(57)【要約】【課題】  ２波長以上のレーザ光を使用し複数の規格の光学記録媒体に対する記録再生を行う光ピックアップ装置において、製造を困難化せずに、トラッキングエラー検出のためにレーザ光を分割する回折格子を複数の規格の光学記録媒体について共用し、安定したトラッキングサーボ動作を行う。【解決手段】  第１、第２の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチＴａ，Ｔｂ、第１、第２の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長λａ，λｂ、第１、第２の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離ｆａ，ｆｂの間に所定の関係を成立させ、各規格の光学記録媒体につき、各サブビームが光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度を一致させ、各規格の光学記録媒体について１つの回折格子を同一の状態において共用し、トラッキングエラー検出方式として、ディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法を使用する。【選択図】  図１
2006202456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の異なる波長のレーザ光を発する光源と、この光源から発せられた各レーザ光を平行光束にするコリメータレンズと、このコリメータレンズから出射する前記平行光束となされたレーザ光をメインビーム及び２つのサブビームの３ビームに分割する回折格子と、光学記録媒体に対して前記各レーザ光を集光させる対物レンズとを備え、記録トラックのトラックピッチが異なる複数の規格の光学記録媒体について、それぞれに対応する異なる波長のレーザ光を用いて、情報信号の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置において、
第１の規格の光学記録媒体及び第２の規格の光学記録媒体において、トラッキングエラー検出方式として、ディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法のいずれかの同一の方式を使用し、第１の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴａ、第２の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλａ、第２の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆａ、第２の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆｂとしたとき、
ｆｂ／ｆａ＝（λａ×Ｔｂ）／（λｂ×Ｔａ）
という関係が成り立っており、かつ、それぞれの規格の光学記録媒体について、１つの前記回折格子が同一の状態において共用され、前記各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が一致していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
２以上の異なる波長のレーザ光を発する光源と、この光源から発せられた各レーザ光を平行光束にするコリメータレンズと、このコリメータレンズから出射する前記平行光束となされたレーザ光をメインビーム及び２つのサブビームの３ビームに分割する回折格子と、光学記録媒体に対して前記各レーザ光を集光させる対物レンズとを備え、記録トラックのトラックピッチが異なる複数の規格の光学記録媒体について、それぞれに対応する異なる波長のレーザ光を用いて、情報信号の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置において、
第１の規格の光学記録媒体におけるトラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法を使用し、第２の規格の光学記録媒体におけるトラッキングエラー検出方式として３ビーム法を使用し、第１の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴａ、第２の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλａ、第２の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆａ、第２の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆｂとしたとき、
ｆｂ／ｆａ＝（λａ×Ｔｂ）／（２×λｂ×Ｔａ）
という関係が成り立っており、かつ、それぞれの規格の光学記録媒体について、１つの前記回折格子が同一の状態において共用され、前記各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が一致していることを特徴とする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、異なる複数の規格の光学記録媒体に対する記録、消去、または、再生を行うために、異なる２波長以上のレーザ光を使用する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、円盤状の光ディスクやカード状の光カードなどの光学記録媒体が使用されている。これら光学記録媒体においては、透明基板上に形成された信号記録層に、映像情報、音声情報、コンピュータデータなどの種々の情報信号が、この信号記録層に螺旋状に形成された記録トラックに沿って記録される。そして、信号記録層に記録された情報信号は、光ピックアップ装置を用いて、信号記録層に光束を集光して照射することによって、記録トラックに沿って再生される。
【０００３】
この光学記録媒体は、極めて高密度に情報信号の記録を行うことができるとともに、高速で所望の情報信号を選択して再生することができるため、近年、種々の分野において多用されている。
【０００４】
