(57)【要約】【課題】ＢＤやＨＤ ＤＶＤなどディスク基板厚の異なる光ディスクを記録再生できる互換型光ピックアップ装置を実現する。【解決手段】ほぼ同一の波長または同一光源（１０１ａ）を用いて、基板厚の異なる２種以上の媒体（１１３ａ、１１３ｂ）を記録／再生する光ピックアップで、エキスパンダーレンズ（１０４ａ）を用いて、一方を無限光学系とし、他方を有限光学系とする。【発明の効果】ＢＤやＨＤ ＤＶＤなど、同一波長を用い、ディスク基板厚の異なる光ディスクを、互換性を持って、記録再生できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ほぼ同一波長の光を用いて、種別の異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクの記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記第１の光ディスクと前記第２の光ディスクとで、前記光の光束の発散度または収束度を切換える光学素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記光学素子は、前記第１の光ディスクに対して無限光学系に、前記第２の光ディスクに対して有限光学系に切換える素子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装置。
【請求項３】
第１の基板厚を有する第１の光ディスクと、前記第１の基板厚とは厚さの異なる第２の基板厚を有する第２の光ディスクに、光を照射するための１つの第１の光源と、
前記第１及び第２の光ディスクに、前記光源からの光を集光する対物レンズと、
前記第１、第２の光ディスクの種別に応じて、前記対物レンズの結像倍率を異ならせる光学素子とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光学素子は、前記第１の光ディスクに対して無限光学系に、前記第２の光ディスクに対して有限光学系に切換える素子であることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記光ピックアップ装置は、更に、前記対物レンズを前記第１又は第２の光ディスクの半径方向にチルトさせるチルト機構を有することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記光ピックアップ装置は、更に、前記第１，第２の光ディスクとは種別の異なる第３の光ディスクに光を照射するための、前記第１の光源からの光とは波長の異なる光を出射する第２の光源と、
前記第１，第２、第３の光ディスクとは種別の異なる第４の光ディスクに光を照射するための、前記第１、第２の光源からの光とは波長の異なる光を出射する第３の光源とを有することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記対物レンズは、前記第１の光ディスクに対して無限光学系となり、前記第２、第３、第４の光ディスクに対して有限光学系となるように構成され、
前記対物レンズは、前記第１の光ディスクの記録または再生時には、レンズチルトによる収差補正を行わず、前記第２、第３、第４の光ディスクの記録または再生時に、レンズチルトによる収差補正を行うようにされたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光ピックアップ装置は、前記対物レンズを光ディスクの半径方向への駆動するアクチュエータを有し、
前記対物レンズのチルト量は、前記アクチュエータの駆動コイルへの印加電流によって決定することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記光ピックアップ装置は、前記対物レンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出器を有し、
前記対物レンズのチルト量は、前記レンズ位置検出器によって検出した前記対物レンズの前記第１または第２の光ディスクの半径方向へのシフト量によって決定することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記光ピックアップ装置は、更に、前記光源と前記対物レンズの間に、前記第２の光ディスクに対して、開口制限を行う第１の開口制限素子を有することを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記第１の光源から出射される光の波長が略４０５ｎｍ、前記第２の光源から出射される光の波長が略６６０ｎｍ、前記第３の光源から出射される光の波長が略７８０ｎｍであり、
前記第１の光ディスクがＢＤ系の光ディスクであり、前記第２の光ディスクがＨＤ ＤＶＤ系の光ディスクであり、前記第３の光ディスクがＤＶＤ系の光ディスクであり、前記第４の光ディスクがＣＤ系の光ディスクであることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記対物レンズは第１面、第２面ともに非球面形状であり、第１面の曲率ｃ１（単位：１／ｍｍ）、第２面の曲率ｃ２（単位：１／ｍｍ）が以下の条件（２）、
ｃ１＞ｃ２＞０                                              （２）
を満足することを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記対物レンズの第１面および第２面は、光軸を中心に回転対称な非球面形状であり、第１面は以下の条件（３）、
０．５５＜ｃ＜０．６５
０≦Ａ、Ｂ＜１．０Ｅ−３
−３．０Ｅ−４＜Ｃ≦０                                      （３）
０≦Ｄ、Ｅ＜１．０Ｅ−４
−２．０Ｅ−６＜Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ＜２．０Ｅ−６
第２面は以下の条件（４）、
０＜ｃ＜０．１
０≦Ａ＜５．０Ｅ−２
−３．０Ｅ−２＜Ｂ≦０
０≦Ｃ＜２．０Ｅ−２                                        （４）
−３．０Ｅ−３＜Ｄ≦０
０≦Ｅ＜３．０Ｅ−４
−５．０Ｅ−５＜Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ＜５．０Ｅ−５
を満たすことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置（但し、ｃは非球面の光軸上での曲率、Ａ〜Ｊは４次から２０次までの偶数次の非球面係数）。
【請求項１４】
前記対物レンズは、レンズチルト時にディスクに近づくコバの外側部分を内側部分より薄くしたことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記光学素子は、前記第１，第２，第３，第４の光ディスクそれぞれに対して、倍率を切換えるように構成されていることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記第２の光源からの光の反射光と、前記第３の光源からの光の反射光とは、１の検出器で受光するように構成されていることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記第１の光源と、前記第１の光源からの光の反射光を受光する第１の検出器は、同一の筐体に収容されておりであり、
前記第２の光源と、前記第２の光源からの光の反射光を受光する第２の検出器は、同一の筐体に収容されておりであり、
