(57)【要約】【課題】本発明は、光記録媒体に情報を記録し又は記録された情報を再生する光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置に関し、種類の異なる複数の光記録媒体に対応しつつ小型化できる光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】光記録媒体１０の情報記録面を平面Ｓとした場合に平面Ｓと異なる平面Ｔに光軸が含まれるＢＤ用光学系ブロックＯ２と、平面Ｓ及び平面Ｔと異なる平面Ｕに光軸が含まれるＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１とを備え、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１を平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、ＢＤ用光学系ブロックＯ２を平面Ｓの法線方向に投影した投影像とは、少なくとも一部において重なり合うように構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体の情報記録面を平面Ｓとした場合に前記平面Ｓと異なる平面Ｔ及び平面Ｕの一方に光軸が含まれ、第１の光源から射出した光ビームを第１の立上げミラーに導く第１の往路光学系と、
前記第１の立上げミラーから対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記対物レンズを介して前記第１の立上げミラーに導かれる前記光ビームを第１の光検出器に導く第１の復路光学系と
を有する第１の光学系と、
前記平面Ｔ及び平面Ｕの他方に光軸が含まれ、第２の光源から射出した光ビームを第２の立上げミラーに導く第２の往路光学系と、
前記第２の立上げミラーから前記対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記対物レンズを介して前記第２の立上げミラーに導かれる前記光ビームを第２の光検出器に導く第２の復路光学系と
を有する第２の光学系と
を備え、
前記第１の光学系を前記平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、前記第２の光学系を前記平面Ｓの法線方向に投影した投影像とは、少なくとも一部において重なり合うこと
を特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の光ヘッドにおいて、
前記第１の復路光学系は、前記平面Ｔ及び平面Ｕの一方に光軸が含まれ、
前記第２の復路光学系は、前記平面Ｔ及び平面Ｕの他方に光軸が含まれること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光ヘッドにおいて、
前記平面Ｔの基準面及び前記平面Ｕの基準面となるベースプレート部を有する筐体を備えていること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
請求項３記載の光ヘッドにおいて、
前記平面Ｔ及び平面Ｕの基準面は、前記平面Ｓにほぼ平行になること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記平面Ｔと前記平面Ｕとの、いずれか前記平面Ｓに近い方の平面の面上に、第１の立上げミラー又は第２の立上げミラーが設けられ、
前記第１の立上げミラー又は前記第２の立上げミラーは、
前記第１の往路光学系又は前記第２の往路光学系の、いずれか一方の光を反射し、且つ、他方の光を透過する、ビームスプリッタ機能を有すること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の光ヘッドにおいて、
前記第１の往路光学系と前記第２の往路光学系とは、異なる波長の光を有し、
前記ビームスプリッタ機能は、波長選択型のビームスプリッタ機能であること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記ビームスプリッタ機能は、
一方の往路光学系の光を９０％以上反射し、他方の往路光学系の光を９０％以上透過する、波長選択型のビームスプリッタ機能であること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記第２の光学系は、前記第２の光源の射出光と異なる波長の光を射出する第３の光源をさらに有し、
前記第１の光源は、前記第２及び第３の光源の射出光より短波長の光を射出すること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
第３の光源を有する第３の光学系をさらに有し、
前記第１の光源は、前記第２及び第３の光源の射出光より短波長の光を射出すること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
請求項９記載の光ヘッドにおいて、
前記第３の光学系の光軸は、前記平面Ｓの法線方向に平行であること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
第３の往路光学系の光束径を制限する波長選択型開口フィルタを対物レンズアクチュエータ可動部に有すること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
第２の往路光学系の光束径と第３の往路光学系の光束径をそれぞれ制限する波長選択型開口フィルタを対物レンズアクチュエータ可動部に有すること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記第１の光学系は、球面収差補正機能を含むこと
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の光ヘッドを備えることを特徴とする光記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光記録媒体に情報を記録し又は記録された情報を再生する光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置に関する。
また、本発明は、種類の異なる複数の光記録媒体に対応する光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置に係り、詳しくは各光記録媒体に対応して波長の異なる複数の光源を備えるとともに複数の受光部を備えた光ヘッド及びそれを備えた光記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録再生装置は、例えば円盤状の光記録媒体（光ディスク）の円周方向に沿って形成され且つ光記録媒体のトラックの所定領域に情報を記録し、又は当該トラックの所定領域に記録された情報を再生する光ヘッドを備えている。光ヘッドには、光記録媒体に対して情報を記録するだけに用いられる記録専用型と、情報を再生するだけに用いられる再生専用型、及び記録再生の双方に使用可能な記録再生型とがある。従って、これらを搭載した装置はそれぞれ光記録装置、光再生装置、光記録再生装置となるが、本願では以下、それら全てを包含して光記録再生装置と総称する。
【０００３】
光記録再生装置は、常に小型化、薄型化が要請されている。光記録再生装置の光ヘッドは、光記録媒体に対し間隙を介して対向配置される。従って、光ヘッドの信号処理用電気回路部やインターフェース部分、及びその他のヘッド機構部品を除外すると、光記録媒体の盤面の法線方向からの光ヘッド投影像は、できるだけ盤面内に収まることが望ましい。現実には、最外周トラックへのアクセスのため光記録媒体最外周から若干はみ出るが、小型化、薄型化を実現するには、光記録媒体の回転軸に位置するスピンドルモータの配置領域を除く空間に薄い厚さで格納されることが望ましい。
【０００４】
従来の光記録再生装置は、ＣＤ及びＤＶＤの２種類の光記録媒体に対応させるため、各光記録媒体に対応して波長の異なる２種類の光源を備えるとともに各光記録媒体に対応して複数の受光部を備えた光ヘッドが搭載された光記録再生装置が実現されている。従来のＣＤ／ＤＶＤ兼用の光ヘッドは、各媒体用光源より射出され光記録媒体に向かう往路光学系と、両光記録媒体より反射された情報光を光検出器に導く復路光学系を部分的に２次元的に共通化することにより、小型化、薄型化の要請に応えている。
【０００５】