このような光学記録媒体としては、種々の規格のものが提案されており、例えば、光ディスクとしては、「ＣＤ」（Compact Disc：商標名）や「ＤＶＤ」（Digital Versatile Disc：商標名）などが既に一般的に使用されている。「ＣＤ」においては、波長が７８０ｎｍ前後のレーザ光を、開口数（ＮＡ）が０．４５程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「ＣＤ」においては、レーザ光は、略１．２ｍｍの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。
【０００５】
また、「ＤＶＤ」においては、波長が６５０ｎｍ前後のレーザ光を、開口数（ＮＡ）が０．６程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「ＤＶＤ」においては、レーザ光は、略０．６ｍｍの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「ＤＶＤ」における情報信号の記録密度は、「ＣＤ」の６倍乃至８倍程度であり、ディスク基板の直径を「ＣＤ」に等しく１２ｃｍとした場合には、片面単層の信号記録層あたり４．７ＧＢ（ギガバイト）程度の記録容量となる。
【０００６】
そして、これら「ＣＤ」や「ＤＶＤ」よりも高密度の情報信号の記録が行えるものとして、「Blu-ray Disc」（商標名）や「ＨＤ−ＤＶＤ」（High Definition ＤＶＤ）が提案されている。「Blu-ray Disc」においては、波長が４０５ｎｍ程度のレーザ光を、開口数（ＮＡ）が０．８５程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「Blu-ray Disc」においては、レーザ光は、単層の場合、略０．１ｍｍの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「Blu-ray Disc」における情報信号の記録容量は、ディスク基板の直径を１２ｃｍとした場合には、片面単層の信号記録層あたり２５ＧＢ（ギガバイト）程度である。
【０００７】
また、「ＨＤ−ＤＶＤ」においては、波長が４０５ｎｍ程度のレーザ光を、開口数（ＮＡ）が０．６５程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「ＨＤ−ＤＶＤ」においては、レーザ光は、略０．６ｍｍの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「ＨＤ−ＤＶＤ」における情報信号の記録容量は、ディスク基板の直径を１２ｃｍとした場合には、片面単層の信号記録層あたり１５ＧＢ（ギガバイト）程度である。
【０００８】
ところで、従来の光ピックアップ装置における光学系としては、図５に示すように、第１の規格の光学記録媒体に用いる第１の波長のレーザ光を発する第１の光源１０１と、第２の規格の光学記録媒体に用いる第２の波長のレーザ光を発する第２の光源１０２とを、それぞれ別体の缶型半導体レーザとして備えているものが提案されている。
【０００９】
この光ピックアップ装置においては、第１の光源１０１から発せられた第１の波長のレーザ光は、第１のコリメータレンズ１０３により平行光束となされ、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法（ＤＰＰ法）、または、３ビーム法を使用するため、第１の回折格子１０４により、メインビーム及び２本のサブビームの３ビームに分割され、特定の波長の光を反射するダイクロイックプリズム１０５において反射される。
【００１０】
一方、第２の光源１０２から発せられた第２の波長のレーザ光は、第２のコリメータレンズ１０６により平行光束となされ、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法（ＤＰＰ法）、または、３ビーム法を使用するため、第２の回折格子１０７により３ビームに分割され、ダイクロイックプリズム１０５を透過する。
【００１１】
ダイクロイックプリズム１０５から出射された第１及び第２のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０８の偏光膜に対してＰ偏光となっているため、この偏光ビームスプリッタ１０８を透過し、四分の一波長（λ／４）板１０９を透過して円偏光となされ、対物レンズ１１０に入射し、この対物レンズ１１０により光ディスク１１１上に集光される。
【００１２】
光ディスク１１１により反射されたレーザ光は、再び対物レンズ１１０及び四分の一波長板１０９を透過して、偏光方向が往路光に対して９０°回転された直線偏光となって、偏光ビームスプリッタ１０８に入射する。このレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０８において、偏光膜に対してＳ偏光となっているため、この偏光膜によって反射され、偏光ビームスプリッタ１０８から出射される。このレーザ光は、検出レンズ１１２を経て集光され、フォーカシング方式として非点収差法を使用するためのシリンドリカルレンズ１１３を透過して、光検出器１１４によって受光される。
【００１３】
このような光ピックアップ装置においては、前述したように、トラッキングエラー検出方式として、３ビーム法、または、３ビーム法の発展型であるディファレンシャルプッシュプル法を使用するために、回折格子を使用して、レーザ光を３ビームに分割している。そして、異なる規格の光学記録媒体に対応するためには、それぞれの規格の光学記録媒体に対応して、各サブビームが光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度、または、これらビームスポット間の距離を変えなければならない。そのため、このような光ピックアップ装置においては、対応する光学記録媒体の規格の数に応じた数の回折格子を備えている必要がある。
【００１４】
なお、特許文献１には、このような２波長のレーザ光を用いる光ピックアップ装置において、異なる波長のレーザ光から３ビームを生成する場合に、１つの回折格子を用いる技術が記載されている。この技術においては、各サブビームが形成するビームスポットの位置を、３ビーム法やディファレンシャルプッシュプル法における本来の位置ではなく、複数の記録トラックを跨いだ位置とすることにより、異なる規格の光学記録媒体について、１つの回折格子を用いるようにしている。
【００１５】