前記第３の光源と、前記第３の光源からの光の反射光を受光する第３の検出器は、同一の筐体に収容されていることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記第１、第２，第３の光源は、同一の筐体に収容されていることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記第１、第２，第３の光源と、前記第１、第２，第３それぞれの光源からの光の反射光を受光する光検出器は、同一の筐体に収容されていることを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
ほぼ同一波長の光を用いて、基板厚の異なる第１の光ディスクと第２の光ディスクの記録または再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記第１，第２の光ディスクに、前記光を集光する対物レンズと、
前記第１の光ディスクと前記第２の光ディスクとで、前記光の光束の発散度または収束度を切換える光学素子を有し、
前記第１の光ディスクに対する前記対物レンズの倍率β１がβ１＝０であり、前記第２の光ディスクに対する前記対物レンズの倍率β２が以下の条件（１）、
−０．０８０＜β２＜０                                      （１）
を満足するように構成され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、複数種類の光ディスクの記録再生に用いられる互換型光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクは高密度化の一途をたどり、従来のＣＤ（記録容量略０．７８ＧＢ）やＤＶＤ（記録容量略４．７ＧＢ）に加え、波長略４０５ｎｍの青紫色半導体レーザを光源として用いる記録容量が単層で２３〜２７ＧＢのＢＤ（Ｂｌｕ-ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）が２００３年に製品化され、また同じく波長略４０５ｎｍの青紫色半導体レーザを光源として用いる記録容量１５〜２０ＧＢのＨＤ ＤＶＤも２００５年内に製品化の予定である。
【０００３】
光ディスクの記録再生に用いられる光ピックアップは、半導体レーザからの光を対物レンズで集光して、光ディスクの透明基板越しに情報記録面に照射し、レーザの熱効果による記録層の物理的変形や化学的変化を利用して情報の記録を行い、また再生ではディスクからの反射光の強弱で情報の読み出しを行う。この時、半導体レーザからの光を光ディスクの情報記録面内にある記録トラック上に正しく集光するために、光ディスクからの反射光強度を光検出器により電気信号として検出し、その電気信号から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出力、これらのサーボ信号を用いて対物レンズの位置制御を行っている。
【０００４】
光ディスクの記録容量は主に、記録再生に用いる光スポットの大きさによって決定される。半導体レーザからの光を対物レンズで回折限界まで集光したときの光スポットの大きさｄは、光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると以下の式のように表され、波長λと対物レンズの開口数ＮＡの逆数に比例する。
ｄ＝１．２２λ／ＮＡ
光ディスクにより大容量の情報を記録するために、光源波長の短波長化と対物レンズの高ＮＡ化による高密度化が図られてきた。光源に用いられる半導体レーザの波長λはＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ（およびＨＤ ＤＶＤ）においてそれぞれ略７８０ｎｍ、略６６０ｎｍ、略４０５ｎｍであり、一方対物レンズの開口数ＮＡはＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＢＤにおいてそれぞれ略０．４５、略０．６０、略０．６５、略０．８５である。
【０００５】
ところで光ピックアップの設計において、対物レンズの収差や光ディスクの傾き（ディスクチルト）による収差、その他ミラーなどの光学部品の持つ収差などを含めた光学系全体の収差を考慮する必要がある。一般に光ピックアップの光学的な結像性能には、光源の波長をλとした時に、マレシャル（Ｍａｒｅｃｈａｌ）基準と呼ばれる数値０．０７λｒｍｓがあり、光ピックアップの光学系全体のＲＭＳ（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ）波面収差がそれ以下に抑えられれば良好な集光スポットが得られるとされている。
【０００６】
前記波面収差の中で、ディスクチルトにより発生するコマ収差Ｗ３１は、ディスクの基板厚をｔ、基板の屈折率をｎ、ピックアップに対するディスクの傾斜角をθ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、以下の数１の式のように、対物レンズの開口数ＮＡの３乗とディスク基板厚ｔに比例する。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
光ディスクの高密度化に向けて開口数ＮＡの高い対物レンズを採用したことに伴い、上式が示すようにディスクチルトに因るコマ収差が増大し、ピックアップの再生性能が著しく低下してしまう。そこでディスクチルトに対するマージンを確保するため、ディスクの基板厚ｔはＣＤからＤＶＤ（およびＨＤ ＤＶＤ）、ＢＤと薄くなってきている。ディスクの基板厚ｔはＣＤで１．２ｍｍに対し、ＤＶＤで０．６ｍｍ、ＨＤ ＤＶＤで０．６ｍｍ、ＢＤで０．１ｍｍと規格で規定されており、ディスクによって基板厚が異なっている。光ディスク装置としては、これらの光ディスクの記録再生互換性が強く要求されている。現在、ＤＶＤ−ＲＡＭやＤＶＤ−Ｒ／＋Ｒの２層ディスクを含めすべてのＤＶＤ系／ＣＤ系光ディスクの記録再生に対応した互換型光ディスク装置が市場に普及し始めており、今後は次世代光ディスクとして有望なＢＤやＨＤ ＤＶＤにも対応した互換型光ディスク装置の開発が期待されている。
【０００９】
そして、１つのピックアップ、１つの対物レンズで前記複数種類の光ディスクに対応することが望ましい。２以上の光学系を併設したり、媒体種別毎にレンズを切換えたりすると、ピックアップの大型化や光学系・機構の複雑化が発生するためである。なお、ここでいう「１つの対物レンズ」とは、記録再生を行う光ディスクの種類によって対物レンズを切換えない、ということを意味するものであり、例えば２枚のレンズを用いた組合せレンズ（いわゆる２枚組レンズ）でも構わない。
【００１０】
ところで、光ピックアップにおいて対物レンズにより集光された光が、基板厚ｔ、屈折率ｎのディスクの透明基板を通過すると次の数２の式に示すような球面収差Ｗ４０が発生する。球面収差Ｗ４０は基板厚ｔと対物レンズの開口数ＮＡの４乗に比例する。
【００１１】
【数２】
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【００１２】
光ピックアップの対物レンズは、ディスク基板を通過する時に発生する前記球面収差を打ち消すように設計する。ところが、１つのピックアップで前記複数種類の光ディスクの記録再生を行う際に１つの対物レンズを使用した場合、各ディスクによって基板厚が違うことにより発生する球面収差の量が異なるため、あるディスクに対して対物レンズを最適設計すると、他のディスクに対して球面収差が残存し、スポットを十分に集光することができなくなる。したがって、１つの対物レンズで基板厚の異なる複数種類の光ディスクの互換をとるためには、基板厚の違いによる球面収差を補正する必要がある。
