(57)【要約】【課題】  異なる複数の波長の光ビームに対して、波長に応じて最適な開口制限を行うことで、複数種類の光ディスクの互換を実現する。【解決手段】  第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズ３２と、輪帯状の第１の回折領域３４ａと、この第１の回折領域の内側に設けられる第２の回折領域３４ｂとを有する回折光学素子３４と、光ディスクにて反射された戻り光を検出する光検出器３５とを備え、第１の回折領域３４ａは、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折し、第２の回折領域３４ｂは、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する。【選択図】  図２
2006236414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、
第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、
第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部と、
上記第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域と、この第１の回折領域の内側に設けられる第２の回折領域とを有する回折光学素子と、
上記光ディスクにて反射された戻り光を検出する光検出器とを備え、
上記第１の回折領域は、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折し、
上記第２の回折領域は、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する光ピックアップ。
【請求項２】
上記第１の波長が、約４０５ｎｍであり、
上記第２の波長が、約６５５ｎｍであり、
上記第３の波長が、約７８５ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記第２の回折領域は、輪帯状に形成されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記対物レンズ及び上記回折光学素子は、ユニット上に配置されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記回折光学素子の上記第１及び第２の回折領域には、ホログラムが形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記第１及び第２の回折領域は、上記回折光学素子の一方の面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項７】
上記第１の回折領域は、上記回折光学素子の一方の面に設けられ、
上記第２の回折領域は、上記回折光学素子の他方の面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項８】
異なる種類の複数の光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、上記光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、
第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、
第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部と、
上記第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、
上記第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域と、この第１の回折領域の内側に設けられる第２の回折領域とを有する回折光学素子と、
上記光ディスクにて反射された戻り光を検出する光検出器とを備え、
上記第１の回折領域は、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折し、
上記第２の回折領域は、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する光ディスク装置。
【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等の情報記録媒体に対して、異なる波長の光ビームを用いて情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、次世代光ディスクフォーマットとして、青紫色半導体レーザによる波長４００〜４１０ｎｍ程度の光源と、ＮＡ（開口数）＝０．８５の対物レンズを用いたものが採用されている。この波長４０５ｎｍ程度のレーザ光が照射される光ディスクは、信号記録層を保護するカバー層の厚さを薄く、例えば０．１ｍｍとした構造のものが提案されている。
【０００３】
これらの次世代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ＣＤ（Compact Disc）、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したものが望まれる。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】
異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を備える装置は、光源から出射された異なる波長の光ビームを各光ディスクの信号記録面に集光させる構成を備える。
【０００５】
かかる光ピックアップによって信号の記録・再生が行われる光ディスクは、フォーマットによって必要とされる開口数（ＮＡ）が異なる。よって、かかる光ピックアップは、その開口制限を行う必要があり、開口量を切換可能なアパーチャや干渉フィルタを設けることによって対応していた。
【０００６】
しかし、このアパーチャや干渉フィルタは、対物レンズとの精密な位置合わせを必要であり、組立工程が煩雑なものとなっていた。さらに、このアパーチャや干渉フィルタは、対物レンズと一体にアクチュエータ上に搭載する必要があるので、重量増加に伴うアクチュエータの感度低下、組立工程の増加、部品点数の増加、及びこれらに伴うコスト増加等の問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−３０６０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、共通の回折光学素子により、異なる複数の波長の光ビームに対して、波長に応じて最適な開口制限を行うことを可能とし、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とする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の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域と、この第１の回折領域の内側に設けられる第２の回折領域とを有する回折光学素子と、光ディスクにて反射された戻り光を検出する光検出器とを備え、第１の回折領域は、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折し、第２の回折領域は、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する。
【００１０】
