所定の光学系（後述）を介して、光ディスク４１Ａ（例えばＣＤ）または光ディスク４１Ｂ（例えばＤＶＤ）に集光し、その反射光を、複数の受光部を有するホトディテクタ（ＰＤ）２９（図２）で検出し、各受光部の出力信号をＰＤ出力信号として演算回路２に出力するようになされている。
【００２２】
演算回路２は、ＰＤ出力信号（各受光部の信号）から、光ディスク再生用のデータ検出信号（ＲＦ信号）、光軸方向におけるレーザ光のフォーカスのずれを示すフォーカスエラー信号、および、光ディスクの半径方向のトラッキングのずれを示すトラッキングエラー信号を算出し、データ検出信号を再生回路３に出力し、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を制御回路４（制御手段）に出力するようになされている。
【００２３】
再生回路３は、演算回路２より供給されたデータ検出信号をイコライズした後、２値化し、さらに、エラー訂正しながら復調した信号を、再生信号として、所定の装置（図示せず）に出力するようになされている。
【００２４】
制御回路４は、演算回路２より供給されたフォーカスエラー信号に応じて、フォーカスサーボ用アクチュエータ６を制御し、光学ピックアップ部１の対物レンズ２７（集光手段）（図２）を光軸方向に移動させ、フォーカスを調整し、演算回路２より供給されたトラッキングエラー信号に応じて、トラッキングサーボ用アクチュエータ７を制御し、光学ピックアップ部１を光ディスク４１Ａ，４１Ｂの半径方向に移動させ、トラッキングを調整するようになされている。
【００２５】
制御回路４は、光源切り換え用アクチュエータ８を制御し、再生するディスクに応じて、光学ピックアップ部１の、２つの放射光源２１Ａ，２１Ｂ（図２）のいずれかを所定の位置に移動させるとともに、光ディスク４１Ａを再生するとき、放射光源２１Ａから、第１の波長λ１のレーザ光を発生させ、光ディスク４１Ｂを再生するとき、放射光源２１Ｂから、第２の波長λ２のレーザ光を発生させるようになされている。
【００２６】
また、制御回路４は、モータ９を制御し、光ディスク４１Ａ，４１Ｂを所定の速度で回転させるようになされている。
【００２７】
なお、制御回路４は、入力装置５からユーザによる操作に応じた信号を受け取ると、その信号に応じて、各回路を制御するようになされている。
【００２８】
図２は、図１の光学ピックアップ部１の構成例を示している。放射光源２１Ａは、第１の波長λ１のレーザ光をグレーティング２２Ａに向けて出射するようになされている。グレーティング２２Ａは、放射光源２１Ａからのレーザ光を、実質的に所定の本数（例えば３本）に分割し、それらのレーザ光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３に入射させるようになされている。
【００２９】
放射光源２１Ｂは、第２の波長λ２のレーザ光をグレーティング２２Ｂに向けて出射するようになされている。グレーティング２２Ｂは、放射光源が放射光源２１Ｂに切り換えられているとき、放射光源２１Ｂからのレーザ光を、実質的に所定の本数（例えば３本）に分割し、それらのレーザ光を偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２３に入射させるようになされている。
【００３０】
このように放射光源毎にグレーティング２２Ａまたはグレーティング２２Ｂを設けているので、トラックピッチが異なる複数の光ディスクにおいて３スポット法でトラッキングサーボを行うことができる。
【００３１】
ＰＢＳ２３は、グレーティング２２Ａまたはグレーティング２２Ｂからのレーザ光を透過させ、コリメータレンズ２４に入射させるとともに、コリメータレンズ２４より入射したレーザ光（光ディスク４１Ａ，４１Ｂからの反射光）を反射し、マルチレンズ２８を介してホトディテクタ（ＰＤ）２９に入射させるようになされている。
【００３２】
コリメータレンズ２４は、ＰＢＳ２３からのレーザ光を平行光線に整え、λ／４板２５に入射させるとともに、λ／４板２５から入射した平行光線（反射光）を収束光にして、ＰＢＳ２３に入射させるようになされている。
【００３３】
λ／４板２５は、コリメータレンズ２４から入射した直線偏光のレーザ光を円偏光に変換し、ホログラム光学素子（ＨＯＥ）２６（位相変調手段）に入射させるようになされている。
【００３４】
ＨＯＥ２６は、λ／４板２５から入射したレーザ光の波長が第２の波長λ２である場合、そのレーザ光を実質的に回折させずにそのまま透過し、屈折型対物レンズ２７に入射させるようになされている。屈折型対物レンズ２７は、入射された波長λ２のレーザ光を光ディスク４１Ｂの記録面に、その基板を介して集光する。屈折型対物レンズ２７は、光ディスク４１Ｂの記録面に対して、その基板を介してレーザ光を集光したとき、最適な光スポットを形成するようにそのＮＡやパワーなどの設計が行われている。