【００１３】
基板厚の違いによる球面収差を補正するためには、回折を利用する方法がある。例えば、ＤＶＤ／ＣＤの互換をとる方法として、対物レンズの表面に輪帯の回折構造を設けて屈折レンズに回折の機能を付加し、回折次数の違いやＤＶＤとＣＤとで記録再生に用いる光の波長が異なることを利用し、ディスク基板厚の違いによる球面収差を補正する方法がある。特許文献１（特開平９−１７９０２０、対応USP 5838496）では、対物レンズの片側のレンズ面に光軸を中心とした輪帯上の回折パターンを形成し、同一の波長を用い、回折次数の違いを利用して光を複数の焦点に分けることにより、それぞれのディスクに対して情報記録面上に焦点を結ぶ技術が掲載されている。一方、特許文献２（特開２０００−８１５６６、対応USP6118594）では、２つの波長の光による同一次数の回折光を用い、波長の違いを利用してそれぞれのディスクに対して良好なスポットを形成する技術が記載されている。この技術によると、記録再生に用いる光を高い回折効率を持つ２つ以上の回折光に分ける必要がなく、回折面をブレーズ化することにより高い光利用効率を得ることができるので、現在ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズとして広く使われている。
【００１４】
一方で、対物レンズに発散光または収束光を入射する有限光学系では、トラッキングなどで対物レンズが光ディスクの半径方向へシフトするいわゆる対物レンズシフトが生じた場合、対物レンズに対して光束が斜めに入射するためにコマ収差が生じてしまい、収差特性が悪化する。そこで、特許文献３（特開２００４−１４０９５、US2004032815A1）では、対物レンズシフト時に同時に対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせ、コマ収差を補正する方法が記載されている。
【００１５】
【特許文献１】特開平９−１７９０２０
【００１６】
【特許文献２】特開２０００−８１５６６
【特許文献３】特開２００４−１４０９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記特許文献１では、同一波長の光を用いるが、光を少なくとも２つ以上の回折光に分けてしまうため、光利用効率を稼げない。
【００１８】
一方、特許文献２では、波長の違いを利用しているため、同一波長を用いる２種以上の媒体、例えば、ＢＤとＨＤ ＤＶＤでは適用不可能である。
【００１９】
特許文献３では、それぞれの媒体種別毎に、異なる波長を用いた互換ピックアップであり、同一波長を用いる２種以上の媒体の互換をとるものではない。
【００２０】
このように、従来例では、１つのピックアップ（または１つの光路中）で、同じ波長の光を用いる２種以上の媒体（例えばＢＤとＨＤ ＤＶＤ）につき、記録再生の互換をとる技術は開示されていなかった。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明では、ほぼ同一の波長または同一光源を用いて、基板厚の異なる２種以上の媒体を記録／再生する光ピックアップで、一方を無限光学系とし、他方を有限光学系とする。このようにすることで、記録再生に必要な波長がほぼ同一であっても、異なる基板厚を有する２種以上の媒体を記録／再生することができる。
【００２２】
詳細には、以下の通りである。レーザ光源と、前記レーザ光源から発した光束を集光して光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクからの反射光を、前記レーザ光源から前記光ディスクまでの光路から分岐する光分岐素子と、前記光分岐素子からの反射光強度を検出する光検出器と、前記光検出器から出力された信号に所定の演算を行うことによりフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を出力するサーボ回路と、前記サーボ回路からのサーボ信号に基づいて前記対物レンズをフォーカス方向および光ディスクのトラック方向に駆動させるアクチュエータを有する互換型光ピックアップで、対物レンズは最も高いＮＡを必要とするＢＤを無限光学系として収差特性が最良となるように設計し、その他の光ディスクに対しては基板厚の違いによる球面収差を補正するように倍率を変更した有限光学系とする。
【００２３】
ここで、ＢＤとＨＤ ＤＶＤではディスクの基板厚も異なるため、基板厚の違いによる球面収差を補正するために、光源と対物レンズとの間にエキスパンダーレンズを具備すると良い。このエキスパンダーレンズを用いて、ＢＤとＨＤ ＤＶＤによって対物レンズの倍率の切換えを行う。対物レンズの倍率の切換えは、液晶素子などを用いても良い。このように、前記複数種類の光ディスクを、記録または再生する光ピックアップ装置で、基板厚の違いにより発生する球面収差を、光学系の倍率をディスクによって変更することで補正できる。
【００２４】
続いて、コマ収差補正について説明する。有限光学系とすると、対物レンズの媒体ラジアル方向へのシフトが起きれば、コマ収差が大きく生じてしまう。そこで、更に、前記アクチュエータに前記対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせる機構を設け、特に有限光学系となるＢＤ以外の光ディスクに対して、トラッキング動作時などに前記対物レンズが光ディスクの半径方向にシフトするのに伴って対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせ、レンズシフトにより発生するコマ収差を補正すると良い。
【００２５】
ここで、前記対物レンズのチルト量は、対物レンズのレンズシフト量に応じて制御する。具体的には前記チルト量は、対物レンズシフト量に略比例することが望ましい。チルト量の制御は、例えば対物レンズを光ディスクの半径方向に駆動するアクチュエータの駆動電流に応じて制御してもよい。または、対物レンズシフト量をレンズ位置検出器によって直接検出し、検出したレンズシフト量に略比例するチルトを対物レンズに加えてもよい。
【００２６】
また、前記対物レンズのチルト量は、前記光ピックアップ装置において記録再生を行う光ディスクに応じて、対物レンズシフトによって発生するコマ収差が補正されるように制御することが望ましい。すなわち、前記複数種類の光ディスクに対して、対物レンズシフトに伴い発生するコマ収差を補正するための対物レンズチルト量は、各ディスクによって異なっても良い。
【００２７】
具体的には、前記アクチュエータに、対物レンズの光軸方向であるフォーカス方向に沿って、第１のトラッキングコイルと第２のトラッキングコイルを設け、第１のトラッキングコイルへの駆動電流と第２のトラッキングコイルへの駆動電流の比を変えることで、対物レンズシフト量に比例して対物レンズをチルトさせ、そのレンズシフト量に対するレンズチルト量を変化させることができる。
【００２８】
このように、有限光学系において対物レンズシフト時に発生するコマ収差を打ち消すように、対物レンズシフトと共に対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせることにより、複数種類の光ディスクに対してそれぞれ良好な収差特性を維持することができる。
【００２９】
続いて、対物レンズの開口制限について説明する。前記対物レンズは、記録再生を行う前記光ディスクに対して必要となる開口数の中で、最も大きい開口数を有するものとする。このため、前記開口数以外の対物レンズの開口数に対応する光ディスクに対しては、必要な開口数の光のみが光ディスクの情報記録面上に集光されるよう、光源と前記対物レンズの間に開口制限フィルタを設けて開口数の切換えを行う。