上述した目的を達成するために、本発明に係る光ディスク装置は、異なる種類の複数の光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、光ピックアップは、第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する対物レンズと、第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域と、この第１の回折領域の内側に設けられる第２の回折領域とを有する回折光学素子と、光ディスクにて反射された戻り光を検出する光検出器とを備え、第１の回折領域は、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折し、第２の回折領域は、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る光ピックアップは、共通の回折光学素子によって、異なる複数の光ビームに対して波長に応じた最適な開口制限を行うことでフォーマットに応じた開口量を得ることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とするとともに、煩雑な位置合わせ等をなくすことができ、重量の増加、部品点数の増加、及びコストの増加を防止することができる。
【００１２】
また、本発明に係る光ディスク装置は、共通の回折光学素子によって、光ビームの波長に応じた最適な開口制限を行うことでフォーマット応じた開口量を得ることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能として複数種類の光ディスクに対する互換を実現するとともに、構成の簡素化、組立工程の簡素化、及び、装置の小型化を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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、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とを備えている。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２に対して記録及び／又は再生（以下では記録再生と記述する。）を行う３規格間互換性を実現した光ディスク装置である。
【００１５】
ここで用いられる光ディスク２は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスクや、光磁気ディスク等である。
【００１６】
特に、以下で光ディスク装置１により情報の再生又は記録を行う３種類の光ディスクとして、保護基板厚が０．１ｍｍで波長４０５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第１の光ディスク１１と、保護基板厚が０．６ｍｍで波長６５５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＤＶＤ等の第２の光ディスク１２と、保護基板厚が１．２ｍｍで波長７８５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＣＤ等の第３の光ディスク１３とを用いるものとして説明する。
【００１７】
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おり、例えば、第１の光ディスク１１、第２の光ディスク１２、第３の光ディスク１３に応じて所定の回転数で駆動される。
【００１８】
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プリアンプ部１４に供給する。
【００１９】
プリアンプ部１４の出力は、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＆ＥＣＣブロックと記す。）１５に送られる。この信号変復調及びＥＣＣブロック１５は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ３は、信号変復調及びＥＣＣブロック１５の指令にしたがって回転する光ディスク２の記録層に対して光ビームを照射し、光ディスク２に対して信号の記録又は再生を行う。
【００２０】
プリアンプ部１４は、フォーマット毎に異なって検出される光ビームに対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するように構成されている。記録又は再生の対象媒体とされる光ディスク２の種類に応じて、サーボ制御回路９、信号変復調及びＥＣＣブロック１５等により、光ディスク２の規格に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
【００２１】
ここで例えば、信号変復調＆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、インターフェイス１６を介して外部コンピュータ１７に送出される。これにより、外部コンピュータ１７等は、光ディスク２に記録された信号を再生信号として受け取ることができる。
【００２２】
また、信号変復調＆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及びＡ／Ｄ変換器１８のＤ／Ａ変換部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、図示しない外部の撮像映写機器等に伝送される。
【００２３】
光ピックアップ３において、例えば、光ディスク２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ５の制御、スピンドルモータ４の制御、及び光ピックアップ３において光集光手段となる対物レンズを保持する２軸アクチュエータのフォーカシング方向の駆動とトラッキング方向の駆動制御は、それぞれサーボ制御回路９により行われる。
【００２４】
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。
【００２５】
ディスク種類判別部２２は、第１〜第３の光ディスク１１，１２，１３の間の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から光ディスク２の異なるフォーマットを検出することができる。
【００２６】
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。
【００２７】
システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２から送られる検出結果に基づいて光ディスク２の種類を判別する。光ディスクの種類を判別する手法としては、光ディスクがカートリッジに収納されるタイプであれば、このカートリッジに検出穴を設けて接触検出センサ又は押下スイッチを用いて検出する手法があげられる。また、同一光ディスクにおける記録層の判別には、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目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）による情報に基づいて、どの記録層に対する記録再生かを判別する手法が使用できる。
【００２８】
サーボ制御回路９は、例えば光ピックアップ３と光ディスク２との相対位置を検出する（光ディスク２に記録されたアドレス信号をもとに位置検出する場合を含む）ことによって、記録及び／又は再生する記録領域を判別できる。
【００２９】
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を回転操作し、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、記録密度やフォーマットの異なる複数の光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００３０】
ここで、上述した記録再生用光ピックアップ３について詳しく説明する。
【００３１】
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の波長の光ビームを出射する第１の出射部を有する第１の光源部３１と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する第２の光源部３２と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスク２の信号記録面上に集光する対物レンズ３３と、第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域３４ａと、この第１の回折領域３４ａの内側に設けられる第２の回折領域３４ｂとを有する回折光学素子３４と、信号記録面で反射された戻り光を検出する光検出器３５とを備える。