また、特許文献２にも、このような２波長のレーザ光を用いる光ピックアップ装置において、異なる波長のレーザ光から３ビームを生成する場合に、１つの回折格子を用いる技術が記載されている。この技術においては、レーザ光の波長によって発光点から回折格子までの距離を異ならせることにより、異なる規格の光学記録媒体について、１つの回折格子を用いるようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１９６８６０公報
【特許文献２】特開２００３−３１７２８０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前述した従来の光ピックアップ装置においては、異なる規格の光学記録媒体に対応するため、対応する光学記録媒体の規格の数に応じた数の回折格子を備えている必要があり、部品点数が増加し、装置構成の小型化、製造コストの低廉化が困難であるという問題がある。
【００１７】
また、特許文献１に記載の技術においては、各サブビームが形成するビームスポットの位置が、３ビーム法やディファレンシャルプッシュプル法における本来の位置ではなく、複数の記録トラックを跨いだ位置となるので、トラッキングサーボの動作が不安定となるなどの問題がある。
【００１８】
また、特許文献２に記載の技術においては、発光点から回折格子までの距離を異ならせることにより、レーザ光の波長によって、各サブビームが形成するビームスポット間の距離を異ならせるため、この回折格子は、レーザ光が発散光束となっている光路上に配置する必要がある。そのため、回折格子を配置する位置を光軸方向について高精度に管理しなければならず、光ピックアップ装置の製造が困難となる。また、この光ピックアップ装置においては、波長によって発光点の位置を異ならせなければならないため、光源となる半導体レーザの製造が困難となる。
【００１９】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、異なる複数の規格の光学記録媒体に対する記録、消去、または、再生を行うために、異なる２波長以上のレーザ光を使用する光ピックアップ装置において、トラッキングエラー検出方式として、３ビーム法、または、ディファレンシャルプッシュプル法を使用するためにレーザ光を３ビームに分割する回折格子を複数用いることなく複数の規格の光学記録媒体に対応できるようにし、また、各トラッキングエラー検出方式によるトラッキングサーボ動作を安定して行えるようにし、さらに、回折格子を配置する位置の管理の困難化及び光源となる半導体レーザの製造の困難化を招来することのない光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、以下のいずれかの構成を有するものである。
【００２１】
〔構成１〕
２以上の異なる波長のレーザ光を発する光源と、この光源から発せられた各レーザ光を平行光束にするコリメータレンズと、このコリメータレンズから出射する平行光束となされたレーザ光をメインビーム及び２つのサブビームの３ビームに分割する回折格子と、光学記録媒体に対して各レーザ光を集光させる対物レンズとを備え、記録トラックのトラックピッチが異なる複数の規格の光学記録媒体について、それぞれに対応する異なる波長のレーザ光を用いて、情報信号の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置において、第１の規格の光学記録媒体及び第２の規格の光学記録媒体において、トラッキングエラー検出方式として、ディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法のいずれかの同一の方式を使用し、第１の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴａ、第２の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλａ、第２の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆａ、第２の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆｂとしたとき、
ｆｂ／ｆａ＝（λａ×Ｔｂ）／（λｂ×Ｔａ）
という関係が成り立っており、かつ、それぞれの規格の光学記録媒体について、１つの回折格子が同一の状態において共用され、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が一致していることを特徴とするものである。
【００２２】
この光ピックアップ装置においては、各規格の光学記録媒体におけるトラックピッチＴａ，Ｔｂ、各規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長λａ，λｂ、各規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離ｆａ，ｆｂについて前述の関係が成立していることにより、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が各規格の光学記録媒体について一致し、各規格の光学記録媒体について１つの回折格子を同一の状態において共用することができる。そして、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットは、各トラッキングエラー検出方式における本来の位置に形成されるので、トラッキングサーボ動作を安定して行うことができる。さらに、回折格子が平行光束となされたレーザ光の光路上に配置されるので、回折格子を配置する位置の管理の困難化及び光源となる半導体レーザの製造の困難化を招来することがない。
【００２３】
〔構成２〕
２以上の異なる波長のレーザ光を発する光源と、この光源から発せられた各レーザ光を平行光束にするコリメータレンズと、このコリメータレンズから出射する平行光束となされたレーザ光をメインビーム及び２つのサブビームの３ビームに分割する回折格子と、光学記録媒体に対して各レーザ光を集光させる対物レンズとを備え、記録トラックのトラックピッチが異なる複数の規格の光学記録媒体について、それぞれに対応する異なる波長のレーザ光を用いて、情報信号の記録、または、再生を行う光ピックアップ装置において、第１の規格の光学記録媒体におけるトラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法を使用し、第２の規格の光学記録媒体におけるトラッキングエラー検出方式として３ビーム法を使用し、第１の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴａ、第２の規格の光学記録媒体におけるトラックピッチをＴｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλａ、第２の規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長をλｂ、第１の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆａ、第２の規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離をｆｂとしたとき、