近年、ＣＤ及びＤＶＤを越えるさらに高記録密度の光記録媒体の規格としてＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤと略称する）が登場し、これに伴いＣＤ及びＤＶＤの記録再生に加えＢＤに対する記録再生も可能な光ヘッドの登場が期待されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＤ／ＤＶＤ兼用光ヘッドに対して、さらに高記録密度の光記録媒体の記録再生用の往路／復路光学系を追加するのは困難である。２次元的な光路共通化では大きな面積が必要となり、装置の外形上最も重要な、円盤状光記録媒体の盤面に垂直な方向に見た投影面積が大きくなってしまうためである。これにより、光記録媒体の記録トラック最外周部を記録又は再生する際に光ヘッドが光記録媒体の投影面積内からはみ出る部分が大きくなってしまう。
【０００７】
たとえば、デスクトップ型と称する卓上設置型コンピュータでは、拡張機器として、規格化された大きさと形状とを有する記録装置や通信装置を内蔵し、コンピュータとしての機能を拡張させる場合が多い。規格化された大きさや形状としては、コンピュータ筐体内に収容可能な５インチ・ベイあるいは３．５インチ・ベイ等がある。各種拡張機器のうちＣＤ−Ｒドライブ装置やＤＶＤドライブ装置等では、主に５インチ・ベイが用いられる。しかし、拡張機器の幅は光学記録媒体の直径方向の幅ぎりぎりに形成されるため、光ヘッドが光記録媒体の投影面積内からはみ出る部分の許容範囲はほとんどない。これにより、さらに高記録密度の光記録媒体の記録再生用の往路／復路光学系を追加することができず、多数の光記録媒体に対応した小型の光ヘッドの製造が困難であるという問題が生じている。
【０００８】
本発明の目的は、種類の異なる複数の光記録媒体に対応しつつ小型化できる光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、光記録媒体の情報記録面を平面Ｓとした場合に前記平面Ｓと異なる平面Ｔ及び平面Ｕの一方に光軸が含まれ、第１の光源から射出した光ビームを第１の立上げミラーに導く第１の往路光学系と、前記第１の立上げミラーから対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記対物レンズを介して前記第１の立上げミラーに導かれる前記光ビームを第１の光検出器に導く第１の復路光学系とを有する第１の光学系と、前記平面Ｔ及び平面Ｕの他方に光軸が含まれ、第２の光源から射出した光ビームを第２の立上げミラーに導く第２の往路光学系と、前記第２の立上げミラーから前記対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記対物レンズを介して前記第２の立上げミラーに導かれる前記光ビームを第２の光検出器に導く第２の復路光学系とを有する第２の光学系とを備え、前記第１の光学系を前記平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、前記第２の光学系を前記平面Ｓの法線方向に投影した投影像とは、少なくとも一部において重なり合うことを特徴とする光ヘッドによって達成される。
【００１０】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第１の復路光学系は、前記平面Ｔ及び平面Ｕの一方に光軸が含まれ、前記第２の復路光学系は、前記平面Ｔ及び平面Ｕの他方に光軸が含まれることを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記平面Ｔの基準面及び前記平面Ｕの基準面となるベースプレート部を有する筐体を備えていることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記平面Ｔ及び平面Ｕの基準面は、前記平面Ｓにほぼ平行になることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記平面Ｔと前記平面Ｕとの、いずれか前記平面Ｓに近い方の平面の面上に、第１の立上げミラー又は第２の立上げミラーが設けられ、前記第１の立上げミラー又は前記第２の立上げミラーは、前記第１の往路光学系又は前記第２の往路光学系の、いずれか一方の光を反射し、且つ、他方の光を透過する、ビームスプリッタ機能を有することを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第１の往路光学系と前記第２の往路光学系とは、異なる波長の光を有し、前記ビームスプリッタ機能は、波長選択型のビームスプリッタ機能であることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記ビームスプリッタ機能は、一方の往路光学系の光を９０％以上反射し、他方の往路光学系の光を９０％以上透過する、波長選択型のビームスプリッタ機能であることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第２の光学系は、前記第２の光源の射出光と異なる波長の光を射出する第３の光源をさらに有し、前記第１の光源は、前記第２及び第３の光源の射出光より短波長の光を射出することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の光ヘッドにおいて、第３の光源を有する第３の光学系をさらに有し、前記第１の光源は、前記第２及び第３の光源の射出光より短波長の光を射出することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第３の光学系の光軸は、前記平面Ｓの法線方向に平行であることを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の光ヘッドにおいて、第３の往路光学系の光束径を制限する波長選択型開口フィルタを対物レンズアクチュエータ可動部に有することを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の光ヘッドにおいて、第２の往路光学系の光束径と第３の往路光学系の光束径をそれぞれ制限する波長選択型開口フィルタを対物レンズアクチュエータ可動部に有することを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第１の光学系は、球面収差補正機能を含むことを特徴とする。
【００２２】
また、上記目的は、上記本発明の光ヘッドを備えることを特徴とする光記録再生装置によって達成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態による光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置について説明する。始めに、本実施の形態による光ヘッドの実施例１乃至３で共通の構成について説明し、次いで、図１乃至図４を用いて各実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２４】
〔共通の構成〕
１．光源と光ディスク規格：
本実施形態の光ヘッドは、表１に示す４種類の光ディスク規格のうち少なくともＣＤ及びＤＶＤと、ＢＤ又はＡＯＤ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｄｉｓｃ（仮称））に対応するようになっている。なお、表１における各光源波長の値は代表値であり、これ以外の波長を使用する場合ももちろんある。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
本実施形態の光ヘッドは、ＣＤ用光源及びＤＶＤ光源と、ＢＤ用光源又はＡＯＤ用光源を筐体内に内蔵しており、３種類以上の光記録媒体のそれぞれに対応して波長の異なる光を照射して情報の記録又は再生を行うことができるようになっている。
【００２７】
以下の実施例では、第１乃至第３の光源を内蔵する光ヘッドを例にとって説明する。第１乃至第３の光源は、射出光の波長について、第１の光源＜第２の光源＜第３の光源の関係にあるものとする。従って、第１の光源からはＢＤ及びＡＯＤに対応する波長４０５ｎｍの光が射出され、第２の光源からはＤＶＤに対応する波長６５０ｎｍの光が射出され、第３の光源からはＣＤに対応する波長７８０ｎｍの光が射出される。一方、光記録媒体の記録密度は、ＢＤ＞ＡＯＤ＞ＤＶＤ＞ＣＤであり、対物レンズから光記録媒体に向けて射出される光に関する対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）は、ＢＤ＞ＡＯＤ≧ＤＶＤ＞ＣＤの関係を有している。
【００２８】
２．光学素子の配置と光ビーム：
第１の光源と、第１の立上げミラー（光路折り曲げ素子）と、それらの間の光路上にある往路光学系は、同一平面を基準として設けられる。従って、第１の光源から第１の立上げミラーまでの光ビームは、同一平面内に光路／光軸を有している。
【００２９】
