(57)【要約】　　　（修正有）【課題】装置構成を簡略化するとともにビーム形状の成形を適切に行う。【解決手段】２波長ＬＤ２１の第１の発光点２１ａ又は第２の発光点２１ｂから選択的に出射した第１の光ビーム又は第２の光ビームをシリンドリカルレンズ２２によりビーム形状を成形することで、光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面上に略円形状の良好なビームスポットを生成し、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂで反射された第１の戻り光又は第２の戻り光がＰＤＩＣ２９の受光面上にも略円形状の良好なビームスポットを形成する。【選択図】　図２
2004005802.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームの光軸に垂直な平面内における形状を略円形状に成形するビーム成形素子と、
上記ビーム成形素子により形状が成形された光ビームに対して所定の傾きを有するように配設され、光ビームを透過させる略平板状の透過素子と、
上記透過素子を透過した光ビームを透過させ、光ディスクにより反射された戻りの光ビームを反射することで光路を分離する略平板状の光路分離手段と、
上記光路分離手段を透過した光ビームを平行光とするコリメータレンズと、
上記コリメータレンズにより平行光とされた光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、
上記光路分離手段で反射された戻りの光ビームを受光する受光手段とを備え、
上記ビーム成形素子は、上記透過素子及び上記光路分離手段により発生する非点収差を補正することで、光ビームの形状を成形し、
上記透過素子は、上記光路分離手段により発生するコマ収差を打ち消すように配された光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記光源は、異なる波長の光ビームを異なる位置の発光点から出射す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】
上記光路分離手段は、ビームスプリッタプレート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４】
更に、上記ビーム成形素子と上記光路分離手段との間に、光ビームを０次光及び±１次光に３分割する回折素子を備える請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記ビーム成形素子は、光軸に垂直な平面内で、互いに直交する方向に曲率が異なるように設計されたレンズ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６】
上記レンズ素子は、シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記レンズ素子は、トーリックレンズであることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
上記ビーム成形素子は、ホログラム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９】
上記光源は、波長の短い光ビームを出射する発光点が上記集光光学系の光軸中心に位置合わせされていることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
光ピックアップにより、回転する光ディスクに対して光ビームを出射するとともに、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを受光することで光ディスクに対して情報を記録再生する光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームの光軸に垂直な平面内における形状を略円形状に成形するビーム成形素子と、上記ビーム成形素子により形状が成形された光ビームに対して所定の傾きを有するように配設され、光ビームを透過させる略平板状の透過素子と、上記透過素子を透過した光ビームを透過させ、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを反射することで光路を分離する略平板状の光路分離手段と、上記光路分離手段を透過した光ビームを平行光とするコリメータレンズと、上記コリメータレンズにより平行光とされた光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、上記光路分離手段で反射された戻りの光ビームを受光する受光手段とを備え、
上記ビーム成形素子は、上記透過素子及び上記光路分離手段により発生する非点収差を補正することで、光ビームの形状を成形し、
上記透過素子は、上記光路分離手段により発生するコマ収差を打ち消すように配された光ディスク装置。
【請求項１１】
上記光源は、異なる波長の光ビームを異なる位置の発光点から出射することを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１２】
上記光路分離手段は、ビームスプリッタプレートであることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１３】
上記光ピックアップは、上記ビーム成形素子と上記光路分離手段との間に、光ビームを０次光及び±１次光に３分割する回折素子を備える請求項１４記載の光ディスク装置。
【請求項１４】
上記ビーム成形素子は、光軸に垂直な平面内で、互いに直交する方向に曲率が異なるように設計されたレンズ素子であることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１５】
上記レンズ素子は、シリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項１４記載の光ディスク装置。
【請求項１６】
上記レンズ素子は、トーリックレンズであることを特徴とする請求項１４記載の光ディスク装置。
【請求項１７】
上記ビーム成形素子は、ホログラムであることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【請求項１８】