ｆｂ／ｆａ＝（λａ×Ｔｂ）／（２×λｂ×Ｔａ）
という関係が成り立っており、かつ、それぞれの規格の光学記録媒体について、１つの回折格子が同一の状態において共用され、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が一致していることを特徴とするものである。
【００２４】
この光ピックアップ装置においては、各規格の光学記録媒体におけるトラックピッチＴａ，Ｔｂ、各規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長λａ，λｂ、各規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離ｆａ，ｆｂについて前述の関係が成立していることにより、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が各規格の光学記録媒体について一致し、各規格の光学記録媒体について１つの回折格子を同一の状態において共用することができる。そして、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットは、各トラッキングエラー検出方式における本来の位置に形成されるので、トラッキングサーボ動作を安定して行うことができる。さらに、回折格子が平行光束となされたレーザ光の光路上に配置されるので、回折格子を配置する位置の管理の困難化及び光源となる半導体レーザの製造の困難化を招来することがない。
【００２５】
なお、本発明は、前述したように、対物レンズの焦点距離を適切に設定することによって、回折格子を複数用いることなく複数の規格の光学記録媒体に対応できるようにしたものであり、前述の特許文献１及び特許文献２に記載の技術とは異なるものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明においては、異なる複数の規格の光学記録媒体に対する記録、消去、または、再生を行うために、異なる２波長以上のレーザ光を使用し、トラッキングエラー検出のために回折格子によりレーザ光を３ビームに分割している光ピックアップ装置において、各規格の光学記録媒体におけるトラックピッチＴａ，Ｔｂ、各規格の光学記録媒体に用いるレーザ光の波長λａ，λｂ、各規格の光学記録媒体に用いる対物レンズの焦点距離ｆａ，ｆｂについて所定の関係が成立していることにより、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度が各規格の光学記録媒体について一致し、各規格の光学記録媒体について１つの回折格子を同一の状態において共用することができる。
【００２７】
そして、この光ピックアップ装置においては、各サブビームが各光学記録媒体上に形成するビームスポットは、各トラッキングエラー検出方式における本来の位置に形成されるので、トラッキングサーボ動作を安定して行うことができる。
【００２８】
さらに、この光ピックアップ装置においては、回折格子が平行光束となされたレーザ光の光路上に配置されるので、回折格子を配置する位置の管理の困難化及び光源となる半導体レーザの製造の困難化を招来することがない。
【００２９】
すなわち、本発明は、異なる複数の規格の光学記録媒体に対する記録、消去、または、再生を行うために、異なる２波長以上のレーザ光を使用する光ピックアップ装置において、トラッキングエラー検出方式として、３ビーム法、または、ディファレンシャルプッシュプル法を使用するためにレーザ光を３ビームに分割する回折格子を複数用いることなく複数の規格の光学記録媒体に対応できるようにし、また、各トラッキングエラー検出方式によるトラッキングサーボ動作を安定して行えるようにし、さらに、回折格子を配置する位置の管理の困難化及び光源となる半導体レーザの製造の困難化を招来することのない光ピックアップ装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の最良の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。この実施の形態は、本発明に係る光ピックアップ装置を、光学記録媒体として円盤状の光ディスクを用いるものとして構成したものである。ただし、本発明に係る光ピックアップ装置は、対象とする光学記録媒体としては、光ディスクに限定されることなく、例えば、カード状の光学記録媒体として構成されたものを用いるものとすることができる。
【００３１】
〔第１の実施の形態における構成〕
図１は、本発明に係る光ピックアップ装置の第１の実施の形態における光学系の構成を示す側面図である。
【００３２】
この光ピックアップ装置は、図１に示すように、光ディスク駆動装置内において、光学記録媒体となる光ディスク１１１の主面部に平行に、この光ディスク１１１の径方向に移動操作可能に設置される。この光ディスク駆動装置においては、第１及び第２の規格の光学記録媒体である第１及び第２の光ディスクのうちのいずれもを選択的に使用することができる。
【００３３】
第１の光ディスクは、例えば、「Blu-ray Disc」規格に基づく「Blu-ray Disc」や、あるいは、「ＨＤ−ＤＶＤ」規格に基づく「ＨＤ−ＤＶＤ」である。「Blu-ray Disc」は、０．０５ｍｍ乃至０．１５ｍｍ程度の薄い透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長４０５ｎｍ程度のレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。なお、この「Blu-ray Disc」は、補強板が貼合せられることにより、ディスク全体の厚さは、例えば、１．２ｍｍ程度となされる。「ＨＤ−ＤＶＤ」は、０．５５ｍｍ乃至０．６５ｍｍ程度の透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長４０５ｎｍ程度のレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。この「ＨＤ−ＤＶＤ」も、補強板が貼合せられることにより、ディスク全体の厚さは、例えば、１．２ｍｍ程度となされる。