【００３２】
また、光ピックアップ３は、第１乃至第３の出射部と回折光学素子３４との間に配置され、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの発散角を変換するカップリングレンズ３６と、カップリングレンズ３６と回折光学素子３４との間に設けられ、光検出器３５で検出された信号に基づいて収差を補正する収差補正手段３７と、収差補正手段３７と回折光学素子３４との間に設けられ、信号記録面で反射された戻り光の光路を往路光の光路から分岐させて光検出器３５に導く光路分岐手段として第１のビームスプリッタ３８と、第１及び第２の光源部３１，３２と、カップリングレンズ３６との間に設けられ、第１の光源部３１から出射された光ビームの光路と、第２の光源部３２から出射された光ビームの光路とを合成する光路合成手段として第２のビームスプリッタ３９とを有する。
【００３３】
第１の光源部３１は、第１の光ディスク１１に対して波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部を有する。また、第２の光源部３２は、第２の光ディスク１２に対して波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の光ディスク１３に対して波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する。
【００３４】
第２のビームスプリッタ３９は、例えば、波長選択性のあるミラー面３９ａを有している。このミラー面３９ａは、第１の光源部３１の第１の出射部から出射された光ビームを透過させ、第２の光源部３２の第２及び第３の出射部から出射された光ビームを反射させることで、第１乃至第３の出射部から出射されるそれぞれの光ビームの光路を合成することができる。
【００３５】
カップリングレンズ３６は、第１の光源部３１又は第２の光源部３２の各出射部から出射された光ビームの発散角を変換して略平行光として収差補正手段３７側に出射させる。
【００３６】
収差補正手段３７は、例えば、印加する電圧を変化させることにより屈折率を変化させることができる液晶光学素子からなり、光検出器３５で検出された信号に基づいて、屈折率を変化させることで収差を補正する。尚、収差補正手段として、ここでは、液晶光学素子を設けるように構成したが、これに限られるものではなく、収差補正手段として、カップリングレンズ３６を光軸方向に移動させるアクチュエータを設けるように構成してもよい。カップリングレンズ用のアクチュエータを設けるように構成した場合には、このアクチュエータとカップリングレンズとにより、発生する収差を補正することができる。
【００３７】
回折光学素子３４は、図２及び図３に示すように、第１のビームスプリッタ３８と対物レンズ３３との間に配置され、その一方の面である出射側の面に、輪帯状の第１の回折領域３４ａと、第１の回折領域３４ａの内側に設けられる輪帯状の第２の回折領域３４ｂとを有する。
【００３８】
第１の回折領域３４ａは、第１の波長の光ビームを透過させるとともに、第２及び第３の波長の光ビームを回折する。ここで、第１の回折領域３４ａは、第２及び第３の波長の光ビームを回折することにより、第１の回折領域３４ａを通過する光ビームが対物レンズ３３に向けて出射されることを防止する。換言すると、第１の回折領域３４ａは、第２及び第３の波長の光ビームに対して、この領域を通過して対物レンズ３３及び光ディスク側に出射される光ビームを遮光するのと同様の役割をする。
【００３９】
また、第２の回折領域３４ｂは、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する。ここで、第２の回折領域３４ｂは、第３の波長の光ビームを回折することにより、第２の回折領域３４ｂを通過する光ビームが対物レンズ３３に向けて出射されることを防止する。換言すると、第２の回折領域３４ｂは、第３の波長の光ビームに対して、この領域を通過して対物レンズ３３及び光ディスク側に出射される光ビームを遮光するのと同様の役割をする。
【００４０】
すなわち、第１の回折領域３４ａは、対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行うものである。この第１の回折領域３４ａにより、第１の回折領域３４ａの内側を通る第２の波長の光ビームは、対物レンズ３３に入射する際に０．６０程度に開口制限される。
【００４１】
また、第２の回折領域３４ｂは、対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行うものである。この第２の回折領域３４ｂ及び上述の第１の回折領域３４ａにより、第２の回折領域３４ｂの内側の領域３４ｃを通る第３の波長の光ビームは、対物レンズ３３に入射する際に０．４５程度に開口制限される。
【００４２】
また、回折光学素子３４の第１の回折領域３４ａの外側には、出射する光ビームを遮光する遮光部３４ｄが形成されている。この遮光部３４ｄにより、第１の回折領域３４ａ、第２の回折領域３４ｂ及び第２の回折領域の内側の領域３４ｃを全て透過する第１の波長の光ビームは、対物レンズ３３に入射する際に０．８５程度に開口制限される。
【００４３】
尚、この回折光学素子３４において、第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂは、一方の面に設けられるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、一方の面に第１の回折領域を設け、他方の面に第２の回折領域を設けるように構成してもよい。
【００４４】
次に、第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂの構成について説明する。第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂは、ホログラムが形成され、このホログラムの形状は、所定の段数の段部を有する階段状とされている。すなわち、第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂは、図４（ａ）に示すように、所定のステップ数ｎ（ｎは、２以上の整数とする。）の階段状とされており、第１乃至第（ｎ−１）の段部Ｓ１，Ｓ２，・・・Ｓｎ−２，Ｓｎ−１を有する階段状のホログラムが形成され、さらに換言すると、第１乃至第ｎの回折面ｆ１，ｆ２，・・・ｆｎ−１，ｆｎを有する階段状のホログラムが形成されている。例えば、５ステップであるとすれば、図４（ｂ）に示すように、ｎ＝５であり、このホログラムは、第１乃至第４の段部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を有し、第１乃至第５の回折面ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４，ｆ５を有するように構成される。第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂは、このステップ数と、各段部の深さ、すなわち各回折面の間隔とを調整することにより、各使用波長である第１乃至第３の波長に対し、選択的に透過させたり、回折させたりすることができる。尚、第１及び第２の回折領域において、それぞれのステップ数は同じでもよく、違うステップ数を用いてもよい。
【００４５】
また、第１及び第２の回折領域は、例えば、図４（ｃ）に示すように、基材Ｈ１に対して屈折率の周波数特性が異なる接合部材Ｈ２が接合されることにより形成してもよい。このような接合部材が接合された場合は、この回折面に形成された階段状のステップ数と、基材及び接合部材の屈折率特性とを変化させることにより、さらに、波長に対応して透過させたり、回折させたりする自由度を増加させることができる。
【００４６】