上記光源は、波長の短い光ビームを出射する発光点が上記集光光学系の光軸中心に位置合わせされていることを特徴とする請求項１１記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに対して情報信号の記録再生を行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ），ＤＶＤ−Ｒ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ），ＤＶＤ−ＲＷ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ　ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ），や、ＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ），ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ），ＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ　ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）等のようにフォーマットの異なる互換性のない光ディスクに対して、１つの光ピックアップを用いて情報信号の記録及び／又は再生（以下では記録再生と記述する。）を行う光ディスク装置が提案されている。
【０００３】
このような光ディスク装置としては、図５及び図６に示すように、異なる波長の光ビームを異なる位置の発光点から出射する光源を用いて、それぞれの波長の光ビームに対応する第１の光ディスク２００ａ及び第２の光学ディテスク２００ｂに対して情報信号の記録再生をするようになっている。なお、第１の光ディスク２００ａは、波長が略６５５ｎｍの光ビームに対応するＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクとし、第２の光ディスク２００ｂは、波長が略７８５ｎｍの光ビームに対応するＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクとする。
【０００４】
異なる波長の光ビームを出射する光ピックアップとしては、図５に示すように、光軸に垂直な平面内における光ビームの形状を略円形状に成形するアナモルフィックプリズムを備えるものがある。
【０００５】
このような光ピックアップは、第１の光ディスク２００ａ用の波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームと、第２の光ディスク２００ｂ用の波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームとを選択的に出射する２波長ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）１０１と、２波長ＬＤ１０１から出射された第１の光ビームを透過し、第２の光ビームを０次光及び±１次光に３分割するグレーティング１０２と、グレーティング１０２を透過した光ビームを透過させるとともに、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの戻り光を光路に対して４５°傾いた反射面１０３ａで反射するビームスプリッタ１０３と、ビームスプリッタ１０３を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを平行光とするコリメータレンズ１０４と、コリメータレンズ１０４で平行光とされた第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形するアナモルフィックプリズム１０５と、アナモルフィックレンズ１０５により成形された第１の光ビーム又は第２の光ビームを第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに集光する対物レンズ１０６と、ビームスプリッタ１０３の反射面１０３ａで反射された第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光を集光するマルチレンズ１０７と、マルチレンズ１０７で集光された第１の戻り光又は第２の戻り光を受光するＰＤＩＣ（Ｐｈｏｔｏ　Ｄｅｔｅｃｔｏｒ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）１０８とを備えている。
【０００６】
上述のように構成された光ピックアップにおいて、第１の光ディスク２００ａを再生する際に、２波長ＬＤ１０１から出射された波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームは、グレーティング１０２及びビームスプリッタ１０３を透過し、コリメータレンズ１０４により平行光とされ、アナモルフィックプリズム１０５によりビーム形状が成形される。アナモルフィックプリズム１０５によりビーム形状が成形された第１の光ビームは、対物レンズ１０６により第１の光ディスク２００ａの信号記録面に適切に集光される。第１の光ディスク２００ａに集光された第１の光ビームは、第１の光ディスク２００ａの反射面により反射され、同じ光路をビームスプリッタ１０３まで戻されて、ビームスプリッタ１０３の反射面１０３ａで反射され、マルチレンズ１０７により集光されて、ＰＤＩＣ１０８により受光される。
【０００７】
一方、上述の光ピックアップにおいて、第２の光ディスク２００ｂを再生する際に、２波長ＬＤ１０１から出射された波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームは、グレーティング１０２により０次光及び±１次光に３分割され、ビームスプリッタ１０３を透過して、コリメータレンズ１０４により平行光とされ、アナモルフィックプリズム１０５によりビーム形状が成形される。アナモルフィックプリズム１０５によりビーム形状が成形された第２の光ビームは、対物レンズ１０６により第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に適切に集光される。第２の光ディスク２００ｂに集光された第２の光ビームは、第２の光ディスク２００ｂの反射面により反射され、同じ光路をビームスプリッタ１０３まで戻されて、ビームスプリッタ１０３の反射面１０３ａで反射され、マルチレンズ１０７により集光されて、ＰＤＩＣ１０８により受光される。
【０００８】
ここで、アナモルフィックプリズム１０５は、２波長ＬＤ１０１が出射する第１の光ビーム又は第２の光ビームの発散角の違い、すなわち活性層に垂直な成分と平行な成分とで発散角が異なることによるビーム形状の歪みを補正し、ビーム形状が略円形状となるようにビーム形状を成形するようになっている。
【０００９】
このようにして、光ピックアップは、第１の光ビーム又は第２の光ビームを選択的に第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に集光し、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して情報信号の記録再生を行う。
【００１０】
また、異なる波長の光ビームを出射する光ピックアップとしては、図６に示すように、光軸に垂直な平面内で光ビームの形状を略円形状に成形するアナモルフィックレンズを備えるものがある。
