(57)【要約】【課題】厚さが相異なる高密度光ディスクと低密度光ディスクとを互換採用でき、低密度光ディスクについて別途の光学的部品の追加なくして対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフト時にも良好な収差特性を得られる互換型光ピックアップを提供する。【解決手段】高密度記録媒体と少なくとも一つの低密度記録媒体とを互換採用できるように、高密度記録媒体に適した高開口数を達成できて入射される高密度記録媒体用光を集束させて高密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成でき、発散光状に入射される低密度記録媒体用光を集束させて低密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成できる対物レンズと、対物レンズにチルトを加えられるように設けられたアクチュエータを備え、低密度記録媒体用光は発散光状に対物レンズに入射され、低密度記録媒体について対物レンズのラジアル方向へのシフト発生時にこのシフトに対応すべく対物レンズにチルトを加えることを特徴とする。【選択図】　　　図１
2004014095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高密度記録媒体と少なくとも一つの低密度記録媒体とを互換採用できる互換型光ピックアップにおいて、
高密度記録媒体に適した高開口数を達成でき、入射される高密度記録媒体用光を集束させて高密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成でき、発散光状に入射される低密度記録媒体用光を集束させて低密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成できる対物レンズと、
前記対物レンズにチルトを加えられるように設けられたアクチュエータとを備え、
低密度記録媒体用光は発散光状に前記対物レンズに入射され、
低密度記録媒体について前記対物レンズのラジアル方向へのシフト発生時にこのシフトに対応すべく前記対物レンズにチルトを加えることを特徴とする互換型光ピックアップ。
【請求項２】
チルトを加えるにつれて前記対物レンズの傾きは前記対物レンズのラジアル方向への並進運動に比例することを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項３】
チルトを加えるにつれて前記対物レンズの傾きは前記対物レンズをラジアル方向に並進運動させるために前記アクチュエータのコイルに印加される電流から検出することを特徴とする請求項２に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項４】
前記チルトはラジアルチルトであることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズは青紫色光と記録媒体の厚さ０．１ｍｍとについて開口数０．８５以上を有することを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項６】
前記対物レンズにより集束される低密度記録媒体用光が低密度記録媒体に適した有効開口数の光になるように、前記低密度記録媒体用光についての開口数を調節する開口数調節部材をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項７】
前記開口数調節部材は、
入射される高密度記録媒体用光及び低密度記録媒体用光を透過させ、少なくとも一つの低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する中心透過領域と、
前記中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の低密度記録媒体用光を遮断する開口数調節領域とを備えることを特徴とする請求項７に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの低密度記録媒体は相対的に低密度である第１低密度記録媒体と相対的に高密度である第２低密度記録媒体とであり、
前記開口数調節部材は、
前記第１低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第１中心透過領域と、
前記第１中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の第１低密度記録媒体用光を遮断する第１開口数調節領域と、
前記第２低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第２中心透過領域と、
前記第２中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の第２低密度記録媒体用光を遮断する第２開口数調節領域とを含むことを特徴とする請求項７に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項９】
前記少なくとも一つの低密度記録媒体は相対的に低密度である第１低密度記録媒体と相対的に高密度である第２低密度記録媒体とであり、