第１の回折領域３４ａは、第１の波長の光ビームを略全量透過させ、第２及び第３の波長の光ビームの０次回折光（透過光）が略ゼロとなるように回折するようなステップ数と、各段部の深さとが選択される。一方、第２の回折領域３４ｂは、第１及び第２の波長の光ビームを略全量透過させ、第３の波長の光ビームの０次回折光（透過光）が略ゼロとなるように回折するようなステップ数と、各段部の深さとが選択される。
【００４７】
図５に、所定の屈折率を有する部材で所定のステップ数とされたホログラムにおいて、トータル溝深さ、すなわち、格段部の深さの合計の値を変化させたときの、各使用波長の回折効率（透過率）の変化を示す。尚、図５において、各曲線は、入射するレーザー光の全光量に対する出射される各回折光の光量の割合、すなわち、回折効率を示すものであり、曲線Ｌ１０、Ｌ１１は、それぞれ波長４０５ｎｍ（第１の波長）の光ビームの０次回折光（透過）、±１次回折光を示すものであり、曲線Ｌ２０、Ｌ２１は、それぞれ波長６５５ｎｍ（第２の波長）の光ビームの０次回折光（透過）、±１次回折光を示すものであり、曲線Ｌ３０、Ｌ３１は、それぞれ波長７８５ｎｍ（第３の波長）の光ビームの０次回折光（透過）、±１次回折光を示すものである。ここで、図５から、第１の回折領域３４ａは、トータル溝深さが０．８μｍ（８００ｎｍ）程度に決定され、第２の回折領域３４ｂは、トータル溝深さが３．９μｍ（３９００ｎｍ）程度に決定される。
【００４８】
トータル溝深さ０．８μｍ程度に形成された第１の回折領域３４ａは、図５に示すように、第１の波長の光ビームを略１００％透過させ、第２及び第３の波長の光ビームの１次回折光を４０％程度とし、０次回折光を略０％とすることができる。また、トータル溝深さ３．９μｍ程度に形成された第２の回折領域３４ｂは、図５に示すように、第１及び第２の波長の光ビームを略１００％透過させ、第３の波長の光ビームの１次回折光を４０％程度とし、０次回折光を略０％とすることができる。
【００４９】
第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂを有する回折光学素子３４は、異なる波長の光ビームが入射されると、それぞれの回折領域に形成されたホログラム形状により、異なる波長の内の１波長である第１の波長の光ビームを第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂを含めて透過させ、他の１波長である第２の波長の光ビームを第１の回折領域３４ａで回折して遮蔽して、第１の回折領域３４ａの内側の領域である第２の領域３４ｂ及びその内側の領域３４ｃを透過させ、さらに他の１波長である第３の波長の光ビームを第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂで回折して遮蔽して、第２の回折領域３４ｂの内側の領域３４ｃのみを透過させることができる、すなわち、この回折光学素子３４は、通過する異なる波長の光ビームをその波長に応じて、対物レンズ３３に入射させる光ビームの開口制限を行い、後述する所定の開口数にすることができる。
【００５０】
対物レンズ３３は、３波長互換用の対物レンズである。この対物レンズ３３の開口数は、第１の波長に対して０．８５であり、第２の波長に対しては０．６０であり、第３の波長に対しては０．４５である。対物レンズ３３は、第１の保護基板厚を有する第１の光ディスク１１に対して、カップリングレンズ３６に発散角を変換された第１の波長の光ビームを集光することができる。また、第２の保護基板厚を有する第２のディスク１２に対して、カップリングレンズ３６に発散角を変換された第２の波長の光ビームを、第３の保護基板厚を有する第３の光ディスク１３に対して、カップリングレンズ３６に発散角を変換された第３の波長の光ビームを集光することができる。対物レンズ３３は、例えば、いわゆるゾーン分割方式のレンズとすることによって３つの異なる波長に対する互換を達成する。
【００５１】
この対物レンズ３３及び上述した回折光学素子３４は、図示しないユニット上に配置される。ユニット上に対物レンズ３３及び回折光学素子３４を配置することで、位置合わせ等を簡素化でき、組立を容易にすることができる。
【００５２】
第１のビームスプリッタ３８は、収差補正手段３７と回折光学素子３４との間の光路上に設けられ、そのミラー面３８ａにより、往路光を対物レンズ３３側に透過させるとともに、光ディスク２からの戻り光を光検出器３５側に光路分岐させて出射させる。第１のビームスプリッタ３８と光検出器３５との間には、光路分岐された光ビームを光検出器３５の受光面上に集束させる円筒レンズ等の光学素子４１が設けられている。
【００５３】
次に、この光ピックアップ３における、第１及び第２の光源部３１，３２から出射された光ビームの光路について説明する。まず、第１の光ディスク１１に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００５４】
光ディスク２の種類が第１の光ディスク１１であることを判別したディスク種類判別部２２は、第１の光源部３１の第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射させる。
【００５５】
第１の光源部３１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームは、図２及び図３に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを透過されて、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００５６】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第１の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子３４に入射される。
【００５７】
回折光学素子３４に入射された第１の波長の光ビームは、出射側に設けられた第１回折領域３４ａ、第２の回折領域３４ｂ及びこの第２の回折領域３４ｂの内側の領域３４ｃを透過して、開口数を０．８５とされ、対物レンズ３３側に出射される。このとき、第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂ並びに第２の回折領域の内側の領域３４ｃを透過される第１の波長の光ビームは、遮光部３４ｄに遮光されることで開口数を０．８５に開口制限される。
【００５８】
回折光学素子３４に開口数を０．８５にされた第１の波長の光ビームは、対物レンズ３３により、第１の光ディスク１１の信号記録面１１ａに適切に集光される。
【００５９】
第１の光ディスク１１に集光された光ビームは、信号記録面１１ａで反射し、対物レンズ３３、回折光学素子３４を透過して、第１のビームスプリッタ３８により反射されて光検出器３５側に出射される。第１のビームスプリッタ３８により光路分岐された第１の波長の光ビームは、光学素子４１により光検出器３５の受光面に集束されて検出される。
【００６０】
次に、第２の光ディスク１２に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００６１】
光ディスク２の種類が第２の光ディスク１２であることを判別したディスク種類判別部２２は、第２の光源部３２の第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射させる。
【００６２】
第２の光源部３２の第２の出射部から出射された第２の波長の光ビームは、図２及び図３に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを反射されて、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００６３】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第２の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子３４に入射される。
【００６４】
回折光学素子３４に入射された第２の波長の光ビームは、出射側に設けられた第１の回折領域３４ａで回折されるとともに、第２の回折領域３４ｂ及びこの第２の回折領域３４ｂの内側の領域３４ｃを透過して、開口数を０．６とされ、対物レンズ３３側に出射される。このとき、第１の回折領域３４ａで回折された第２の波長の光ビームは、対物レンズ３３に入射しなかったり、入射したとしても、回折光学素子３４を透過した光ビームと干渉することがなく、第１の回折領域３４ａは、回折する第２の波長の光ビームに対して、遮蔽するのと同様の効果を与えることができる。