【００１１】
このような光ピックアップは、第１の光ディスク２００ａ用の略６５５ｎｍの第１の光ビームと、第２の光ディスク２００ｂ用の略７８５ｎｍの第２の光ビームとを出射する２波長ＬＤ１１１と、２波長ＬＤ１１１から出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形するアナモルフィックレンズ１１２と、アナモルフィックレンズ１１２によりビーム形状が成形された第１の光ビームを透過し、第２の光ビームを０次光及び±１次光に３分割するグレーティング１１３と、グレーティング１１３を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを透過するとともに、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂで反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を光路に対して４５°傾いた反射面１１４ａで反射するビームスプリッタ１１４と、ビームスプリッタ１１４を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを平行光とするコリメータレンズ１１５と、コリメータレンズ１１５で平行光とされた第１の光ビーム又は第２の光ビームを第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に集光する対物レンズ１１６と、ビームスプリッタ１１４の反射面１１４ａで反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を集光するマルチレンズ１１７と、マルチレンズ１１７で集光された第１の戻り光又は第２の戻り光を受光するＰＤＩＣ１１８とを備えている。
【００１２】
上述のように構成された光ピックアップにおいて、第１の光ディスク２００ａを再生する際に、２波長ＬＤ１１１から出射された波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームは、アナモルフィックレンズ１１２によりビーム形状が成形され、グレーティング１１３及びビームスプリッタ１１４を透過し、コリメータレンズ１１５により平行光にされる。コリメータレンズ１１５により平行光とされた第１の光ビームは、対物レンズ１１６により第１の光ディスク２００ａの信号記録面に適切に集光される。第１の光ディスク２００ａに集光された第１の光ビームは、第１の光ディスク２００ａの反射面により反射され、同じ光路をビームスプリッタ１１４まで戻されて、ビームスプリッタ１１４の反射面１１４ａで反射され、マルチレンズ１１７により集光されて、ＰＤＩＣ１１８により受光される。
【００１３】
一方、上述の光ピックアップにおいて、第２の光ディスク２００ｂを再生する際に、２波長ＬＤ１１１から出射された波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームは、アナモルフィックレンズ１１２によりビーム形状が成形されて、グレーティング１１３により０次光及び±１次光に分割され、ビームスプリッタ１１４を透過して、コリメータレンズ１１５により平行光とされる。コリメータレンズ１１５により平行光とされた第２の光ビームは、対物レンズ１１６により第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に適切に集光される。第２の光ディスク２００ｂに集光された第２の光ビームは、第２の光ディスク２００ｂの反射面により反射され、同じ光路をビームスプリッタ１１４まで戻されて、ビームスプリッタ１１４の反射面１１４ａで反射され、マルチレンズ１１７により集光されて、ＰＤＩＣ１１８により受光される。
【００１４】
ここで、アナモルフィックレンズ１１２は、２波長ＬＤ１１１が出射する第１の光ビーム又は第２の光ビームの発散角の違い、すなわち活性層に垂直な成分と平行な成分とで発散角が異なることによるビーム形状の歪みを補正し、ビーム形状が略円形状となるようにビーム形状を成形するようになっている。
【００１５】
このようにして、光ピックアップは、第１の光ビーム又は第２の光ビームを選択的に第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して集光し、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して情報信号の記録再生を行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した光ピックアップを用いた光ディスク装置では、アナモルフィックプリズムに対して完全な平行光を入射する必要があり、組立時のコリメーション調整が難しく、また、コリメーション調整後の環境温度の変化によりコリメーションがずれてしまう場合にコリメーションのずれを補正する必要があるといった問題がある。
【００１７】
また、上述した光ピックアップを用いた光ディスク装置では、アナモルフィックプリズムが光ビームの往復光路内に配設されているため、往路の光ビームに対して適切なビーム成形をおこなうことができるが、復路の光ビームに対してアナモルフィックプリズムを２度通過することになりビーム成形が２度行われるため、ＰＤＩＣ上のスポット形状が変形し、再生特性が悪化するといった問題がある。
【００１８】
これにより、このような光ディスク装置では、設計自由度が著しく悪くなり、部品点数も増加してしまい、信頼性の低下、生産性の低下、生産コストの増加等の問題が発生する。
【００１９】
また、ビーム成形用のアナモルフィックレンズは、種々の提案が成されているが、アナモルフィックレンズの製造精度とレーザ発光点の位置合わせの精度とが実施しうる範囲でなく、かつ環境温度の変化によってその光学特性が変化してしまうことから、量産可能とは言いがたい。
【００２０】
さらに、アナモルフィックプリズムは、波長依存性を受けやすく、２波長ＬＤを光源とする光学系で用いた場合に、一方の波長に対して最適な光学設計をすることで、他方の波長の光ビームに対して、光学収差が大きくなり、光学特性が著しく悪化するといった問題がある。
【００２１】
そこで、本発明は、上述の問題を解決するために、アナモルフィックプリズムやアナモルフィックレンズを用いず、適切に光ビームの形状を成形する光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために本発明に係る光ピックアップ装置は、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームの光軸に垂直な平面内における形状を略円形状に成形するビーム成形素子と、ビーム成形素子により形状が成形された光ビームに対して所定の傾きを有するように配設され、光ビームを透過させる略平板状の透過素子と、透過素子を透過した光ビームを透過させ、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを反射することで光路を分離する略平板状の光路分離手段と、光路分離手段を透過した光ビームを平行光とするコリメータレンズと、コリメータレンズにより平行光とされた光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、光路分離手段で反射された戻りの光ビームを受光する受光手段とを備え、ビーム成形素子は、透過素子及び光路分離手段により発生する非点収差を補正することで、光ビームの形状を成形し、透過素子は、光路分離手段により発生するコマ収差を打ち消すように配されたことを特徴とする。