【００３５】
これに対して、ＨＯＥ２６は、λ／４板２５から入射したレーザ光の波長が第１の波長λ１である場合、そのレーザ光が発散するように所定の角度だけ回折させ、屈折型対物レンズ２７に入射させる。屈折型対物レンズ２７は、このレーザ光を光ディスク４１Ａの記録面に、その基板を介して集光する。上述したように、屈折型対物レンズ２７は光ディスク４１Ｂに対して最適化が行われており、光ディスク４１Ｂと異なる厚さの基板を有する光ディスク４１Ａにそのままレーザ光を集光すると、球面収差が発生する。そこで、ＨＯＥ２６は、この基板の厚さの差に応じて発生する球面収差をキャンセルするように最適化されている。
【００３６】
また、ＨＯＥ２６は、屈折型対物レンズ２７から入射したレーザ光（反射光）の波長が第１の波長λ１である場合、そのレーザ光が発散するように所定の角度（光ディスク４１Ａの基板の厚さと、光ディスク４１Ｂの基板の厚さとの差に起因する球面収差を補正する角度）だけ回折させ、入射したレーザ光（反射光）の波長が第２の波長λ２である場合、そのレーザ光を実質的に回折させずにそのまま透過し、それぞれλ／４板２５に入射させるようになされている。
【００３７】
屈折型対物レンズ２７は、ＨＯＥ２６で回折したレーザ光を光ディスク４１Ａの記録面（情報記録層）に回折限界まで収束させるようになされている。また、屈折型対物レンズ２７は、光ディスク４１Ａ，４１Ｂで反射したレーザ光をＨＯＥ２６に入射させるようになされている。
【００３８】
マルチレンズ２８は、入射された光ビームにフォーカス制御のための非点収差を与え、ホトディテクタ（ＰＤ）２９に入射させる。ホトディテクタ（ＰＤ）２９は、複数の受光部を有し、各受光部において、光ディスク４１Ａ，４１Ｂで反射して上述の光学系を介して入射した反射光を電気信号に変換し、その電気信号をＰＤ出力信号として演算回路２に出力するようになされている。
【００３９】
図３は、ＨＯＥ２６の屈折型対物レンズ２７側の表面を拡大して示している。このように、ＨＯＥ２６には、各段の高さがｄである４段の階段形状の斜面部を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成されている。この凹凸は、光ディスク４１Ａの記録面上において、最適な光スポットサイズが得られるように、最適な径で（即ち、光ディスク４１Ａに対して最適なＮＡになるように）形成されている。
【００４０】
即ち、ＨＯＥ２６の階段形状の段差部が形成されている範囲の径は、屈折型対物レンズ２７のＮＡより小さい所定の値に設定されており、これにより、波長λ１の光（光ディスク４１Ａ）に対するＮＡが実質的に規定されている。なお、ＨＯＥ２６のλ／４板２５側の表面は平面を呈している。
【００４１】
ＨＯＥ２６の階段形状のピッチは、波長λ１のレーザ光を厚さｔ１の基板を有する光ディスク４１Ａに照射した場合に、基板厚の違いにより発生する球面収差と、波長の違いにより発生する軸上色収差を補正する所望の回折角が得られる値に設定されている。
【００４２】
また、ＨＯＥ２６の階段形状の段数Ｎと各段の高さｄ（段数Ｎと高さｄでＨＯＥ２６の高さ（深さ）（（Ｎ−１）ｄ）が規定される）は、レーザ光の波長λ１，λ２の値に応じて設定されている。すなわち、凹凸における階段形状の段数Ｎは、次の式
Ｎ０＝λ１／（ｑ×λ１−ｐ×λ２）または
Ｎ０＝λ１／（ｐ×λ２−ｑ×λ１）
（ｐ，ｑは、所定の正の整数）
で算出されるＮ０の値（整数）に設定されている。あるいはまた、値Ｎ０の近傍の整数であって、波長λ１に対する０次光の回折効率（入射光の光量と出射光の光量の比）が、１次光または−１次光の回折効率より小さくなる場合の値に設定される。要するに、Ｎとλ１，λ２の関係は、完全に最適化せずとも、実用上問題のない回折効率と迷光量の小ささを実現することができる範囲で設定される。
【００４３】
さらに、各段の高さｄは、次の式
ｄ０＝ｐ×λ２／（ｎ−１）
（ｐは、所定の正の整数、ｎは、ＨＯＥ２６の屈折率）
で算出されるｄ０の値に設定されている（ｄ＝ｄ０）。あるいはまた、値ｄ０の近傍の値であって、波長λ２に対する０次光の回折効率（入射光の光量と出射光の光量の比）が、１次光と−１次光の回折効率より大きくなる場合の値に設定される。
【００４４】
例えば、整数ｐ，ｑをｐ＝１，ｑ＝１として算出された１段の高さがｄ０であるＮ０段の凹凸を有するＨＯＥ２６にレーザ光（平行光線）が入射した場合、ＨＯＥ２６は、ＨＯＥ２６の各部の厚さに応じて、入射したレーザ光の位相を変化させる。第１の波長λ１のレーザ光が入射した場合、図４（ａ）に示すように、図３の領域Ａを通過したレーザ光を基準として、図３の領域Ｂを通過したレーザ光には、約（３／２）πラジアンの位相差を与え、図３の領域Ｃを通過したレーザ光には、約（６／２）πラジアンの位相差を与え、図３の領域Ｄを通過したレーザ光には、約（９／２）πラジアンの位相差を与える。
