(57)【要約】【課題】  同一波長の半導体レーザに対して異なるディスク基板厚さの複数の光ディスクに対応する光ピックアップにおいて、光ディスクの判別を行う際に、想定される光ディスクの種類に応じた回数のディスク判別動作を行わないと光ディスクの判別動作ができないため、ディスク判別に時間がかかってしまうという問題があった。【解決手段】  半導体レーザの前に配置した偏光回転素子により光ビームの偏光状態を切替え、偏光状態に対するフォーカスエラー信号や和信号の振幅をあらかじめ設定したスライスレベルと比較し判定することにより、光ディスクの判別動作を従来よりも高速に行うようにする。【選択図】  図１１
2008108386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズと、
前記第１の対物レンズを動かす第１のアクチュエータと、
前記第１の対物レンズを動かす第２のアクチュエータと、
を備え、
前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータは、前記偏光回転素子に入射する光ビームの回転操作がある場合とない場合とで、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズをフォーカス方向に動かす、
光ピックアップ。
【請求項２】
光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズと、
前記第１の対物レンズを動かす第１のアクチュエータと、
前記第１の対物レンズを動かす第２のアクチュエータと、
を備え、
前記偏光回転素子は、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータが前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズをフォーカス方向に動かすときに、入射する光ビームの偏光方向の回転操作をする、
光ピックアップ。
【請求項３】
請求項１または２記載の光ピックアップであって、
第１及び第２の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備える、
光ピックアップ。
【請求項４】
光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズと、
前記第１及び第２の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記偏光回転素子における前記光ビームの偏光方向を回転するために偏光回転素子制御回路から出力される制御信号と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第１の光ディスクあるいは第２の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズと、
前記第１及び第２の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記偏光回転素子を透過した光ビームの偏光状態と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第１の光ディスクあるいは第２の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の光ピックアップであって、
前記光学分岐素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の光ピックアップであって、
前記偏光回転素子を透過した光ビームの偏光状態は、偏光回転操作がある場合と偏光回転操作がない場合とで互いに略直交していることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項８】
請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の光ピックアップであって、
前記偏光回転素子は、機械的に波長板の位置を切替えることにより前記光ビームが透過する部分の波長板の特性を変化させることができる波長板駆動素子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項９】
請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の光ピックアップであって、
前記偏光回転素子は、駆動電圧を変化させることにより波長板としての特性を変化させることができる液晶素子であることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
請求項４乃至請求項９のいずれかに記載の光ピックアップであって、
前記レーザ光源の波長は４０５ｎｍ帯であり、前記第１の光ディスクは略０．１ｍｍのディスク基板厚さを有し、前記第２の光ディスクは略０．６ｍｍのディスク基板厚さを有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１１】