【００２３】
以上のように構成された光ピックアップ装置は、ビーム成形素子により光源から出射された光ビームの形状を成形することで、光ディスクの信号記録面上のビームスポットを略円形状にすることで、光ディスクに対して適切に情報信号を記録再生することができる。
【００２４】
また、上述の目的を達成するために本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクを回転させて、光ピックアップにより、光ディスクに対して光ビームを出射するとともに、光ディスクにより反射された戻りの光ビームを受光することで光ディスクに対して情報を記録再生する光ディスク装置において、光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光源から出射された光ビームの光軸に垂直な平面内における形状を略円形状に成形するビーム成形素子と、ビーム成形素子により形状が成形された光ビームに対して所定の傾きを有するように配設され、光ビームを透過させる略平板状の透過素子と、透過素子を透過した光ビームを透過させ、光ディスクにより反射された戻りの光ビームを反射することで光路を分離する略平板状の光路分離手段と、光路分離手段を透過した光ビームを平行光とするコリメータレンズと、コリメータレンズにより平行光とされた光ビームを光ディスクの信号記録面に集光する対物レンズと、光路分離手段で反射された戻りの光ビームを受光する受光手段とを備え、ビーム成形素子は、透過素子及び光路分離手段により発生する非点収差を補正することで、光ビームの形状を成形し、透過素子は、光路分離手段により発生するコマ収差を打ち消すように配されたことを特徴とする。
【００２５】
以上のように構成された光ディスク装置は、ビーム成形素子により光源から出射された光ビームの形状を成形することで、光ディスクの信号記録面上のビームスポットを略円形状にすることで、光ディスクに対して適切に情報信号を記録再生することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本発明を、フォーマットの異なる２種類の光ディスクに対して情報信号の記録再生をするための２波長光学系を構成する光ピックアップを備える光ディスク装置に適用したものである。
【００２７】
光ディスク装置１は、図１に示すように、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して情報信号の記録再生を行うことができるようにされている。なお、以下では、第１の光ディスク２００ａを波長が略６５５ｎｍの光ビームに対応するＤＶＤ，ＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクとし、第２の光ディスク２００ｂを波長が略７８５ｎｍの光ビームに対応するＣＤ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ等の光ディスクとして説明する。
【００２８】
光ディスク装置１は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対してそれぞれ対応する第１の光ビーム又は第２の光ビームを選択的に用いることで情報信号の記録再生を行う光ピックアップ３と、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂを回転駆動するディスク回転駆動機構４と、光ピックアップ３を第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの径方向に移動させる送り機構５と、これら光ピックアップ３、ディスク回転駆動機構４、送り機構５を制御する制御部６とを備えている。
【００２９】
ディスク回転駆動機構４は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂが載置されるディスクテーブル７と、このディスクテーブル７を回転駆動するスピンドルモータ８とを有している。送り機構５は、図示しないが、光ピックアップ３を支持する支持ベースと、この支持ベースを移動可能に支持する主軸及び副軸と、支持ベースを移動させるスレッドモータとを有し、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂを所定の回転速度で回転駆動することができるようにされている。
【００３０】
制御部６は、図１に示すように、送り機構５を駆動制御して第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの径方向に対する光ピックアップ３の位置を制御するアクセス制御回路９と、光ピックアップ３の図示しないアクチュエータを駆動制御するサーボ回路１０と、これらアクセス制御回路９、サーボ回路１０を制御するドライブコントローラ１１とを有している。また、この制御部６は、光ピックアップ３からの信号を復調処理する信号復調回路１２と、復調処理された信号を誤り訂正する誤り訂正回路１３と、誤り訂正された信号を外部コンピュータ等の電子機器に出力するとともに電子機器から信号が入力されるためのインターフェイス１４と、電子機器からインターフェイス１４に入力された信号を誤り訂正する誤り訂正回路１５と、誤り訂正された信号を変調処理して光ピックアップ３に出力する信号変調器１６とを有しており、ドライブコントローラ１１が各部を制御する。
【００３１】
以上のように構成された光ディスク装置１は、ディスク回転駆動機構４のスピンドルモータ８によって、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂが載置されたディスクテーブル７をＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｎｇｕｌａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）又はＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）で回転駆動し、制御部６のアクセス制御回路９からの制御信号に応じて送り機構５を駆動制御し、光ピックアップ３を第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂ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、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して情報信号の記録再生を行う。