【００３４】
第２の光ディスクは、例えば、「ＤＶＤ」規格に基づく「ＤＶＤ」や、あるいは、「ＣＤ」規格に基づく「ＣＤ」である。「ＤＶＤ」は、０．５５ｍｍ乃至０．６５ｍｍ程度の透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長６５０ｎｍのレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。この「ＤＶＤ」は、補強板が貼合せられることにより、ディスク全体の厚さは、例えば、１．２ｍｍ程度となされる。「ＣＤ」は、１．２ｍｍ程度の透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長７８０ｎｍのレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。
【００３５】
光ディスク駆動装置内においては、第１の光ディスク及び第２の光ディスクは、図示しないスピンドルモータの軸に固着されたターンテーブル上に選択的に装着される。これら第１の光ディスク及び第２の光ディスクは、スピンドルモータが駆動されることにより、ターンテーブルとともに回転操作される。
【００３６】
そして、本発明に係る光ピックアップ装置は、第１の光ディスクに対応する第１の波長である波長４０５ｎｍ程度及び第２の光ディスクに対応する第２の波長である波長６５０ｎｍ（または、７８０ｎｍ）のレーザ光Ｌを出射するレーザ光源として、半導体レーザ１を備えている。この実施の形態では、半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｌの基準波長は、例えば、４０５ｎｍ及び６５０ｎｍとなされている。この半導体レーザ１から出射されるレーザ光Ｌは、直線偏光の発散光である。この実施の形態における半導体レーザ１は、１つの缶型容器に異なる波長のレーザ光を発する２個の半導体レーザチップを内蔵した半導体レーザ素子である。
【００３７】
半導体レーザ１から出射されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ２に入射し、このコリメータレンズ２により、平行光束となされる。平行光束となされたレーザ光Ｌは、回折格子３を透過して、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法を使用するため、メインビーム及び２本のサブビームの３本以上の光束に分割される。この回折格子３は、第１の波長のレーザ光及び第２の波長のレーザ光について、同一の状態において共用されている。
【００３８】
そして、これらレーザ光Ｌは、偏光ビームスプリッタ４に入射する。このレーザ光Ｌは、偏光ビームスプリッタ４の偏光選択性誘電体多層膜４ａに対してＰ偏光状態で入射し、この偏光選択性誘電体多層膜４ａを透過して、偏光ビームスプリッタ４から出射される。
【００３９】
偏光ビームスプリッタ４から出射されたレーザ光Ｌは、位相板５に入射される。この位相板５は、レーザ光Ｌを円偏光として透過させる。この位相板５としては、レーザ光Ｌが透過するときにこのレーザ光Ｌに〔λ／４〕（四分の一波長）の位相差を与えるいわゆる四分の一波長板を使用することができる。
【００４０】
位相板５を透過したレーザ光Ｌは、対物レンズ６に入射される。この対物レンズ６は、第１の光ディスクを用いる場合には、レーザ光Ｌを集光させ、第１の光ディスクの透明基板を透して、この第１の光ディスクの信号記録層上に照射する。また、この対物レンズ６は、第２の光ディスクを用いる場合には、レーザ光Ｌを集光させ、第２の光ディスクの透明基板を透して、この第２の光ディスク信号記録層上に照射する。
【００４１】
この対物レンズ６は、図示しないレンズホルダによって保持され、複数本のサスペンションワイヤを介して、対物レンズ６の光軸方向（フォーカス方向）及びこの光軸に直交する光ディスクの径方向（トラッキング方向）に移動可能に支持されている。そして、この対物レンズ６は、電磁的駆動機構（アクチュエータ）により、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動操作されるようになっている。
【００４２】
この光ピックアップ装置においては、対物レンズ６により集光されたレーザ光Ｌによって、第１の光ディスクの信号記録層、または、第２の光ディスクの信号記録層への情報信号の記録、消去、または、再生が行われる。
【００４３】
信号記録層において反射されたレーザ光Ｌ（反射光）は、往路光と反対回りの円偏光となって対物レンズ６に再入射し、この対物レンズ６により平行光束となされ、位相板５を透過することにより、往路光と偏光方向が直交する直線偏光（Ｓ偏光）となる。
【００４４】
この反射光は、偏光ビームスプリッタ４に戻る。この反射光は、往路光に対して偏光方向が直交した直線偏光（Ｓ偏光）であるので、この偏光ビームスプリッタ４において偏光選択性誘電体多層膜４ａによって反射されて出射し、検出レンズ７により収束光束となされ、シリンドリカルレンズ８により非点収差を付与されて、光検出器９に受光される。そして、光検出器９の検出出力より、第１の光ディスクの信号記録層、または、第２の光ディスクの信号記録層から読み出された情報に基づくトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、メインデータ信号が生成される。
【００４５】
〔第２の実施の形態における構成〕
図２は、本発明に係る光ピックアップ装置の第２の実施の形態における光学系の構成を示す側面図である。
【００４６】
この光ピックアップ装置は、図２に示すように、光ディスク駆動装置内において、光学記録媒体となる光ディスク１１１の主面部に平行に、この光ディスク１１１の径方向に移動操作可能に設置される。この光ディスク駆動装置においては、前述の第１の実施の形態と同様に、第１及び第２の規格の光学記録媒体である第１及び第２の光ディスクのうちのいずれもを選択的に使用することができる。
【００４７】