【００３０】
ＢＤとＨＤ ＤＶＤについては同じ波長の光を用いるが、必要となる対物レンズの開口数が異なるため、ディスク挿入時にディスク判別を行い、相対的に小さい開口数を必要とするＨＤ ＤＶＤに対してのみ開口制限を行う機構を備える。具体的には、光源と前記対物レンズの間に、印加電圧により屈折率が可変に制御される液晶素子を配する。液晶素子は、ＢＤの記録再生に必要な開口を有する第１の領域とＨＤ ＤＶＤの記録再生に必要な開口を有する第１の領域より相対的に小さな第２の領域を有し、ＨＤ ＤＶＤの記録再生時には前記液晶素子に電圧を印加することで前記第１の領域の屈折率を変化させ、第１の領域に入射する光束を透過させないようにすることで開口数の切換えを行う。
【００３１】
更に、対物レンズの詳細について説明する。ＢＤに対して無限光学系とし、その他の光ディスクに対しては有限光学系としているが、有限光学系において、対物レンズの開口数ＮＡが大きく倍率の絶対値が大きいと、対物レンズシフトによるコマ収差が急激に増加する。前記収差を良好に抑えるために、ＨＤ ＤＶＤに対する対物レンズの倍率β２は
−０．０８０＜β２＜０                                      （１）
の条件を満たすことが望ましい。
【００３２】
本発明では有限光学系において対物レンズシフト発生時に生ずるコマ収差を補正するため対物レンズをチルトさせているが、補正に必要なチルト量が大きいと対物レンズと光ディスクの間隔（差動距離：Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が小さくなってしまい、対物レンズと光ディスクの衝突が起こる可能性がある。そのため、チルト量はできうる限り小さい方が望ましい。前記対物レンズの光源側に位置する第１面の曲率をｃ１、前記光ディスク側に位置する第２面の曲率をｃ２とすると、以下の条件（２）、
ｃ１＞ｃ２＞０                                              （２）
を満たすように構成されることが望ましい。
【００３３】
また、本発明ではレンズシフトに伴って対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせており、レンズチルトによって対物レンズと光ディスクの間隔が小さくなるため、対物レンズのコバを対物レンズと光ディスクが衝突しにくいような形状にすることが望ましい。
【００３４】
前記対物レンズはＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤに対してそれぞれ良好な収差性能を示すように、第１面は以下の条件（３）、
０．５５＜ｃ＜０．６５
０≦Ａ、Ｂ＜１．０Ｅ−３
−３．０Ｅ−４＜Ｃ≦０                                      （３）
０≦Ｄ、Ｅ＜１．０Ｅ−４
−２．０Ｅ−６＜Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ＜２．０Ｅ−６
第２面は以下の条件（４）、
０＜ｃ＜０．１
０≦Ａ＜５．０Ｅ−２
−３．０Ｅ−２＜Ｂ≦０
０≦Ｃ＜２．０Ｅ−２                                        （４）
−３．０Ｅ−３＜Ｄ≦０
０≦Ｅ＜３．０Ｅ−４
−５．０Ｅ−５＜Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ＜５．０Ｅ−５
を満たすように構成されることが望ましい。但し、ｃは非球面の光軸上での曲率、Ａ〜Ｊは４次から２０次までの偶数次の非球面係数を表す。これにより、レンズシフトにより発生するコマ収差を補正するのに必要なレンズチルト量を、レンズシフト０．４ｍｍ以内で２度以下に抑えることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明では、ＢＤやＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤなど基板厚の異なる光ディスクに対して互換性があり、高い光利用効率を維持したまま、１つの対物レンズを用いた光学系が簡素な光ピックアップを実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、図を用いて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ装置の一例の全体構成を示した図である。第１の実施形態では光源として異なる３つの波長の半導体レーザを備えた光ピックアップ装置の構成を示す。光ピックアップ部は、第１の波長用の半導体レーザ光源１０１ａ、第２の波長用の半導体レーザ１０２ａ、第３の波長用の半導体レーザ１０３ａ、前記それぞれの波長の光に対して検出手段となる光検出器１０１ｅ、１０２ｅ、１０３ｅ、カップリングレンズ１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ、光分岐素子１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ、検出レンズ１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄ、第１開口制限フィルタ１０１ｆ、前記第１の光源１０１ａからの倍率を変換するエキスパンダーレンズ１０４ａ、前記第１の光源１０１ａからの光と前記第２の光源１０２ａからの光を合成または分岐する光分岐素子１０５、前記第１および第２の光源１０１ａ、１０２ａからの光と前記第３の光源１０３ａからの光を合成または分岐する光分岐素子１０６、立ち上げミラー１０７、１／４λ波長板１０８、第２開口制限フィルタ１０９、対物レンズ１１０、対物レンズホルダ１１１、および対物レンズアクチュエータ１１２から構成される。１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄはそれぞれ第１、第２、第３、第４の光ディスクを表す。前記光ディスク１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄはスピンドルモータ１１４によって回転させられる。前記第１および第２の光ディスク１１３ａ、１１３ｂは前記第１の光源１０１ａの光を用いて記録再生を行い、前記第３の光ディスク１１３ｃは前記第２の光源１０２ａ、前記第４の光ディスク１１３ｄは前記第３の光源１０３ａの光を用いて記録再生を行う。
【００３７】
図１は前記第１、第３、第４の光ディスクを記録再生する時の各光源からの光線図も示している。例えば第１の光ディスクの記録再生において、前記第１の光源１０１ａから出た光は、カップリングレンズ１０１ｂ、第１開口制限フィルタ１０１ｆ、光分岐素子１０１ｃ、エキスパンダーレンズ１０４ａ、光分岐素子１０５、１０６を透過し、立ち上げミラー１０７、１／４λ波長板１０８、第２開口制限フィルタ１０９、対物レンズ１１０を経て、前記第１の光ディスク１１３ａの情報記録面上に集光される。光ディスク１１３ａから反射された光は、往路とほぼ同様の光路を逆にたどり対物レンズ１１０、第２開口制限フィルタ１０９、１／４λ波長板１０８、立ち上げミラー１０７、光分岐素子１０６、１０５を経て、光分岐素子１０１ｃで反射され、検出レンズ１０１ｄにより光検出器１０１ｅに集光される。第２、第３、第４の光ディスクの記録再生に関してもほぼ同様なので記載は割愛する。
【００３８】