【００４５】
位相差は、２πラジアンの整数倍の位相を加減しても、元の位相差と等価であるので、図４（ａ）の位相差を図４（ｂ）に示すように書き直すことができる。即ち、波長λ１のレーザ光がＨＯＥ２６に入射した場合、領域Ａを通過したレーザ光を基準として、領域Ｂを通過したレーザ光には、約（１／２）πラジアンの位相差が与えられ、領域Ｃを通過したレーザ光には、約πラジアンの位相差が与えられ、領域Ｄを通過したレーザ光には、約（３／２）πラジアンの位相差が与えられる。このように、波長λ１のレーザ光は、入射したＨＯＥ２６の部位に応じて位相差が与えられるので回折する。
【００４６】
一方、第２の波長λ２のレーザ光が入射した場合、図５（ａ）に示すように、図３の領域Ａを通過したレーザ光を基準として、図３の領域Ｂを通過したレーザ光には、約２πラジアンの位相差が与えられ、図３の領域Ｃを通過したレーザ光には、約４πラジアンの位相差が与えられ、図３の領域Ｄを通過したレーザ光には、約６πラジアンの位相差が与えられる。
【００４７】
上述したのように、位相差は、２πラジアンの整数倍の位相を加減しても、元の位相差と等価であるので、図５（ａ）の位相差を図５（ｂ）に示すように書き直すことができる。即ち、波長λ２のレーザ光がＨＯＥ２６に入射した場合、領域Ａ乃至領域Ｄのうち所定の領域を通過したレーザ光と、他の領域を通過したレーザ光の位相差はほぼゼロである。従って、波長λ２のレーザ光は、ＨＯＥ２６で実質的に回折せずに、そのまま透過する。
【００４８】
このように、第１の波長λ１のレーザ光は、図６に示すように、ＨＯＥ２６で発散するように（ＮＡが大きくなるように）回折し、屈折型対物レンズ２７によって光ディスク４１Ａ（基板の厚さｔ１）の記録面に収束され、第２の波長λ２のレーザ光は、図７に示すように、ＨＯＥ２６を、回折されずにそのまま透過し、屈折型対物レンズ２７によって光ディスク４１Ｂ（基板の厚さｔ２（ｔ１＞ｔ２））の記録面に収束される。
【００４９】
このように、ＨＯＥ２に対して、一方の波長λ１に対してパワーを持たせ、他方の波長λ２に対してパワーを持たせないようにすることで、それぞれの波長の光を異なる位置に収束させ、異なる種類の光ディスクを再生する場合における屈折型対物レンズ２７の移動量（屈折型対物レンズ２７の先端と光ディスクとの距離（ワーキングディスタンス）の差）を低減させる（例えば０．２ｍｍ以内にさせる）ことができる。
【００５０】
また、屈折型対物レンズ２７は波長λ２の光を光ディスク４１Ｂに集光するのに最適化されているので、収差は発生しない。さらに、屈折型対物レンズ２７と光ディスク４１Ａで発生する波長λ１の光に対する収差はＨＯＥ２６で補正される。従って、いずれの波長の光も各光ディスク上に良好なスポット形状として集光させることができる。
【００５１】
図８は、ＨＯＥ２６の回折効率（入射光の光量と出射光の光量の比）の一例を示している。波長λ２においては、０次の回折光（即ち、透過光）の回折効率がほぼ１００％のピーク（図中のピーク２）を示しているので、第２の波長λ２のレーザ光は、その光量がほとんど減衰することなく、０次の回折光としてＨＯＥ２６を通過（透過）する。
【００５２】
このように、ＨＯＥ２６を通過する際の第２の波長λ２のレーザ光の光量の減衰は、ほとんどゼロであるので、ＨＯＥ２６を２回（光ディスク４１Ｂへ向かうときと、光ディスク４１Ｂから反射してきたとき）通過しても、第２の波長λ２のレーザ光の光量は、ほとんど減衰せず、発生したレーザ光の光量の大部分を、光ディスクの再生または記録に利用することができる。
【００５３】
一方、波長λ１においては、−１次の回折光の回折効率が約８０％のピーク（図中のピーク３）を示しているので、第１の波長λ１のレーザ光は、その光量が約８０％に減衰して、−１次の回折光としてＨＯＥ２６を所定の回折角だけ回折して通過する。
【００５４】
このように、ＨＯＥ２６を通過する際、第１の波長λ１のレーザ光の光量は、約８０％に減衰するので、ＨＯＥ２６を２回（光ディスク４１Ａへ向かうときと、光ディスク４１Ａから反射してきたとき）通過した後の第１の波長λ１のレーザ光の光量は、約６４％（＝０．８×０．８×１００％）となるが、光ディスクの記録または再生には充分な光量である。
【００５５】
なお、放射光源２１Ａ，２１Ｂで発生するレーザ光の波長帯域は、充分狭く、実質的に単一波長の光と考えることができる。従って、ＨＯＥ２６で波長λ２の０次光を得ているとき、あるいは、波長λ１の１次光を得ているとき、他の次数の不要な回折光は殆ど発生しない。従って、光のエネルギーの利用効率を向上させ、迷光の発生を抑制することができる。
【００５６】
また、ＨＯＥ２６の表面の凹凸を３段（Ｎ＝３）以上にすることにより、光の利用効率（回折効率）が良好なＨＯＥ２６を作成することができ、特に、４段以上にすると、上述のようにレーザ光の利用効率（回折効率）が高くなる。２段にすると、レーザ光の利用効率（回折効率）が低くなる（例えば、図８のピーク３の回折効率は、約３４％程度となる）とともに、不要な１次の回折光が、再生または記録に利用される−１次の回折光と同じ回折効率で発生してしまい、迷光となるので好ましくない。