請求項４乃至請求項１０のいずれかに記載の光ピックアップと、
前記偏光回転素子における前記光ビームの偏光方向を回転するための制御信号を出力する偏光回転素子制御回路と、を備え、
前記偏光回転素子制御回路から出力される制御信号と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第１の光ディスクあるいは第２の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴と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、光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、特に光ディスクの判別動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば特開平９−１７００３号公報がある。本公報には目的として「対物レンズに入射する光ビームを分割、あるいは切り替える際に光量のロスが少なく、ビームの切り替え機構が簡単で切り替えの際に角度変化を伴わず、かつ、１つの対物レンズ駆動装置を用いて装置を小型化できるとともに、信号検出部も小型になり、容易に複数の種類の光ディスクに対応できる光ピックアップを提供することを目的としている。」と記載されており、その解決手段として「（１）光源から発せられた光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための対物レンズを複数個搭載し、所定方向に移動制御するための対物レンズ駆動装置と、入射した直線偏光の偏光方向を変換する偏光方向変換素子と、光ビームの偏光方向によって反射率あるいは出射方向の異なる第１、及び第２の偏光分離手段とを備える光ピックアップであって、前記光源側からの光ビームを前記偏光分離手段により分割し、分割された光ビームを前記複数個の対物レンズにそれぞれ入射させるとともに、前記記録媒体で反射され、前記第１の偏光分離手段に戻り、ここで透過及び反射した光ビームを、第２の偏光分離手段によって異なる偏光方向の光ビームに分割し、それぞれの光ビームを少なくとも２分割された光検出器に入射させることで信号検出を行うこと、更には、（２）前記第１の偏光分離手段が偏光ビームスプリッタであり、前記第２の偏光分離手段がウォラストンプリズムであること、更には、（３）前記偏光方向変換素子によって変換される光ビームの偏光方向を所定の方向に設定することにより、複数個の対物レンズに入射する光ビームの分割比率を決定すること、更には、（４）光源から発せられた光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための対物レンズを複数個搭載し、所定方向に移動制御するための対物レンズ駆動装置と、光ビームの偏光方向によって反射率の異なる偏光分離手段と、前記偏光分離手段に入射する光ビームの偏光方向を変換するための偏光方向変換素子とを備える光ピックアップであって、前記偏光方向変換素子によって光ビームの偏光方向を切り替えることで、前記複数個の対物レンズのうち、どの対物レンズに光ビームを入射させるかを切り替えるとともに、前記偏光分離手段を透過して、前記記録媒体で反射された光ビームを再び前記偏光分離手段を透過させ、一方、前記偏光分離手段で反射され、前記記録媒体で反射された光ビームを再び前記偏光分離手段で反射させることにより、両方の反射光を共通の光検出器で受光するようにしたこと、更には、（５）前記偏光方向変換素子は２分の１波長板であり、前記２分の１波長板を光路に対して抜き差しすることで、光ビームの偏光方向を切り替えること、更には、（６）前記偏光方向変換素子は２分の１波長板であり、前記２分の１波長板を所定の角度だけ回転させることで、光ビームの偏光方向を切り替えること、を特徴としたものである。」と記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７００３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
次世代の光ディスクとして、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）やＨＤ  ＤＶＤなどの青色半導体レーザを用いた光ディスクシステムが提案されている。このＢＤとＨＤ  ＤＶＤは、半導体レーザの仕様は共通であるが、ディスクの物理仕様が異なるシステムである。例えば、ディスクの基板厚さはＢＤで０．１ｍｍでありＨＤ  ＤＶＤで０．６ｍｍであり、ＮＡはＢＤで０．８５でありＨＤ  ＤＶＤで０．６となっている。このような異なる物理仕様の光ディスクの何れにも対応する互換光ピックアップを実現しようとした場合、どのディスクが装着されたかを最初に判別する光ディスク判別動作においては、それぞれの光ディスクを想定して順番に判別動作を繰り返す必要があり、そのためディスク判別に時間がかかってしまうという課題がある。