第２及び第３の光源と、第２の立上げミラー（光路折り曲げ素子）と、それらの間の光路上にある往路光学系は、上記とは別の同一平面を基準として設けられる。従って、第２及び第３の光源から第２の立上げミラーまでの光ビームは、同一平面内に光路／光軸を有している。
【００３０】
各光源から射出された光ビームは、各光学素子を通り、各立上げミラーで各平面に対し略垂直に立上げられ、それぞれの対物レンズの方向へ導かれる。本実施の形態では、第１の光源から射出して光記録媒体の情報記録面で反射した反射光の光路上の復路光学系（検出系）は、第１の光源を含む往路光学系と同一平面内にある。また、第２及び第３の光源から射出して光記録媒体の情報記録面で反射した反射光の光路上の復路光学系は、第２及び第３の光源を含む往路光学系と同一平面内にある。往路光学系に入射した反射光は光検出器に導かれ、光検出器においてＲＦ信号ならびにサーボに必要な各種エラー信号が生成される。
【００３１】
３．位置関係の定義：
光記録媒体の光入射面又は情報記録面を「平面Ｓ」とし、各光源から各立上げミラーまでの間の光軸は、「平面Ｔ」と「平面Ｕ」とに存在する。また、「平面Ｔ」と「平面Ｕ」を形成する基準面は、光ヘッドの筐体により決定される。光ヘッドの筐体と、平面Ｓとの関係は、光ヘッドを保持するガイド軸によって決定される。「平面Ｓ」と「平面Ｔ」の基準面と「平面Ｕ」の基準面とは、略平行の位置関係にあり、本実施例では「平面Ｕ」は「平面Ｓ」と「平面Ｔ」の間にある。
また、円盤状の光記録媒体の回転軸は、「平面Ｓ」に対して略垂直の位置関係にある。なお、「平面Ｔ」及び「平面Ｕ」と３つの光源（光軸）との対応関係は適宜選択され、限定されない。
【００３２】
４．光路構成：
少なくとも２つの第１及び第２の立上げミラーを有している。「平面Ｕ」に含まれる光軸を有する往路光学系からの光が入射する立上げミラーはビームスプリッタとしての機能も有する。従って、第１の光源からの光路が「平面Ｕ」上にある場合には、第１の立上げミラー（兼ビームスプリッタ）は第１の光源からの光を反射し、第２及び第３の光源からの光を透過させる。一方、第２及び第３の光源からの光路が「平面Ｕ」上にある場合には、第２の立上げミラー（兼ビームスプリッタ）は第２及び第３の光源からの光を反射し、第１の光源からの光を透過させる。
【００３３】
「平面Ｔ」に含まれる光軸を有する往路光学系からの光が入射する立上げミラーもまたビームスプリッタとしての機能を有する場合がある。この場合には「平面Ｕ」に含まれる光軸を有する往路光学系には第１の光源からの光が入射し、「平面Ｔ」に含まれる光軸を有する往路光学系には第２の光源からの光が入射する。またこのとき、「平面Ｕ」に含まれる光軸を有する往路光学系からの光が入射する第１の立上げミラー（兼ビームスプリッタ）は第１の光源からの光を反射し、第２及び第３の光源からの光を透過させる。「平面Ｔ」に含まれる光軸を有する往路光学系からの光が入射する第２の立上げミラー（兼ビームスプリッタ）は第２の光源からの光を反射し、第３の光源からの光を透過させる。
立上げミラー（兼ビームスプリッタ）から対物レンズを介して光記録媒体までの光路においては、第１乃至第３の光源からの各光ビームの光軸はほぼ一致する。
【００３４】
以上説明した共通の構成において、「平面Ｔ」に光軸を有する光学系を「平面Ｓ」の法線方向に投影した投影像と、「平面Ｕ」に光軸を有する光学系を「平面Ｓ」の法線方向に投影した投影像とは、少なくとも一部において重なり合うようになっている。
【００３５】
以下、図１乃至図４を用いて実施例に基づいて具体的に説明する。
〔実施例１〕
図１は本実施例による光ヘッドの概略構造を示している。図１（ａ）は、本実施例による光ヘッド１００と光記録媒体１０の一部とを示しており、平面Ｓに直交する面で切断した断面を示している。図１（ａ）のＯ１部は、「平面Ｓ」と「平面Ｕ」の基準面との間に配置されたＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックを示し、Ｏ２部は、「平面Ｔ」の基準面上に配置されたＢＤ用光学系ブロックを示している。図１（ｂ）は、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ビームスプリッタ（以下、ビームスプリッタをＢＳと略記する）７の配置状態も示している。図１（ｃ）は、ＢＤ用光学系ブロックＯ２を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＢＤ用立上げミラー５の配置状態も示している。
【００３６】
図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、第１の光源は波長４０５ｎｍの光を射出するＢＤ用レーザダイオード（以下、ＢＤ用ＬＤと略記する）１である。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第２の光源は、波長６５０ｎｍの光を射出するＤＶＤ用レーザダイオード（以下、ＤＶＤ用ＬＤと略記する）３６であり、第３の光源は波長７８０ｎｍの光を射出するＣＤ用レーザダイオード（以下、ＣＤ用ＬＤと略記する）４１である。
【００３７】
光ヘッド１００の筐体Ｂは、アルミニウム系、亜鉛系、マグネシウム系などの合金材料、もしくは樹脂材料、セラミック焼結材料などの中から適宜選択して作製することができる。筐体Ｂは、平面Ｓと略平行の位置関係にあるベースプレート部ＢＰ（図１（ａ）でその存在範囲をＢＰとして示している）を有している。図１（ａ）に示すように、ベースプレート部ＢＰはＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１及びＢＤ用光学系ブロックＯ２の境界に位置しており、ベースプレート部ＢＰにおいて平面Ｓに対面する面が平面Ｕの基準面となり、平面Ｕの基準面について平面Ｓの反対側に位置する面が平面Ｔの基準面となっている。すなわち、ベースプレート部ＢＰの表裏面の一方が平面Ｕの基準面となり他方が平面Ｔの基準面となっている。筐体Ｂは、このような二重構造／二層構造を有しているが、一つの材料からなる一体型構造でも別々の層を接合した接合型構造でもよい。
【００３８】
本実施例の光ヘッド１００は、上述の筐体Ｂのベースプレート部ＢＰの平面Ｕの基準面側にＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１を配置し、平面Ｔの基準面側にＢＤ用光学系ブロックＯ２を配置している。この場合、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１内の光学素子群で構成される光軸を含む平面が平面Ｕとなり、ＢＤ用光学系ブロックＯ２内の光学素子群で構成される光軸を含む平面が平面Ｔとなる。
【００３９】
また、平面Ｕに光軸を有するＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、平面Ｔに光軸を有するＢＤ用光学系ブロックＯ２内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像との少なくとも一部が重なり合うように、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１とＢＤ用光学系ブロックＯ２とは配置されている。
【００４０】
次に、平面Ｕに光軸が含まれる光学素子群の構成を、各光学素子の光学的動作と共に説明する。まず、ＤＶＤの記録再生に用いる光学素子群は次のような構成及び動作を有している。ＤＶＤ用ＬＤ３６から射出された波長６５０ｎｍの光ビームは、回折格子３７に入射し、トラッキングエラー信号（以下、ＴＥＳと略記する）生成に用いる３本のビームに分けられる。回折格子３７を透過した光ビームはダイクロイックプリズム１５に入射して、ダイクロイックプリズム１５をそのまま透過する。ダイクロイックプリズム１５はＤＶＤ用光（波長６５０ｎｍ）を透過する機能を有するＢＳである。ダイクロイックプリズム１５を透過した光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用偏光ビームスプリッタ（以下、偏光ビームスプリッタをＰＢＳと略記する）３８にＰ偏光として入射し、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８をそのまま透過する。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８はＰ偏光の光を透過しＳ偏光の光を反射するＢＳである。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８を透過した光ビームはコリメートレンズ１６に入射する。コリメートレンズ１６は、ＤＶＤ用光に対しては発散光を平行光に変換する機能と、ＣＤ用光に対しては発散光を略平行光に変換する機能とを有している。
【００４１】