前記開口数調節部材は、
前記第１低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第１中心透過領域と、
前記第１中心透過領域の外側に位置し、前記第２低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する外径を有し、前記第１低密度記録媒体用光は遮断して第２低密度記録媒体用光と高密度記録媒体用光とは透過させる第１開口数調節領域と、
前記第１開口数調節領域の外側に位置し、前記第２低密度記録媒体用光を遮断して高密度記録媒体用光は透過させる第２開口数調節領域とを備えることを特徴とする請求項７に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項１０】
前記高密度記録媒体はＤＶＤより高密度である次世代ＤＶＤ系列の記録媒体であり、前記低密度記録媒体はＣＤ系列の光ディスク及びＤＶＤ系列の光ディスクのうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１ないし３、５ないし９のうちいずれか一項に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項１１】
前記低密度記録媒体用光はＤＶＤ系列の光ディスクに適した赤色波長の光とＣＤ系列の光ディスクに適した近赤外線波長の光のうち少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１０に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項１２】
低密度記録媒体から反射された低密度記録媒体用光を受光して検出する光検出器は少なくとも記録媒体のラジアル方向に４分割され、１対の内側受光部と１対の外側受光部を含む構造であることを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項１３】
前記光検出器は記録媒体のトラック方向の周期的な構造に起因した記録媒体から反射／回折された光のベースボールパターン部分が前記光検出器の外側受光部にだけ受光さるべく分割された構造であることを特徴とする請求項１２に記載の互換型光ピックアップ。
【請求項１４】
前記光検出器の内側受光部の検出信号間の差信号と前記光検出器の外側受光部の検出信号間の差信号のうちいずれか一つをＰＰ１、他の一つをＰＰ２とする時、ＴＥＳは下記の式（１）、
ＴＥＳ＝ＰＰ２−ζ・ＰＰ１　　　　（１）
ここで、ζはゲインである
により検出されることを特徴とする請求項１２あるいは１３に記載の互換型光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は互換型光ピックアップに係り、より詳細には対物レンズの最適設計条件から外れた厚さの記録媒体については発散光を利用して記録媒体の厚さ差による球面収差を補正できる互換型光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
対物レンズにより集束された光スポットを利用して光ディスクに／から任意の情報を記録／再生する光記録再生機器にて、記録容量は光スポットの大きさにより決定される。光スポットの大きさＳは式（２）のように、光の波長λに比例し、対物レンズの開口数（ＮＡ）に反比例する。
【０００３】
Ｓ∝λ／ＮＡ　　　　（２）
従って、光ディスクの高密度化のために光ディスクに結ばれる光スポットを小さくするためには、青紫色レーザのような短波長光源と開口数０．６以上の対物レンズの採用が必須である。
【０００４】
また、光ディスクの傾斜角θ、光ディスクの屈折率ｎ、光ディスクの厚さｄ、対物レンズの開口数をＮＡとする時、光ディスクの傾斜により発生する収差Ｗ３１は、式（３）のような関係式で示されうる。
【０００５】
【数１】
2004014095.tif 000003
ここで、光ディスクの屈折率及び厚さはそれぞれ光入射面から記録面に至る光学媒質の屈折率及び厚さを示す。
【０００６】
式（３）を考慮する時、光ディスクの傾斜に対する公差を確保しようとするなら、高密度化のために対物レンズの開口数を高めることにより光ディスクを薄くする必要がある。ＣＤの場合に１．２ｍｍからＤＶＤの場合に０．６ｍｍに薄くし、今後のＤＶＤより高密度である次世代ＤＶＤ、別名ＨＤ−ＤＶＤ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｃ）は０．１ｍｍ厚さよりなる可能性が高い。もちろん、ＣＤの場合に０．４５からＤＶＤの場合に０．６に対物レンズの開口数が高まり、次世代ＤＶＤの場合には対物レンズの開口数が０．６以上、例えば０．８５となる可能性が高い。また、次世代ＤＶＤの場合には記録容量を考慮する時、青紫色光源が採用される可能性が高い。かように新しい規格の光ディスクを開発するにあたり、問題になるのは既存光ディスクとの互換性である。
【０００７】
例えば、既存光ディスクのうち一回記録用のＤＶＤ−Ｒ及びＣＤ−Ｒは波長により反射率が顕著に落ちるために、６５０ｎｍと７８０ｎｍ波長の光源の使用が必須である。従って、ＤＶＤ−Ｒ及び／またはＣＤ−Ｒとの互換性を考慮する時、次世代ＤＶＤ用光ピックアップは二つまたは三つの波長が相異なる光源を採用する必要がある。