【００３２】
ここで、上述した光ピックアップ３について詳しく説明する。
【００３３】
光ピックアップ３は、図２に示すように、波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームと波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームとを異なる発光点から出射する２波長ＬＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｄｉｏｄｅ）２１と、２波長ＬＤ２１から出射された第１光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形するシリンドリカルレンズ２２と、波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームを透過するとともに、波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームを０次光及び±１次光に３分割するグレーティング２３と、グレーティング２３を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを透過する透過板２４と、透過板２４を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームと、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光との光路を分離するビームスプリッタプレート２５と、ビームスプリッタプレート２５を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを平行光とするコリメータレンズ２６と、コリメータレンズ２６により平行光とされた第１の光ビーム又は第２の光ビームを第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に集光させる対物レンズ２７と、ビームスプリッタプレート２５で反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を集光するマルチレンズ２８と、マルチレンズ２８により集光された戻り光を受光するＰＤＩＣ２９とを備えている。
【００３４】
ここで、コリメータレンズ２６と対物レンズ２７とは、光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光する集光光学系を構成している。
【００３５】
この光ピックアップ３は、２波長ＬＤ２１から第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対応した波長の第１の光ビーム又は第２の光ビームを選択的に出射し、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂにて反射された第１の戻り光又は第２の戻り光の受光をＰＤＩＣ２９において行っている。
【００３６】
２波長ＬＤ２１は、半導体レーザであり、例えば、ベース上に半導体素子が集積されている。２波長ＬＤ２１は、この半導体素子内に第１の発光点２１ａと、第１の発光点２１ａとは異なる位置に第２の発光点２１ｂを有し、第１の発光点２１ａから第１の光ディスク２００ａに対応する波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームを出射し、第２の発光点２１ｂから第２の光ディスク２００ｂに対応する波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームを出射する。ここで、２波長ＬＤ２１は、第１の発光点２１ａが、光軸の中心となるように配設されている。
【００３７】
２波長ＬＤ２１において、第１の発光点２１ａと第２の発光点２１ｂとは、ベース上にそれぞれ水平に配列されている。そして、第１の発光点２１ａからは、光軸に沿って第１の光ビームが出射される。また、第２の発光点２１ｂからは、第１の発光点２１ａから出射される第１の光ビームの光軸に対して所定の角度を有するように第２の光ビームが出射される。
【００３８】
シリンドリカルレンズ２２は、レンズ素子であり、第１の光ビーム又は第２の光ビームの入射面側が平面とされ、第１の光ビーム又は第２の光ビームの出射面が、図１における紙面に垂直方向に第１の光ビーム又は第２の光ビームの発散角を広げるように曲率が設定されており、第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形し、非点収差を発生させる。
【００３９】
ここで、２波長ＬＤ２１から出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームが、例えば、２波長ＬＤ２１の活性層に平行な方向への発散角が略８°、活性層に垂直な方向への発散角が２８°とされている場合に、シリンドリカルレンズ２２は、より均一な第１の光ビーム又は第２の光ビームを対物レンズ２７に入射させるために、２波長ＬＤ２１の活性層に平行な発散角と垂直な発散角とを近づけるように設計されている。
【００４０】
これにより、シリンドリカルレンズ２２は、対物レンズ２７における第１の光ビーム又は第２の光ビームの進行方向と垂直面内において、第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を略円形状に成形することができるため、ビーム形状が略楕円形状の場合に無駄になってしまう２波長ＬＤ２１の活性層に垂直な方向の第１の光ビーム又は第２の光ビームも有効に使うことができ、対物レンズ２７で集光される第１の光ビーム又は第２の光ビームの出力が足りなくなることを抑止することができる。
【００４１】
グレーティング２３は、波長選択性を有する回折素子であり、第１の光ビームの０次光が９０％以上透過し、±１次光以下が殆ど無視できるほどしか透過しないようになっている。また、グレーティング２３は、第２の光ビームの０次光が略７０％程度透過し、±１次光がいわゆる３スポットＤＰＤ法のトラッキングサーボを満足するレベルの光量、例えば１０％程度透過するようにされている。
【００４２】
透過板２４は、透光性を有する平板部材であり、第１の光ビーム又は第２の光ビームに所定量のコマ収差及び非点収差を与えるように第１の光ビーム又は第２の光ビームの進行方向に対して所定の傾きを有するように配設されている。
【００４３】