【０００５】
しかしながら、先に示した特許文献１では、異なる物理仕様の光ディスクに対応する点は考慮されているが、複数の光ディスクに対してディスク判別に要する時間を短縮することに関しては記載されていない。
【０００６】
本発明は、光ディスクの判別に要する時間を短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、その一例として、特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光ディスクの判別に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例１としての光ピックアップの構成について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は本発明の実施例１における光ピックアップの構成を示す図である。図１において、半導体レーザ１は４０５ｎｍ帯の波長で発振可能な半導体レーザであり、常温における発振波長は４０５ｎｍとなっている。尚、４０５ｎｍ帯はＢＤおよびＨＤ  ＤＶＤの記録再生が可能な波長である。図１は４０５ｎｍの波長の光ビームが出射されている状態を示している。半導体レーザ１より出射した光ビームは、図中矢印にて示すような紙面に平行な面に平行の偏光状態（以下、Ｐ偏光と記す）の光ビームとなるように、半導体レーザ１は光ビームの光軸廻りに回転位置を決めて配置してある。
【００１１】
半導体レーザ１を出射した光ビームは、半導体レーザ１の直前においてある液晶素子２に至る。ここで液晶素子２は、光ピックアップの外部に設けられた液晶素子駆動回路２５からの入力信号に応じて透過するＰ偏光の偏光角度を略９０度回転することが可能な素子であり、図中に示すように液晶素子駆動回路２５のスイッチがオンの状態においては、液晶素子２を透過したあとの光ビームの偏光方向は、Ｐ偏光が９０度回転された図中２重丸で示す紙面に垂直な方向（以下、Ｓ偏光と記す）となる。
【００１２】
液晶素子２を透過した光ビームは、回折格子３に至る。回折格子３は入射する光ビームを、０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐し、光ディスク上で３つの光スポットを生成するためのものであり、透過後の光ビームは、偏光ビームスプリッタであるＰＢＳ４に至る。ＰＢＳ４は、三角柱が２つ組合さった立方体形状からなり、その内部に半導体レーザ１から出射された光ビームの出射光軸に対して、４５°の角度をなすような膜面４ａが形成されている。その膜面４ａでは、後述するように４０５ｎｍ帯波長の光ビームのうちＳ偏光成分を約１００％反射するようになっている。一方Ｐ偏光成分に関しては、約１００％を透過させるようになっている。そのため、ＰＢＳ４に到達した光ビームは、その偏光状態に応じた光量だけＳ偏光成分は入射方向に対して９０°方向に反射し、Ｐ偏光成分は透過することとなる。
【００１３】
ＰＢＳ４の膜面４ａにおいて反射した光ビームは、コリメートレンズ５によって平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５を出射した光ビームは、４分の１波長板６を透過する。ここで、コリメートレンズ４を透過した光ビームは、４分の１波長板６を透過後、立上げミラー７にて光軸が９０度変換され、光ビーム１２の光軸は光ディスクの面に対して略垂直に入射するように設定されている。立上げミラー７を出射した光ビーム１２は対物レンズ８に入射する。対物レンズ８は、４０５ｎｍ帯波長の光ビーム１２が平行光で入射した場合に、例えばＢＤのように基板厚さが０．１ｍｍである第１の光ディスク１３の情報記録面１４に対して合焦可能な特性のレンズである。対物レンズ８は、駆動コイル１０と一体になっているアクチュエータ９に保持されており、駆動コイル１０と対向する位置にはマグネット１１が配置されている。そのため駆動コイル１０に通電しマグネット１１からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ８を光ディスク１３の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。
【００１４】
光ディスク１３を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ８、立上げミラー７を経て４分の１波長板６に至る。その後、光ビームはコリメートレンズ５に入射し、コリメートレンズ５により光ビームは平行光から収束光に変換され、ＰＢＳ４に到達する。詳細は後述するが、ＰＢＳ４に到達した復路の光ビームは、ＰＢＳ４内部の膜面４ａを透過するため、復路の光ビームは検出レンズ２３に向かうこととなる。
【００１５】