【０００８】
前記の通り、波長が異なる複数の光源を採用する互換型光ピックアップの場合にも装置の大きさ、組立性、価格などのさまざまなメリットを考慮する時、単一の対物レンズを備えることが望ましい。
【０００９】
単一対物レンズで厚さが相異なる光ディスクを互換して記録／再生する時には、光ディスクの厚さ差による球面収差が生じる。従って、単一対物レンズだけを使用しても厚さが相異なる複数光ディスクを互換して記録／再生できるように、互換型光ピックアップは球面収差を補正できねばならない。
【００１０】
本出願人は特許文献１及び２により、対物レンズがＤＶＤについて最適に設計されてＤＶＤ用６５０ｎｍ波長の第１光は対物レンズに平行光で入射され、前記対物レンズの設計条件から外れた基板厚さを有するＣＤ用７８０ｎｍ波長の第２光は対物レンズに発散光で入射される光学的配置を有するＣＤ及びＤＶＤ互換型光ピックアップを提案した。
【００１１】
本出願人により提案された前記特許公開の場合には、発散光を利用するので、ＣＤ採用時にＤＶＤとＣＤの基板厚さ差による球面収差の補正が可能である。
【００１２】
しかし、前記の通りに発散光を利用する場合には、偏心光ディスク再生時、対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフト時に収差が大きく発生し、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）及び再生信号の劣化がはなはだしくなる短所がある。
【００１３】
次世代ＤＶＤとそれより低密度である光ディスク、すなわちＣＤ及び／またはＤＶＤを互換採用できる互換型光ピックアップを構成するにあたり、最も高密度である次世代ＤＶＤに適するように対物レンズを設計し、ＣＤ及び／またはＤＶＤについては発散光を利用すれば、球面収差の補正と作動距離の確保とが可能である。
【００１４】
しかし、次世代ＤＶＤ系列の光ディスク（以下、次世代ＤＶＤ）用光ピックアップにて既存のＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＤＶＤ）及びＣＤ系列の光ディスク（以下、ＣＤ）を互換採用するための方法として、発散光を利用すれば波長と光ディスクの厚さ差による球面収差の補正は可能であるが、偏心光ディスク採用時のような場合に発生する対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフトにより光学収差（ＯＰＤ）、特にコマ収差が大きく生じてＴＥＳ及び再生信号の劣化がはなはだしくなる。
【００１５】
すなわち、次世代ＤＶＤに適してＤＶＤ及び／またはＣＤにも適用が可能なように、例えば０．８５程度の高開口数を有する対物レンズを１枚のレンズで設計及び製作するには相当な技術が要求され、作動距離をＤＶＤに最適化されるように設計されるＤＶＤ用対物レンズのように長くするのは困難である。
【００１６】
本技術分野にて知られたように、一般的に青紫色光源と０．１ｍｍ厚さとについて対物レンズは約０．６ｍｍの作動距離を有するように設計される。かように青紫色光源と０．１ｍｍ厚さとについて設計される高開口数の対物レンズとしてＤＶＤ用６５０ｎｍ波長の光及びＣＤ用７８０ｎｍ波長の光を集束してＤＶＤ及びＣＤの記録面に光スポットを形成する時、作動距離は０．３２ｍｍと−０．０３ｍｍとになる。すなわち、ＣＤと対物レンズとは互いにぶつかる。
【００１７】
しかし、７８０ｎｍ波長の光を出射するＣＤ用光源をコリメーティングレンズの焦点位置から外れる位置、すなわち焦点距離より短い位置に配して対物レンズに発散光状の７８０ｎｍ波長の光を入射させれば、作動距離確保が可能であって次世代ＤＶＤとＣＤの厚さ差及び波長差による球面収差の補正もまた可能である。また、ＤＶＤ用６５０ｎｍ波長の光を発散光状に対物レンズに入射させれば、次世代ＤＶＤとＤＶＤの厚さ差及び波長差による球面収差補正も可能である。
【００１８】
ところで、ＣＤ及び／またはＤＶＤについて発散光を利用する場合、球面収差補正及び作動距離確保は可能であるが、光ピックアップが有限光学系になるので、偏向光ディスク採用時のように対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフトが起きれば、コマ収差が大きく生じて収差特性が急激に悪くなる。特に、コマ収差に起因してトラッキング信号及び再生信号の劣化が激しくなる。
【００１９】
【特許文献１】
大韓民国特許出願１９９７−４２８２９号
【特許文献２】
