(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９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第１の対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記第１の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Ｓ及び平面Ｔと異なる平面Ｕ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第２の対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記第２の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に光軸が含まれ、
前記第２の復路光学系は、前記平面Ｕ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６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記第１の対物レンズの開口数は、前記第２の対物レンズの開口数より大きいこと
を特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記第１及び第２の対物レンズは、単一のレンズホルダに固定されていること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の光ヘッドにおいて、
前記第１及び第２の対物レンズは、前記光記録媒体のトラック接線方向に並列配置されること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項９】
請求項８記載の光ヘッドにおいて、
前記第２の対物レンズは、前記光記録媒体の回転中心を通る直線である半径方向上を移動可能に配置され、前記第１の対物レンズは、前記半径方向上以外の方向に移動可能に配置されること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
請求項８記載の光ヘッドにおいて、
前記第１及び第２の対物レンズは、前記半径方向上以外の方向に移動可能に配置されること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の光ヘッドにおいて、
前記レンズホルダの前記半径方向の位置を測定する位置センサを有していること
を特徴とする光ヘッド。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光ヘッドにおいて、
前記第１の光源からの射出光は、前記第２の対物レンズにも入射すること
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の場合、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第１の対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記第１の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Ｓ及び平面Ｔと異なる平面Ｕ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第２の対物レンズを介して前記情報記録面で反射し、前記第２の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に光軸が含まれ、前記第２の復路光学系は、前記平面Ｕ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。
【００１４】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第１の対物レンズの開口数は、前記第２の対物レンズの開口数より大きいことを特徴とする。また、前記第１及び第２の対物レンズは、単一のレンズホルダに固定されていることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記第１及び第２の対物レンズは、前記光記録媒体のトラック接線方向に並列配置され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の対物レンズは、前記光記録媒体の回転中心を通る直線である半径方向上を移動可能に配置され、前記第１の対物レンズは、前記半径方向上以外の方向に移動可能に配置されることを特徴とする。あるいは、前記第１及び第２の対物レンズは、前記半径方向上以外の方向に移動可能に配置されることを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の光ヘッドにおいて、前記レンズホルダの前記半径方向の位置を測定する位置センサを有してい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１の光源からの射出光は、前記第２の対物レンズにも入射することを特徴とする。また、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。
【００１９】
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。
【００２０】
【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４で共通の構成について説明し、次いで、図１乃至図７を用いて各実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２１】
〔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。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
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（又は４種類）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。
【００２４】
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。
【００２５】
２．対物レンズとアクチュエータ：
本実施の形態では、３種類の波長の光のいずれかを光記録媒体に照射するための対物レンズは２つ設けられている。
【００２６】
ＢＤ、ＤＶＤ、及びＣＤに対応させる場合には、第１の対物レンズをＢＤ専用とし、第２の対物レンズはＤＶＤ及びＣＤ用とする。
【００２７】
さらに、ＡＯＤにも対応させる場合には、ＤＶＤ及びＣＤ用の第２の対物レンズをＡＯＤ用に利用する。このため第１の光源からの光ビームは第１及び第２の対物レンズの双方に入射可能とする。
【００２８】
本実施の形態の実施例では、２つの対物レンズを機械的に移動させる切替手段は用いていない。位置決め精度が機械精度に依存してしまうのと耐久性の問題等があるためであるが、これらの問題が解決できれば機械的切替手段を用いて、使用する対物レンズを切り換えるようにしてももちろんよい。
【００２９】
また、本実施の形態の実施例では、対物レンズアクチュエータは１つで第１及び第２の対物レンズをフォーカス方向とトラッキング方向に駆動制御するようになっている。第１及び第２の対物レンズは、光記録媒体のトラック接線方向に隣接して並列配置されている。
【００３０】
３．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。
【００３１】
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。
【００３２】
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検出される。
【００３３】
４．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。
【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７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９の一部とを示しており、平面Ｓに直交し、且つ光記録媒体９のトラックの接線方向に平行な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用立上げミラー５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１７の配置状態も示している。
【００３６】
図２は、本実施例による光ヘッド１００をドライブ装置に組み込んで、平面Ｓの法線方向に見た状態の概念図である。説明のために光記録媒体９の一部輪郭も示している。
【００３７】
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）１２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。
【００３８】