ビームスプリッタプレート２５は、２波長ＬＤ２１から出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームを透過させ、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光の進行方向に対して略４５°傾いた面で反射するようにされている。
【００４４】
また、ビームスプリッタプレート２５は、第１の光ビーム又は第２の光ビームに所定量のコマ収差及び非点収差を与えるようになっている。
【００４５】
ここで、上述の透過板２４は、ビームスプリッタプレート２５で発生するコマ収差を打ち消すようにコマ収差を発生させ、ビームスプリッタプレート２５で発生する非点収差に対して更なる非点収差を発生させている。そして、透過板２４及びビームスプリッタプレート２５は、シリンドリカルレンズ２２で発生した非点収差を打ち消すように非点収差量が調整されている。
【００４６】
コリメータレンズ２６は、平行光を生成するレンズ素子であり、ビームスプリッタプレート２５を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを平行光にして対物レンズ２７に入射するようになっている。
【００４７】
対物レンズ２７は、第１の光ディスク２００ａ及び第２の光ディスク２００ｂにそれぞれ対応する２つの開口数を有した集光レンズであり、コリメータレンズ２６で平行光とされた第１の光ビーム又は第２の光ビームが入射され、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して対応する開口数となるように第１の光ビーム又は第２の光ビームを集光するようになっている。
【００４８】
また、対物レンズ２７は、アクチュエータに取り付けられており、アクチュエータによりＺ軸方向である光軸方向、及び第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの径方向、すなわちトラッキング方向に移動自在とされている。
【００４９】
マルチレンズ２８は、レンズ素子であり、ビームスプリッタプレート２５で反射された第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光に対して、フォーカスサーボのための非点収差を発生させて光学倍率を調整するようになっている。
【００５０】
ＰＤＩＣ２９は、図３に示すように、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面で反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を受光する第１乃至第３の受光部４１，４２，４３を備えている。
【００５１】
第１乃至第３の受光部４１，４２，４３は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂのトラック方向に配列され、互いが近接されて配置されている。
第１の受光部４１は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂのトラック方向及びラジアル方向に４分割されており、第１乃至第４の受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。
【００５２】
第２の受光部４２は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂのトラック方向に２分割されており、第５及び第６の受光領域Ｅ，Ｆを有している。
【００５３】
第３の受光部４４は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂのトラック方向に２分割されており、第７及び第８の受光領域Ｇ，Ｈを有している。
【００５４】
ＰＤＩＣ２９は、各受光部４１，４２，４３で検出された受光量を信号として出力するための信号処理回路が形成されている。この信号処理回路から出力された信号に基づいて光ディスク装置１は、各種サーボ処理を行い、情報信号の記録再生を行う。
【００５５】
以上のように構成された光ピックアップ３は、シリンドリカルレンズ２２により第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形し、透過板２４及びビームスプリッタプレート２５により非点収差及びコマ収差を打ち消すことで、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して第１の光ビーム又は第２の光ビームを略円形状のビームスポットとして照射することができる。
【００５６】
ここで、光ピックアップ３がシリンドリカルレンズ２２を備えない場合に、図３に示すように、ＰＤＩＣ２９の各受光部４１，４２，４３におけるビームスポットＣ１の形状は、略楕円形状となってしまうが、シリンドリカルレンズ２２を備えることで、ＰＤＩＣ２９の各受光部４１，４２，４３におけるビームスポットＣ２の形状は、適切な略円形状となる。
【００５７】
以下では、光ピックアップ３が２波長ＬＤ２１により第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに第１の光ビーム又は第２の光ビームを照射し、ＰＤＩＣ２９により第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂにて反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を受光するまでについて説明する。
【００５８】
まず、ディスクテーブル７に第１の光ディスク２００ａが装着されている場合には、２波長ＬＤ２１の第１の発光点２１ａから第１の光ビームが出射され、第２の光ディスク２００ｂが装着されている場合には、２波長ＬＤ２１の第２の発光点２１ｂから第２の光ビームが出射される。
【００５９】
ここで、波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームは、波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームの光軸の軸外とされ、第１の光ビームの光軸に対して若干角度を有するものとなっている。
【００６０】
２波長ＬＤ２１から出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームは、シリンドリカルレンズ２２に入射して、ビーム形状が成形され、かつ非点収差を与えられてグレーティング２３に入射し、第１の光ビームが透過し、第２の光ビームがグレーティング２３により０次光及び±１次光に３分割されて、透過板２４に入射する。
【００６１】
透過板２４に入射した第１の光ビーム又は第２の光ビームは、透過板２４により所定量のコマ収差及び非点収差が与えられてビームスプリッタプレート２５入射し、透過板２４で発生したコマ収差を打ち消すようにコマ収差が与えられ、透過板２４で発生した非点収差に加えて更なる非点収差が与えられて、ビームスプリッタプレート２５を透過してコリメータレンズ２６に入射する。