ここで、ＰＢＳ４を透過する光ビームは、コリメートレンズ５を透過することによりすでに収束光となっている。検出レンズ２３は、検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズであり、２つの面のうち一方が凹面、他方が円筒面で構成されているため、検出レンズ２３を透過する際に光ビームに非点収差が与えられることなる。光ビームは、検出レンズ２３を透過した後に光検出器２４の所定の光検出面に集光されるようになっている。光検出器２４では、受光した光ビームから光ディスク１３からのサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。
【００１６】
一方、液晶素子２を透過した後の光ビームの偏光方向がＰ偏光のままに設定されている場合においては、回折格子３を経てＰＢＳ４に至る光ビームの偏光状態はＰ偏光となっている。先述したようにＰＢＳ４においては、Ｐ偏光成分の約１００％を透過させるようになっている。そのため、ＰＢＳ４に到達したＰ偏光の光ビームは、ＰＢＳ４を透過することとなる。
【００１７】
ＰＢＳ４の膜面４ａを透過し出射した光ビームは、反射プリズム１５の内部に光ビームの光軸に対して４５度に設定された反射面により光ビームの光軸方向を９０度変換させられ、コリメートレンズ１６に至る。コリメートレンズ１６では、光ビームは略平行な光ビームに変換され、コリメートレンズ１６を出射した光ビームは、４分の１波長板１７を透過する。ここで、４分の１波長板１７を透過後の光ビームは、立上げミラー７にて光軸が９０度変換され光ビームの光軸が光ディスクの面方向に向くように設定されている。立上げミラー１８を出射した光ビーム２０は対物レンズ１９に入射する。対物レンズ１９は、４０５ｎｍ帯の光ビーム２０が平行光で入射した場合に、例えばＨＤ  ＤＶＤのように基板厚さが０．６ｍｍである第２の光ディスク２１の情報記録面２２に対して合焦可能な機能を持つレンズである。対物レンズ１９は、駆動コイル１０と一体になっているアクチュエータ９に保持されており、駆動コイル１０と対向する位置にはマグネット１１が配置されている。そのため駆動コイル１０に通電しマグネット１１からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ１９を光ディスク２１の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。また、実施例１の光ピックアップにおいては、対物レンズ８と対物レンズ１９が共通のアクチュエータ９に一体保持されているため、駆動コイル１０に通電することにより、対物レンズ８と対物レンズ１９は一体で駆動されることとなる。
【００１８】
光ディスク２１を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ１９、立上げミラー１８を経て４分の１波長板１７に至る。その後、光ビームはコリメートレンズ１６に入射し、コリメートレンズ１６により光ビームは平行光から収束光に変換され、反射プリズム１５にて９０度光ビームの光軸方向を変換された後にＰＢＳ４に到達する。詳細は後述するが、ＰＢＳ４に到達した第２の光ディスクからの復路の光ビームは、ＰＢＳ４内部の膜面４ａにて反射するため、復路の光ビームは検出レンズ２３に向かうこととなる。
【００１９】
ここで、ＰＢＳ４を透過する光ビームは、コリメートレンズ１６を透過することによりすでに収束光となっている。先述したように、検出レンズ２３は、２つの面のうち一方が凹面、他方が円筒面で構成されているレンズであり、そのため、検出レンズ２３を透過する際に光ビームに非点収差が与えられることなる。その後、光ビームは検出レンズ２３を透過した後に光検出器２４の所定の光検出面に集光されるようになっている。尚、検出レンズ２３は、検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズである。光検出器２４では、受光した光ビームから光ディスク１３からのサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。
【００２０】
以上説明したように、１つの半導体レーザと、偏光を回転する液晶素子と、ＰＢＳと、複数の対物レンズ、一つの光検出器の組合せにより、光ピックアップ２６が構成されている。
【００２１】
次に、図２を用いて半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光に関して説明する。図２において、レーザチップ２７は４０５ｎｍ帯の光ビームを出射するものであり、基板２９の上に搭載され、図１に記載した半導体レーザ１の内部に搭載されている。レーザチップ２７の内部には、活性層２８が形成されており、この活性層の端面より光ビームを出射するようになっている。レーザチップ２７にある活性層２８の端面からレーザチップ２７の長手方向に略平行な方向に出射した４０５ｎｍ帯の光ビームは、光ビームの光軸に対して活性層２８に平行な方向θｈ（水平方向）の広がり角が狭く、活性層２８に垂直な方向θｖ（垂直方向）の広がり角が広くなっている。例えばこの広がり角は、おおよそ９°と１８°であり、光ビームの広がり３０はθｖ方向に長い楕円状の強度分布を持つものとなっている。ここで、レーザチップ２７から出射された光ビームの振動面は、活性層２８に平行な面、すなわちθｈ方向と略一致しており、図中に矢印で示した方向に振動する、いわゆるＰ偏光の偏光状態となっている。