図２に示す光ヘッド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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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２に入射して、ダイクロイックプリズム２をそのまま透過する。ダイクロイックプリズム２はＤＶＤ用光（波長６５０ｎｍ）を透過する機能を有するビームスプリッタである。ダイクロイックプリズム２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ビームスプリッタである。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８を透過した光ビームはＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する。ＤＶＤ用コリメートレンズ３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。
【００４３】
ところで、本実施例では、ＤＶＤ用ＬＤ３６やＣＤ用ＬＤ４１を発した光束は、ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する直前においてその直径がＤＶＤ用コリメートレンズ３の外径よりも大きくなっており、ＤＶＤ用コリメートレンズ３の外側に周辺光が存在するようにされている。そしてＤＶＤ用コリメートレンズ３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）４を設け、ＤＶＤ用コリメートレンズ３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。
【００４４】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過した光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で立上げられた光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板６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用光は波長選択型開口フィルタ７に入射する。波長選択型開口フィルタ７は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８とともに２軸アクチュエータＣに搭載されている。
【００４５】
波長選択型開口フィルタ７は、板ガラスの片面に、光軸を中心として所定半径でくり抜いた形に形成された干渉フィルタ膜と、その内側に円形に形成された位相補償膜が設けられた光学素子である。ＤＶＤ記録再生用の波長６５０ｎｍ近傍の光はどちらの光学膜もほぼ１００％に近い透過率で透過する。位相補償膜は、干渉フィルタ膜を透過する波長６５０ｎｍ近傍の光ビームに対し、内側円形部分を透過する光ビームの位相を揃えるために設けられている。
【００４６】
波長選択型開口フィルタ７を透過した光は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８によってＮＡ＝０．６５でＤＶＤ用光記録媒体９ａ内の情報記録面に集束光となって入射する。ＤＶＤ用光記録媒体９ａ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。
【００４７】
復路の光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８までは上述の経路を戻る。途中、復路の光ビームはＤＶＤ用１／４波長板６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。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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１１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２に入射する。ダイクロイックプリズム２は、ＣＤ用光（波長７８０ｎｍ）を反射する機能を有するビームスプリッタである。ダイクロイックプリズム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ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する。ＤＶＤ用コリメートレンズ３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。
【００５０】
また、ＣＤ用ＬＤ４１から射出されＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射しない周辺光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ４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。
【００５１】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過したＣＤ記録再生用光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で立上げられた光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板６によって直線偏光から楕円偏光に変換される。楕円偏光に変換されたＣＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８とともに２軸アクチュエータＣに搭載された波長選択型開口フィルタ７に入射する。
【００５２】
波長選択型開口フィルタ７に形成された干渉フィルタ膜は、ＣＤ記録再生用の光である波長７８０ｎｍ近傍の光ビームはほとんど透過しない。しかしその内側に円形に形成された位相補償膜は、ほぼ１００％に近い透過率で波長７８０ｎｍ近傍の光ビームを透過させる。従って、波長選択型開口フィルタ７を通過した後のＣＤ記録再生用の光束はＤＶＤ記録再生用光ビームよりも小さな径となる。
【００５３】
波長選択型開口フィルタ７を透過して径が幾分細くなった光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８によってＮＡ＝０．４７でＣＤ用光記録媒体９ｂ内の情報記録面に集束光として入射する。
【００５４】
情報記録面で反射した復路のＣＤ用反射光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８までは上述の経路を戻る。途中、復路の光ビームはＤＶＤ用１／４波長板６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る。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８で反射した光ビームはアナモフィックレンズ３９を透過する際に非点収差法または差動非点収差法によるＦＥＳ生成用の非点収差を与えられ、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内に入射してその内部の受光部で電気信号に変換される。
【００５５】
ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内の受光面に対するＣＤ用光ビームの位置調整は、光ヘッド組立調整時に、ＣＤ用ＬＤ４１だけ、又はＣＤ用ＬＤ４１及びカップリングレンズ１１の組を光軸方向に移動させることで調整される。
【００５６】
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ＬＤ１２は波長４０５ｎｍの光ビームを射出する。射出された光ビームは、コリメートレンズ１３を透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射される。ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４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％反射する偏光ビームスプリッタ機能とを有する。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ＰＤ１５に入射して、その出力を元にＢＤ用ＬＤ１２の出力が調整される。
【００５７】
フロントモニタに関しては、本例のようにビームスプリッタで入射光の数％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。
【００５８】
ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４を透過した大部分の光ビームは、球面収差補正素子１６に入射する。球面収差補正素子１６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９ｃ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９ｃ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１６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１６として液晶素子を用いることもできる。