【００６５】
回折光学素子３４に開口数を０．６にされた第２の波長の光ビームは、対物レンズ３３により、第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａに適切に集光される。
【００６６】
第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａで反射された光ビームの復路側の光路は、上述の第１の波長の光ビームと、同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【００６７】
次に、第３の光ディスク１３に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００６８】
光ディスク３の種類が第３の光ディスク１３であることを判別したディスク種類判別部２２は、第２の光源部３２の第３の出射部から第３の波長の光ビームを出射させる。
【００６９】
第２の光源部３２の第３の出射部から出射された第３の波長の光ビームは、図２及び図３に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを反射されて、カップリングレンズ３６により発散角を変換され、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００７０】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第３の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子３４に入射される。
【００７１】
回折光学素子３４に入射された第３の波長の光ビームは、出射側に設けられた第１の回折領域３４ａ及び第２の回折領域３４ｂで回折されるとともに、第２の回折領域３４ｂの内側の領域３４ｃを透過して、開口数を０．４５とされ、対物レンズ３３側に出射される。このとき、第１の回折領域３４ａ及び第２の回折領域３４ｂで回折された第３の波長の光ビームは、対物レンズ３３に入射しなかったり、入射したとしても、回折光学素子３４を透過した光ビームと干渉することがなく、第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂは、回折する第３の波長の光ビームに対して、遮蔽するのと同様の効果を与えることができる。
【００７２】
回折光学素子３４に開口数を０．４５にされた第３の波長の光ビームは、対物レンズ３３により、第３の光ディスク１３の信号記録面１３ａに適切に集光される。
【００７３】
第３の光ディスク１３の信号記録面１３ａで反射された光ビームの復路側の光路は、上述の第１の波長の光ビームと、同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【００７４】
本発明を適用した光ピックアップ３は、共通の回折光学素子３４によって、異なる波長である第１乃至第３の波長の光ビームが共通の回折光学素子３４に入射されると、第１の波長の光ビームを遮蔽部３４ｄの内側を透過させ、第２の波長の光ビームを第１の回折領域３４ａで回折して遮蔽し、第１の回折領域３４ａの内側の領域を透過させ、第３の波長の光ビームを第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂで回折して遮蔽し、第２の回折領域３４ｂの内側の領域を透過させることができ、すなわち、この回折光学素子３４によって、通過する光ビームの波長に応じた開口量で開口制限を行うことができる。よって、光ピックアップ３は、フォーマットにより異なる開口量を得ることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とするとともに、煩雑な位置合わせ等をなくすことができ、重量の増加、部品点数の増加、及びコストの増加を防止することができる。
【００７５】
尚、光ピックアップ３において、回折光学素子３４ａの第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂ以外の領域は、特に回折機能を有する領域とはしなかったが、これに限られるものではなく、他の回折機能を有するように構成してもよい。例えば、一方の面に第１の回折領域を配置するとともに、この内側に第２の波長の光ビームのみ回折して発散角を変換する第１の発散角変換手段としての第３の回折領域を設け、他方の面に第２の回折領域を配置するとともに、この内側に第３の波長の光ビームのみ回折して発散角を変換する第２の発散角変換手段としての第４の回折領域を設けるように構成してもよい。かかる第１乃至第４の回折領域を有する光ピックアップは、さらなる部品点数の削減、コストの低減、及び更なる小型化を実現する。
【００７６】
また、光ピックアップ３において、第１乃至第３の出射部は、第１の光源部３１又は第２の光源部３２に配置するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、１の光源部に第１乃至第３の出射部を配置するように構成し、この光源部から出射される異なる３種類の波長の光ビームに対し、共通の回折光学素子によって、それぞれ最適な開口量に開口制限するように構成してもよい。
【００７７】
次に、第１乃至第３の出射部を有する光源部を備える図６に示す、光ピックアップ５０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ３と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は、省略する。
【００７８】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、図６に示すように、第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する光源部５１と、この光源部５１の第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスク２の信号記録面上に集光する対物レンズ３３と、第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域３４ａと、この第１の回折領域３４ａの内側に設けられる第２の回折領域３４ｂとを有する回折光学素子３４と、信号記録面で反射された戻り光を検出する光検出器３５とを備える。
【００７９】
また、光ピックアップ５０は、光源部５１と回折光学素子３４との間に配置され、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの発散角を変換するカップリングレンズ３６と、カップリングレンズ３６と回折光学素子３４との間に設けられ、光検出器３５で検出された信号に基づいて収差を補正する収差補正手段３７と、収差補正手段３７と回折光学素子３４との間に設けられ、信号記録面で反射された戻り光の光路を往路光の光路から分岐させて光検出器３５に導く光路分岐手段として第１のビームスプリッタ３８と、第１のビームスプリッタ３８と光検出器３５との間に設けられ、光ビームを光検出器３５の受光面上に集束させる光学素子４１とを有する。
【００８０】
光源部５１は、第１の光ディスク１１に対して波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、第２の光ディスク１２に対して波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の光ディスク１３に対して波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する。
【００８１】
次に、この光ピックアップ５０における、光源部５１から出射された光ビームの光路について説明する。まず、第１の光ディスク１１に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００８２】