【００５７】
さらに、２段だと、波長λ１とλ２の間隔が長くなり、波長λ１を７８０ｎｍの近傍に、かつ、波長λ２を６３５ｎｍの近傍に、それぞれ配置することが困難になる。４段にするとこれらの値の近傍に配置することができる。５段にした場合、波長λ１とλ２をそれぞれ７８０ｎｍまたは６３５ｎｍに最も近い値にすることができる。ただし、ＨＯＥ２６の４段の構造は、基板を２回マスキングしてエッチングすることにより製造することができるが、５段の構造は、金型などから製造することが必要となり、コスト高となる。
【００５８】
なお、図中のピーク２に対応する波長のレーザ光を放射光源Ａ２１で発生し（即ち、図中のピーク２に対応する波長を第１の波長λ１とし）、図中のピーク１（１次の回折光）に対応する波長のレーザ光を放射光源２１Ｂで発生し（即ち、図中のピーク１に対応する波長を第２の波長λ２とし）、異なる基板の厚さを有するディスクを記録再生するようにすることもできる。また、λ１、λ２、ｐ，ｑ（即ち、ＨＯＥ２６のＮおよびｄ）を適宜変更することにより、様々な光ディスクに対応して記録再生を行うようにすることができる。
【００５９】
以上のように、光ピックアップ部１は、光ディスクの種類（基板の厚さの違い）に応じて異なる波長のレーザ光を発生し、ＨＯＥ２６を介してそのディスクの記録面にレーザ光を収束させ、その反射光をＰＤ２９で読み取り、演算回路２に出力する。なお、光ディスク４１Ａ（例えばＣＤ）を再生する場合は、図２に示すように、放射光源２１Ａより出射された波長λ１（例えば７８０ｎｍ）のレーザ光を光ディスク４１Ａに集光し、光ディスク４１Ｂ（例えばＤＶＤ）を再生する場合は、図９に示すように、放射光源を放射光源２１Ｂに切り換えた後、放射光源２１Ｂより出射された波長λ２（例えば６３５ｎｍ）のレーザ光を光ディスク４１Ｂに集光する。
【００６０】
なお、放射光源２１Ａで波長λ１のレーザ光を発生し、光ディスク４１Ａを再生する場合は、放射光源２１Ｂはオフされ、放射光源２１Ｂで波長λ２のレーザ光を発生し、光ディスク４１Ｂを再生する場合は、放射光源２１Ａはオフされるので、再生に利用しない波長のレーザ光に起因する外乱（迷光など）を抑制することができるとともに、消費電力を少なくすることができる。
【００６１】
図１０は、ＰＤ２９の受光部の一例と、演算回路２の演算例を示している。ＰＤ２９は、３個の受光部２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃを有している。受光部２９Ａは、グレーティング２２Ａまたはグレーティング２２Ｂで分割されたレーザ光のうち、データ読み取りおよびフォーカスエラーの検出に利用されるレーザ光（反射光）を受光する。受光部２９Ｂ，２９Ｃは、トラッキングエラーの検出に利用されるレーザ光（反射光）を受光する。受光部２９Ａは、４つの受光領域Ａ乃至Ｄを有し、受光領域ごとに入射した光を電気信号に変換し、その電気信号を演算回路２に出力する。受光部２９Ｂ，２９Ｃは、受光領域Ｅ，Ｆを有し、受光領域ごとに入射した光を電気信号に変換し、その電気信号を演算回路２に出力する。
【００６２】
本実施例においては、フォーカスサーボはアスティグマ法（非点収差法）に従って行われ、演算回路２は、受光部２９Ａの４つの受光領域Ａ乃至Ｄより供給された４つの信号Ａ乃至Ｄからフォーカスエラー信号（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））を算出し、制御回路４に出力する。また、トラッキングサーボは３スポット法に従って行われ、演算回路２は、受光部２９Ｂ，２９Ｃの受光領域Ｅ，Ｆより供給された２つの信号Ｅ，Ｆからトラッキングエラー信号（Ｅ−Ｆ）を算出し、制御回路４に出力する。そして、演算回路２は、受光部２９Ａの４つの受光領域Ａ乃至Ｄより供給された４つの信号Ａ乃至Ｄからデータ検出信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を算出し、再生回路３に出力する。
【００６３】
以上のようにして、例えばＤＶＤを再生するとき、あるいは、ＣＤ−Ｒにデータを記録するときは、放射光源２１Ｂを利用し、ＣＤまたはＣＤ−Ｒを再生するときは、波長λ１の放射光源２１Ａを利用するようにする。この場合、基板の厚さはｔ１＝１．２ｍｍ、ｔ２＝０．６ｍｍとなり、波長λ１は７８０ｎｍ、波長λ２は６３５ｎｍとすることができる。なお、図２（図９）のＰＢＳ２３は、ビームスプリッタ（ＢＳ）で構成することもできる。この場合、λ／４板２５は不要となる。ただしこの場合、出射された光の１／４のみが利用されることになる。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。第２の実施例は、第１の実施例のうち、光源切り換え用アクチュエータ８が不要となるように、光ピックアップ部１を変更したものである。従って、第２の実施例については、その光ピックアップ部１についてだけ説明する。