【００５９】
球面収差補正素子１６を透過した後の光ビームはＢＤ用立上ミラー１７で反射して光路を折り曲げられ、ＢＤ用光記録媒体９ｃ方向に立上げられる。ＢＤ用立上ミラー１７で立上げられた光ビームは、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９とともに２軸アクチュエータＣに搭載された偏光ホログラム複合素子１８に入射する。
【００６０】
偏光ホログラム複合素子１８は、光源側（ＢＤ用立上ミラー１７側）の偏光ホログラム素子とＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９側の１／４波長板とを重ね合わせた複合素子である。偏光ホログラム素子は光源側からＢＤ用光記録媒体９ｃに向かう直線偏光の光ビームには作用せず、ほとんどを０次光（回折しない光）として透過させる。
【００６１】
偏光ホログラム素子を透過した光ビームは、次に１／４波長板で円偏光に変換され、さらにＢＤ用光記録媒体９ｃで反射して戻ってきた光ビームは再び１／４波長板により往路の光ビームの偏光方位に直交する方向の直線偏光に変換される。偏光ホログラム素子はこの偏光方位の光に対しては、ほとんどを±１次回折光とするようになっており、復路の光ビームのほとんどをＢＤ用光検出器２２の各受光部に正しく導くようになっている。偏光ホログラム素子の格子面は少なくともその中心部を通る境界線で分割されており、プッシュプル法によるＴＥ検出が可能になっている。
【００６２】
偏光ホログラム複合素子１８透過後の往路の光ビームは、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９を透過することによって、ＮＡ＝０．８５でＢＤ用光記録媒体９ｃ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００６３】
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ＰＢＳ１４までは同経路で戻り、ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射する。この時点で往路の光ビームは偏光ホログラム複合素子１８の１／４波長板を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ＰＢＳ１４のプリズム接合面で反射する。
【００６４】
反射後の光ビームは集束レンズ２０を透過して凹レンズ２１に入射する。光ヘッド組立調整時には凹レンズ２１を光軸方向に移動することにより、ＢＤ用光検出器２２内の受光面近傍での光軸方向の像点位置を調整することができるようになっている。凹レンズ２１を透過した光ビームはＢＤ用光検出器２２と一体化されたホログラム素子３５を透過してＢＤ用光検出器２２内に入射する。ＢＤ用光検出器２２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。
【００６５】
ホログラム素子３５は、透過する光ビームのほとんどを±１次回折光にするとともに、これらに若干のパワーを付与する回折素子である。ホログラム素子３５での回折の方向は、ＢＤ用光記録媒体９ｃ内の情報記録トラックに沿った方向である。また、ホログラム素子３５により、＋１次回折光に若干の正のパワーを付与し、−１次回折光に若干の負のパワーを付与することで、ＳＳＤ（Ｓｐｏｔ  Ｓｉｚｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法によるＦＥ検出に用いる光ビームを生成できるようになっている。
【００６６】
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９ａ、９ｂ、９ｃ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９ａ、９ｂ、９ｃ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、ＦＥとＴＥとを検出する機能を有している。
【００６７】
本実施例においては、ＤＶＤ及びＣＤ系ではＦＥ検出に非点収差法又は差動非点収差法を用い、ＴＥ検出にＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法又は３ビーム法を用いている。一方、ＢＤ系ではＦＥ検出にＳＳＤ（Ｓｐｏｔ  Ｓｉｚｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法を用い、ＴＥ検出にプッシュプル法を用いている。これらのエラー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、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８及び波長選択型開口フィルタ７とＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９及び偏光ホログラム複合素子１８とを搭載した２軸アクチュエータＣが駆動される。これにより、光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃ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。
【００６８】
ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８及び波長選択型開口フィルタ７とＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９及び偏光ホログラム複合素子１８とは、図１（ａ）及び図２に示すように２軸アクチュエータＣの可動部（レンズホルダ）Ｈに搭載され、一体として光記録媒体９内の記録トラックに追従するように駆動される。
【００６９】
図２に示すように、光ヘッド１００は、光記録媒体９の半径方向（ラジアル方向）Ｒに平行に延びる２本のガイド１０６に案内されて不図示の粗動モータの駆動により半径方向Ｒに移動できるようになっている。２軸アクチュエータＣは、光記録媒体９のタンジェンシャル方向（トラック接線方向）のレンズホルダＨ両側面に隣接して配置されたマグネットを有している。レンズホルダＨのマグネット対向面にはフォーカス用及びトラッキング用のコイルが巻回されている。
【００７０】
また、レンズホルダＨは、筐体Ｂのベースプレート部ＢＰから屹立したワイヤーベース１０２から延びた４本の導電性弾性体１０４に支持されている。導電性弾性体１０４はレンズホルダＨのコイルに通電する配線としての機能と、レンズホルダＨをワイヤーベース１０２に対して移動可能に片持ち式に支持する機能とを有している。
【００７１】
図２に示すように、両対物レンズ８、１９は円盤状の光記録媒体９の半径方向Ｒと直交する方向、すなわち光ヘッド１００がシーク動作時に移動する方向と直交する方向に並列して設けられている。このため２つの対物レンズ８、１９が半径方向Ｒに並列している場合に較べて、どの光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃの最内周トラックを記録再生する際も光ヘッド１００が内周側に大きいスペースを取らずに済むため、光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃを回転させるスピンドルモータ（不図示）のスペースを損なうことなく、高回転速度、高トルクのスピンドルモータを用いることができる。
【００７２】
また、図２に示すように、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８は光ヘッド１００のシーク動作時に、光記録媒体９の半径方向Ｒ上に、すなわち、光記録媒体９の回転中心を通る直線であって記録トラックの接線と直交する方向に移動するように位置している。
【００７３】
一方、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９及びその光軸が光ヘッド１００のシーク動作時に移動する方向は、光記録媒体９の半径方向Ｒ上つまり円盤の中心を通る直線上にない。しかしながら、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９に対するＴＥ検出は１ビームで検出可能なプッシュプル法を用いているため、偏光ホログラム複合素子１８のホログラム格子面の境界線が光記録媒体９の最内周と最外周の接線方向との間の、適した方向と一致するように設定すれば、内外周におけるＴＥＳのオフセットはほとんど問題とならない。なお、光ヘッド１００がＢＤに対して再生専用の場合はプッシュプル法以外に位相差法を用いることもできる。
【００７４】
上記のようにＴＥを１ビームで検出する方式とすれば、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９の移動方向が光記録媒体９の半径方向Ｒ上にない問題を回避できる。なお、特開平２００１−２５０２５０号公報に開示された技術のように３ビームを用いた方法を適用することも容易である。