ところで、本実施例では、ＤＶＤ用ＬＤ３６やＣＤ用ＬＤ４１を発した光束は、コリメートレンズ１６に入射する直前においてその直径がコリメートレンズ１６の外径よりも大きくなっており、コリメートレンズ１６の外側に周辺光が存在するようにされている。そしてコリメートレンズ１６の近傍にＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタ・フォトディテクタ（以下、フォトディテクタをＰＤと略記する）２４を設け、コリメートレンズ１６に入射しない周辺光の一部分の強度をモニタし、その出力値を元に各光源の出力を制御する構成としている。
【００４２】
コリメートレンズ１６を透過した光ビームはＤＶＤ用１／４波長板１７によって直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換されたＤＶＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体１０方向に立上げられる。
【００４３】
次に、ＣＤの記録再生に用いる光学素子群の構成及び動作について説明する。ＣＤ用ＬＤ４１から射出された波長７８０ｎｍの光ビームは、カップリングレンズ１９によって放射角を変換され、次に回折格子４２に入射し、ＴＥＳ生成に用いる３本のビームに分けられる。回折格子４２を透過した光ビームはダイクロイックプリズム１５に入射する。ダイクロイックプリズム１５は、ＣＤ用光（波長７８０ｎｍ）を反射する機能を有するＢＳである。ダイクロイックプリズム１５に入射した光ビームは内部の反射面で反射され、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８にＰ偏光として入射し、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８をそのまま透過する。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８を透過した光ビームはコリメートレンズ１６に入射する。コリメートレンズ１６でＣＤ用光は発散光から略平行光（若干の発散光）に変換される。
【００４４】
また、ＣＤ用ＬＤ４１から射出されコリメートレンズ１６に入射しない周辺光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ２４に入射し、その出力値を元にＣＤ用ＬＤ４１の出力がフィードバック制御される。
【００４５】
コリメートレンズ１６を透過したＣＤ記録再生用光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板１７で楕円偏光に変換される。ＤＶＤ用１／４波長板１７は、ＣＤ用光が透過する場合はこれを楕円偏光に変換する。楕円偏光に変換されたＣＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体１０方向に立上げられる。
【００４６】
ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７以降のＤＶＤ／ＣＤ系光路については、以下にまとめて説明する。ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７は、ＢＤ用光（波長：４０５ｎｍ）の光ビームを透過し、ＤＶＤ用光（波長：６５０ｎｍ）とＣＤ用光（波長：７８０ｎｍ）を反射する機能を有する。ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７で反射された光ビームは、波長選択型開口フィルタ８に入射する。波長選択型開口フィルタ８は、対物レンズ９とともにアクチュエータＣに搭載されている。
【００４７】
波長選択型開口フィルタ８は、特性と開口の異なる干渉フィルタ膜が両面に設けられている。ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７側の面に設けられた第１の干渉フィルタ膜は、光軸を中心として円状にくり抜いた形状に形成されており、波長４０５ｍｎの光を透過するが波長６５０ｎｍの光に対してはこれを遮断する開口フィルタとして機能する。また、第１の干渉フィルタ膜の内側には、その内外で透過する波長４０５ｎｍの光の位相を揃えるための位相調整膜が設けられており、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光をいずれも１００％近く透過する。
【００４８】
対物レンズ９側の面に設けられた第２の干渉フィルタ膜もまた、光軸を中心として円状にくり抜いた形状に形成されている。ただし、くり抜かれた部分の内径は第１の干渉フィルタ膜の内径よりも小さい。この干渉フィルタ膜は波長４０５、６５０ｎｍの光は透過させるが波長７８０ｎｍの光は遮断する開口フィルタとして機能する。また、第２の干渉フィルタ膜の内側には、その内外で透過する波長４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの光の位相を揃えるための位相調整膜が設けられており、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光をいずれも１００％近く透過する。
【００４９】
本実施例では、両面に干渉フィルタ膜が設けられている波長選択型開口フィルタ８を使用しているが、上記機能を片面に集約した開口フィルタを使用してもよい。この開口フィルタは、光入射側又は光射出側のいずれか一方に、同心円状に分かれた３つの領域にそれぞれ異なる誘電体多層膜が積層されている。最も外側の膜は波長４０５ｎｍの光を透過し、波長６５０ｎｍの光及び波長７８０ｎｍの光を遮断する干渉フィルタ膜である。また、中間部の膜は波長４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を遮断する干渉フィルタ膜である。内側部分は位相調整膜であり、他の２つの干渉フィルタ膜も位相調整効果を付与した設計となっているため、波長４０５ｎｍの光については３つの膜を透過後の位相が乱れず、波長６５０ｎｍの光については内側と中間部の膜を透過後の位相が乱れない。
【００５０】
波長選択型開口フィルタ８を透過したＤＶＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ９によってＮＡ＝０．６０でＤＶＤ用光記録媒体１０ａ内の情報記録面に集束光となって入射する。波長選択型開口フィルタ８を透過したＣＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ９によってＮＡ＝０．４５でＣＤ用光記録媒体１０ｂ内の情報記録面に集束光となって入射する。各ＮＡと波長は本実施例の記載値に限定されるものではない。ＤＶＤ用光に対してＮＡ＝０．６５、ＣＤ用光に対してはＮＡ＝０．５０辺りまで広げる場合がある。また、波長もＬＤの個体差により上記±２０ｎｍ程度の範囲内でシフトしたものも混在するのが常である。
【００５１】
光記録媒体１０内の情報記録面は、情報記録時には光ビームの強度変調により信号が記録され、情報再生時には光ビームに強度変調を与える。情報再生信号により強度変調されたＲＦ信号を含む反射光は復路光学系を通ってＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０まで伝達される。またＴＥＳ等サーボ系の信号を含む反射光も復路光学系を通って光検出器まで伝達される。
【００５２】
復路はＤＶＤ用光ビーム及びＣＤ用光ビームともに同じ光路を辿る。
光記録媒体１０より戻る光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８までは上記の経路を戻る。途中、復路の光ビームはＤＶＤ用１／４波長板１７を透過する際に円偏光から往路の光ビームの偏光方位に直交する直線偏光に変換される。このため復路の光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８にＳ偏光の光として入射し、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８で反射されてＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０の方向に進む。
【００５３】
情報記録面で反射した復路のＣＤ用反射光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板１７を透過する際に円に近い楕円偏光から往路の光ビームと直交する方向の振動成分が強い楕円偏光に変換される。このため復路の光ビームの多くはＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８においてＳ偏光の光として反射されてＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０の方向に進む。