【００２２】
次に、図３を用いて液晶素子の動作について説明する。図３において、液晶素子２は外部からの電気信号のオン／オフに連動して、液晶素子２を透過するＰ偏光を偏光面が光軸に対して９０度回転したＳ偏光に変換可能な偏光回転素子である。素子の構成自体は本発明との関連が少ないため詳細な説明をここでは省略する。
【００２３】
図３（ａ）において、スイッチ２５はオフ状態となっており、液晶素子２に外部から通電されていない状態を示している。この状態においては、液晶素子２には何ら電気的作用が発生しないので、入射側から入射したＰ偏光は、液晶素子２をそのまま通過し、出射側からＰ偏光のまま出射される。一方、図３（ｂ）においては、スイッチ２５がオン状態を示しており、液晶素子２が電気的に作用を受けている状態である。この状態において入射側から入射したＰ偏光は、液晶素子２内で偏光面を９０度回転させられ、出射側からＳ偏光の光ビームとなって出射される。以上により、液晶素子２においては、通電状態のオン／オフにより入射偏光に対して出射偏光を９０度回転可能となる。尚、この液晶素子は、光ビームの偏光面を回転させるものであり、出射する光ビームの偏光状態に関係なく、９５％以上の透過率を確保できるものである。
【００２４】
図４は、ＰＢＳ４の膜面４ａの特性を示した図である。図４において、横軸は膜面４ａに入射する光ビームの波長を示しており、縦軸は入射した光ビームの透過率となっている。光ビームに対して４５度の角度で配置されている膜面４ａにおいて、Ｐ偏光の光ビームの場合は４０５ｎｍ付近で約１００％の光を透過し、Ｓ偏光の光ビームに関しては４０５ｎｍ付近でほとんど光を透過しない特性となっている。そのため、４０５ｎｍ付近の光ビームに関しては、Ｐ偏光はほとんどが反射せず透過し、Ｓ偏光は約１００％が反射することとなる。すなわち、Ｐ偏光とＳ偏光は膜面４ａでほぼ分離され、透過及び反射することとなる。
【００２５】
次に、光ピックアップにおける光ビームの偏光状態に関して図５及び図６を用いて説明する。
【００２６】
図５は、第１の光ディスクを再生している場合の偏光状態を示した図である。尚、図５の各構成部品に関しては、既に図１を用いて説明しているため、ここでは説明を省略する。図５において、半導体レーザ１から出射された光ビームは、液晶素子２に入射する。第１の光ディスク１３を再生する場合においては、液晶素子駆動回路２５のスイッチをオンとすることにより、液晶素子２を通過する光ビームの偏光状態は、図中矢印で記載の紙面に平行なＰ偏光から、図中２重丸で記載の紙面に垂直なＳ偏光に回転される。その後光ビームは回折格子３にて０次光及び±１次の３つの光ビームに分岐され、ＰＢＳ４に至る。ＰＢＳ４においてＳ偏光は約１００％を反射するため、光ビームはＳ偏光の状態でＰＢＳ４の膜面４ａで反射してＰＢＳ４を出射することになる。Ｓ偏光の光ビームは、コリメートレンズを経て、４分の１波長板６に至る。４分の１波長板６においては、光ビームの偏光状態は円偏光に変換され、立上げミラー７で反射した後、対物レンズ８に入射する。その後、第１のディスク１３の記録面１４にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ８、立上げミラー７を経て、４分の１波長板６に至る。復路においては、４分の１波長板６を透過するとき、０次光は往路とは直交する方向の直線偏光に変換される。すなわち、図中矢印で示した紙面に平行な偏光方向であるＰ偏光となる。その後、光ビームはコリメートレンズ５に入射し、コリメートレンズ５により平行光から収束光に変換されるが、偏光状態はＰ偏光のままでＰＢＳ４に到達する。先述したようにＰＢＳ４の膜面４ａは、Ｐ偏光の光ビームを約１００％透過するため、第１の光ディスクからの反射光はＰＢＳ４を透過し、検出レンズ２３及び光検出器２４へ向かって出射する。即ち、図５のＰＢＳ４においては、往路の光ビームはＳ偏光のため反射し、復路はＰ偏光のため透過することとなる。
【００２７】
次に、第２の光ディスクを再生している場合の偏光状態に関して、図６を用いて説明する。
【００２８】
尚、図６の各構成部品に関しても、既に図１を用いて説明しているため、ここでは説明を省略する。図６において、半導体レーザ１から出射された光ビームは、偏光回転素子２に入射する。第２の光ディスク２１を再生する場合においては、液晶素子駆動回路２５のスイッチをオフとすることにより、液晶素子２を通過する光ビームの偏光状態は、図中矢印で記載の紙面に平行なＰ偏光まま液晶素子を透過することとなる。その後光ビームは回折格子３にて０次光及び±１次の３つの光ビームに分岐され、ＰＢＳ４に至る。ＰＢＳ４においてＰ偏光は約１００％透過するため、光ビームはＰ偏光の状態でＰＢＳ４の膜面４ａを透過してＰＢＳ４を出射することになる。Ｐ偏光の光ビームは、反射プリズム１５にて光軸方向を９０度変換された後、コリメートレンズ１６を経て、４分の１波長板１７に至る。