【００７５】
また、各光学系でのコマ収差を十分小さくするため、本実施例における光ヘッド１００では、２軸アクチュエータＣの傾き調整は、ＢＤ系光学系で合わせる。ＤＶＤ系とＣＤ系についてはＤＶＤ用ＬＤ３６とＣＤ用ＬＤ４１とをそれぞれ光軸に垂直な平面内で移動調整し、レーザ光の射出軸を故意に傾けてコマ収差を相殺させる。半径方向Ｒに傾き補正機構を有する２軸アクチュエータＣを用いれば、ＤＶＤ用ＬＤ３６とＣＤ用ＬＤ４１の移動方向を１方向のみにすることもできる。また、光記録媒体に対して機構部全体を傾ける構造としてもよい。あるいは、液晶素子等の位相補正素子を光路中に設けてコマ収差を消すようにすることもできる。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
〔実施例２〕
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２００と光記録媒体９の一部とを示しており、平面Ｓに直交し、且つ光記録媒体９のトラックの接線方向に平行な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３（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用立上げミラー５の配置状態も示している。図３（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１７の配置状態も示している。
【００７９】
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。
【００８０】
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。なお、実施例１で用いた図２の光ヘッド１００を組み込んだドライブ装置の構成は、対応する構成要素の符号を適宜読み替えて本実施例にも同様に適用されるものとする。
【００８１】
図３（ａ）及び図３（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ＬＤ１２である。また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第２の光源は、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１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１０に内蔵された波長７８０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）である。
【００８２】
ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１及びＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１０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。
【００８３】
なお、光源／光検出器としてＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１及びＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１０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。
【００８４】
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１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２に入射して、ダイクロイックプリズム２をそのまま透過する。ダイクロイックプリズム２を透過した光ビームはＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する。ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射したＤＶＤ用光は発散光から平行光に変換される。
【００８５】
本実施例においてもＤＶＤ用コリメートレンズ３の近傍にＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ４が設けられており、ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射しない周辺光を受光して、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１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。
【００８６】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過した光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で立上げられた光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板６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用対物レンズ８とともに２軸アクチュエータＣに搭載された波長選択型開口フィルタ７に入射する。波長選択型開口フィルタ７を透過した光は、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８によってＮＡ＝０．６５でＤＶＤ用光記録媒体９ａ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００８７】
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１内の受光部に入射して光記録媒体９の情報記録トラックから読み出した記録データを電気信号化する。
【００８８】
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１０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１１によって放射角を変換され、ダイクロイックプリズム２に入射する。ダイクロイックプリズム２は、ＣＤ用光（波長７８０ｎｍ）を反射する機能を有するビームスプリッタである。ダイクロイックプリズム２に入射した光ビームは内部の反射面で反射され、ＤＶＤ用コリメートレンズ３方向へ射出され、ＤＶＤ用コリメートレンズ３で略平行光に変換される。
【００８９】
また、ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１０から射出されＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射しない周辺光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ４に入射し、その出力値を元にＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１０内のＬＤの出力がフィードバック制御される。
【００９０】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過したＣＤ記録再生用光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５で反射した光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板６によって直線偏光から楕円偏光に変換される。楕円偏光に変換されたＣＤ用光は２軸アクチュエータＣに搭載された波長選択型開口フィルタ７に入射する。入射光は波長選択型開口フィルタ７でＤＶＤ記録再生用光ビームよりも小さな径の光ビームに整形される。
【００９１】
波長選択型開口フィルタ７を透過して径が幾分細くなった光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８によってＮＡ＝０．４７でＣＤ用光記録媒体９ｂ内の情報記録面に集束光として入射する。
【００９２】
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１０内の受光部に入射して光記録媒体９の情報記録トラックから読み出した記録データを電気信号化する。なお、本実施例におけるＤＶＤ及びＣＤ系では、ＦＥ検出はフーコー法、ＴＥ検出は３ビーム法を用いている。
【００９３】
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３（ａ）及び図３（ｃ）を用いて説明する。ＢＤ用ＬＤ１２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２３によりビーム断面の強度分布が真円に近くなるように変換され、ＢＤ用ＰＢＳ２４に入射する。ＢＤ用ＰＢＳ２４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ＰＤ１５に入射して、その出力を元にＢＤ用ＬＤ１２の出力が調整される。
【００９４】