【００５４】
ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８で反射された光ビームはアナモフィックレンズ３９に入射する。アナモフィックレンズ３９はシリンドリカルレンズと凹レンズの機能を有する複合レンズである。アナモフィックレンズ３９は、透過する光ビームに対し、非点収差法または差動非点収差法によるフォーカスエラー信号（以下、ＦＥＳと略記する）生成用の非点収差を与えるために配置されている。また、アナモフィックレンズ３９は、光ヘッド組立調整時に光軸方向に移動させて、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内の受光面近傍での光軸方向の像点位置の調整をするためにも用いられる。
【００５５】
アナモフィックレンズ３９を透過した光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内に入射する。ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０に入射した光ビームはその内部に設けられた受光部で電気信号に変換される。なお、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内の受光面での面内方向の位置調整は、光ヘッド組立調整時にＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０を光軸に垂直な平面内で移動させることで調整される。
【００５６】
ＣＤ用光ビームに関するＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内の受光面に対する位置調整は、全て、光ヘッド組立調整時にＣＤ用ＬＤ４１を、もしくは、ＣＤ用ＬＤ４１とカップリングレンズ１９とを、移動させることで行われる。
【００５７】
次に、平面Ｔに光軸が含まれるＢＤの記録再生に用いる光学素子群の構成及び動作について図１（ａ）及び図１（ｃ）を用いて説明する。ＢＤ用ＬＤ１は波長４０５ｎｍの光ビームを射出する。射出された光ビームは、回折格子２とコリメートレンズ３とを透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４に入射する。ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４は台形型の複合プリズムであり、光ビームの強度分布を楕円状の断面から円状に近い断面に整形する機能と、Ｐ偏光の光を９０％以上透過してＳ偏光の光をほぼ１００％反射するＰＢＳ機能とを有する。本実施例における往路光ビームはＰ偏光でありその大部分はプリズムの接合面を透過するが、数％程度の反射された光は、ＢＤ用フロントモニタＰＤ２４ｃに入射して、その出力を元にＢＤ用ＬＤ１の出力が調整される。
【００５８】
フロントモニタに関しては、本例のようにＢＳで入射光の数％を分離させてフロントモニタＰＤに導く方法と、先に示したように周辺光をフロントモニタＰＤで検知する方法があるが、光源の出力／温度特性や光学設計の都合、あるいは光ヘッド内のスペースの余裕等から何れか適した方法を選べばよい。
【００５９】
ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４を透過した大部分の光ビームは、球面収差補正素子２０に入射する。球面収差補正素子２０は、凸レンズと凹レンズで構成されており、何れか一方のレンズが光軸と平行な方向に移動可能な構造となっている。ＢＤ用光記録媒体１０ｃの情報記録面に集束する集光スポットにＢＤ用光記録媒体１０ｃのカバー層の厚み誤差による球面収差が発生する場合には、球面収差補正素子２０の何れか一方のレンズを光軸方向に移動させて球面収差を打ち消すことができるようになっている。なお、球面収差補正素子２０として液晶素子を用いることもできる。
【００６０】
球面収差補正素子２０を透過した後の光ビームはＢＤ用立上ミラー５で反射して光路を折り曲げられ、ＢＤ用光記録媒体１０ｃ方向に立上げられる。ＢＤ用立上ミラー５で立上げられた光ビームは、ＢＤ用１／４波長板６で円偏光に変換され、ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７に入射し透過する。波長選択型開口フィルタ８透過後のＢＤ用光は、対物レンズ９を透過後、ＮＡ＝０．８５でＢＤ用光記録媒体１０ｃ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００６１】
復路において、情報記録面で反射した光ビームは、ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４までは同経路で戻り、ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４に入射する。この時点で光ビームはＢＤ用１／４波長板６を２度通過しているためＰＢＳに対してＳ偏光となる。このため、復路の光ビームはビーム整形プリズム兼ＰＢＳ４のプリズム接合面で反射する。
【００６２】
反射後の光ビームは集束レンズ１１を透過してアナモフィックレンズ１２に入射する。ここで、アナモフィックレンズ１２はシリンドリカルレンズと凹レンズの複合レンズである。アナモフィックレンズ１２を透過した復路光はＢＤ用光検出器１３に入射する。ＢＤ用光検出器１３に入射した光ビームはその内部の受光部で電気信号に変換される。
【００６３】
次に、サーボ系、対物レンズの位置、及び光軸調整について説明する。本実施例の光ヘッド１００は、ＤＶＤ、ＣＤ、及びＢＤ用の光記録媒体１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれに存在する面振れや偏心に対して各光記録媒体１０ａ、１０ｂ、１０ｃの情報記録面上に十分絞られた点像を結び、且つ当該点像が情報トラックに正確に追従できるように、フォーカスエラー（以下、ＦＥと略記する）とトラッキングエラー（以下、ＴＥと略記する）とを検出する機能を有している。
【００６４】
ＦＥとＴＥの検出方法は、公知の検出方法を任意に用いることができる。本実施例では、フォーカシングに関しては、光源がユニット化されていないので非点収差法もしくはそれを応用した方法を用いる。もしも光源がユニット化されている場合はフーコー法を用いることができる。ＴＥに関しては３ビーム法もしくはプッシュプル法、あるいはこれらを応用した方法を用いる。いずれも広く公知な方法である。これらのエラー信号検出方法により光検出器（又は後述のＬＤ／ＰＤユニット）内で得られたＦＥＳ及びＴＥＳに基づいて、媒体情報トラックに対する位置ずれに関するフィードバックがかけられて、対物レンズ９及び波長選択型開口フィルタ８を搭載したアクチュエータＣが駆動される。これにより、光記録媒体１０ａ、１０ｂ、１０ｃの情報記録面上の集光スポットは情報トラックに対して十分絞られ、正確に追従することができるようになる。
【００６５】
本実施例によれば、従来のＣＤ／ＤＶＤ兼用光ヘッドに対して、高記録密度の光記録媒体の記録再生用の往路／復路光学系を２次元的ではなく３次元的に配置して光路共通化を図ったので、装置の外形上最も重要な、円盤状光記録媒体の盤面に垂直な方向に見た投影面積を従来と変わらない程度にすることができる。これにより、光記録媒体の記録トラック最外周部又は最内周部を記録又は再生する際に光ヘッドが光記録媒体の情報トラックの投影面積内からはみ出る部分を最小にすることができる。
【００６６】
従って、デスクトップ型コンピュータの拡張機器として規格化されたＣＤ−Ｒドライブ装置やＤＶＤドライブ装置と同じ大きさで、５インチ・ベイに収納できる多（３以上）光源光ヘッド搭載の光記録再生装置を実現できる。
【００６７】
〔実施例２〕
図２は本実施例による光ヘッドの概略構造を示している。図２（ａ）は、本実施例による光ヘッド２００と光記録媒体１０の一部とを示しており、平面Ｓに直交する面で切断した断面を示している。図２（ａ）のＯ１部は、「平面Ｓ」と「平面Ｕ」の基準面との間に配置されたＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックを示し、Ｏ２部は、「平面Ｔ」の基準面上に配置されたＢＤ用光学系ブロックを示している。図２（ｂ）は、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７の配置状態も示している。図２（ｃ）は、ＢＤ用光学系ブロックＯ２を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＢＤ用立上げミラー５の配置状態も示している。