この光ピックアップ装置は、第１の光ディスクに対応する第１の波長である波長４０５ｎｍ程度及び第２の光ディスクに対応する第２の波長である波長６５０ｎｍ（または、７８０ｎｍ）のレーザ光Ｌ１，Ｌ２を出射するレーザ光源として、第１及び第２の半導体レーザ１ａ，１ｂを備えている。この実施の形態では、第１の半導体レーザ１ａから出射されるレーザ光Ｌ１の基準波長は、例えば、４０５ｎｍとなされている。また、第２の半導体レーザ１ｂから出射されるレーザ光Ｌ２の基準波長は、例えば、６５０ｎｍとなされている。これら半導体レーザ１ａ，１ｂから出射されるレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、直線偏光の発散光である。この実施の形態における半導体レーザ１ａ，１ｂは、それぞれ、１つの缶型容器に１個の半導体レーザチップを内蔵した半導体レーザ素子である。すなわち、これら半導体レーザ１ａ，１ｂは、互いに別体の缶型容器を有して構成されている。
【００４８】
第１の半導体レーザ１ａから出射された第１の波長のレーザ光Ｌ１は、第１のコリメータレンズ２ａに入射し、この第１のコリメータレンズ２ａにより、平行光束となされる。平行光束となされたレーザ光Ｌ１は、ダイクロイックプリズム１０に入射し、このダイクロイックプリズム１０のダイクロイック膜１０ａにより波長選択されて反射され、ダイクロイックプリズム１０から出射される。そして、このレーザ光Ｌ１は、回折格子３を透過して、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法を使用するため、メインビーム及び２本のサブビームの３本以上の光束に分割される。
【００４９】
一方、第２の半導体レーザ１ｂから出射された第２の波長のレーザ光Ｌ２は、第２のコリメータレンズ２ｂに入射し、この第２のコリメータレンズ２ｂにより、平行光束となされる。平行光束となされたレーザ光Ｌ２は、ダイクロイックプリズム１０に入射し、このダイクロイックプリズム１０のダイクロイック膜１０ａを透過し、ダイクロイックプリズム１０から出射される。そして、このレーザ光Ｌ２は、回折格子３を透過して、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法、または、３ビーム法を使用するため、メインビーム及び２本のサブビームの３本以上の光束に分割される。
【００５０】
この回折格子３は、第１の波長のレーザ光Ｌ１及び第２の波長のレーザ光Ｌ２について、同一の状態において共用されている。
【００５１】
そして、これらレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、偏光ビームスプリッタ４に入射する。このレーザ光Ｌは、偏光ビームスプリッタ４の偏光選択性誘電体多層膜４ａに対してＰ偏光状態で入射し、この偏光選択性誘電体多層膜４ａを透過して、偏光ビームスプリッタ４から出射される。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ４から出射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、位相板５に入射される。この位相板５は、レーザ光Ｌ１，Ｌ２を円偏光として透過させる。この位相板５としては、四分の一波長板を使用することができる。
【００５３】
位相板５を透過したレーザ光Ｌ１，Ｌ２は、対物レンズ６に入射される。この対物レンズ６は、第１の光ディスクを用いる場合には、レーザ光Ｌ１を集光させ、第１の光ディスクの透明基板を透して、この第１の光ディスクの信号記録層上に照射する。また、この対物レンズ６は、第２の光ディスクを用いる場合には、レーザ光Ｌ２を集光させ、第２の光ディスクの透明基板を透して、この第２の光ディスク信号記録層上に照射する。この対物レンズ６は、電磁的駆動機構（アクチュエータ）により、フォーカス方向及びトラッキング方向に移動操作されるようになっている。
【００５４】
この光ピックアップ装置においては、対物レンズ６により集光されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２によって、第１の光ディスクの信号記録層、または、第２の光ディスクの信号記録層への情報信号の記録、消去、または、再生が行われる。
【００５５】
信号記録層において反射されたレーザ光Ｌ１，Ｌ２（反射光）は、往路光と反対回りの円偏光となって対物レンズ６に再入射し、この対物レンズ６により平行光束となされ、位相板５を透過することにより、往路光と偏光方向が直交する直線偏光（Ｓ偏光）となる。
【００５６】
この反射光は、偏光ビームスプリッタ４に戻る。この反射光は、往路光に対して偏光方向が直交した直線偏光（Ｓ偏光）であるので、この偏光ビームスプリッタ４において偏光選択性誘電体多層膜４ａによって反射されて出射し、検出レンズ７により収束光束となされ、シリンドリカルレンズ８により非点収差を付与されて、光検出器９に受光される。そして、光検出器９の検出出力より、第１の光ディスクの信号記録層、または、第２の光ディスクの信号記録層から読み出された情報に基づくトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、メインデータ信号が生成される。
【００５７】
〔第１及び第２の実施の形態における作用〕
前述の第１及び第２の実施の形態のいずれにおいても、トラッキングエラー検出方式としては、ディファレンシャルプッシュプル法（ＤＰＰ法）、または、３ビーム法を使用しており、回折格子３により、光源からのレーザ光をメインビーム及び２本のサブビームの３本のビームに分割している。そして、いずれの実施の形態においても、第１の波長のレーザ光及び第２の波長のレーザ光のいずれについても、回折格子３は、同一の状態において共用されている。
【００５８】
このように、異なる波長のレーザ光を用いる異なる規格の光ディスクについて、回折格子３を共用するためには、それぞれの規格の光ディスクにおいて、各サブビームが各光ディスク上に形成するビームスポットを結ぶ線が記録トラックに対してなす角度が一致していなければならない。そこで、本発明に係る光ピックアップ装置においては、対物レンズの焦点距離を、各光ディスクに対応して変更するようにしている。
【００５９】
この光ピックアップ装置における対物レンズの焦点距離の定め方について、まず、第１の光ディスク及び第２の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式として、いずれもディファレンシャルプッシュプル法を使用する場合について説明する。