ＢＤ用ＰＢＳ２４を透過した大部分の光ビームは、コリメートレンズ２５に入射して平行光に変換される。この場合のコリメートレンズ２５は光軸方向に移動可能となっており、光記録媒体９の情報記録面に集束する集光スポットに光記録媒体９のカバー層の厚み誤差によって球面収差が発生している場合は、コリメートレンズ２５の移動調整により球面収差を打ち消すことが可能である。
【００９５】
コリメートレンズ２５透過後の光ビームは、ＢＤ用立上ミラー１７で反射して光路を折り曲げられ、ＢＤ用光記録媒体９ｃ方向に立上げられる。ＢＤ用立上ミラー１７で立上げられた光ビームは、２軸アクチュエータＣに搭載された偏光ホログラム複合素子１８に入射する。
【００９６】
偏光ホログラム複合素子１８透過後の往路の光ビームは、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９を透過することによって、ＮＡ＝０．８５でＢＤ用光記録媒体９ｃ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【００９７】
復路において、情報記録面で反射した光ビームは、ＢＤ用ＰＢＳ２４まで戻って反射され、凹レンズ２１に入射する。光ヘッド組立調整時には凹レンズ２１を光軸方向に移動することにより、ＢＤ用光検出器２２内の受光面近傍での光軸方向の像点位置を調整することができる。凹レンズ２１を透過した光ビームはＢＤ用光検出器２２と一体化されたホログラム素子３５を透過してＢＤ用光検出器２２内に入射する。ＢＤ用光検出器２２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。
【００９８】
ホログラム素子３５は、これを透過する光ビームのほとんどを±１次回折光とするとともにこれらに若干のパワーを付与する回折素子であり、ＳＳＤ（Ｓｐｏｔ  Ｓｉｚｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法によるＦＥ検出に用いる光ビームを生成する。
【００９９】
本実施例によれば、実施例１と同様の効果を得ることができる。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。
【０１００】
〔実施例３〕
本実施例では、表１に示した４規格の光記録媒体全てに対応可能な光ヘッドについて説明する。図４は本実施例による光ヘッド３００の概略構造を示している。図４（ａ）は、本実施例による光ヘッド３００と光記録媒体９の一部とを示しており、平面Ｓに直交し、且つ光記録媒体９のトラックの接線方向に平行な面で切断した断面を示している。図４（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、Ｏ３部は、「平面Ｔ」の基準面上に配置されたＢＤ／ＡＯＤ用光学系ブロックを示している。図４（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波長選択型立上げミラー２７の配置状態も示している。図４（ｃ）は、ＢＤ／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３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ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１及びＢＤ用立上げミラー１７の配置状態も示している。
【０１０１】
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／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３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／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３とは配置されている。
【０１０２】
本実施例による光ヘッド３００において、実施例１又は実施例２に示す構成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。なお、実施例１で用いた図２の光ヘッド１００を組み込んだドライブ装置の構成は、対応する構成要素の符号を適宜読み替えて本実施例にも同様に適用されるものとする。
【０１０３】
図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように、第１の光源は波長４０５ｎｍの光を射出するＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３である。また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、第２の光源は、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１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１０に内蔵された波長７８０ｎｍの光を射出するＬＤ（不図示）である。
【０１０４】
平面Ｕに光軸が含まれる光学素子群の構成は、図４（ｂ）に示すように、図３（ｂ）に示す実施例２の各光学素子の光学的動作とほぼ同様である。実施例２と相違するのは、ＤＶＤ用コリメートレンズ３において、ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１から射出された波長６５０ｎｍの光ビームとＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット１０から射出された波長７８０ｎｍの光ビームとは、共に「略」平行光となることである。なお、それぞれの光ビームの発散／集束の程度は同じとは限らない。
【０１０５】
また、本実施例では、実施例２のＤＶＤ／ＣＤ用立上ミラー５に代えて波長選択型立上げミラー２７を用いている。さらに、実施例２ではＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー５と波長選択型開口フィルタ７との間に配置されていたＤＶＤ用１／４波長板６は、ＤＶＤ用コリメートレンズ３と波長選択型立上げミラー２７との間に配置されている。
【０１０６】
平面Ｔに光軸が含まれる光学素子群の構成は、図４（ｃ）に示すように、図１（ｃ）に示す実施例１の各光学素子の光学的動作とほぼ同様である。実施例１と相違するのは、ＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３とコリメートレンズ１３との間に、回折格子３０が配置されている点にある。また、球面収差補正素子１６とＢＤ用立上げミラー１７との間にビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１が配置されている。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１は、ＡＯＤ用光を反射させて波長選択型立上げミラー２７方向に向かわせ、ＢＤ用光は透過させてＢＤ用立上げミラー１７に向かわせるように機能する。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１と波長選択型立上げミラー２７との間にはＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２が配置されている。
【０１０７】
また、２軸アクチュエータＣに内蔵された本実施例の波長選択型開口フィルタ２８は実施例１及び実施例２で用いた波長選択型開口フィルタ７とは構成が異なっている。波長選択型開口フィルタ２８の干渉フィルタ膜はフィルタ面のいずれか一方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に形成されており、波長４０５ｎｍと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、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。
【０１０８】
また、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９は、図２に示した実施例１のＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ８と同一位置となる光記録媒体９の半径方向上に配置され、ＤＶＤ用光記録媒体９ａ及びＣＤ用光記録媒体９ｂだけでなくＡＯＤ用光記録媒体９ｄに射出するＡＯＤ用光ビームも集光するようになっている。ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９は、波長選択型開口フィルタ２８を透過したＤＶＤ用光に対してＮＡ＝０．６５であり、ＣＤ用光に対してＮＡ＝０．４７であり、ＡＯＤ用光に対してＮＡ＝０．６５である。
【０１０９】