４分の１波長板１７においては、光ビームの偏光状態は円偏光に変換され、立上げミラー１８で反射した後、対物レンズ１９に入射する。その後、第２のディスク２１の記録面２２にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ１９、立上げミラー１８を経て、４分の１波長板１７に至る。復路においては、４分の１波長板１７を透過するとき、０次光は往路とは直交する方向の直線偏光に変換される。すなわち、図中２重丸で示した紙面に垂直な偏光方向であるＳ偏光となる。その後、光ビームはコリメートレンズ１６に入射し、コリメートレンズ１６により平行光から収束光に変換されるが、偏光状態はＳ偏光のままでＰＢＳ４に到達する。先述したようにＰＢＳ４の膜面４ａは、Ｓ偏光の光ビームを約１００％反射するため、第２の光ディスクからの反射光はＰＢＳ４を反射し、検出レンズ２３及び光検出器２４へ向かって出射する。即ち、図６のＰＢＳ４においては、往路の光ビームはＰ偏光のため透過し、復路はＳ偏光のため透過することとなる。
【００２９】
以上より、実施例１においては、液晶素子２において偏光方向をＳ偏光あるいはＰ偏光とすることで、Ｓ偏光の場合は第１の対物レンズ８側に光ビームを導き、Ｐ偏光の場合は第２の対物レンズ１９側に光ビームを導き、何れの場合においても光ディスクからの反射光を光検出器にて検出することが可能である。
【００３０】
次に、ディスク再生時におけるフォーカスエラー信号及び和信号について説明する。
【００３１】
図７は、第１の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示している。対物レンズ８に対して、第１の光ディスク１３が再生される場合においては、光ビーム１２を第１の対物レンズ８に略平行光として入射するようにすることで、例えばＢＤである第１の光ディスク上のディスク基板厚さ０．１ｍｍの記録面１４に光ビームを集光することが可能である。一方、第１の対物レンズ８に対してディスク基板厚さが最適でない、例えばディスク基板厚さが０．６ｍｍのＨＤ  ＤＶＤからなる第２の光ディスクが再生される場合においては、第１の対物レンズ８へ平行光で入射する光ビーム１２は、図中破線で示すように記録面２７では集光することができないため、第１の光ディスクからの反射光は第１の対物レンズを往路と同じ平行光の状態で戻ることができずに図中破線の光ビーム２８のようになってしまう。そのため、第１の光ディスクを再生する場合と比較して、第２の光ディスクを再生する場合に光検出器にて検出される信号は、光ビームが最適状態と比較してぼやけてしまうために検出信号自体が小さくなってしまう。
【００３２】
図８は、第１の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示したものである。横軸に時間、縦軸に信号レベルを示している。図８（ａ）は、第１の光ディスクを再生した場合を示しており、フォーカスエラー信号及び和信号の何れも十分な信号レベルとなっている。一方、図８（ｂ）は、第２の光ディスクを再生した場合を示しており、光検出器での光ビームがぼやけてしまうためにフォーカスエラー信号及び和信号の何れも信号レベルが小さいものとなる。
【００３３】
図９は、第２の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示している。対物レンズ１９に対して、第２の光ディスク２１が再生される場合においては、光ビーム２０を第２の対物レンズ１９に略平行光として入射するようにすることで、例えばＨＤ  ＤＶＤである第２の光ディスク上のディスク基板厚さ０．６ｍｍの記録面２２に光ビームを集光することが可能である。一方、第２の対物レンズ１９に対してディスク基板厚さが最適でない、例えばディスク基板厚さが０．１ｍｍのＢＤからなる第１の光ディスクが再生される場合においては、第２の対物レンズ１９へ平行光で入射する光ビーム２０は、図中破線で示すように記録面２９では集光することができないため、第１の光ディスクからの反射光は第２の対物レンズを往路と同じ平行光の状態で戻ることができずに図中破線の光ビーム３０のようになってしまう。そのため、第２の光ディスクを再生する場合と比較して、第１の光ディスクを再生する場合に光検出器にて検出される信号は、光ビームが最適状態と比較してぼやけてしまうために検出信号自体が小さくなってしまう。
【００３４】
図１０は、第２の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示したものである。横軸に時間、縦軸に信号レベルを示している。図１０（ａ）は、第２の光ディスクを再生した場合を示しており、フォーカスエラー信号及び和信号の何れも十分な信号レベルとなっている。一方、図１０（ｂ）は、第１の光ディスクを再生した場合を示しており、光検出器での光ビームがぼやけてしまうためにフォーカスエラー信号及び和信号の何れも信号レベルが小さいものとなる。
【００３５】