信号処理制御部は、光検出器１０１ｅ、１０２ｅ、１０３ｅからの光電流を電圧に変換する電流電圧変換回路、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、再生ＲＦ信号を出力する信号演算回路、フォーカス誤差、トラッキング誤差を補正するサーボ回路、サーボ回路からのサーボ信号にもとづき前記対物レンズを変位させるためのアクチュエータ駆動回路、ＣＰＵ、メモリ、レーザ駆動回路から構成される。ＣＰＵでは、信号演算回路から得られた信号をもとに記録再生を行う光ディスクのディスク判別を行う。
【００３９】
第１、第２、第３、第４の光ディスクの記録再生に必要な対物レンズの開口数をそれぞれＮＡ１、ＮＡ２、ＮＡ３、ＮＡ４とすると、これらは以下の条件（５）、
ＮＡ１＞ＮＡ２＞ＮＡ４、ＮＡ１＞ＮＡ３＞ＮＡ４              （５）
を満たすこととする。また、第１、第２、第３の光源の波長λ１、λ２、λ３は以下の条件（６）、
λ１＜λ２＜λ３                                            （６）
を満たすこととする。さらに、第１、第２、第３、第４の光ディスクの基板厚ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４は以下の条件（７）、
ｔ１＜ｔ２＜ｔ４、ｔ１＜ｔ３＜ｔ４                          （７）
を満たすこととする。
【００４０】
エキスパンダーレンズ１０４ａは、第１の光ディスクと第２の光ディスクによって第１の光源１０１ａからの光束の発散度あるいは収束度を切換える光学素子である。第１の光ディスクと第２の光ディスクによって条件（７）に示すようにディスクの基板厚が異なるため、基板によって発生する球面収差を補正する必要がある。エキスパンダーレンズ１０４は一対の凹レンズと凸レンズによって構成され、図１に示す実施例では、アクチュエータ１０４ｂにより凸レンズを光軸方向に移動させる構成となっている。これにより前記一対のレンズの間隔を可変にでき、前記一対のレンズの間隔を調整することによりディスク基板で発生する球面収差をそれぞれのディスクで補正する。このとき、条件（５）に示すように第１の光ディスクの記録再生に必要となる開口数ＮＡ１は第２の光ディスクの記録再生に必要となる開口数ＮＡ２よりも相対的に大きいため、対物レンズ１１０に入射する光が発散光または収束光の場合、対物レンズシフトにおいて発生するコマ収差が非常に大きくなってしまう。したがって、第１の光ディスクの記録再生において、エキスパンダーレンズ１０４ａ出射後の光束は略平行光であることが望ましい。なお、本実施例ではアクチュエータ１０４ｂにより凸レンズを移動させる構成になっているが、移動させるのは凹レンズでも構わない。また、倍率変換手段として本実施例では一対の凹レンズと凸レンズによるエキスパンダーレンズを用いたが、液晶素子などを用いた倍率変換素子を用いることも可能である。
【００４１】
第１開口制限フィルタ１０１ｆは、前記第１の光源からの光に対して開口の大きさを調節する光学素子である。前記第１の光ディスクと第２の光ディスクは同じ光源１０１ａからの光を用いるにも関わらず、条件（５）に示すように、第１の光ディスクの記録再生に必要となる対物レンズの開口数ＮＡが、第２の光ディスクに対する開口数に比べ相対的に大きい。図２は第１開口制限フィルタ１０１ｆの一例を示す上面図である。第１開口制限フィルタ１０１ｆは、第１の領域２０１と第２の領域２０２から構成され、記録再生を行う光ディスクの種類を判別し、第１の光ディスクの場合には第１開口制限フィルタ１０１ｆに入射する光束をそのまま透過し、第２の光ディスクの場合には第２の領域２０２に入射する光束のみを透過させることで開口数の切換えを行う。第１開口制限フィルタ１０１ｆは、例えば印加電圧により屈折率が可変に制御される液晶素子であり、第２の光ディスクの記録再生時は、前記液晶素子に電圧を印加することで前記第１の領域の屈折率を変化させ、第１の領域２０１に入射する光束を透過させないようにすることで開口数の切換えを行うことができる。なお、第１開口制限フィルタ１０１ｆは図３に示すように、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
【００４２】
第２開口制限フィルタ１０９は、入射する光の波長に応じて開口数を調節する光学素子である。条件（５）より第２開口制限フィルタ１０９は、第１の波長の光に対しては大きな開口を有し、第２の波長の光に対しては第１の波長の光に対する開口よりも相対的に小さな開口を有し、第３の波長の光に対しては第２の波長の光に対する開口よりも相対的に小さな開口を有する。図４は第２開口制限フィルタ１０９の一例を示す上面図である。第２開口制限フィルタ１０９は、入射する光の波長に因らず光を透過する領域４０１、第１の波長の光および第２の光の波長の光を透過し、第３の波長の光を透過しない領域４０２、第１の波長の光のみを透過し、第２、第３の波長の光を透過しない領域４０３から構成される。なお、第２開口制限フィルタ１０９は対物レンズ１１０とともに、対物レンズホルダ１１１に保持され、アクチュエータ１１２で駆動される。このようにすることで、記録再生を行う光ディスクの種類に対応して、開口数を調節することができる。
【００４３】
また、第１開口制限フィルタ１０１ｆ、第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて、図３に示すように対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
【００４４】
アクチュエータ１１２の構成を図５に示す。アクチュエータ１１２は、対物レンズ１１０および対物レンズホルダ１１１と、対物レンズホルダ１１１に取り付けられたフォーカシングコイル５０３と、第１のトラッキングコイル５０１および第２のトラッキングコイル５０２と、対物レンズホルダ１１１を固定部５０５に対して支持する支持部材５０４と、永久磁石５０６およびヨーク５０７から構成される。フォーカシングコイル５０３は、トラッキング方向に平行な対物レンズホルダ１１１の２つの側面にそれぞれ２個配置される。第１および第２のトラッキングコイル５０１、５０２は、トラッキング方向に平行な対物レンズホルダ１１１の２つの側面にそれぞれ２個が、対物レンズ１１０の光軸方向であるフォーカス方向に沿って配置される。ここでは、対物レンズ１１０に近い方を第１のトラッキングコイル５０１とし、対物レンズ１１０から遠い方を第２のトラッキングコイル５０２とする。
【００４５】
支持部材５０４は導電性の弾性体からなり、フォーカシングコイル５０３と、第１のトラッキングコイル５０１と、第２のトラッキングコイル５０２へ独立して電流供給を行うため６本となっている。
【００４６】
永久磁石５０６は、フォーカシングコイル５０３と第１および第２のトラッキングコイル５０１、５０２に対向して４極に着磁されている。あるいは、４個の単極の永久磁石を磁極が交互に現れるように組み合わせて永久磁石５０６としても良い。
ここで、アクチュエータ１１２の動作について説明する。フォーカスエラー信号に基づきサーボ回路およびアクチュエータ駆動回路でフォーカス駆動信号が生成され、フォーカシングコイル５０３に駆動電流を印加することにより対物レンズ１１０をフォーカス方向に駆動する。
【００４７】
次にトラッキング駆動およびチルト駆動について図６を用いて説明する。第１および第２のトラッキングコイル５０１、５０２への駆動電流は、トラッキングエラー信号に基づきサーボ回路およびアクチュエータ駆動回路で生成される。このとき、第１のトラッキングコイル５０１への駆動電流は増幅器でｋ１倍され、第２のトラッキングコイル５０２への駆動電流は増幅器でｋ２倍されて、それぞれトラッキングコイルへ印加される。