大韓民国特許公開１９９９−１９４３９号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を改善するために案出されたものであり、厚さの相異なる高密度光ディスクと低密度光ディスクとを互換採用できるように低密度光ディスクについて発散光を利用しつつも、別途の光学的の部品追加なしに対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフト時にも良好な収差特性を得られる互換型光ピックアップを提供するところにその目的がある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、高密度記録媒体と少なくとも一つの低密度記録媒体とを互換採用できる互換型光ピックアップにおいて、高密度記録媒体に適した高開口数を達成でき、入射される高密度記録媒体用光を集束させて高密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成でき、発散光状に入射される低密度記録媒体用光を集束させて低密度記録媒体の記録面上に記録及び／または再生に適した光スポットを形成できる対物レンズと、前記対物レンズにチルトを加えられるように設けられたアクチュエータとを備え、低密度記録媒体用光は発散光状に前記対物レンズに入射され、低密度記録媒体について前記対物レンズのラジアル方向へのシフト発生時にこのシフトに対応すべく前記対物レンズにチルトを加えることを特徴とする。
【００２２】
ここで、チルトを加えるにつれて前記対物レンズの傾きは前記対物レンズのラジアル方向への並進運動に比例することが望ましい。
【００２３】
また、チルトを加えるにつれて前記対物レンズの傾きは前記対物レンズをラジアル方向に並進運動させるために前記アクチュエータのコイルに印加される電流から検出することが望ましい。
【００２４】
前記チルトはラジアルチルトであることが望ましい。
【００２５】
前記対物レンズは青紫色光と記録媒体の厚さ０．１ｍｍとについて開口数０．８５以上を有することが望ましい。
【００２６】
前記対物レンズにより集束される低密度記録媒体用光が低密度記録媒体に適した開口数の光になるように、前記低密度記録媒体用光についての開口数を調節する開口数調節部材をさらに備えることが望ましい。
【００２７】
ここで、前記少なくとも一つの開口数調節部材は、入射される高密度記録媒体用光及び低密度記録媒体用光を透過させ、少なくとも一つの低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する中心透過領域と、前記中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の低密度記録媒体用光を遮断する開口数調節領域を備えることが望ましい。
【００２８】
具体的に、前記少なくとも一つの低密度記録媒体が相対的に高密度の第１低密度記録媒体と相対的に低密度の第２低密度記録媒体とである場合、前記開口数調節部材は、前記第１低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第１中心透過領域と、前記第１中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の第１低密度記録媒体用光を遮断する第１開口数調節領域と、前記第２低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第２中心透過領域と、前記第２中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の第２低密度記録媒体用光を遮断する第２開口数調節領域とを含んで構成されうる。
【００２９】
代案として、前記少なくとも一つの低密度記録媒体が相対的に高密度の第１低密度記録媒体と相対的に低密度の第２低密度記録媒体とである場合、前記開口数調節部材は、前記第１低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する直径を有する第１中心透過領域と、前記第１中心透過領域の外側に位置し、前記第２低密度記録媒体に適した有効開口数に対応する外径を有し、前記第１低密度記録媒体用光は遮断して第２低密度記録媒体用光と高密度記録媒体用光とは透過させる第１開口数調節領域と、前記第１開口数調節領域の外側に位置し、前記第２低密度記録媒体用光を遮断して高密度記録媒体用光は透過させる第２開口数調節領域とを含んで構成されうる。
【００３０】
前記高密度記録媒体はＤＶＤより高密度である次世代ＤＶＤ系列の記録媒体であり、前記低密度記録媒体はＣＤ系列の光ディスク及びＤＶＤ系列の光ディスクのうち少なくともいずれか一つであることが望ましい。
【００３１】
また、前記低密度記録媒体用光はＤＶＤ系列の光ディスクに適した赤色波長の光とＣＤ系列の光ディスクに適した近赤外線波長の光のうち少なくともいずれか一つであることが望ましい。
【００３２】
低密度記録媒体から反射された低密度記録媒体用光を受光して検出する光検出器は少なくとも記録媒体のラジアル方向に４分割され、１対の内側受光部と１対の外側受光部とを含む構造であることが望ましい。
【００３３】
前記光検出器は記録媒体のトラック方向の周期的な構造に起因した記録媒体から反射／回折された光のベースボールパターンが前記光検出器の外側受光部にだけ受光さるべく分割された構造であることが望ましい。
【００３４】
前記光検出器の内側受光部の検出信号間の差信号と前記光検出器の外側受光部の検出信号間の差信号のうちいずれか一つをＰＰ１、他の一つをＰＰ２とする時、ＴＥＳは下記の式（４）により検出されることが望ましい。
【００３５】
ＴＥＳ＝ＰＰ２−ζ・ＰＰ１　　　　（４）
ここで、ζはゲインである。
【００３６】