【００６８】
また、平面Ｕに光軸を有するＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、平面Ｔに光軸を有するＢＤ用光学系ブロックＯ２内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像との少なくとも一部が重なり合うように、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１とＢＤ用光学系ブロックＯ２とは配置されている。
【００６９】
本実施例による光ヘッド２００は、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックＯ１及びＢＤ用光学系ブロックＯ２の一部構成が異なる他は実施例１と同様の構成を有している。従って、実施例１と同様の機能作用を有する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００７０】
図２（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、第１の光源は波長４０５ｎｍの光を射出するＢＤ用ＬＤ１である。また、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第２の光源は、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４に内蔵された波長６５０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）であり、第３の光源はＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８に内蔵された波長７８０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）である。
【００７１】
ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４及びＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８は、ＬＤとＰＤ、及び光結合／分岐手段を内蔵したモジュールである。一例として、ＬＤとＰＤを配したフレーム上に、ＬＤ及びＰＤ側に回折格子を設け、その反対側にホログラムを設けた光学素子を配置したＬＤ／ＰＤユニットがある。回折格子はＬＤより射出されたレーザ光をＴＥ検出用の３ビームに分ける。ホログラムはＬＤより射出されたレーザ光を透過し、光記録媒体より反射されて戻る光を受光部に導くようになっている。
【００７２】
なお、光源／光検出器としてＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４及びＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８を用いると、光学素子群の部品点数を減少させることができ、光ヘッド２００の小型化に有利であるが、光ヘッド２００全体としての部品コストの上昇と、光路設計上の制約とが生じる場合がある点に留意する必要がある。
【００７３】
次に、平面Ｕに光軸が含まれる光学素子群の構成を、各光学素子の光学的動作と共に説明する。まず、ＤＶＤの記録再生に用いる光学素子群は次のような構成及び動作を有している。ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４から射出された波長６５０ｎｍの光ビームは、ダイクロイックプリズム１５に入射して、ダイクロイックプリズム１５をそのまま透過する。ダイクロイックプリズム１５を透過した光ビームはコリメートレンズ１６に入射する。コリメートレンズ１６に入射したＤＶＤ用光は発散光から平行光に変換される。
【００７４】
本実施例においてもコリメートレンズ１６の近傍にＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ２４が設けられており、コリメートレンズ１６に入射しない周辺光を受光して、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４の光源の出力をフィードバック制御するようになっている。
【００７５】
コリメートレンズ１６を透過した光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板１７によって直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換されたＤＶＤ用光はＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７に入射する。
【００７６】
次に、ＣＤの記録再生に用いる光学素子群の構成及び動作について説明する。ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８から射出された波長７８０ｎｍの光ビームは、カップリングレンズ１９によって放射角を変換され、ダイクロイックプリズム１５に入射する。ダイクロイックプリズム１５は、ＣＤ用光（波長７８０ｎｍ）を反射する機能を有するＢＳである。ダイクロイックプリズム１５に入射した光ビームは内部の反射面で反射され、コリメートレンズ１６方向へ射出され、コリメートレンズ１６において略平行光（若干の発散光）に変換される。コリメートレンズ１６は、ＣＤ用光に対しては発散光を略平行光に変換する機能を有する。
【００７７】
また、ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８から射出されコリメートレンズ１６に入射しない周辺光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ２４に入射し、その出力値を元にＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８内のＬＤの出力がフィードバック制御される。
【００７８】
コリメートレンズ１６を透過したＣＤ記録再生用光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板１７で略円偏光に変換される。ＤＶＤ用１／４波長板１７は、ＣＤ用光が透過する場合はこれを略円偏光に変換する。ＤＶＤ用１／４波長板１７を透過したＣＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７に入射する。
【００７９】
ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７から先のＤＶＤ／ＣＤ系光路について以下にまとめて説明する。ＤＶＤ用又はＣＤ用光ビームは、いずれもＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体１０方向に立上げられる。ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７で反射した光ビームは、アクチュエータＣに搭載された波長選択型開口フィルタ８に入射する。
【００８０】
波長選択型開口フィルタ８を透過した光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ９を透過後、ＤＶＤ用光（波長６５０ｎｍ）は、ＮＡ＝０．６０でＤＶＤ用光記録媒体１０ａ内の情報記録面に集束光となって入射し、ＣＤ用光（波長７８０ｎｍ）は、ＮＡ＝０．４５でＣＤ用光記録媒体１０ｂ内の情報記録面に集束光となって入射する。各ＮＡと波長は本実施例の記載値に限定されるものではない。ＤＶＤ用光に対してＮＡ＝０．６５、ＣＤ用光に対してはＮＡ＝０．５０辺りまで広げる場合がある。また、波長もＬＤの個体差により上記±２０ｎｍ程度の範囲内でシフトしたものも混在する。
【００８１】
光記録媒体１０内の情報記録面は、情報記録時には光ビームの強度変調により信号が記録され、情報再生時には光ビームに強度変調を与える。情報再生信号により強度変調されたＲＦ信号を含む反射光は復路光学系を通って光検出器まで伝達される。またＴＥＳ等サーボ系の信号を含む反射光も復路光学系を通って光検出器まで伝達される。
【００８２】
復路の光ビームは、上記と同様の光路を逆方向に経由して、ＤＶＤ用光はＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４内の受光部に、ＣＤ用光はＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８内の受光部にそれぞれ入射して電気信号に変換される。
【００８３】