【００６０】
回折格子における回折角θと、回折格子のピッチＧと、レーザ光の波長λとの間には、以下の（式１）に示す関係がある。
【００６１】
θ＝asin（λ／Ｇ）                    ・・・・（式１）
また、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポットからサブビームが形成するビームスポットまでの間隔Ｄと、回折角θと、対物レンズの焦点距離ｆとの間には、以下の（式２）に示す関係がある。
【００６２】
Ｄ＝ｆ・tanθ                        ・・・・（式２）
図３は、ディファレンシャルプッシュプル法において、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポット及びサブビームが形成するビームスポットの位置関係を示す平面図である。
【００６３】
ディファレンシャルプッシュプル法では、図３に示すように、回折格子の回転角αと、トラックピッチＴと、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポットからサブビームが形成するビームスポットまでの間隔Ｄとの間には、以下の（式３）に示す関係がある。
【００６４】
α＝asin（Ｔ／（２・Ｄ））            ・・・・（式３）
ここで、第１の波長のレーザ光を用いる場合と第２の波長のレーザ光を用いる場合とで、回折格子の回転角αが等しくなる条件は、（式３）より、第１の波長を用いる場合のトラックピッチをＴａ、第２の波長を用いる場合のトラックピッチをＴｂ、第１の波長を用いる場合のビームスポット間隔をＤａ、第２の波長を用いる場合のビームスポット間隔をＤｂとすると、以下の（式４）に示す条件となる。
【００６５】
Ｔａ／Ｄａ＝Ｔｂ／Ｄｂ                ・・・・（式４）
（式２）を（式４）に代入すると、以下の（式５）が得られる。
【００６６】
Ｔａ／（ｆａ・tanθａ）＝Ｔｂ／（ｆｂ・tanθｂ）・・・・（式５）
さらに、（式１）より、回折格子の回折角θは微小な値であるので、以下の（式６）に示す近似を用いる。
【００６７】
tanθ＝sinθ                          ・・・・（式６）
すると、（式１）より、以下の（式７）が得られる。
【００６８】
tanθ＝λ／Ｇ                          ・・・・（式７）
（式５）と（式７）とより、以下の（式８）が得られる。
【００６９】
ｆｂ／ｆａ＝（λａ・Ｔｂ）／（λｂ・Ｔａ）・・・・（式８）
すなわち、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａの比が、（式８）に示したの関係を満たすことにより、回折格子の回転角αは、第１の波長を用いる場合と第２の波長を用いる場合とで等しくすることができ、両波長に対して、１つの回折格子を同一の状態において共用して、ディファレンシャルプッシュプル法を成立させることが可能となる。
【００７０】
ここで、一例として、第１の波長が４０５ｎｍ、第２の波長が６５０ｎｍの場合について、両波長に対して１つの回折格子を共用してディファレンシャルプッシュプル法を成立させることが可能な対物レンズの焦点距離を計算すると、以下の〔表１〕に示すようになる。
【表１】
2006202456.tif 000003
【００７１】
次に、第１の光ディスク及び第２の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式として、いずれも３ビーム法を使用する場合について説明する。
【００７２】
図４は、３ビーム法において、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポット及びサブビームが形成するビームスポットの位置関係を示す平面図である。
【００７３】
（式１）及び（式２）は、トラッキングエラー検出方式とは関係がないため、３ビーム法においても成立する。
【００７４】
３ビーム法では、図４に示すように、回折格子の回転角αと、トラックピッチＴと、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポットからサブビームが形成するビームスポットまでの間隔Ｄとの間には、以下の（式９）に示す関係がある。
【００７５】
α＝asin（Ｔ／（４・Ｄ））            ・・・・（式９）
ここで、第１の波長のレーザ光を用いる場合と第２の波長のレーザ光を用いる場合とで、回折格子の回転角αが等しくなる条件は、（式９）より、第１の波長を用いる場合のトラックピッチをＴａ、第２の波長を用いる場合のトラックピッチをＴｂ、第１の波長を用いる場合のビームスポット間隔をＤａ、第２の波長を用いる場合のビームスポット間隔をＤｂとすると、以下の（式１０）に示す条件となる。
【００７６】
Ｔａ／Ｄａ＝Ｔｂ／Ｄｂ                ・・・・（式１０）
すなわち、３ビーム法においても、ディファレンシャルプッシュプル法での（式４）と同様の関係が成り立つ。したがって、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａの関係は、前述の（式８）と同様に、以下の（式１１）に示す関係となる。
【００７７】
ｆｂ／ｆａ＝（λａ・Ｔｂ）／（λｂ・Ｔａ）・・・・（式１１）
すなわち、３ビーム法を用いる場合においても、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａの比が、（式１１）に示したの関係を満たすことにより、回折格子の回転角αは、第１の波長を用いる場合と第２の波長を用いる場合とで等しくすることができ、両波長に対して、１つの回折格子を同一の状態において共用することが可能となる。
【００７８】
ここで、一例として、第１の波長が４０５ｎｍ、第２の波長が６５０ｎｍの場合について、両波長に対して１つの回折格子を共用して３ビーム法を成立させることが可能な対物レンズの焦点距離を計算すると、以下の〔表２〕に示すようになる。
【表２】
2006202456.tif 000004
【００７９】