光ディスク２の種類が第１の光ディスク１１であることを判別したディスク種類判別部２２は、光源部５１の第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射させる。
【００８３】
光源部５１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームは、図６に示すように、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００８４】
第１のビームスプリッタ３８に入射された後の第１の波長の光ビームの光路は、上述の光ピックアップ３の場合と同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【００８５】
次に、第２の光ディスク１２に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００８６】
光ディスク２の種類が第２の光ディスク１２であることを判別したディスク種類判別部２２は、光源部５１の第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射させる。
【００８７】
光源部５１の第２の出射部から出射された第２の波長の光ビームは、図６に示すように、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００８８】
第１のビームスプリッタ３８に入射された後の第２の波長の光ビームの光路は、上述の光ピックアップ３の場合と同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【００８９】
次に、第３の光ディスク１３に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【００９０】
光ディスク３の種類が第３の光ディスク１３であることを判別したディスク種類判別部２２は、光源部５１の第３の出射部から第３の波長の光ビームを出射させる。
【００９１】
光源部５１の第３の出射部から出射された第３の波長の光ビームは、図６に示すように、カップリングレンズ３６により発散角を変換され、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【００９２】
第１のビームスプリッタ３８に入射された後の第３の波長の光ビームの光路は、上述の光ピックアップ３の場合と同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【００９３】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、共通の回折光学素子３４によって、異なる波長である第１乃至第３の波長の光ビームが共通の回折光学素子３４に入射されると、第１の波長の光ビームを遮蔽部３４ｄの内側を透過させ、第２の波長の光ビームを第１の回折領域３４ａで回折して遮蔽し、第１の回折領域３４ａの内側の領域を透過させ、第３の波長の光ビームを第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂで回折して遮蔽し、第２の回折領域３４ｂの内側の領域を透過させることができ、すなわち、この回折光学素子３４によって、通過する光ビームの波長に応じた開口量で開口制限を行うことができる。よって、光ピックアップ３は、フォーマットにより異なる開口量を得ることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能とするとともに、煩雑な位置合わせ等をなくすことができ、重量の増加、部品点数の増加、及びコストの増加を防止することができる。
【００９４】
尚、光ピックアップ５０においても、上述の光ピックアップ３の場合と同様に、回折光学素子３４ａの第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂ以外の領域は、特に回折機能を有する領域とはしなかったが、これに限られるものではなく、他の回折機能を有するように構成してもよい。
【００９５】
本発明を適用した光ディスク装置１は、上述した光ピックアップ３，５０を備えるので、共通の回折光学素子３４によって、通過する異なる波長の光ビームをその波長に応じて開口制限を行うことができ、フォーマットにより異なる開口量を得ることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能として複数種類の光ディスクに対する互換を実現するとともに、構成の簡素化、組立工程の簡素化、装置の小型化を実現する。
【００９６】
次に、本発明のさらに変形例として、特定の波長の光ビームの光量調整を可能とする光ピックアップについて以下に説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ３と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は、省略する。
【００９７】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、図７に示すように、第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部を有する第１の光源部３１と、第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する第２の光源部３２と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームを光ディスク２の信号記録面上に集光する対物レンズ３３と、第１乃至第３の波長の光ビームの光路上に配置され、輪帯状の第１の回折領域６４ａと、この第１の回折領域６４ａの内側に設けられる第２の回折領域６４ｂとを有する回折光学素子６４と、信号記録面で反射された戻り光を検出する光検出器３５とを備える。
【００９８】
また、光ピックアップ６０は、第１乃至第３の出射部と回折光学素子６４との間に配置され、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの発散角を変換するカップリングレンズ３６と、カップリングレンズ３６と回折光学素子６４との間に設けられ、光検出器３５で検出された信号に基づいて収差を補正する収差補正手段３７と、収差補正手段３７と回折光学素子６４との間に設けられ、信号記録面で反射された戻り光の光路を往路光の光路から分岐させて光検出器３５に導く光路分岐手段として第１のビームスプリッタ３８と、第１及び第２の光源部３１，３２と、カップリングレンズ３６との間に設けられ、第１の光源部３１から出射された光ビームの光路と、第２の光源部３２から出射された光ビームの光路とを合成する光路合成手段として第２のビームスプリッタ３９と、対物レンズ３３の入射側に設けられ対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行う開口フィルタ４０と、第１のビームスプリッタ３８と光検出器３５との間に設けられ、光ビームを光検出器３５の受光面上に集束させる光学素子４１とを有する。
【００９９】
回折光学素子６４は、図７及び図８に示すように、第１のビームスプリッタ３８と対物レンズ３３との間に配置され、その一方の面である入射側の面に、輪帯状の第１の回折領域６４ａと、第１の回折領域６４ａの内側に設けられる第２の回折領域６４ｂとを有し、その他方の面である出射側の面に、第１及び第２の回折領域６４ａ，６４ｂの合計の大きさと略同じ大きさに形成された第３の回折領域６４ｃとを有する。
【０１００】
第１の回折領域６４ａは、第１及び第３の波長の光ビームを透過させるとともに、第２の波長の光ビームを回折する。ここで、第１の回折領域６４ａは、第２の波長の光ビームの一部を回折することにより、第１の回折領域６４ａを通過する光ビームが対物レンズ３３に入射する光ビームの光量、すなわち、第１の回折領域６４ａを通過する光ビームが光ディスクの信号記録面に入射する光ビームの光量を調整する。すなわち、第１の回折領域６４ａは、通過する光ビームの信号記録面での光量を調整する光量調整部として機能する。
【０１０１】