【００４８】
ｋ１とｋ２が等しい場合には、第１のトラッキングコイル５０１への駆動電流と第２のトラッキングコイル５０２への駆動電流は等しくなり、第１のトラッキングコイル５０１と第２のトラッキングコイル５０２で発生する駆動力の大きさは等しい。
【００４９】
ｋ１とｋ２に差が有る場合、例えばｋ１がｋ２よりも大きい場合には、第１のトラッキングコイル５０１への駆動電流が第２のトラッキングコイル５０２への駆動電流よりも大きくなり、第１のトラッキングコイル５０１で発生する駆動力は第２のトラッキングコイル５０２で発生する駆動力よりも大きくなる。これにより、対物レンズ１１０を光ディスクの半径方向へチルトさせることができる。このとき、対物レンズ１１０のレンズチルト量は第１のトラッキングコイル５０１での駆動力と第２のトラッキングコイル５０２での駆動力の差に応じて生じる。ここで、第１および第２のトラッキングコイル５０１、５０２への駆動電流は、トラッキング方向へのレンズシフト量に比例するので、対物レンズ１１０のレンズチルト量は、トラッキング方向へのレンズシフト量に比例して生じさせることができる。
【００５０】
したがって、増幅器の倍率ｋ１、ｋ２を所定の値に設定することで、トラッキング方向へのレンズシフト量に比例して対物レンズ１１０をチルトさせることができ、さらにそのレンズシフト量に対するレンズチルト量を任意に設定することができる。
【００５１】
なお、図６ではトラッキングエラー信号からレンズチルト量を決定しているが、例えばピックアップ装置に対物レンズのトラッキング方向の変位検出手段を設け、変位量に応じてレンズチルト量を決定してもよい。変位検出手段は図１８に示すような変位センサ１８０１をレンズホルダまたはアクチュエータに取り付ければよい。
【００５２】
本実施例では、第１の光ディスクに対して平行光入射とし、第２、第３、第４の光ディスクに対しては対物レンズの倍率を負、すなわち発散光入射としているが、有限光学系において、対物レンズの開口数ＮＡが大きく、倍率の絶対値が大きいと対物レンズシフトによるコマ収差が急激に増加するため、上記のようにレンズチルトしてもコマ収差を十分に補正することができなくなる。本実施例では条件（５）に示すとおり、有限光学系の中では第２の光ディスクに対する対物レンズのＮＡが最も大きい。第２の光ディスクの記録再生において、対物レンズシフト０．３ｍｍ時にレンズチルトによりコマ収差補正をした時のＲＭＳ波面収差を０．０７λｒｍｓ以下に抑えるために、第２の光ディスクに対する対物レンズの倍率β２は以下の条件（１）、
−０．０８０＜β２＜０                                      （１）
を満たすように構成される。条件（１）を満足することにより、前記対物レンズの開口数が大きい第２の光ディスクに対しても、対物レンズシフト時に発生するコマ収差をレンズチルト補正により良好に抑えることができる。
【００５３】
本実施例では有限光学系において対物レンズシフト発生時に生ずるコマ収差を補正するため対物レンズをチルトさせているが、補正に必要なチルト量が大きいと対物レンズと光ディスクの間隔（差動距離）が小さくなってしまい、対物レンズと光ディスクの衝突が起こる可能性がある。そのため、チルト量はできうる限り小さい方が望ましい。前記対物レンズの第１面の曲率をｃ１、第２面の曲率をｃ２とすると、以下の条件（２）、
ｃ１＞ｃ２＞０                                              （２）
を満たすように構成されることが望ましい。
【００５４】
以後、説明の具体性のため、第１の半導体レーザ光源１０１ａは波長λ１が略４０５ｎｍの青紫色半導体レーザ、第２の半導体レーザ光源１０２ａは波長λ２が略６６０ｎｍの赤色半導体レーザ、第３の半導体レーザ光源１０３ａは波長λ３が略７８０ｎｍの赤外半導体レーザ、第１の光ディスク１１３ａはＢＤ、第２の光ディスク１１３ｂはＨＤ ＤＶＤ、第３の光ディスク１１３ｃはＤＶＤ、第４の光ディスク１１３ｄはＣＤとする。
【００５５】
対物レンズ１１０の第１面および第２面は、光軸を中心に回転対称な非球面形状であり、光軸からの高さをｒ（単位：ｍｍ）、非球面の面頂点での接平面からの光軸方向距離（サグ量）をＺ（単位：ｍｍ）、非球面の光軸上での曲率をｃ（単位：１／ｍｍ）、円錐定数をｋ、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８次、２０次の非球面係数をそれぞれＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊとして、以下の数３の式で表される。
【００５６】
【数３】
2006323907.tif 000005
【００５７】
対物レンズ１１０の第１面および第２面の非球面を規定する前記曲率、円錐係数、各次の非球面係数および第１面と第２面の面間隔ｄは表１に示される。対物レンズ１１０は開口数が最も大きい第１の光ディスクにおいて平行光（倍率β１＝０）が対物レンズに入射した場合に球面収差が補正されるように設計している。なお、表１における表記Ｅは、１０を基数、Ｅの右の数字を指数とする累乗を表している。
【００５８】
【表１】
2006323907.tif 000006
【００５９】
本実施例の光学系の具体的数値構成は表２に示される。表中、ＮＡ１、ｆ１、λ１、ｔ１、β１は、それぞれ第１の光ディスク使用時の像側開口数、焦点距離、設計波長、ディスクの基板厚、倍率であり、ＮＡ２、ｆ２、λ１、ｔ２、β２は、それぞれ第２の光ディスク使用時の同様の値、ＮＡ３、ｆ３、λ２、ｔ３、β３は、それぞれ第３の光ディスク使用時の同様の値、ＮＡ４、ｆ４、λ３、ｔ４、β４は、それぞれ第４の光ディスク使用時の同様の値である。前記の通り、開口数が大きい第１の光ディスクに対しては無限系（倍率β１＝０）とし、第２、第３、第４の光ディスク使用時にも球面収差が補正されるよう倍率β２、β３、β４を決定している。本実施例におけるピックアップの光学系全体のＲＭＳ波面収差は、第１、第２、第３、第４の光ディスクでそれぞれ０．００６λｒｍｓ、０．００５λｒｍｓ、０．００９λｒｍｓ、０．００４λｒｍｓであった。なお、対物レンズの硝材はＭ−ＬＡＦ８１、ディスク基板はＰＣ（ポリカーボネート）とした。ｎ４０５、ｎ６６０、ｎ７８０はそれぞれλ１、λ２、λ３での屈折率、νｄはｄ−ｌｉｎｅ（５８７．６ｎｍ）でのアッベ数である。
【００６０】
【表２】
2006323907.tif 000007
【００６１】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本実施例における対物レンズ１１０と光ディスク１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄおよびそれぞれの光ディスクで信号の記録再生を行う時の光源１０１ａ、１０２ａ、１０３ａからそれぞれのディスクまでの光線図を示す。
【００６２】
図８は、本実施例において対物レンズ１１０が光ディスクの半径方向にシフトした場合のレンズシフト量に対する波面収差発生量を示す。（ａ）は第２の光ディスク、（ｂ）は第３の光ディスク、（ｃ）は第４の光ディスクにおける収差量をそれぞれ表す。横軸がレンズシフト量、縦軸が諸収差量をそれぞれ表す。それぞれの光ディスクにおいてレンズシフトと共に３次のコマ収差が支配的となり、ハーフハイト型の光ピックアップ装置で想定される０．３ｍｍのレンズシフトに対し、第２、第３、第４の光ディスクではトータルでそれぞれ０．２７８λｒｍｓ、０．１７６λｒｍｓ、０．１３８λｒｍｓのＲＭＳ波面収差が発生しており、回折限界性能のマレシャル基準の０．０７λｒｍｓを大きく超えてしまい、良好なスポット性能を得ることができない。なお第１の光ディスク使用時は、対物レンズ１１０での結像倍率β１＝０であるので、対物レンズには平面波が入射する。この場合には、対物レンズが光ディスクの半径方向にシフトしてもコマ収差が発生することはない。