【００６５】
図１１は、第２の実施例の光ピックアップ部１の一例を示している。この光ピックアップ部１においては、グレーティング２２ＡとＰＢＳ２３の間にダイクロイックプリズム（ＤＰ）３１が配置され、放射光源２１ＡからＰＢＳ２３までの光路に垂直な方向に放射光源２１Ｂおよびグレーティング２２Ｂが配置されている。
【００６６】
ＤＰ３１は、図１２に示すような特性を有し、放射光源２１Ａからグレーティング２２Ａを介して入射した波長λ１のレーザ光を透過し、ＰＢＳ２３に入射させるとともに、放射光源２１Ｂからグレーティング２２Ｂを介して入射した波長λ２のレーザ光を反射し、ＰＢＳ２３に入射させるようになされている。このＤＰ３１の膜特性は、ｐ偏光またはｓ偏光のどちらか一方に対してのみ満足されていればよいので、安価なものを用いることができる。
【００６７】
その他の構成要素は、図２の光ピックアップ部１のものと同一であるので、その説明を省略する。
【００６８】
この実施例で光ディスク４１Ａにデータを記録するか、または再生する場合は、図１１に示すように、放射光源２１Ａをオンにして波長λ１のレーザ光を光ディスク４１Ａに集光し、光ディスク４１Ａからの反射光をＰＤ２９で受光する。また、光ディスク４１Ｂにデータを記録するか、または再生する場合は、図１３に示すように、放射光源２１Ｂをオンにして波長λ２のレーザ光を光ディスク４１Ｂに集光し、光ディスク４１Ｂからの反射光をＰＤ２９で受光する。なお、光ディスク４１Ａを記録または再生するときは、放射光源２１Ｂをオフにしておき、光ディスク４１Ｂを記録または再生するときは、放射光源２１Ａをオフにしておく。
【００６９】
このように、ＤＰ３１を利用して、放射光源２１Ａが発生するレーザ光の光路と、放射光源２１Ｂが発生するレーザ光の光路を合成することにより、放射光源２１Ａ，２１Ｂをオン／オフするだけで、発生するレーザ光（波長）を切り換えることができるので、第１の実施例の光源切り換え用アクチュエータ８は不要となり、装置の構造を簡素化することができる。
【００７０】
次に、本発明の第３の実施例について説明する。第３の実施例は、第１の実施例のうち、光源切り換え用アクチュエータ８が不要となるように、光ピックアップ部１を変更した他の例を示している。従って、第３の実施例においても光ピックアップ部１についてだけ説明する。
【００７１】
図１４は、第３の実施例の光ピックアップ部１の一例を示している。この光ピックアップ部１において、レーザカプラ３３Ａは、レーザ光の発光部と受光部が一体化されたものであり、第１の波長λ１のレーザ光を発生し、ＤＰ３２に入射させるとともに、ＤＰ３２から入射する、光ディスク４１Ａからの反射光を受光するようになされている。レーザカプラ３３Ｂは、第２の波長λ２のレーザ光を発生し、ＤＰ３２に入射させるとともに、ＤＰ３２から入射する、光ディスク４１Ｂからの反射光を受光するようになされている。
【００７２】
ＤＰ３２は、レーザカプラ３３Ａまたはレーザカプラ３３Ｂからのレーザ光を透過または反射し、コリメータレンズ２４に入射させるとともに、コリメータレンズ２４より入射した、光ディスク４１Ａ，４１Ｂからの反射光を透過または反射し、レーザカプラ３３Ａまたはレーザカプラ３３Ｂに入射させるようになされている。
【００７３】
その他の構成要素（コリメータレンズ２４、ＨＯＥ２６、および屈折型対物レンズ２７）は、図２の光ピックアップ部１のものと同一であるので、その説明を省略する。
【００７４】
この実施例で光ディスク４１Ａにデータを記録、または再生する場合は、図１４に示すように、レーザカプラ３３Ａをオンにして波長λ１のレーザ光を光ディスク４１Ａに集光し、光ディスク４１Ａからの反射光をレーザカプラ３３Ａで受光する。また、光ディスク４１Ｂにデータを記録、または再生する場合は、レーザカプラ３３Ｂをオンにして波長λ２のレーザ光を光ディスク４１Ｂに集光し、光ディスク４１Ｂからの反射光をレーザカプラ３３Ｂで受光する。なお、光ディスク４１Ａにデータを記録、または再生するときは、レーザカプラ３３Ｂをオフにしておき、光ディスク４１Ｂにデータを記録、または再生するときは、レーザカプラ３３Ａをオフにしておく。
【００７５】
このように、レーザカプラ３３Ａ，３３Ｂを利用することにより、部品数を減らすことができ、装置全体をより小型化することができる。
【００７６】