また、第１の回折領域６４ａは、第２の波長の光ビームの一部を回折するとともに、残りを透過することにより、光ディスクに集光されるスポットの外周縁部分の光量を中心部の光量に比べて低下させ、このスポットの外径を拡大することができる。すなわち、第１の回折領域６４ａは、通過する光ビームの信号記録面でのスポット径を調整するスポット径調整手段としても機能する。
【０１０２】
第２の回折領域６４ｂは、第１及び第２の波長の光ビームを透過させるとともに、第３の波長の光ビームを回折する。ここで、第２の回折領域６４ｂは、第３の波長の光ビームを回折することにより、対物レンズ３３を介して適切に光ディスクの信号記録面上に集光するように第３の波長の光ビームの発散角を調整する。すなわち、第２の回折領域６４ｂは、通過する所定の波長の光ビームの発散角を調整する第１の発散角調整手段として機能する。
【０１０３】
第３の回折領域６４ｃは、第１及び第３の波長の光ビームを透過させるとともに、第２の波長の光ビームを回折する。ここで、第３の回折領域６４ｃは、第２の波長の光ビームを回折することにより、対物レンズ３３を介して適切に光ディスクの信号記録面上に集光するように第２の波長の光ビームの発散角を調整する。すなわち、第３の回折領域６４ｃは、通過する所定の波長の光ビームの発散角を調整する第２の発散角調整手段として機能する。
【０１０４】
第１の回折領域６４ａを有する回折光学素子６４は、異なる波長の光ビームが入射されると、異なる波長の内の１波長である第２の波長の光ビームの一部を回折することにより、第１の回折領域６４ａを通過する光ビームが対物レンズ３３に入射する光ビームの強度分布、すなわち光量分布を調整し、光ディスクの信号記録面上のスポット径を拡大することができる。
【０１０５】
また、第２及び第３の回折領域６４ａを有する回折光学素子６４は、異なる波長の光ビームが入射されると、異なる波長の内の１波長である第３の波長の光ビームを第２の回折領域６４ｂで回折することにより、対物レンズ３３を介して適切に光ディスクの信号記録面上に集光するように第３の波長の光ビームの発散角を変換し、他の１波長である第２の波長の光ビームを第３の回折領域６４ｃで回折することにより、対物レンズ３３を介して適切に光ディスクの信号記録面上に集光するように第２の波長の光ビームの発散角を変換することができる。
【０１０６】
よって、回折光学素子６４は、異なる３波長の光ビームに対してそれぞれ最適な発散角で対物レンズ３３に入射させることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクの互換を実現するとともに、所定の波長の光ビームの信号記録面上のスポットにおける光量分布を調整し、選択的にこのスポット径を拡大することを実現する。
【０１０７】
回折光学素子６４は、選択的にスポット径を拡大することにより、従来では、光学部品を追加し複雑な構成を備えなければ実現困難であった、例えば、隣接するトラックの中間付近に設けられた暗号信号等の特殊信号を有する光ディスクに対してこの特殊信号を読みとることを可能とし、光ピックアップの構成の簡素化、小型化を実現する。
【０１０８】
尚、この回折光学素子６４において、第１の回折領域６４ａは、そのホログラム形状によりスポット径の拡大を実現するものであったが、ホログラム形状を適宜変更することでスポット形状を変形するように構成しても良い。このようなスポット形状を変形するスポット形状変形手段として第１の回折領域を設けた場合には、上述の特殊信号を形成した方向、例えば光ディスクのラジアル方向に光ビームのスポット径を変形することで、この特殊信号を読みとることが可能となる。
【０１０９】
次に、第１乃至第３の回折領域６４ａ，６４ｂ，６４ｃの構成について説明する。第１乃至第３の回折領域６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、ホログラムが形成され、このホログラムの形状は、所定の段数の段部を有する階段状とされている。すなわち、第１乃至第３の回折領域６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、上述の図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて説明した第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂと同様に、所定のステップ数ｎ（ｎは、２以上の整数とする）の階段状とされており、第１乃至第（ｎ−１）の段部を有する階段状のホログラムが形成され、さらに換言すると、第１乃至第ｎの回折面を有する階段状のホログラムが形成されている。尚、第１乃至第３の回折領域６４ａ，６４ｂ，６４ｃにおいて、それぞれのステップ数は同じでもよく、違うステップ数を用いてもよい。
【０１１０】
また、第１乃至第３の回折領域６４ａ，６４ｂ，６４ｃは、上述の図４（ｃ）を用いて説明した第１及び第２の回折領域３４ａ，３４ｂと同様に、基材に対して屈折率の周波数特性が異なる接合部材が接合されることにより形成してもよい。このような接合部材が接合された場合は、この回折面に形成された階段状のステップ数と、基材及び接合部材の屈折率特性とを変化させることにより、さらに、波長に対応して透過させたり、回折させたりする自由度を増加させることができる。
【０１１１】
第１の回折領域６４ａは、例えば、基材の屈折率が第２の波長（６５５ｎｍ）の光ビームに対して１．５とされ、各段部の深さの合計であるトータル溝深さが１．５５μｍ程度とされた場合には、第１及び第３の波長の光ビームを９９％以上透過させ、第２の波長の光ビームを一部回折するとともに、約７０％程度を透過させることができる。
【０１１２】
また、光ピックアップ６０において、対物レンズ３３の入射側には、対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限手段として開口フィルタ４０が設けられている。この開口フィルタ４０は、波長により開口径が変化する波長依存性を有するものであり、第１の波長に対して０．８５であり、第２の波長に対して０．６０であり、第３の波長に対して０．４５となるようにされている。
【０１１３】
次に、この光ピックアップ６０における、第１及び第２の光源部３１，３２から出射された光ビームの光路について説明する。まず、第１の光ディスク１１に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【０１１４】
光ディスク２の種類が第１の光ディスク１１であることを判別したディスク種類判別部２２は、第１の光源部３１の第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射させる。
【０１１５】
第１の光源部３１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームは、図７及び図８に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを透過されて、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【０１１６】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第１の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子６４に入射される。
【０１１７】
回折光学素子６４に入射された第１の波長の光ビームは、入射側に設けられた第１の回折領域６４ａ及び第２の回折領域６４ｂ、並びに、出射側に設けられた第３の回折領域６４ｃを透過して、開口フィルタ４０により開口数を０．８５とされ、対物レンズ３３により、第１の光ディスク１１の信号記録面１１ａに適切に集光される。
【０１１８】
第１の光ディスク１１に集光された光ビームは、信号記録面１１ａで反射し、対物レンズ３３、回折光学素子６４を透過して、第１のビームスプリッタ３８により反射されて光検出器３５側に出射される。第１のビームスプリッタ３８により光路分岐された第１の波長の光ビームは、光学素子４１により光検出器３５の受光面に集束されて検出される。
【０１１９】
次に、第２の光ディスク１２に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【０１２０】