次に、平面Ｔに光軸が含まれるＢＤの記録再生に用いる光学素子群の構成及び動作について図２（ａ）及び図２（ｃ）を用いて説明する。ＢＤ用ＬＤ１は波長４０５ｎｍの光ビームを射出する。射出された光ビームは、ビーム整形素子２５によりその断面における光強度分布が真円に近くなるように変換され、回折格子２を透過してＰＢＳ２６に入射する。ＰＢＳ２６はＰ偏光の光を９０％以上透過してＳ偏光の光をほぼ１００％反射する。本実施例における往路光ビームはＰ偏光でありその大部分はプリズムの接合面を透過するが、数％程度の反射された光は、ＢＤ用フロントモニタＰＤ２４ｃに入射して、その出力を元にＢＤ用ＬＤ１の出力が調整される。
【００８４】
ＰＢＳ２６を透過した大部分の光ビームは、コリメートレンズ２７に入射し、平行光に変換される。コリメートレンズ２７は、光軸と平行な方向に移動可能な構造となっている。光記録媒体１０の情報記録面に集束する集光スポットに光記録媒体１０のカバー層の厚み誤差による球面収差が発生する場合には、コリメートレンズ２７を光軸方向に移動させて球面収差を打ち消すことができるようになっている。
【００８５】
コリメートレンズ２７を透過した後の光ビームはＢＤ用立上ミラー５で反射して光路を折り曲げられ、ＢＤ用光記録媒体１０ｃ方向に立上げられる。ＢＤ用立上ミラー５で立上げられた光ビームは、ＢＤ用１／４波長板６で円偏光に変換され、ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ７に入射し透過する。波長選択型開口フィルタ８透過後のＢＤ用光は、対物レンズ９を透過後、ＮＡ＝０．８５でＢＤ用光記録媒体１０ｃ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００８６】
復路において、情報記録面で反射した光ビームは、ＰＢＳ２６までは同経路で戻り、ＰＢＳ２６のプリズム接合面で反射してアナモフィックレンズ１２に入射する。ここで、アナモフィックレンズ１２はシリンドリカルレンズと凹レンズの複合レンズである。アナモフィックレンズ１２を透過した復路光はＢＤ用光検出器１３に入射する。ＢＤ用光検出器１３に入射した光ビームはその内部の受光部で電気信号に変換される。
【００８７】
本実施例においても実施例１と同様に、従来のＣＤ／ＤＶＤ兼用光ヘッドに対して、高記録密度の光記録媒体の記録再生用の往路／復路光学系を２次元的ではなく３次元的に配置して光路共通化を図ったので、装置の外形上最も重要な、円盤状光記録媒体の盤面に垂直な方向に見た投影面積を従来と変わらない程度にすることができる。これにより、光記録媒体の記録トラック最外周部又は最内周部を記録又は再生する際に光ヘッドが光記録媒体の情報トラックの投影面積内からはみ出る部分を最小にすることができる。また、本実施例によれば、実施例１よりさらに小型の光ヘッドを製造することができる。
【００８８】
〔実施例３〕
図３は本実施例による光ヘッドの概略構造を示している。図３（ａ）は、本実施例による光ヘッド３００と光記録媒体１０の一部とを示しており、平面Ｓに直交する面で切断した断面を示している。図３（ａ）のＯ１部は、「平面Ｓ」と「平面Ｕ」の基準面との間に配置されたＡＯＤ用光学系ブロックを示し、Ｏ２部は、「平面Ｔ」の基準面上に配置されたＤＶＤ用光学系ブロックを示している。図３（ｂ）は、ＡＯＤ用光学系ブロックＯ１を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＡＯＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ３０の配置状態も示している。図３（ｃ）は、ＤＶＤ用光学系ブロックＯ２を平面Ｓの法線方向に見た状態を示しており、理解を容易にするため隣接するＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３１の配置状態も示している。
【００８９】
また、図３（ａ）のＣＤ用光学系ブロックＯ３には、直接ブロック内の光学系を図示している。このように、本実施例では、実施例１及び２に対し、第１に短波長のＡＯＤ用光学系ブロックがＯ１部として「平面Ｓ」と「平面Ｕ」の基準面との間に配置されている点に特徴を有している。第２に、ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロックのうちＤＶＤ用光学系ブロックをＯ２部として「平面Ｔ」の基準面上に配置し、ＣＤ用光学系ブロックはＯ３部として、ブロックを構成する光学素子群の光軸が平面Ｓの法線方向に平行であり、より具体的には対物レンズ９ｂの光軸にほぼ一致している点に特徴を有している。なお、本例では、短波長系としてＢＤに代えてＡＯＤを例にとって説明するが、ＡＯＤ用光学系ブロックＯ１をＢＤ用光学系ブロックとして使用することはもちろん可能である。
【００９０】
本例においては、平面Ｕに光軸を有するＡＯＤ用光学系ブロックＯ１内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像と、平面Ｔに光軸を有するＤＶＤ用光学系ブロックＯ２内の光学素子群を平面Ｓの法線方向に投影した投影像との少なくとも一部が重なり合うように、ＡＯＤ用光学系ブロックＯ１とＤＶＤ用光学系ブロックＯ２とは配置されている。なお、実施例１又は２に示す光ヘッドの構成要素と同様の機能作用を有する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００９１】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の光源は波長４０５ｎｍの光を射出するＡＯＤ用ＬＤ（ＢＤ用と同一）１’である。また、図３（ａ）及び図３（ｃ）に示すように、第２の光源は、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４に内蔵された波長６５０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）であり、図３（ａ）に示すように、第３の光源はＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８に内蔵された波長７８０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）である。
【００９２】
次に、平面Ｕに光軸が含まれる光学素子群の構成を、各光学素子の光学的動作と共に説明する。ＡＯＤ用ＬＤ１’から射出された光ビームは、回折格子２、ＰＢＳ２６、コリメートレンズ２７、ＡＯＤ用１／４波長板６’を経由してＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３０に導かれる。回折格子２ではＴＥＳ生成用の３ビームを発生する。ＰＢＳ２６ではＡＯＤ用ＬＤ１’から射出された光ビームの数％を反射してフロントモニタＰＤ２４ｃに導かれる。コリメートレンズ２７は光軸方向に移動可能となっており、球面収差補正ができるようになっている。ＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３０で立上げられたＡＯＤ用光ビームは、波長選択型開口フィルタ８ｂをそのまま透過し、対物レンズ９ｂにてＮＡ＝０．６５の集束光とされてＡＯＤ用光記録媒体１０ｄに入射する。ＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３０はＡＯＤ用光ビームを反射して、後述のＤＶＤ用光ビーム及びＣＤ用光ビームの両方を透過させる機能を有している。
【００９３】
復路において、情報記録面で反射した光ビームは、ＰＢＳ２６までは同経路で戻り、ＰＢＳ２６のプリズム接合面で反射してアナモフィックレンズ１２に入射する。アナモフィックレンズ１２を透過した復路光はＡＯＤ用光検出器１３’に入射する。ＡＯＤ用光検出器１３’に入射した光ビームはその内部の受光部で電気信号に変換される。
【００９４】
次に、平面Ｔに光軸が含まれる光学素子群の構成を、各光学素子の光学的動作と共に説明する。ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４から射出された光ビームは、コリメートレンズ３２において略平行光とされ、ＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３１に入射し、ＤＶＤ用光記録媒体１０ａの方向に立ち上げられ、ＤＶＤ用１／４波長板１７によって円偏光に変換される。円偏光に変換された光ビームはＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３０、波長選択型開口フィルタ８ｂをそのまま透過し、ＮＡ＝０．６０でＤＶＤ用光記録媒体１０ａ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００９５】