次に、平面Ｕ及び平面Ｔに光軸が含まれる光学素子群、及び２軸アクチュエータＣに含まれる光学素子群による光の光路について図４を参照しつつ説明する。ＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３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３０において０次光及び±１次光の３ビームに分けられる。回折格子３０で発生した３ビームは、ＡＯＤ記録再生時のＴＥ検出（ＤＰＰ法）に用いられる。なお、ＢＤ記録再生時は、回折格子３０で発生した３ビームのうち０次光だけが用いられる。回折格子３０で発生した３ビームはコリメートレンズ１３を透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射する。ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４とＢＤ／ＡＯＤ用フロントモニタＰＤ１５、及び球面収差補正素子１６は実施例１の同一符号を付した素子と同一の機能を有している。
【０１１０】
球面収差補正素子１６を透過した後の光ビームは、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１に入射して２つに分割される。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１でのる透過／反射率は、単なるハーフミラーとして５０％／５０％としてもよいし、別の比率としてもよい。
【０１１１】
ＡＯＤ用光記録媒体９ｄに対する記録／再生は、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１で立上げられた光を用いる。立上げられた光ビームはＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２で円偏光に変換され、波長選択型立上げミラー２７及び波長選択型開口フィルタ２８をこの順に透過し、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９によりＮＡ＝０．６５でＡＯＤ用光記録媒体９ｄ内の情報記録面に集束光となって入射する。ＡＯＤ用光記録媒体９ｄ内の情報記録面で反射した反射ビーム（復路の光ビーム）は、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９及び波長選択型立上げミラー２７を透過し、ＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２で往路の光ビームの偏光方位に直交する偏光方位の直線偏光にされてからビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１で折り曲げられて球面収差補正素子１６を透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射する。復路の光ビームはビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４のプリズム接合面で反射して集束レンズ２０、凹レンズ２１、及びホログラム素子３５を透過してＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａで受光される。
【０１１２】
ＢＤ用光記録媒体９ｃに対する記録／再生は、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１を透過した光を用いる。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１透過後の光ビームは、ＢＤ用立上ミラー１７でＢＤ用光記録媒体９ｃの方向へ立上げられる。これ以降は実施例１及び２と同様なので説明は省略する。
【０１１３】
本実施例ではＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３からの波長４０５ｎｍの光ビームは同時に両方の対物レンズ１９、２９に導かれるため、ＢＤ用又はＡＯＤ用の光記録媒体の一方を記録再生する際に、他方の光記録媒体用の対物レンズからも光ビームが照射される。しかしながら、例えばＢＤ用の光記録媒体９ｃのカバー層厚は０．１ｍｍでＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９との間のワーキングディスタンスが０．２〜０．６ｍｍ程度であり、ＡＯＤ用の光記録媒体９ｄのカバー層厚は０．６ｍｍでＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９との間のワーキングディスタンスが１．０ｍｍ以上あるため、一方の対物レンズを用いた記録再生時に他方の対物レンズから光記録媒体に向かって照射される光ビームはその情報記録面上に集光しない。このため情報記録面上で反射されて戻る迷光もＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａに到達する際には十分拡散しており、ノイズとして問題になることはない。
【０１１４】
また、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１を用いずに、ＢＤ用立上ミラー１７を移動させるような機械的に光路を切り換える機構や、偏光の切り替えによって光利用効率を高める方法も考えられる。本実施例では、耐久性及び信頼性が高く、安定した性能を発揮させるために上記の構成としている。
【０１１５】
復路については、ＢＤ／ＡＯＤ用のいずれの光記録媒体９ｃ、９ｄを記録再生する際にも同一のＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａに導く光学系の構成になっている。なお、ＢＤ用光記録媒体９ｃとＡＯＤ用光記録媒体９ｄのいずれもＦＥ検出はホログラム素子３５を用いたＳＳＤ法を採用している。また、ＴＥ検出は、ＢＤ用光記録媒体９ｃではプッシュプル法、ＡＯＤ用光記録媒体９ｄではＤＰＰ法を用いている。
【０１１６】
このために集束レンズ２０や凹レンズ２１を含めた光学系やＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａ内の受光部パターンはこれに適した設計とするが、ホログラム素子３５やＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａ内の受光部パターンを工夫することで、それぞれの記録再生に適した設計とすることもできる。凹レンズ２１が共通であるため、一方に最適化すると他方にフォーカスオフセットが発生する場合もあるが、幾何光学的にはＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３内部の発光点とＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａ近傍の集束点（必ずしも受光部上にあるとは限らない）との共役関係は同一のため、光ヘッド組立調整時もしくは光記録再生装置ヘの搭載時の、ＦＥＳに対する電気的なオフセット調整で十分に対応できる範囲である。
【０１１７】
本実施例によれば、表１に示した４規格の光記録媒体全てに対応しつつ小型の光ヘッドを製造することができる。
【０１１８】
〔実施例４〕
図５は本実施例による光ヘッドの概略構造を示している。図５（ａ）は、本実施例による光ヘッド４００と光記録媒体９の一部とを示しており、平面Ｓに直交し、且つ光記録媒体９のトラックの接線方向に平行な面で切断した断面を示している。図５（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、Ｏ３部は、「平面Ｔ」の基準面上に配置されたＢＤ／ＡＯＤ用光学系ブロックを示している。図５（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波長選択型立上ミラー２７の配置状態も示している。図５（ｃ）は、ＢＤ／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３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ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１及びＢＤ用立上げミラー１７の配置状態も示している。
【０１１９】
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／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３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／ＡＯＤ用光学系ブロックＯ３とは配置されている。
【０１２０】
図６は、本実施例による光ヘッド４００をドライブ装置に組み込んで、平面Ｓの法線方向に見た状態の概念図である。説明のために光記録媒体９の一部輪郭も示している。なお、本実施例による光ヘッド４００において、実施例１乃至実施例３に示す構成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。
【０１２１】
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の光ビームはダイクロイックプリズム２に入射し、ダイクロイックプリズム２を透過する。ダイクロイックプリズム２を透過した光ビームは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ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する。ＤＶＤ用コリメートレンズ３において、ＤＶＤ用光及びＣＤ用光は共に「略」平行光となる。なお、それぞれの光ビームの発散／集束の程度は同じとは限らない。