光ディスク２の種類が第２の光ディスク１２であることを判別したディスク種類判別部２２は、第２の光源部３２の第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射させる。
【０１２１】
第２の光源部３２の第２の出射部から出射された第２の波長の光ビームは、図７及び図８に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを反射されて、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【０１２２】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第２の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子６４に入射される。
【０１２３】
回折光学素子６４に入射された第２の波長の光ビームは、入射側に設けられた第１の回折領域６４ａに光量調整されるとともに、第２の回折領域６４ｂを透過し、出射側に設けられた第３の回折領域６４ｃにより発散角を調整されて、対物レンズ３３側に出射される。ここで、第１の回折領域６４ａは、通過する第２の波長の光ビームの一部を回折するとともに、残りの７０％程度の光ビームは透過させることで、光量調整を行う。
【０１２４】
回折光学素子６４を出射された第２の波長の光ビームは、開口フィルタ４０により開口数を０．６とされ、対物レンズ３３により、第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａに適切に集光される。ここで、信号記録面１２ａに集光された第２の波長の光ビームは、上述の第１の回折領域６４ａを通過した部分の一部が回折されることにより、光量が調整されてスポット径が拡大される。
【０１２５】
第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａで反射された光ビームの復路側の光路は、上述の第１の波長の光ビームと、同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【０１２６】
次に、第３の光ディスク１３に対して情報の読み取り又は書き込みを行う際の光路について説明する。
【０１２７】
光ディスク３の種類が第３の光ディスク１３であることを判別したディスク種類判別部２２は、第２の光源部３２の第３の出射部から第３の波長の光ビームを出射させる。
【０１２８】
第２の光源部３２の第３の出射部から出射された第３の波長の光ビームは、図７及び図８に示すように、第２のビームスプリッタ３９のミラー面３９ａを反射されて、カップリングレンズ３６により略平行光とされ、収差補正手段３７により光ディスクの信号記録面で発生する収差を補正されて第１のビームスプリッタ３８に入射される。
【０１２９】
第１のビームスプリッタ３８に入射された第３の波長の光ビームは、ミラー面３８ａを透過して、回折光学素子６４に入射される。
【０１３０】
回折光学素子６４に入射された第３の波長の光ビームは、入射側に設けられた第１の回折領域６４ａを透過するとともに、第２の回折領域６４ｂにより発散角を調整され、出射側に設けられた第３の回折領域６４ｃを透過して、対物レンズ３３側に出射される。ここで、第１の回折領域６４ａを透過した第３の波長の光ビームは、後述する開口フィルタ４０により開口制限される際に遮光されるので、後の工程には影響を与えない。
【０１３１】
回折光学素子６４を出射された第３の波長の光ビームは、開口フィルタ４０により開口数を０．４５とされ、対物レンズ３３により、第３の光ディスク１３の信号記録面１３ａに適切に集光される。
【０１３２】
第３の光ディスク１３の信号記録面１３ａで反射された光ビームの復路側の光路は、上述の第１の波長の光ビームと、同様の光路であるので、以下説明は省略する。
【０１３３】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、共通の回折光学素子６４によって、異なる波長である第１乃至第３の波長の光ビームに対してそれぞれ最適な発散角で対物レンズ３３に入射させることができ、異なるフォーマットとされた光ディスクの互換を実現することができる。また、本発明を適用した光ピックアップ６０は、所定の波長の光ビームのスポット外周部に対応した部分の一部を回折することで光量を調整するとともに、スポット径を拡大することを可能とする。
【０１３４】
尚、光ピックアップ６０において、第１乃至第３の出射部は、第１の光源部３１又は第２の光源部３２に配置するように構成したが、これに限られるものではなく、例えば上述の光ピックアップ５０における光源部５１と同様に、１の光源部に第１乃至第３の出射部を配置するように構成し、この光源部から出射される異なる３波長の光ビームに対し、共通の回折光学素子によって、それぞれ最適な発散角で対物レンズに入射させて異なるフォーマット間の互換を実現しても良い。
【０１３５】
本発明を適用した光ピックアップ６０は、選択的に所定の波長の光ビームのスポット径を拡大させることで、例えば、隣接するトラックの中間付近に設けられた暗号信号等の特殊信号を読みとることを可能とし、フォーマットに最適なスポット径を、光学部品を追加することなく、制御することができる。
【０１３６】
上述した光ピックアップ６０を備えた光ディスク装置１は、共通の回折光学素子６４によって、選択的に所定の波長の光ビームのスポット径を拡大させることで、例えば、隣接するトラックの中間付近に設けられた暗号信号等の特殊信号を読みとることを可能とし、フォーマットに最適なスポット径を光学部品を追加することなく、制御することができ、多種多様なフォーマットとされた光ディスクに対して良好な信号の読み取り及び書き込みを可能として複数種類の光ディスクに対する互換を実現するとともに、構成の簡素化、組立工程の簡素化、装置の小型化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】本発明を適用した記録再生装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップの光学系を説明する構成図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップを構成する回折光学素子の構成を説明する断面図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップを構成する回折光学素子のホログラムの構成を説明するものであり、（ａ）は、ステップ数をｎとしたホログラムの断面図であり、（ｂ）は、ステップ数を５としたホログラムの断面図であり、（ｃ）は、回折領域に接合部材が接合された状態のホログラムの断面図である。
【図５】回折光学素子の第１及び第２の回折領域のホログラム部における、位相深さの変化に伴う通過する各波長の光ビームの各回折次数の回折光の強度を示す図である。
【図６】本発明を適用した光ピックアップの光学系の他の例を説明する構成図である。
【図７】本発明を適用した光ピックアップの光学系の更に他の例を説明する構成図である。
【図８】図７に示す光ピックアップを構成する回折光学素子の構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
【０１３８】
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、  ９  サーボ制御回路、２２  ディスク種類判別部、  ３１  第１の光源部、  ３２  第２の光源部、  ３３  対物レンズ、  ３４  回折光学素子、  ３５  光検出器、  ３６  カップリングレンズ、  ３７  収差補正手段、  ３８  第１のビームスプリッタ、  ３９  第２のビームスプリッタ、  ４１  光学素子  
【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】
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【図８】
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