【００６２】
コリメータレンズ２６に入射した第１の光ビーム又は第２の光ビームは、コリメータレンズ２６により平行光とされ、対物レンズ２７に入射する。
【００６３】
対物レンズ２７に入射した第１の光ビーム又は第２の光ビームは、回転操作手段により回転操作されている第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面上に集光される。このとき、後述するように検出されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、アクチュエータが駆動されて、対物レンズ２７が微動され、フォーカシング及びトラッキングが行われる。
【００６４】
第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面上に照射された第１の光ビーム又は第２の光ビームは、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの反射面で、反射されて第１の戻り光又は第２の戻り光として、対物レンズ２７、コリメータレンズ２６を通過して、ビームスプリッタプレート２５に入射する。
【００６５】
ビームスプリッタプレート２５に入射した第１の戻り光又は第２の戻り光は、反射されてマルチレンズ２８に入射し、マルチレンズ２８により集光されてＰＤＩＣ２９に入射する。
【００６６】
光ピックアップ３は、このＰＤＩＣ２９の第１乃至第３の受光部４１，４２，４３における第１の戻り光又は第２の戻り光の受光量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及び再生ＲＦ信号を検出する。
【００６７】
フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生ＲＦ信号は、第１の光ディスク２００ａを記録再生する際に、フォーカスエラー信号をＦＥ１、トラッキングエラー信号をＴＥ１及び再生ＲＦ信号をＲＦ１として以下のように計算する。
【００６８】
具体的に、フォーカスエラー信号ＦＥ１は、以下の式１に示すように計算している。この式１の計算により得られるフォーカスエラー信号ＦＥ１は、いわゆる非点収差法に基づくものである。
ＦＥ１＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）　　・・・（式１）
ここで、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、それぞれ第１の受光部４１の各受領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが受光量に応じて出力する光検出信号である。
【００６９】
また、トラッキングエラー信号ＴＥ１及び再生ＲＦ信号ＲＦ１は、以下の式２及び式３に示すように計算される。式２により得られるトラッキングエラー信号ＴＥ１は、いわゆる３スポットＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ）法に基づくものである。
ＴＥ１＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）−α（（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ）））・・・（式２）
ＲＦ１＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ　・・・（式３）
ここで、ｅ，ｆ，ｇ，ｈは、それぞれ第２の受光部４２の受光領域Ｅ，Ｆ、第３の受光部４３の受光領域Ｇ，Ｈが受光量に応じて出力する光検出信号である。
【００７０】
一方、第２の光ディスク２００ｂを記録再生する際のフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及び再生ＲＦ信号は、フォーカスエラー信号をＦＥ２、トラッキングエラー信号をＴＥ２及び再生ＲＦ信号をＲＦ２として、式１乃至式３に示す場合と同様に計算することができる。ここで、式４により得られるフォーカスエラー信号ＦＥ２は、非点収差法に基づくものであり、式５により得られるトラッキングエラー信号ＴＥ２は、いわゆる３スポットＤＰＰ法に基づくものである。
ＦＥ２＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）　・・・（式４）
ＴＥ２＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）−α（（ｅ−ｆ）＋（ｇ−ｈ）））・・・（式５）
ＲＦ２＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ　・・・（式６）
以上のように計算されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を光ディスク装置１の制御部６に供給することにより、フォーカスサーボ、トラッキングサーボが実行されるそして、以上のように計算されたＲＦ信号から第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに記録された情報を適切に再生することができる。
【００７１】
なお、光ディスク装置１は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して信号を記録する際に、２波長ＬＤ２１から再生時よりも高出力の第１の光ビーム又は第２の光ビームを出力して第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面の状態を変化させて反射率が異なるようにしている。
【００７２】
以上のように、本発明を適用した光ディスク装置１は、光ピックアップ３において、発光点２１ａ又は発光点２１ｂから出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状をシリンドリカルレンズ２２により成形することで、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面におけるビームスポットの形状を略円形状にすることができ、かつＰＤＩＣ２９も各受光部４１，４２，４３上にもビームスポットの形状を略円形状にすることができ、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂに対して適切に情報信号の記録再生を行うことができる。
【００７３】
また、光ディスク装置１は、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光がシリンドリカルレンズ２２を通らないために、第１の戻り光又は第２の戻り光の形状が成形されることがなくなり、ＰＤＩＣ２９上のビームスポットが変形しないので、良好な光学特性が得られ、設計自由度が高くなる。