復路の光ビームは、上記と同様の光路を逆方向に経由して、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１４内の受光部に入射して電気信号に変換される。
【００９６】
次に、平面Ｓに光軸がほぼ垂直な光学素子群の構成について説明する。第３の光源であるＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８から射出された光ビームは、ＣＤ用コリメートレンズ３３において略平行光とされ、ＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３１を透過し、ＤＶＤ用１／４波長板１７によって略円偏光とされ、ＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３０を透過して、波長選択型開口フィルタ８ｂに入射し、その光束径を小さくされて対物レンズ９ｂにてＮＡ＝０．４５の集束光としてＣＤ用光記録媒体１０ｂに入射する。
【００９７】
ＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３１は、機能的にはダイクロイックプリズムとも呼べるものである。しかし本実施例の場合はそのプリズム接合面の特性は、実施例１及び２で用いたダイクロイックプリズムとは逆で、ＤＶＤ用光の大部分を反射しＣＤ用光の大部分を透過する機能を有している。また、ＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ３１ではＤＶＤ用光の数％が透過し、またＣＤ用光の数％が反射するため、ＤＶＤ／ＣＤ兼用のフロントモニタＰＤ２４を用いて両光源それぞれの出力を制御することができるようになっている。
【００９８】
また、本実施例で用いている波長選択型開口フィルタ８ｂは、実施例１及び２で用いたものとは構成が異なっている。干渉フィルタ膜は片側（どちらでもよい）の面のみに設けられ、光軸を中心として円状にくり抜いた形状に形成されており、波長４０５ｎｍと６５０ｎｍの光を透過するが波長７８０ｎｍの光に対してはこれらを遮断する開口フィルタとして機能する。また、干渉フィルタ膜の内側には、その内外で透過する波長４０５ｎｍ及び６５０ｎｍの光の位相をそれぞれ揃えるための位相調整膜が設けられており、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光をいずれも１００％近く透過するようになっている。
【００９９】
復路の光ビームは、上記と同様の光路を逆方向に経由して、ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１８内の受光部に入射して電気信号に変換される。
【０１００】
本実施例においても実施例１及び２と同様に、従来のＣＤ／ＤＶＤ兼用光ヘッドに対して、高記録密度の光記録媒体の記録再生用の往路／復路光学系を２次元的ではなく３次元的に配置して光路共通化を図ったので、装置の外形上最も重要な、円盤状光記録媒体の盤面に垂直な方向に見た投影面積を従来と変わらない程度にすることができる。これにより、光記録媒体の記録トラック最外周部又は最内周部を記録又は再生する際に光ヘッドが光記録媒体の情報トラックの投影面積内からはみ出る部分を最小にすることができる。また、本実施例によれば、実施例１及び２よりさらに小型の光ヘッドを製造することができる。
【０１０１】
図４は、本実施の形態による例えば実施例１の光ヘッド１００を搭載した光記録再生装置５０の概略構成を示している。光記録再生装置５０は、図４に示すように光記録媒体１０を回転させるためのスピンドルモータ５２と、光記録媒体１０にレーザビームを照射するとともにその反射光を受光する光ヘッド１００と、スピンドルモータ５２及び光ヘッド１００の動作を制御するコントローラ５４と、光ヘッド１００にレーザ駆動信号を供給するレーザ駆動回路５５と、光ヘッド１００にレンズ駆動信号を供給するレンズ駆動回路５６とを備えている。
【０１０２】
コントローラ５４にはフォーカスサーボ追従回路５７、トラッキングサーボ追従回路５８及びレーザコントロール回路５９が含まれている。フォーカスサーボ追従回路５７が作動すると、回転している光記録媒体１０の情報記録面にフォーカスがかかった状態となり、トラッキングサーボ追従回路５８が作動すると、光記録媒体１０の偏芯している信号トラックに対して、レーザビームのスポットが自動追従状態となる。フォーカスサーボ追従回路５７及びトラッキングサーボ追従回路５８には、フォーカスゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能及びトラッキングゲインを自動調整するためのオートゲインコントロール機能がそれぞれ備えられている。また、レーザコントロール回路５９は、レーザ駆動回路５５により供給されるレーザ駆動信号を生成する回路であり、光記録媒体１０に記録されている記録条件設定情報に基づいて、適切なレーザ駆動信号の生成を行う。
【０１０３】
これらフォーカスサーボ追従回路５７、トラッキングサーボ追従回路５８及びレーザコントロール回路５９については、コントローラ５４内に組み込まれた回路である必要はなく、コントローラ５４と別個の部品であっても構わない。さらに、これらは物理的な回路である必要はなく、コントローラ５４内で実行されるソフトウェアであっても構わない。
【０１０４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、種類の異なる複数の光記録媒体に対応しつつ光ヘッドを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による実施例１の光ヘッドの概略構造を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による実施例２の光ヘッドの概略構造を示す図である。
【図３】本発明の一実施の形態による実施例３の光ヘッドの概略構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態による実施例１の光ヘッド１００を搭載した光記録再生装置の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
１  ＢＤ用ＬＤ
１’  ＡＯＤ用ＬＤ
２、４２  回折格子
４  ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ
５  ＢＤ用立上ミラー
６  ＢＤ用１／４波長板
６’  ＡＯＤ用１／４波長板
７  ＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー兼波長選択型ＢＳ
８、８ｂ  波長選択型開口フィルタ
９、９ｂ  対物レンズ
１０  光記録媒体
１０ａ  ＤＶＤ用光記録媒体
１０ｂ  ＣＤ用光記録媒体
１０ｃ  ＢＤ用光記録媒体
１０ｄ  ＡＯＤ用光記録媒体
１１  集束レンズ
１２、３９  アナモフィックレンズ
１３  ＢＤ用光検出器
１３’  ＡＯＤ用光検出器
１５  ダイクロイックプリズム
１６、２７  コリメートレンズ
１７  ＤＶＤ用１／４波長板
１８  ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット
１９  カップリングレンズ
２０  球面収差補正素子
２４  ＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ
２４ｃ  ＢＤ用フロントモニタＰＤ
２６  ＰＢＳ
３０  ＡＯＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ
３１  ＤＶＤ用立上げミラー兼波長選択型ＢＳ
３６  ＤＶＤ用ＬＤ
３８  ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ
４０  ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器
４１  ＣＤ用ＬＤ
５０  光記録再生装置
５２  スピンドルモータ
５４  コントローラ
５５  レーザ駆動回路
５６  レンズ駆動回路
５７  フォーカスサーボ追従回路
５８  トラッキングサーボ追従回路
５９  レーザコントロール回路
１００  光ヘッド（実施例１）
２００  光ヘッド（実施例２）
３００  光ヘッド（実施例３）
Ｂ  筐体
ＢＰ  ベースプレート部
Ｃ  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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