本発明による互換型光ピックアップは相異なる厚さを有する高密度光ディスクと低密度光ディスクとを互換採用できるように、各フォーマットの光ディスクに適した波長の光を出射する複数の光源と、単一対物レンズ及びこの対物レンズを光ディスクのラジアル方向にチルトできるアクチュエータとを備え、前記対物レンズの最適設計条件から外れた厚さを有する光ディスクについては発散光が対物レンズに入射されるように光学的配置を有し、対物レンズのラジアル方向へのシフト時にこの対物レンズのシフトに対応すべく前記対物レンズにラジアルチルトを加えるように動作される。
【００３７】
このような本発明による互換型光ピックアップによれば、対物レンズの最適設計条件から外れた厚さの光ディスクについて発散光を利用するので、光ディスクの厚さ差に起因した球面収差を補正できるだけではなく、光ディスクと対物レンズとがぶつからない程度の十分な作動距離を確保でき、対物レンズのラジアル方向へのシフト時に収差、特にコマ収差発生が抑制されて良好なトラッキング信号及び再生信号を検出できる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
【００３９】
図１は本発明による互換型光ピックアップの具体的な一実施例を概略的に示した光学的構成図である。本発明による互換型光ピックアップは相異なる厚さを有する複数の光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃを互換採用できるように、複数の光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ適した波長の光を出射して光ディスク１方向に向かうようにして光ディスク１から反射されて戻ってきた光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するように設けられた光ユニット１０と、入射される光を集束させて光ディスク１の記録面上に光スポットに結ばす対物レンズ３と、対物レンズ３を光ディスク１のラジアル方向にチルトさせられるアクチュエータ５とを備える。
【００４０】
本発明の一実施例において、光ユニット１０は相異なる厚さの第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃにそれぞれ適した波長の第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａを出射して光ディスク１から反射されて戻ってきた第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａを受光して情報再生信号及び／または誤差信号を検出できるように設けられた第１ないし第３光ユニット２０，３０，４０と、第１及び第２光ユニット２０，３０と対物レンズ３間に配された第１光路変換器５３と、第１光路変換器５３と対物レンズ３間に配された第２光路変換器５５と、第１光ユニット２０と第１光路変換器５３間に配された第１コリメーティングレンズ５１と、第２光ユニット３０と第１光路変換器５３間に配された第２コリメーティングレンズ５７とを含んで構成される。
【００４１】
第１光ユニット２０は図１に示されたように、第１光ディスク１ａ、例えばＤＶＤより高密度光ディスクである次世代ＤＶＤ系列の光ディスクに適するように青紫色波長、例えば４０５ｎｍ波長の第１光２１ａを出射する青紫色光源２１と、入射される第１光２１ａを偏光状態により透過または反射させる偏光ビームスプリッタ２３と、第１光２１ａの偏光を変える第１光２１ａの波長に対する１／４波長板２５と、光ディスク１から反射されて戻ってきた第１光２１ａを受光して情報再生信号及び／または誤差信号を検出するための光検出器２９と、偏光ビームスプリッタ２３と光検出器２９間に配された検出レンズ２７とを含んで構成されうる。
【００４２】
検出レンズ２７としては、入射される第１光２１ａを非点収差を発生させて非点収差法によるフォーカスエラー信号を検出させる非点収差レンズを備えられる。
【００４３】
第２光ユニット３０としては、第２光ディスク１ｂ、例えばＤＶＤ系列の光ディスクに適した赤色波長、例えば６５０ｎｍ波長用ホログラム光モジュールを備えられる。また、第３光ユニット４０としては、第３光ディスク１ｃ、例えばＣＤ系列の光ディスクに適した近赤外線波長、例えば７８０ｎｍ波長用ホログラム光モジュールを備えられる。
【００４４】
本技術分野にて知られているように、ホログラム光モジュールは所定波長、例えば６５０ｎｍまたは７８０ｎｍ波長の光を出射する光源と、光ディスク１から反射されて戻ってきた光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出するように光源の一側に配された光検出器と、光源側から入射される光は大部分直進透過させて光ディスク１から反射されて戻ってきた光を＋１次または−１次に回折透過させて光検出器に向けるホログラム素子を備え、例えばＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法によりＴＥＳを検出するようにグレーティングをさらに備えることもある。グレーティングを備える構造の場合、ホログラム光モジュールの光検出器はＤＰＰ法によりＴＥＳを検出できる構造を有する。ここで、第２及び第３光ユニット３０，４０に適用されるＤＶＤのための赤色波長用ホログラム光モジュール及びＣＤのための近赤外線波長用ホログラム光モジュールについてのさらに詳細な説明及び図示は省略する。