次に、液晶駆動信号とフォーカスエラー信号と和信号の関係について説明する。
【００３６】
図１１は、各種ディスクを再生した場合における液晶駆動信号とフォーカスエラー信号と和信号の関係を示したものである。図１１（ａ）は第１の光ディスクを再生した場合、（ｂ）は第２の光ディスクを再生した場合、（ｃ）はその他の光ディスクを再生した場合、（ｄ）は第１の光ディスクを再生した他の場合を示しており、何れも横軸に時間、縦軸に信号振幅を示している。図１１（ａ）の第１の光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号をオンとすることにより、先述したように第１の光ディスクからの反射光を最適に検出することができる。そのため、液晶駆動信号がオンの状態にのみ、あらかじめ設定したスライスレベルを超えるフォーカスエラー信号や和信号を検出することができる。一方、液晶駆動信号がオフの場合は、光ディスクからの反射光を十分に検出することができないため、スライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。そのため、液晶駆動信号の状態がオンのときに、スライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出した場合には、再生している光ディスクが第１の光ディスクの特性をもつものであることが判別可能である。図１１（ｂ）の第２の光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号をオフの状態にのみ、あらかじめ設定したスライスレベルを超えるフォーカスエラー信号や和信号を検出することができ、液晶駆動信号がオフの場合にはスライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。そのため、液晶駆動信号がオフの場合のフォーカスエラー信号や和信号のレベルを判定することにより、再生している光ディスクが第２の光ディスクの特性を持つものであるかどうかを判別可能である。図１１（ｃ）のその他のディスク基板厚さを持つ光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号のオン及びオフに関係なく光検出器で検出できる光ビームがぼやけてしまうため、どのタイミングをもってしてもスライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。即ち、液晶駆動信号のオン／オフの状態とフォーカスエラー信号や和信号のレベルを判定することで、再生している光ディスクを判別することが可能である。図１１（ｄ）に示すように、第１の光ディスクを再生した場合において液晶駆動信号のオン／オフ状態の動作時間をフォーカスエラー信号の周期より短く切替えている状態を示している。このような構成とすることにより、各々の光ディスクに対して対物レンズが焦点位置付近にあるときに液晶素子をオン状態及びオフ状態の２つの動作状態とすることが可能であるため、１度の対物レンズのフォーカス方向移動にてフォーカスエラー信号や和信号のレベル判定を行うことができ、再生している光ディスクの判別動作をより短い時間で行うことが可能である。
【００３７】
尚、本実施例において、光検出器は１つであることを想定している。そのように光検出器を１つとすることにより、光ディスクからの反射光を光検出器にて特に切替操作をせずに対物レンズ１及び対物レンズ２の何れからも得ることが出来るという利点がある。
【００３８】
次に光ディスク判別のシーケンスについて説明する。
【００３９】
図１２は、光ディスク判別のシーケンスを示したものである。ターンテーブル（図示しない）に光ディスクを装着後、光ディスクは回転しレーザが点灯される。その後、対物レンズが搭載されたアクチュータをフォーカス方向に加振し、液晶素子を駆動する駆動信号をオンあるいはオフさせる。この場合は、液晶素子の駆動信号オン及びオフのタイミングは、数ミリ秒から数１０ミリ秒程度に設定されている。これは液晶素子の動作速度の上限に近い値である。液晶素子のオン／オフ駆動と同時に、フォーカスエラー信号及び和信号の検出を行い、検出された各種信号のレベルが、あらかじめ設定してあるスライスレベルと比較して大きいかどうかと液晶素子の駆動タイミングと同期しているかを判定する。その判定結果により、装着された光ディスクが第１の光ディスクなのか、第２の光ディスクなのか、あるいはそれ以外の光ディスクなのかの光ディスクの判別を行い、光ディスク判別のシーケンスを終了する。
【００４０】
以上説明してきたように、本発明においては、半導体レーザの前においてある液晶素子を高速に駆動することにより、光ビームの偏光状態の切換えを行い、偏光状態の切換えに用いる液晶素子駆動信号のオン／オフの状態とフォーカスエラー信号や和信号の信号レベルをモニタすることにより、装着された光ディスクの判別を一度のディスク判別動作でかつ短時間で行うことができる。
【００４１】