なお、レーザカプラ３３Ａ，３３Ｂとしては、これに限らず、類似の機能を有するもの（例えばシャープ（株）の「ホロレーザ」（商標））を用いることができる。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。第４の実施例は、光ディスク４１Ａと、記録面に光磁気膜を使用して磁化の方向で情報を記録している光磁気ディスク４２を再生するようになされている。第４の実施例は、第１の実施例のうち、光ピックアップ部１および演算回路２を変更したものである。従って、第４の実施例の光ピックアップ部１および演算回路２だけについて説明する。
【００７８】
図１５は、第４の実施例の光ピックアップ部１の一例を示している。光磁気ディスク４２の記録面に入射したレーザ光は磁化の方向に応じて偏光し、反射するので、その反射光の偏光の向き（ｐ偏光成分とｓ偏光成分の差）を検出して、記録されている情報を読み出す。
【００７９】
ビームスプリッタ（ＢＳ）３４は、放射光源２１Ａまたは放射光源２１Ｂからのレーザ光を透過してコリメータレンズ２４に入射させるとともに、コリメータレンズ２４を介して入射する反射光（ｐ偏光成分、ｓ偏光成分の両方）を反射してλ／２板３５に入射させる。
【００８０】
λ／２板３５は、ＢＳ３４から入射した反射光の偏光面を４５度だけ回転し、マルチレンズ３６を介してＰＢＳ３８に入射させる。
【００８１】
ＰＢＳ３８は、入射したレーザ光をｐ偏光成分とｓ偏光成分とに偏光分離する。ＰＤ３７Ａは、複数の受光部を有し、グレーティング２２Ｂで分割されたレーザ光のうち、ｓ偏光成分を受光し、トラッキングサーボ、フォーカスサーボ、および、データ再生用の電気信号を演算回路２に出力するようになされている。
【００８２】
ＰＤ３７Ｂは、グレーティング２２Ｂで分割されたレーザ光のうち、ｐ偏光成分を受光し、データ再生用の電気信号を演算回路２に出力するようになされている。
【００８３】
磁気コイル（磁気ヘッド）４３は、光磁気ディスク４２に対し、記録信号に対応する磁界を印加する。
【００８４】
なお、ＢＳ３４は、ｐ偏光成分の５０％を反射する（５０％を透過する）ようにし、ｓ偏光成分の１００％を反射（０％を透過）するようにしてもよい。
【００８５】
その他の構成要素は、図２の光ピックアップ部１のものと同一であるので、その説明を省略する。
【００８６】
図１６は、ＰＤ３７Ａ，３７Ｂの受光部の一例と、演算回路２の演算例を示している。ＰＤ３７Ａは、３個の受光部６１乃至６３を有している。受光部６１は、データの再生およびフォーカスエラーの検出に利用されるレーザ光（反射光）を受光する。受光部６２，６３は、トラッキングエラーの検出に利用されるレーザ光（反射光）を受光する。受光部６１は、４つの受光領域Ａ乃至Ｄを有し、受光領域ごとに入射した光を電気信号に変換し、その電気信号を演算回路２に出力する。受光部６２，６３は、受光領域Ｅ，Ｆを有し、受光領域ごとに入射した光を電気信号に変換し、その電気信号を演算回路２に出力する。
【００８７】
ＰＤ３７Ｂは、データの再生（およびフォーカスエラーの検出）に利用されるレーザ光（反射光）を受光する受光領域Ｇを有し、入射した光を電気信号に変換し、その電気信号を演算回路２に出力する。
【００８８】
本実施例においては、フォーカスサーボはアスティグマ法に従って行われ、演算回路２は、受光部６１の４つの受光領域Ａ乃至Ｄより供給された４つの信号Ａ乃至Ｄからフォーカスエラー信号（（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ））を算出し、制御回路４に出力する。また、トラッキングサーボは３スポット法に従って行われ、演算回路２は、受光部６１，６２の受光領域Ｅ，Ｆより供給された２つの信号Ｅ，Ｆからトラッキングエラー信号（Ｅ−Ｆ）を算出し、制御回路４に出力する。
【００８９】
そして、演算回路２は、光磁気ディスク４２を再生するとき、ＰＤ３７Ａの受光部６１の受光領域Ａ乃至Ｄと、ＰＤ３７Ｂの受光領域Ｇより供給された５つの信号Ａ乃至Ｄ，ＧからＭＯデータ検出信号（Ｇ−（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ））（即ち、反射光のｓ偏光成分とｐ偏光成分の差）を算出し、再生回路３に出力する。また、通常の光ディスク（ディスク４１Ａ、ディスク４２Ｂなど）から、反射光の強弱を検出して情報を読み取る場合、第１乃至第３の実施例と同様に、演算回路２は、受光部６１の４つの受光領域Ａ乃至Ｄより供給された４つの信号Ａ乃至Ｄからデータ検出信号（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）を算出し、制御回路４に出力する。また、この場合、演算回路２から、データ検出信号として、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｇ）を出力するようにしてもよい。
【００９０】
以上のように、光磁気ディスク４２からの反射光をＰＢＳ３８で各偏光成分に分離し、ＰＤ３７Ａ，３７Ｂで各偏光成分を受光することにより、光磁気ディスク４２を再生することができる。