【００４５】
第２及び第３光ユニット３０，４０はホログラム光モジュールより構成される代わりに、前記の第１光ユニット２０と同様に、光源及び光検出器が別に分離される光学的構成を有することもある。また、第１光ユニット２０として、次世代ＤＶＤのための青紫色、例えば４０５ｎｍ波長用ホログラム光モジュールを備えることもある。
【００４６】
対物レンズ３は第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃのうち最も高密度光ディスク、すなわち第１光ディスク１ａについて最適化されることが望ましいが、かように対物レンズ３が第１光ディスク１ａについて最適化される場合、第２及び第３光ユニット３０，４０はトラッキングエラーオフセットが最小化されたＴＥＳを検出できるように後述する図１１及び図１２に示されたように、少なくとも光ディスクのラジアル方向に対応する方向（Ｒ方向）に４分割された構造の光検出器を備えることが望ましい。もちろん、第１光ユニット２０の光検出器また図１１及び図１２に図示されたような少なくともＲ方向に４分割された構造であることが望ましい。
【００４７】
第１光路変換器５３は第１及び第２光ユニット２０，３０と対物レンズ３間に配され、第１及び第２光ユニット２０，３０から入射された第１及び第２光２１ａ，３１ａを対物レンズ３方向に向け、光ディスク１から反射されて戻ってきた第１及び第２光２１ａ，３１ａを第１及び第２光ユニット２０，３０方向に戻らせる。第１光路変換器５３としては、第１光２１ａは透過させて第２光３１ａは全反射させる鏡面５４ａを有するビームスプリッタ５４を備えられる。
【００４８】
第２光路変換器５５は第１光路変換器５３と対物レンズ３間に配され、第１及び第２光ユニット２０，３０から入射された第１及び第２光２１ａ，３１ａは透過させて第３光ユニット４０側から入射された第３光４１ａは反射させる。第２光路変換器５５としては、第１及び第２光２１ａ，３１ａは全部または一部を透過させ、第３光４１ａは全部または一部を反射させる鏡面５６ａを有するビームスプリッタ５６を備えられる。
【００４９】
第１コリメーティングレンズ５１は、第１光ユニット２０と第１光路変換器５３間に配され、第１光ユニット２０側から発散光状に入射される第１光２１ａを平行光に変えて対物レンズ３に入射させる。
【００５０】
かように第１光２１ａを平行光に変える第１コリメーティングレンズ５１を備える場合、対物レンズ３は平行光である第１光２１ａについて最適化されるように設計される。第１コリメーティングレンズ５１を備えて第１光２１ａが平行光状に対物レンズ３に入射され、対物レンズ３が第１光２１ａ及び第１光ディスク１ａについて最適化されるように設計された場合、対物レンズ３のラジアル方向へのシフト時にも良好な再生信号及びＴＥＳ検出が可能である。
【００５１】
第２コリメーティングレンズ５７は、第２光ユニット３０と第１光路変換器５３間に配される。この第２コリメーティングレンズ５７は第２光ユニット３０側から発散光状に入射される第２光３１ａを平行光に近い発散光に変えるべく設けられることが望ましい。第２光ユニット３０の光源の位置を第２コリメーティングレンズ５７の焦点から外れる位置、すなわち焦点距離より短い位置に配すれば、第２光３１ａが第２コリメーティングレンズ５７通過後にも発散されて第２光３１ａを平行光に近い発散光に変えられる。この場合、第２光３１ａが平行光に近い発散光状に対物レンズ３に入射されるので、第２光ディスク１ｂ採用時に第１光ディスク１ａと第２光ディスク１ｂの厚さ差及び第２光３１ａと第１光２１ａの波長差による球面収差発生を抑制できる。
【００５２】
一方、図１に示されたように、第３光ユニット４０から出射された第３光４１ａは発散光状に対物レンズ３に入射されるので、第３光ユニット４０の光源と対物レンズ３とは有限光学系をなし、第３光ディスク１ｃ採用時に第１光ディスク１ａと第３光ディスク１ｃの厚さ差及び第３光４１ａと第１光２１ａとの波長差による球面収差発生を抑制できるだけではなく、第３光ディスク１ｃと対物レンズ３とがぶつからない程度の十分な作動距離の確保が可能である。
【００５３】
図１には第２コリメーティングレンズ５７を備えると示されているが、第２コリメーティングレンズ５７なしに対物レンズ３と第２光ユニット３０とを有限光学系より構成しても前記の球面収差補正が可能である。また、第３光ユニット４０と第２光路変換器５５間に第３光４１ａを平行光に近い発散光に変えるためのコリメーティングレンズ（図示せず）をさらに備えることも可能である。
【００５４】
ここで、図１は本発明による互換型光ピックアップの光ユニット１０の光学的構成の一実施例を示したものであるだけであり、本発明による互換型光ピックアップの光ユニット１０が図１の光学的構成に限定されるわけではない。すなわち、本発明による互換型光ピックアップにおいて、光ユニット１０の光学的構成は本発明の技術的思想の範囲内で多様に変形されうる。
【００５５】