次に、実施例１の光ピックアップを搭載した光ディスク装置について説明する。図１３に本発明の実施例における光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ２６により検出された信号の一部は光ディスク判別回路５１に送られる。光ディスク判別回路５１における光ディスクの判別動作は、液晶駆動回路６０から出力される駆動信号のオン／オフの状態とフォーカスエラー信号及び和信号の信号レベルをあらかじめ設定したスライスレベルとを比較することにより行うものである。その光ディスク判別結果はコントロール回路５４に送られる。さらに、光ピックアップ２６により検出された検出信号の一部は、サーボ信号生成回路５２あるいは情報信号検出回路５３に送られる。サーボ信号生成回路５２では、光ピックアップ２６で検出された各種信号から光ディスク１３に適したフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、コントロール回路５４に送る。一方、情報信号検出回路５３では、光ピックアップ２６の検出信号から光ディスク１３に記録された情報信号を検出し再生信号出力端子へ出力する。コントロール回路５４は、光ディスク判別回路５１からの信号により光ディスク１３を設定し、それに対応してサーボ信号生成回路５２にて生成されたフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動信号をアクチュエータ駆動回路５５に送る。この対物レンズ駆動信号によりアクチュエータ駆動回路５５は、光ピックアップ２６内のアクチュエータ１０を駆動し対物レンズ８及び対物レンズ１９の位置制御を行う。また、コントロール回路５４は、アクセス制御回路５６により光ピックアップ２６のアクセス方向位置制御を行い、スピンドルモータ制御回路５７によりスピンドルモータ５８を回転制御しディスク１３を回転させる。
【００４２】
さらに、コントロール回路５４は、レーザ点灯回路５９を駆動することにより、光ピックアップ２６に搭載されている半導体レーザ１を光ディスク１３に応じて適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。また、コントロール回路５４は、光ディスク判別回路５１の判別結果に基づいて、偏光回転素子２のスイッチ２５のオン／オフを行う。これにより、光ピックアップ２６における光ビームの偏光状態を最適に制御することが可能とし、光ディスク１３からそれぞれ良好な信号を検出することが可能である。
【００４３】
尚、以上説明した本発明の実施例１においては、光ディスク１３に対してＳ偏光を照射し、光ディスク２１に対してＰ偏光を照射する構成としているが、本発明は各ディスクに対する偏光状態を限定するものではなく、対物レンズ８及び対物レンズ１９の配置を入れ替えて光学系の構成によっては別の偏光状態を利用する構成であってもかまわないことは言うまでもない。また、実施例１の説明においては、光ビームの偏光状態を切替えるために液晶素子を用いる構成としたが、光ビームの偏光状態を選択的に切替え可能であれば、必ずしも液晶素子を用いない構成でもかまわない。例えば、２つの異なる波長板特性を持つ波長板素子の位置を機械的に動かすことにより光ビームの偏光状態を切替える構成であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１における光ピックアップの構成を示す図
【図２】半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光を示す図
【図３】液晶素子の動作を示す図
【図４】ＰＢＳの膜面の特性を示す図
【図５】第１の光ディスクを再生している場合の偏光状態を示す図
【図６】第２の光ディスクを再生している場合の偏光状態を示す図
【図７】第１の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示す図
【図８】第１の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示す図
【図９】第２の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示す図
【図１０】第２の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示す図
【図１１】各種ディスクを再生した場合における液晶駆動信号とフォーカスエラー信号と和信号の関係を示す図
【図１２】光ディスク判別のシーケンスを示す図
【図１３】実施例１の光ピックアップを搭載した光ディスク装置
【符号の説明】
【００４５】
１…半導体レーザ、２…液晶素子、４…ＰＢＳ、５、１６…コリメータレンズ、
６、１７…４分の１波長板、８、１９…対物レンズ、１３、２１…光ディスク、
２４…光検出器、２５…液晶素子駆動回路、２６…光ピックアップ
【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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