【０１２２】
本実施例においてもＤＶＤ用コリメートレンズ３の近傍にＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ４を設け、ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射しない周辺光を受光することで、光源の出力をフィードバック制御する構成としている。
【０１２３】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過した光はＤＶＤ用１／４波長板６を透過する際に円偏光に変換され、波長選択型立上ミラー２７で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。波長選択型立上ミラー２７で立上げられた光ビームは、波長選択型開口フィルタ２８に入射する。波長選択型開口フィルタ２８は、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９とともに２軸アクチュエータＣに搭載されている。波長選択型開口フィルタ２８を透過した光は、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９によってＮＡ＝０．６５でＤＶＤ用光記録媒体９ａ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【０１２４】
復路の光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８までは上述の経路を戻る。途中、復路の光ビームはＤＶＤ用１／４波長板６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。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を透過する際に非点収差法によるＦＥＳ生成用の非点収差を与えられ、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の受光部で電気信号に変換される。
【０１２５】
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１１によって放射角を変換され、ダイクロイックプリズム２に入射する。ダイクロイックプリズム２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ＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射する。
【０１２６】
また、ＣＤ用ＬＤ４１から射出されＤＶＤ用コリメートレンズ３に入射しない周辺光の一部はＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ４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。
【０１２７】
ＤＶＤ用コリメートレンズ３を透過したＣＤ記録再生用光ビームは、ＤＶＤ用１／４波長板６によって直線偏光から楕円偏光に変換された後、波長選択型立上ミラー２７で反射して光路を折り曲げられ、光記録媒体９方向に立上げられる。波長選択型立上ミラー２７で立上げられたＣＤ用光は、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９とともに２軸アクチュエータＣに搭載された波長選択型開口フィルタ２８に入射する。波長選択型開口フィルタ２８を透過して径が幾分細くなった光ビームは、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９によってＮＡ＝０．４７でＣＤ用光記録媒体９ｂ内の情報記録面に集束光として入射する。
【０１２８】
情報記録面で反射した復路のＣＤ用反射光ビームはＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８までは上述の経路を戻る。途中、復路の光ビームはＤＶＤ用１／４波長板６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Ｓ偏光の光として入射してそこで反射される。ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ３８で反射した光ビームはアナモフィックレンズ３９を透過する際に非点収差法によるＦＥＳ生成用の非点収差を与えられ、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内に入射してその内部の受光部で電気信号に変換される。
【０１２９】
ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器４０内の受光面に対するＣＤ用光ビームの位置調整は全て、光ヘッド組立調整時に、ＣＤ用ＬＤ４１だけ、又はＣＤ用ＬＤ４１及びカップリングレンズ１１の組を光軸方向に移動させることで調整される。
【０１３０】
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５（ａ）及び図５（ｃ）を用いて説明する。ＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ４３は波長４０５ｎｍの光ビームを射出する。射出された光ビームは、コリメートレンズ１３を透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射される。本実施例のビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４、ＢＤ／ＡＯＤ用フロントモニタＰＤ１５、球面収差補正素子１６の機能／作用は実施例１又は実施例３と同一なので詳細説明は省略する。
【０１３１】
球面収差補正素子１６を透過した後の光ビームは、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１に入射して２つに分割される。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１でのる透過／反射率は、単なるハーフミラーとして５０％／５０％としてもよいし、別の比率としてもよい。
【０１３２】
ＡＯＤ用光記録媒体９ｄに対する記録／再生は、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１で立上げられた光を用いる。立上げられた光ビームはＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２で円偏光に変換され、波長選択型立上げミラー２７及び波長選択型開口フィルタ２８をこの順に透過し、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９によりＮＡ＝０．６５でＡＯＤ用光記録媒体９ｄ内の情報記録面に集束光となって入射する。ＡＯＤ用光記録媒体９ｄ内の情報記録面で反射した反射ビーム（復路の光ビーム）は、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９及び波長選択型立上げミラー２７を透過し、ＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２で往路の光ビームの偏光方位に直交する偏光方位の直線偏光にされてからビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１で折り曲げられて球面収差補正素子１６を透過してビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４に入射する。復路の光ビームはビーム整形プリズム兼ＰＢＳ１４のプリズム接合面で反射して集束レンズ２０、凹レンズ２１、及びホログラム素子３５を透過してＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａで受光される。
【０１３３】
ＢＤ用光記録媒体９ｃに対する記録／再生は、ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１を透過した光を用いる。ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー３１透過後の光ビームは、ＢＤ用立上ミラー１７でＢＤ用光記録媒体９ｃの方向へ立上げられる。ＢＤ用立上ミラー１７で立上げられた光ビームはＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板３２において円偏光に変換され、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９を透過することによって、ＮＡ＝０．８５でＢＤ用光記録媒体９ｃ内の情報記録面に集束光となって入射する。
【０１３４】
復路については、ＢＤ／ＡＯＤ用のいずれの光記録媒体９ｃ、９ｄを記録再生する際にも同一のＢＤ／ＡＯＤ用光検出器２２ａに導く光学系の構成になっている。
【０１３５】