一方、対物レンズ３は前述の如く、最も高密度光ディスクである第１光ディスク１ａについて最適化されたものが望ましい。また対物レンズ３は、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃも互換採用できるように、発散光状に入射される第２及び第３光３１ａ，４１ａを集束して第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃの記録面に光スポットを形成する時、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃと対物レンズ３間に第２または第３光ディスク１ｂ，１ｃと対物レンズ３間にぶつかりが発生しない程度に十分な作動距離を確保するように設けられたことが望ましい。
【００５６】
例えば、第１光ディスク１ａが０．１ｍｍ厚さを有し、４０５ｎｍの青紫色光と０．８５以上の開口数とについて所望の記録容量を達成するように設けられるならば、対物レンズ３は０．１ｍｍ厚さ、４０５ｎｍ波長について開口数０．８５以上を有することが望ましい。もちろん、第１コリメーティングレンズ５１を備えて平行光状の第１光２１ａを対物レンズ３に入射させる場合、対物レンズ３は平行光状の第１光２１ａについて設計される。
【００５７】
上記の通りに対物レンズ３が第１光ディスク１ａについて最適化されて第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時に十分な作動距離を確保できるように設けられた場合、第２及び第３光３１ａ，４１ａが平行光状に対物レンズ３に入射されるならば、対物レンズ３により集束されて第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃの記録面に光スポットに結ばす第２及び第３光３１ａ，４１ａには第１光ディスク１ａとの厚さ差による球面収差が発生しうる。しかし、本発明による互換型光ピックアップは第２及び第３光ユニット３０，４０から出射される第２及び第３光３１ａ，４１ａが発散光状に対物レンズ３に入射されるようになっているので、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃと第１光ディスク１ａの厚さ差による球面収差発生が十分に抑制できる。
【００５８】
表１は図１でのように厚さの相異なる第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃを互換採用できる本発明による互換型光ピックアップに適用可能な対物レンズ３の具体的な設計例を示している。表１は第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａの波長がそれぞれ４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍであり、第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃの厚さがそれぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍであり、第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａについての有効開口数がそれぞれ０．８５、０．６０、０．４５であり、平行光状に入射される第１光２１ａと発散光状に入射される第２及び第３光３１ａ，４１ａについて対物レンズ３を設計したデータを示す。
【００５９】
【表１】
2004014095.tif 000004
表１にて、物体面、面Ｓ４及び面Ｓ５から次の面までの間隔または厚さを示す３つの数値は上から第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃについてのものである。ＢａＣＤ５＿ＨＯＹＡは対物レンズ３をなす光学媒質であり、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ波長についての屈折率がそれぞれ１．６０５２５６、１．５８６４２２、１．５８２５０９である。また、‘ＣＧ’は第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃの光入射面から記録面に至る光学媒質であり、４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍ波長についての屈折率がそれぞれ１．６２１４６２、１．５８１９２２、１．５７５０９１である。Ｋは対物レンズ３のレンズ面の非球面１，２Ｓ２，Ｓ３の円錐定数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｊは非球面係数である。表１にて面を示すＳ１ないしＳ５は参照のために図２Ａないし図４Ａに示されている。
【００６０】
前記第１及び第２非球面Ｓ２，Ｓ３に対する非球面式は非球面の頂点からの深さをｚとする時、式（５）のように示せる。
【００６１】
【数２】
2004014095.tif 000005
ここで、ｈは光軸からの高さ、ｃは曲率、Ｋは円錐定数、ＡないしＪは非球面係数である。
【００６２】