【００９１】
また、本実施例において、光磁気ディスク４２に情報を記録する場合は、再生時より出力を増加させた放射光源２１Ｂのレーザ光を、光磁気ディスク４２の記録面の所定の記録位置に集光した状態で、記録する情報に対応する変調信号を磁気コイル４３に供給し、その変調信号に対応する磁界をレーザ光が集光されている記録位置に印加して、情報を記録する。このように、情報の記録時に高出力のレーザ光を必要とする場合においても、光の利用効率が良好であるため、それほど高い出力のレーザ光を使用しなくても済み、消費電力を抑制することができる。
【００９２】
なお、第４の実施例においては、今後開発される可能性が高いＤＶＤ−ＲＡＭ（記録密度がＤＶＤ（ＲＯＭ）と同等であり、かつ、記録面に情報を記録することが可能なディスク）が光磁気記録面方式とされた場合、そのＤＶＤ−ＲＯＭとＣＤに対して記録または再生を行うことができるようにすることができる他、ＤＶＤ（ＲＯＭ）と光磁気ディスク、ＤＶＤ（ＲＯＭ）と基板の厚さが０．８ｍｍの光磁気ディスクであるＨＳ（Ｈｙｐｅｒ  Ｓｔｏｒａｇｅ）（商標）などに対する記録再生を行うようにすることができる。また、ＤＶＤ−ＲＡＭの記録再生方式に、相変化方式が採用された場合も、この実施例（但し、この場合、磁気コイル４３は不要となる）で記録または再生を行うことができる（相変化方式の場合、高出力のレーザ光が必要とされるため、本実施例が好適である）。
【００９３】
なお、第１の実施例乃至第４の実施例の各光ピックアップ部１のＨＯＥ２６の表面の形状を、図１７に示すように、ＨＯＥ２６の中心から半径Ｒ１の領域（第１の領域）においては、斜面部が外周方向に傾斜している４段の鋸波形状の凹凸とし、その外周の半径（Ｒ１＋Ｒ２）までの領域（第２の領域）においては、斜面部が内周方向に傾斜している４段の鋸波形状の凹凸とすることができる。これにより、レーザ光の一部が第１の領域からずれて第２の領域に入射した場合における、第２の領域に入射したレーザ光や、光ディスク４１Ａに対するＮＡより大きいＮＡの光は、第１の領域に入射したレーザ光から分離され、光ディスク４１Ａ（または光ディスク４１Ｂ）の記録面の、第１の領域に入射したレーザ光の焦点Ｆから離れた領域ｒ２に、非合焦状態で照射される。
【００９４】
これらのレーザ光のうち、光ディスク４１Ａの記録面上の焦点Ｆに集光されたレーザ光（第１の領域に対応する）の反射光だけが光学系を介してホトディテクタまたはレーザカプラで検出され、第２の領域の光は光学系を介してホトディテクタまたはレーザカプラで殆ど検出されない。このような構成にすることにより、トラッキングのずれに起因してＨＯＥ２６と対物レンズ２７が視野振りを起こした場合においても、コマ収差を発生させることなく良好な集光スポットを形成することができる。従って、ＨＯＥ２６におけるレーザ光の入射位置（光軸）がずれた場合においても迷光の発生を抑制することができる。
【００９５】
また、第１の領域の径Ｒ１により、波長λ１の光（光ディスク４１Ａ）に対するＮＡを正確に規定することができる。即ち、第１の領域の半径Ｒ１（光ディスク４１Ａに対するＮＡを規定）を、屈折型対物レンズ２７の有効半径（光ディスク４１Ｂに対するＮＡを規定）より小さくすることで、ＮＡを２つの光ディスクに対してそれぞれ最適化することができ、最適な収差補正が可能となる。
【００９６】
これに対して、図１８に示すように、ＨＯＥ２６の表面の第１の領域だけに凹凸を形成した場合、第２の領域に入射したレーザ光が焦点Ｆの近傍（図１８の領域ｒ２）に照射され、この領域ｒ２に照射されたレーザ光の反射光の一部も迷光として検出されてしまい、これに起因して、フォーカスサーボ、トラッキングサーボが不安定になるおそれがある。
【００９７】
上記実施例においては、ＨＯＥ２６を屈折型対物レンズ２７とは別個に設けているが、図１９に示すように、ＨＯＥ２６と同様に、４段の鋸波形状の凹凸が連続する表面形状を有する回折屈折複合レンズ３９を、第１乃至第４の実施例におけるＨＯＥ２６および屈折型対物レンズ２７の代わりに使用することができる。このような回折屈折複合レンズ３９を使用することにより、対物レンズとＨＯＥの偏心を抑制することができる。また、ＨＯＥ２６を、他の光学素子と一体化させることもできる。
【００９８】
【発明の効果】
以上のごとく、請求項１に記載の記録再生装置、請求項５に記載の記録再生装置、および請求項９に記載の記録再生方法によれば、３段または５段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸により、第１の光ビームの位相を変化させて第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームの位相を変化させずに第２の記録媒体に集光するようにしたので、記録再生に使用する回折光以外の回折次数の光が迷光とならず、効率的にレーザ光の光量を記録再生に利用することができ、安定したフォーカスサーボを実現することができる。また、装置が大型化するのを抑制することができる。さらに、所定の波長を選択することで、ＣＤ−Ｒの再生が可能となる。