【００６３】
図９は、本実施例において図８に示すように対物レンズ１１０が光ディスクの半径方向にシフトした場合に発生するコマ収差を補正するために、対物レンズシフトに伴って対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせた場合のレンズシフト量に対する波面収差発生量を示す。図７と同様、（ａ）は第２の光ディスク、（ｂ）は第３の光ディスク、（ｃ）は第４の光ディスクにおける収差量をそれぞれ表す。横軸がレンズシフト量、左縦軸が諸収差量、右縦軸が補正に必要なレンズチルト量をそれぞれ表す。図９内において、諸収差量は実線で、レンズチルト量は破線で記されている。ここでレンズチルト量は図１０に示すように、前記対物レンズ１１０の第１面の面頂点を中心に対物レンズが光ディスクの半径方向に回転した角度θで定義する。図１１は本実施例において、第２の光ディスク１１３ｂの記録再生の際に、対物レンズシフトに伴って対物レンズをチルトさせる様子を模式的に示す。図１１の点線で示した対物レンズはレンズを光ディスクの半径方向にシフトしただけの状態、実線で示したレンズはレンズシフトとともに収差補正のためにチルトを加えた状態を示す。本実施例では図１１に示すように、レンズシフトに伴って対物レンズ１１０の第１面が光軸側を向くようにチルトさせている。図９からわかるように、対物レンズ１１０がレンズシフトした場合の光学系全体のＲＭＳ波面収差は高次成分まで含めてほとんど発生していない。例えば、対物レンズが０．３ｍｍ光ディスクの半径方向にシフトした時のＲＭＳ波面収差は、第２、第３、第４の光ディスクでそれぞれ０．０１９λｒｍｓ、０．００９λｒｍｓ、０．００６λｒｍｓであり、ＲＭＳ波面収差がマレシャル基準の０．０７λｒｍｓ以下になっており、レンズシフトにより発生するコマ収差を良好に補正することができる。すなわち、前記第１、第２、第３、第４の光ディスクに対し軸外でも良好なスポット性能を得ることができる。また、対物レンズシフト０．４ｍｍ時のコマ収差補正に必要な対物レンズのチルト角は、第２、第３、第４の光ディスクでそれぞれ１．２７°、１．０２°、１．６９°であり、特許文献４において収差補正に必要なチルト角に比べＤＶＤ、ＣＤともに約１５％低く抑えることができており、ＨＤ ＤＶＤに対してもチルト角はＣＤ以下に抑えられている。なお、ＢＤは無限光学系（β１＝０）のため、対物レンズをチルトさせる必要は無い。
【００６４】
本発明ではレンズシフトに伴って対物レンズを光ディスクの半径方向にチルトさせているが、レンズチルトによって対物レンズと光ディスクの間隔が小さくなることによる対物レンズと光ディスクの衝突を防ぐために、例えば図１２に示すように、コバの厚さを一定にするのではなく、対物レンズチルト時にディスクに近づくコバの外側部分を内側部分より薄くしてもよい。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、第１および第２の光ディスクの記録再生時にエキスパンダーレンズ１０４によって倍率を切換えているが、図１３に示すように第１から第４の光ディスクに対してエキスパンダーレンズ１０４を用いて対物レンズの倍率を切換えても良い。この構成では、各光源からエキスパンダーレンズに入射する光束を平行光にすることができるため、カップリングレンズの位置調整が容易となる。第１の実施形態と同様、倍率の切換えはエキスパンダーレンズの代わりに液晶素子などを用いても良い。また、第１開口制限フィルタ１０１ｆは、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良いし、第１開口制限フィルタ１０１ｆと第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。なお、本図中に示された各光学部品については、図１に示した本発明の第１の実施形態と同じ光学部品には同じ番号を付している。
（第３の実施形態）
第１、第２の実施形態では、検出器１０２ｂ、１０３ｂは独立に配置した構成になっているが、図１４に示すように第２の検出器１０２ｂと第３の検出器１０３ｂを共通化した形態でも構わない。第２および第３の光源から出た光は光分岐素子１４０１によって合成され、対物レンズ１１０によって光ディスク１１３ｃ（ＤＶＤ系光ディスク）または１１３ｄ（ＣＤ系光ディスク）に集光される。光ディスクからの反射光は、光分岐素子１４０２で反射され、検出レンズ１４０３により光検出器１４０４に集光される。第１の実施形態と同様、倍率の切換えはエキスパンダーレンズの代わりに液晶素子などを用いても良い。また、第１開口制限フィルタ１０１ｆは、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良いし、第１開口制限フィルタ１０１ｆと第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
（第４の実施形態）
第１から第３の実施形態では、半導体レーザ１０１ａ、１０２ａ、１０３ａおよび検出器１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂは独立に配置した構成になっているが、半導体レーザと検出器を同一の筐体に収納されたいわゆるレーザモジュールの形態でも構わない。例えば図１５に示す実施例では、第１の半導体レーザ光源１０１ａと第１の光検出器１０１ｂを同一の筐体１５０１ａに、第２の半導体レーザ光源１０２ａと第２の光検出器１０２ｂを同一の筐体１５０２ａに、第３の半導体レーザ光源１０３ａと第３の光検出器１０３ｂを同一の筐体１５０３ａに収納したレーザモジュールを用いている。１５０１ｂは、第１の光源１０１ａから光ディスク１１３ａまたは１１３ｂに向けて発した光束と、前記光ディスクで反射された光束を分離し、復路の光束を光検出器１０１ｂに導く機能を持ったホログラム素子である。１５０２ｂ、１５０３ｂも１５０１ｂと同じような作用を持つホログラム素子である。１５０１ｃ、１５０２ｃ、１５０３ｃはカップリングレンズである。エキスパンダーレンズは第１の実施形態と同様、倍率の切換えはエキスパンダーレンズの代わりに液晶素子などを用いても良い。また、第２の実施形態と同様、第１から第４の光ディスクに対してエキスパンダーレンズ１０４を用いて対物レンズの倍率を切換えても良い。第１開口制限フィルタ１０１ｆは、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良いし、第１開口制限フィルタ１０１ｆと第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
（第５の実施形態）
第１から第４の実施形態では、半導体レーザ１０１ａ、１０２ａ、１０３ａは独立に配置した構成になっているが、半導体レーザを同一の筐体に収納した構成でも構わない。例えば図１６に示す実施例では、光源には第１の半導体レーザ光源１０１ａと第２の半導体レーザ光源１０２ａ、第３の半導体レーザ光源１０３ａを一体にした３波長レーザ１６０１を用い、検出系も共通化した光検出器１６０２を用いている。１６０３は光ディスクからの反射光を、光源から光ディスクまでの光路から分岐する光分岐素子である。エキスパンダーレンズは第１の実施形態と同様、倍率の切換えはエキスパンダーレンズの代わりに液晶素子などを用いても良い。第１開口制限フィルタ１０１ｆは、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良いし、第１開口制限フィルタ１０１ｆと第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