【００７４】
更に、光ディスク装置１は、アナモルフィックプリズムやアナモルフィックレンズを使用しないため、高度なコリメーション調整をする必要が無くなり、異なる波長の第１の光ビーム及び第２の光ビームの両方に対して光学特性を良好に設計することができる。このために、光ディスク装置１は、第１の光ディスク２００ａ及び第２の光ディスク２００ｂの両方に対応することができる。また、光ディスク装置は、アナモルフィックレンズのようなビーム成形素子を用いた場合のように、アナモルフィックレンズの製造精度と光源の発光点の位置合わせを高精度にすることなくなり、また環境温度の変化による光学特性の変化が小さいので生産性を高めることができる。
【００７５】
更にまた、光ディスク装置１は、従来のアナモルフィックプリズムやアナモルフィックレンズを用いた場合と比して、部品点数を少なくすることができ、信頼性及び生産性が向上し、コストを低減することができ、これにより大量生産を行うことができるようになる。
【００７６】
なお、光ディスク装置１において、光ピックアップ３を、図４に示すように、シリンドリカルレンズ２２に換えてトーリックレンズ５１を備え、透過板２４を省略した構成としてもよい。
【００７７】
以下、このような光ピックアップ３について簡単に説明する。なお、上述のシリンドリカルレンズ２２を備える場合と略同等の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
【００７８】
光ピックアップ３は、図４に示すように、波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームと波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームとを異なる発光点から出射する２波長ＬＤ２１と、２波長ＬＤ２１から出射された第１光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形するトーリックレンズ５１と、波長が略６５５ｎｍの第１の光ビームを透過するとともに、波長が略７８５ｎｍの第２の光ビームを０次光及び±１次光に３分割するグレーティング２３と、グレーティング２３を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームと、第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂからの第１の戻り光又は第２の戻り光との光路を分離するビームスプリッタプレート２５と、ビームスプリッタプレート２５を透過した第１の光ビーム又は第２の光ビームを平行光とするコリメータレンズ２６と、コリメータレンズ２６により平行光とされた第１の光ビーム又は第２の光ビームを第１の光ディスク２００ａ又は第２の光ディスク２００ｂの信号記録面に集光させる対物レンズ２７と、ビームスプリッタプレート２５で反射された第１の戻り光又は第２の戻り光を集光するマルチレンズ２８と、マルチレンズ２８により集光された戻り光を受光するＰＤＩＣ２９とを備えている。
【００７９】
トーリックレンズ５１は、レンズ素子であり、第１の光ビーム又は第２の光ビームの入射面側が平面とされ、第１の光ビーム又は第２の光ビームの出射面が、図１における紙面に垂直方向に第１の光ビーム又は第２の光ビームの発散角を広げるように曲率が設定されており、且つこの方向と直交する方向にこの曲率と異なる曲率が設定されており、第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を成形し、非点収差を発生させる。
【００８０】
ここで、２波長ＬＤ２１から出射された第１の光ビーム又は第２の光ビームが、例えば、２波長ＬＤ２１の活性層に平行な方向への発散角が略８°、活性層に垂直な方向への発散角が２８°とされている場合に、トーリックレンズ５１は、より均一な第１の光ビーム又は第２の光ビームを対物レンズ２７に入射させるために、２波長ＬＤ２１の活性層に平行な発散角と垂直な発散角とを近づけるように設計されている。
【００８１】
これにより、トーリックレンズ５１は、対物レンズ２７における第１の光ビーム又は第２の光ビームの進行方向と垂直面内において、第１の光ビーム又は第２の光ビームの形状を略円形状に成形することができるため、ビーム形状が略楕円形状の場合に無駄になってしまう２波長ＬＤ２１の活性層に垂直な方向の第１の光ビーム又は第２の光ビームも有効に使うことができ、対物レンズ２７で集光される第１の光ビーム又は第２の光ビームの出力が足りなくなることを抑止することができる。
【００８２】
ここで、ビームスプリッタプレート２５は、トーリックレンズ５１で発生した非点収差を打ち消すように非点収差量が調整されている。
【００８３】
以上のように構成されたトーリックレンズ５１を備える光ピックアップ３は、シリンドリカルレンズ２２を備える場合と略同等の効果を得ることができる。
【００８４】
なお、上述では、ビーム成形素子としてシリンドリカルレンズ２２及びトーリックレンズ５１を用いたが、これらに限定されず、例えば、ホログラムを用いてビーム形状の成形を行うようにしてもよい。
【００８５】
【発明の効果】
上述したように本発明では、ビーム成形素子により光源から出射された光ビームのビーム形状を光軸に垂直な平面内で適切な略円形状とすることで、光ディスクに対して記録再生を適切に行うことができる。
【００８６】
また、光ビームがビーム成形素子を一度しか透過しないため、戻り光のビーム形状が成形されることがなくなり、受光手段の受光面上におけるビームスポットが楕円形状に変形しないので、良好な光学特性が得られ、設計自由度が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同光ディスク装置が備える光ピックアップの構成を示す図である。
【図３】ＰＤＩＣの受光部を説明するための平面図である。
【図４】同光ディスク装置が備える光ピックアップの他の構成を示す図である。
【図５】従来の光ディスク装置が備える光ピックアップの構成を示す図である。
【図６】従来の光ディスク装置が備える光ピックアップの他の構成を示す図である。
【符号の説明】
２１　２波長ＬＤ、２１ａ　第１の発光点、２１ｂ　第２の発光点、２２　シリンドリカルレンズ、２３　グレーティング、２４　透過素子、２５　ビームスプリッタプレート、２６　コリメータレンズ、２７　対物レンズ、２８　マルチレンズ、２９　ＰＤＩＣ、５１　トーリックレンズ
【図１】
2004005802.tif 000003
【図２】
2004005802.tif 000004
【図３】
2004005802.tif 000005
【図４】
2004005802.tif 000006
【図５】
2004005802.tif 000007
【図６】
2004005802.tif 000008