図６に示すように、光ヘッド４００は、光記録媒体９の半径方向Ｒに平行に延びる２本のガイド１０６に案内されて不図示の粗動モータの駆動により半径方向Ｒに移動できるようになっている。２軸アクチュエータＣは、光記録媒体９のタンジェンシャル方向（トラック接線方向）のレンズホルダＨ両側面に隣接して配置されたマグネットを有している。レンズホルダＨのマグネット対向面にはフォーカス用及びトラッキング用のコイルが巻回されている。
【０１３６】
また、レンズホルダＨは、筐体Ｂのベースプレート部ＢＰから屹立したワイヤーベース１０２から延びた４本の導電性弾性体１０４に支持されている。導電性弾性体１０４はレンズホルダＨのコイルに通電する配線としての機能と、レンズホルダＨをワイヤーベース１０２に対して移動可能に片持ち式に支持する機能とを有している。
【０１３７】
図６に示すように、両対物レンズ１９、２９は円盤状の光記録媒体９の半径方向Ｒと直交するタンジェンシャル方向、すなわち光ヘッド１００がシーク動作時に移動する方向と直交する方向に並列して設けられている。このため２つの対物レンズ１９、２９が半径方向Ｒに並列している場合に較べて、どの光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃの最内周トラックを記録再生する際も光ヘッド４００が内周側に大きいスペースを取らずに済むため、光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを回転させるスピンドルモータ（不図示）のスペースを損なうことなく、高回転速度、高トルクのスピンドルモータを用いることができる。
【０１３８】
また、図６に示すように、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９は光ヘッド４００のシーク動作時に、光記録媒体９の半径方向Ｒと所定距離ｄ１を隔てて半径方向Ｒに平行に移動するように配置され、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９は光ヘッド４００のシーク動作時に、光記録媒体９の半径方向Ｒに対してＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９の反対側に所定距離ｄ２を隔てて半径方向Ｒに平行に移動するように配置されている。
【０１３９】
すなわち、ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ１９及びその光軸が光ヘッド４００のシーク動作時に移動する方向と、ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ２９及びその光軸が光ヘッド４００のシーク動作時に移動する方向とは、共に光記録媒体９の半径方向Ｒ上つまり円盤の中心を通る直線上にない。そこで本実施例では、４規格の全ての光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄでのＴＥ検出は、１ビームで検出可能なプッシュプル法を用いるようにしている。
【０１４０】
さらに本実施例では、プッシュプル信号生成用に光ビームを分割するために実施例１乃至３で搭載している偏光ホログラム複合素子１８を２軸アクチュエータＣのレンズホルダＨ内に搭載していない。このため、レンズホルダＨが半径方向Ｒにシフトする際に、光検出器２２ａ、４０内の受光面上での集光スポットが移動することによるプッシュプル法特有のＤＣオフセットがＴＥＳに発生してしまう。このＤＣオフセットをキャンセルするために、本実施例では、図５（ｄ）に示すように、レンズホルダＨ側面側に位置センサ（ポジションセンサや変位センサ等）４５を設けている。位置センサ４５から得られるレンズホルダＨの半径方向Ｒの位置情報に基づき、ＤＣオフセット成分を除去するフィードバック回路（不図示）を設けている。１つの位置センサ４５で４規格の光記録媒体９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄに対応可能である。なお、フィードバック回路は、各光学系における感度による係数の切り替え部以外は共通回路構成が可能である。
【０１４１】
このように本実施例では、シーク時の光記録媒体９の半径方向Ｒが２つの対物レンズ１９、２９の中間に位置する状態で全てのＴＥＳをプッシュプル法で検出する。そして、レンズホルダＨの半径方向Ｒの位置に応じて各ＴＥＳに含まれるＤＣオフセット成分を、レンズホルダＨの半径方向Ｒの位置を測定する１つの位置センサ４５の測定信号に基づいてキャンセルするようにしている。
【０１４２】
本実施例では、ＦＥＳの生成に関しては、ＤＶＤ／ＣＤ系で非点収差法、ＢＤ／ＡＯＤ系でスポットサイズ法を用いているが、光路設計を若干変更するだけで、それぞれのＦＥ検出方法を適宜選択することが可能である。
【０１４３】
本実施例によれば、従来のＣＤ／ＤＶＤ兼用光ヘッドに対して、２種類の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。
【０１４４】
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（４以上）光ヘッド搭載の光記録再生装置を実現できる。
【０１４５】
図７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７に示すように光記録媒体９を回転させるためのスピンドルモータ５２と、光記録媒体９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。
【０１４６】
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９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９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９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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
【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１の光ヘッドをドライブ装置に組み込んで、平面Ｓの法線方向に見た状態の概念図である。
【図３】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４】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５】本発明の一実施の形態による実施例４の光ヘッドの概略構造を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による実施例４の光ヘッドをドライブ装置に組み込んで、平面Ｓの法線方向に見た状態の概念図である。
【図７】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  ＤＶＤ用ＬＤ／ＰＤユニット
２  ダイクロイックプリズム
３  ＤＶＤ用コリメートレンズ
４  ＤＶＤ／ＣＤ用フロントモニタＰＤ
５  ＤＶＤ／ＣＤ用立上げミラー
６  ＤＶＤ用１／４波長板
７  波長選択型開口フィルタ
８  ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ
９  光記録媒体
９ａ  光記録媒体（ＤＶＤ）
９ｂ  光記録媒体（ＣＤ）
９ｃ  光記録媒体（ＢＤ）
９ｄ  光記録媒体（ＡＯＤ）
１０  ＣＤ用ＬＤ／ＰＤユニット
１１  カップリングレンズ
１２  ＢＤ用ＬＤ
１３、２５  コリメートレンズ
１４  ビーム整形プリズム兼ＰＢＳ
１５  ＢＤ用フロントモニタＰＤ
１６  球面収差補正素子
１７  ＢＤ用立上げミラー
１８  偏光ホログラム複合素子
１９  ＢＤ用高ＮＡ対物レンズ
２０  集束レンズ
２１  凹レンズ
２２  ＢＤ用光検出器
２２ａ  ＢＤ／ＡＯＤ用光検出器
２３  ビーム整形素子
２４  ＢＤ用ＰＢＳ
２７  波長選択型立上げミラー
２８  波長選択型開口フィルタ
２９  ＤＶＤ／ＣＤ／ＡＯＤ用対物レンズ
３０、３７、４２  回折格子
３１  ビームスプリッタ兼ＡＯＤ用立上ミラー
３２  ＢＤ／ＡＯＤ用１／４波長板
３５  ホログラム素子
３６  ＤＶＤ用ＬＤ
３８  ＤＶＤ／ＣＤ用ＰＢＳ
３９  アナモフィックレンズ
４０  ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器
４１  ＣＤ用ＬＤ
４３  ＢＤ／ＡＯＤ用ＬＤ
４５  位置センサ
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）
４００  光ヘッド（実施例４）
１０２  ワイヤーベース
１０４  導電性弾性体
１０６  ガイド
Ｂ  筐体
ＢＰ  ベースプレート部
Ｃ  ２軸アクチュエータ
Ｈ  可動部（レンズホルダ）
Ｒ  半径方向（ラジアル方向）
Ｏ１  ＤＶＤ／ＣＤ用光学系ブロック
Ｏ２  ＢＤ用光学系ブロック
Ｏ３  ＢＤ／ＡＯＤ用光学系ブロック
【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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