（第６の実施形態）
さらには、複数の半導体レーザと共通化した光検出器を同一の筐体に収納したレーザモジュールの形態でも構わない。例えば図１７に示す実施例では、第１、第２、第３の半導体レーザ光源１０１ａ、１０２ａ、１０３ａと光検出器１７０３を同一の筐体１７０１に収納したレーザモジュールを用いている。１７０２は、前記各光源から光ディスク１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄに向けて発した光束と、前記光ディスクで反射された光束を分離し、復路の光束を光検出器１７０３に導く機能を持ったホログラム素子である。エキスパンダーレンズは第１の実施形態と同様、倍率の切換えはエキスパンダーレンズの代わりに液晶素子などを用いても良い。第１開口制限フィルタ１０１ｆは、対物レンズ１１０とともに対物レンズホルダ１１１で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良いし、第１開口制限フィルタ１０１ｆと第２開口制限フィルタ１０９を貼り合わせて対物レンズホルダ１１０で保持し、アクチュエータ１１２で対物レンズとともに駆動させても良い。
【００６５】
このように、半導体レーザ光源や光検出器を同一の筐体内に収納し１つのユニットとして作成することにより、光ピックアップの小型化が可能であり、また各素子の光軸調整なども不要となるため、光ピックアップの信頼性も向上する。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明により、光情報記録再生装置の光ピックアップが簡素化、集約化でき、しかも現在規格化が進む、あるいはすでに規格化されているＣＤやＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤなど複数種類の光ディスクに１台の光ディスクドライブ、１つの光ピックアップ装置で対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の互換型光ピックアップ装置の第１の実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の互換型光ピックアップ装置における第１開口制限フィルタの一例を示す上面図である。
【図３】本発明の互換型ピックアップ装置における、第１、第２開口制限フィルタの配置の一例を示した図である。
【図４】本発明の互換型光ピックアップ装置における第２開口制限フィルタの一例を示す上面図である。
【図５】本発明の互換型光ピックアップ装置におけるアクチュエータの一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズのトラッキング駆動およびチルト駆動を示すブロック図である。
【図７】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズと光ディスクを示す図である。（ａ）第１の光ディスクにおける光線図である。（ｂ）第２の光ディスクにおける光線図である。（ｃ）第３の光ディスクにおける光線図である。（ｄ）第４の光ディスクにおける光線図である。
【図８】本発明の互換型光ピックアップ装置における、レンズチルトによるコマ収差補正をしない場合のレンズシフトに対する諸収差の発生量を表すグラフである。（ａ）第２の光ディスクにおける諸収差の発生量を表すグラフである。（ｂ）第３の光ディスクにおける諸収差の発生量を表すグラフである。（ｃ）第４の光ディスクにおける諸収差の発生量を表すグラフである。
【図９】本発明の互換型光ピックアップ装置における、レンズチルトによるコマ収差補正をした場合のレンズシフトに対する諸収差の発生量および補正に必要なレンズチルト量を表すグラフである。（ａ）第２の光ディスクにおける諸収差の発生量および補正に必要なレンズチルト量を表すグラフである。（ｂ）第３の光ディスクにおける諸収差の発生量および補正に必要なレンズチルト量を表すグラフである。（ｃ）第４の光ディスクにおける諸収差の発生量および補正に必要なレンズチルト量を表すグラフである。
【図１０】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズのレンズチルト量の定義を示す図である。
【図１１】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズのレンズチルトを示す概念図である。
【図１２】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズの一例を示した図である。
【図１３】本発明の互換型光ピックアップ装置の第２の実施形態を示す概略構成図である。
【図１４】本発明の互換型光ピックアップ装置の第３の実施形態を示す概略構成図である。
【図１５】本発明の互換型光ピックアップ装置の第４の実施形態を示す概略構成図である。
【図１６】本発明の互換型光ピックアップ装置の第５の実施形態を示す概略構成図である。
【図１７】本発明の互換型光ピックアップ装置の第６の実施形態を示す概略構成図である。
【図１８】本発明の互換型光ピックアップ装置における対物レンズのレンズ位置検出手段の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１ａ：第１光源（青紫色半導体レーザ）、１０２ａ：第２光源（赤色半導体レーザ）、１０３ａ：第３光源（赤外半導体レーザ）、１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ：カップリングレンズ、１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ：光分岐素子、１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄ：検出レンズ、１０１ｅ：第１光検出器、１０２ｅ：第２光検出器、１０３ｅ：第３光検出器、１０１ｆ：第１開口制限フィルタ、１０４ａ：エキスパンダーレンズ、１０４ｂ：アクチュエータ、１０５、１０６：光分岐素子、１０７：立ち上げミラー、１０８：１／４λ波長板、１０９：第２開口制限フィルタ、１１０：対物レンズ、１１１：対物レンズホルダ、１１２：対物レンズアクチュエータ、１１３ａ：第１光ディスク、１１３ｂ：第２光ディスク、１１３ｃ：第３光ディスク、１１３ｄ：第４光ディスク、１１４：スピンドルモータ、
２０１：第１の領域、２０２：第２の領域、
４０１：光透過領域、４０２：第３光遮蔽領域、４０３：第２、第３光遮蔽領域、
５０１：第１のトラッキングコイル、５０２：第２のトラッキングコイル、５０３：フォーカシングコイル、５０４：支持部材、５０５：固定部、５０６：永久磁石、５０７：ヨーク、
１４０１：光分岐素子、１４０２：光分岐素子、１４０３：検出レンズ、１４０４：光検出器、
１５０１ａ、１５０２ａ、１５０３ａ：筐体、１５０１ｂ、１５０２ｂ、１５０３ｂ：ホログラム素子、１５０１ｃ、１５０２ｃ、１５０３ｃ：カップリングレンズ、
１６０１：光源（３波長半導体レーザ）、１６０２：光検出器、１６０３：光分岐素子、
１７０１：筐体、１７０２：ホログラム素子、１７０３：光検出器、
１８０１：変位センサ。
【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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