また、請求項１０に記載の記録再生装置によれば、第１の波長の第１の光ビームを発生し、第２の波長の第２の光ビームを発生し、第１の光ビームに位相差を与え、第２の光ビームには実質的に位相差を与えない高さの３段以上の階段形状を有する鋸波形状の凹凸が同心円状に形成し、位相変調手段を通過した第１の光ビームを第１の記録媒体に集光し、第２の光ビームを第２の記録媒体に集光し、位相変調手段は、第１の光ビームを第１の記録媒体の記録面に集光するように形成された第１の領域と、第１の領域の外周側において、第１の光ビームを実質的に第１の記録媒体の記録面外に集光するように形成された第２の領域を有するので、記録再生に使用する回折光以外の回折次数の光が迷光とならず、効率的にレーザ光の光量を記録再生に利用することができ、安定したフォーカスサーボを実現することができる。また、装置が大型化するのを抑制することができる。さらに、所定の波長を選択することで、ＣＤ−Ｒの再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録再生装置の第１の実施例の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１の第１の実施例の光ピックアップ部１の構成例を示す断面図である。
【図３】図２のホログラム光学素子（ＨＯＥ）２６の一例の一部を拡大した断面図である。
【図４】図２のＨＯＥ２６を通過した波長λ１のレーザ光の位相特性の一例を示す図である。
【図５】図２のＨＯＥ２６を通過した波長λ２のレーザ光の位相特性の一例を示す図である。
【図６】波長λ１のレーザ光の光路の一例を示す図である。
【図７】波長λ２のレーザ光の光路の一例を示す図である。
【図８】ＨＯＥ２６の各波長のレーザ光に対する回折効率の一例を示す図である。
【図９】図２の放射光源を放射光源２１Ｂに切り換えた様子を示す断面図である。
【図１０】図２のホトディテクタ（ＰＤ）２９の受光部の構成例および演算回路２の演算例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の記録再生装置の第２の実施例の光ピックアップ部１の構成例を示す断面図である。
【図１２】図１１のダイクロイックプリズムの特性を示す図である。
【図１３】図１１の放射光源を放射光源２１Ｂに切り換えた様子を示す断面図である。
【図１４】本発明の記録再生装置の第３の実施例の光ピックアップ部１の構成例を示す断面図である。
【図１５】本発明の記録再生装置の第４の実施例の光ピックアップ部１の構成例を示す断面図である。
【図１６】図１５のホトディテクタ（ＰＤ）３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃの受光部の構成例および演算回路２の演算例を示すブロック図である。
【図１７】ＨＯＥ２６の表面の他の例を示す断面図である。
【図１８】ＨＯＥ２６の表面のさらに他の例を示す断面図である。
【図１９】連続する片側階段状の凹凸を表面に有する回折屈折複合レンズの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  光学ピックアップ部，  ２  演算回路，  ３  再生回路，  ４  制御回路，  ５  入力回路，  ６  フォーカスサーボ用アクチュエータ，  ７  トラッキングサーボ用アクチュエータ，  ８  光源切り換え用アクチュエータ，  ９  モータ，  ２１Ａ，２１Ｂ  放射光源，  ２２Ａ，２２Ｂ  グレーティング，  ２３  偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ），  ２４  コリメータレンズ，  ２５  λ／４板，  ２６  ホログラム光学素子（ＨＯＥ），  ２７  屈折型対物レンズ，２９  ホトディテクタ（ＰＤ），  ２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ  受光部，  ３１，３２  ダイクロイックプリズム（ＤＰ），  ３３Ａ，３３Ｂ  レーザカプラ，３４，３６  ビームスプリッタ（ＢＳ），  ３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ  ホトディテクタ（ＰＤ），  ３９  回折屈折複合レンズ，  ４１Ａ，４１Ｂ，光ディスク，  ４２  光磁気ディスク，  ６１乃至６３  受光部
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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