この〔表２〕に示すように、３ビーム法を用いる場合とディファレンシャルプッシュプル法を用いる場合とでは、トラックピッチＴとビームスポット間隔Ｄとの関係が異なるため、回折格子の回転角αが異なる。しかし、（式８）と（式１１）とは同一の式であるため、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａの関係は、３ビーム法を用いる場合とディファレンシャルプッシュプル法を用いる場合とで同一となる。
【００８０】
次に、第１の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式としてディファレンシャルプッシュプル法を使用し、第２の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式として、３ビーム法を使用する場合について説明する。
【００８１】
この場合には、回折格子の回転角αと、トラックピッチＴと、ビームスポット間隔Ｄとの関係としては、第１の光ディスクにおいては（式３）が適合し、第２の光ディスクにおいては（式９）が適合する。
【００８２】
したがって、（式４）及び（式１０）に対応する式としては、以下の（式１２）となる。
【００８３】
Ｔａ／Ｄａ＝Ｔｂ／（２・Ｄｂ）                ・・・・（式１２）
そして、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａの関係を示す式は、以下の（式１３）となる。
【００８４】
ｆｂ／ｆａ＝（λａ・Ｔｂ）／（２・λｂ・Ｔａ）・・・・（式１３）
また、第１の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式として、３ビーム法を使用し、第２の光ディスクにおいて、トラッキングエラー検出方式として、ディファレンシャルプッシュプル法を使用する場合についても、第１の波長と第２の波長に対する対物レンズの焦点距離ｆｂ，ｆａが、（式１３）に示す関係を満たすことにより、回折格子の回転角αが第１の波長を用いる場合と第２の波長を用いる場合とで等しくなり、両波長に対して、１つの回折格子でディファレンシャルプッシュプル法及び３ビーム法を成立させることが可能となる。
【００８５】
ここで、一例として、第１の波長が６５０ｎｍ、第２の波長が７８０ｎｍの場合について、両波長に対して１つの回折格子を共用して、第１の波長においてディファレンシャルプッシュプル法を成立させ、第２の波長において３ビーム法を成立させることが可能な対物レンズの焦点距離を計算すると、以下の〔表３〕に示すようになる。
【表３】
2006202456.tif 000005
【００８６】
ところで、対物レンズの焦点距離を、使用する波長に応じて変化させる方法としては、対物レンズの表面に回折光学素子を設け、この回折光学素子のピッチを変える方法が考えられる。このようにして、各波長に対応して、対物レンズの焦点距離を任意に設定することが可能となる。すなわち、対物レンズは、対物レンズの表面に回折光学素子を設けることにより、１つの対物レンズで、各波長に対応して焦点距離を変えることができる。
【００８７】
第１の光ディスクを用いる場合と第２の光ディスクを用いる場合とにおいて生ずる対物レンズの焦点距離の差については、第１の光ディスクを用いる場合と第２の光ディスクを用いる場合とで、対物レンズを支持するアクチュエータのフォーカス方向の動作位置を変えることにより解消することができ、両光ディスクにおいて、フォーカス制御を行うことが可能である。
【００８８】
さらに、対物レンズの焦点距離を、使用する波長に応じて切替える方法としては、複数の対物レンズを用意しておき、使用する波長に応じて、対物レンズを切替えることにより、焦点距離を変えるようにしてもよい。すなわち、軸摺動型アクチュエータを使用し、このアクチュエータにより各波長に対応した１波長対応の対物レンズを２つ支持させておき、第１の光ディスクを用いる場合と第２の光ディスクを用いる場合とで、摺動軸回りに対物レンズを回転させて切替えるようにする。
【００８９】
なお、本発明に係る光ピックアップ装置において、光学記録媒体の規格は、前述したような２種類に限定されず、（式８）、（式１１）、または、（式１３）を満足するように対物レンズの焦点距離を設定すれば、３種類以上でもよく、これら各規格の光学記録媒体について、回折格子は、１つを同一の状態において共用することが可能である。
【００９０】
前述したように、各サブビームが光ディスク上に形成するビームスポットを結ぶ線の記録トラックに対する角度がそれぞれの規格の光ディスクにおいて一致するように、対物レンズの焦点距離を設定することにより、回折格子は１つを同一の状態において共用することが可能となり、これにより、部品点数が削減され、光ピックアップ装置の小型化、コストダウンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の第１の実施の形態における光学系の構成を示す側面図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置の第２の実施の形態における光学系の構成を示す側面図である。
【図３】ディファレンシャルプッシュプル法において、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポット及びサブビームが形成するビームスポットの位置関係を示す平面図である。
【図４】３ビーム法において、光ディスク上におけるメインビームが形成するビームスポット及びサブビームが形成するビームスポットの位置関係を示す平面図である。
【図５】従来の光ピックアップ装置における光学系の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１      半導体レーザ
１ａ    第１の半導体レーザ
１ｂ    第２の半導体レーザ
２      コリメータレンズ
２ａ    第１のコリメータレンズ
２ｂ    第２のコリメータレンズ
３      回折格子
４      偏光ビームスプリッタ
５      位相差板
６      対物レンズ
７      検出レンズ
８      シリンドリカルレンズ
９      光検出器
１０    ダイクロイックプリズム
１１１  光ディスク
【図１】
2006202456.tif 000006
【図２】
2006202456.tif 000007
【図３】
2006202456.tif 000008
【図４】
2006202456.tif 000009
【図５】
2006202456.tif 000010