表１でのような設計データを有する対物レンズ３は、表１にも示されたように、それぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍ厚さの第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃについて１．１５５９０ｍｍ、１．０９３２９ｍｍ、０．８４６０７ｍｍの十分な作動距離を有し、対物レンズ３の最適設計条件から外れた厚さを有する第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ、すなわちＤＶＤ及びＣＤ採用時に光ディスク１と対物レンズ３とがぶつからない。また、表１でのような設計データを有する対物レンズ３は最適設計条件から外れた波長の光、すなわち第２及び第３光３１ａ，４１ａについては発散光状の入射光について設計され、実際に本発明の一実施例による互換型光ピックアップにて第２及び第３光３１ａ，４１ａは発散光状に対物レンズ３に入射されるので、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃについて十分に小さなＯＰＤを有する。
【００６３】
図２Ａ及び図２Ｂはそれぞれ表１の設計データにより形成された対物レンズ３で第１光２１ａを集束して第１光ディスク１ａの記録面に光スポットを形成する時の第１光２１ａの光路図及び収差図を示す。図３Ａ及び図３Ｂはそれぞれ表１の設計データにより形成された対物レンズ３で第２光３１ａを集束して第２光ディスク１ｂの記録面に光スポットを形成する時の第２光３１ａの光路図及び収差図を示す。図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ表１の設計データにより形成された対物レンズ３で第３光４１ａを集束して第３光ディスク１ｃの記録面に光スポットを形成する時の第３光４１ａの光路図及び収差図を示す。図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂの収差図はそれぞれ４０５ｎｍ波長の第１光２１ａ、６５０ｎｍ波長の第２光１ａ、７８０ｎｍ波長の第３光４１ａについてのＯＰＤを示す。
【００６４】
図２Ａ及び図２Ｂ、図３Ａ及び図３Ｂ、図４Ａ及び図４Ｂから分かるように、表１の設計データにより形成された対物レンズ３は第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａをそれぞれ集束して第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃの記録面に光スポットを形成する時に十分に小さなＯＰＤを示す。
【００６５】
従って、表１の設計データにより形成された対物レンズ３を適用した本発明の一実施例による互換型光ピックアップは第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃを互換採用できる。
【００６６】
前記のようなレンズ３はアクチュエータ５に搭載される。本発明による互換型光ピックアップにおいて、アクチュエータ５は対物レンズ３を光ディスク１のラジアル方向にチルトさせられることが望ましい。このようなアクチュエータ５としては、対物レンズ３をフォーカス方向及びトラッキング方向に動かすだけではなく、対物レンズ３をラジアルチルト方向に調整できるアクチュエータを備えればよい。対物レンズ３をフォーカス方向、トラッキング方向及びラジアルチルト方向に調整できるアクチュエータ５については本技術分野にて公知であるので、ここではアクチュエータ５の構造及び動作についての詳細な説明は省略する。
【００６７】
前記のようなラジアル方向にチルト可能なアクチュエータ５を利用して対物レンズ３にラジアルチルトを加える時、アクチュエータ５の傾き（結果的に対物レンズ３の傾き）は対物レンズ３の光ディスク１のラジアル方向への並進運動に比例する。また、対物レンズ３が傾きは対物レンズ３をラジアル方向に並進運動させるためにアクチュエータ５のトラッキングアクチュエータ部分のコイルに印加される電流から検出できる。
【００６８】
すなわち、本発明による互換型光ピックアップを採用した光ディスク１のシステムは図５に示されたような構成を有し、次の通り対物レンズ３の動きを制御する。図５から分かるように、本発明による互換型光ピックアップを採用した光ディスクシステムにおいて、アクチュエータ５はラジアルチルトを制御するためのチルトアクチュエータ部分５ａとトラッキング制御のためのトラッキングアクチュエータ部分５ｂとを備える。もちろん、アクチュエータ５はフォーカス制御のためのフォーカスアクチュエータ部分（図示せず）も備えることが望ましい。ここで、本発明による互換型光ピックアップのアクチュエータ５としては、本技術分野にて公知の対物レンズ３にラジアルチルトを加えられる多様な構造のアクチュエータが用いられうる。
【００６９】
図５を参照すれば、ＴＥＳは本発明による互換型光ピックアップ光学系１００を利用して検出される。ＴＥＳを演算してトラッキング駆動信号（ＴＲＤ）を求め、このＴＲＤを利用してトラッキングアクチュエータ部分５ｂとチルトアクチュエータ部分５ａとを駆動する。図５にて、参照番号１１０はサーボ回路を示し、参照番号１１１は低域通過フィルタ、参照番号１１３はゲイン調整器を示す。参照番号１０５はＲＦ信号増幅器であり、本発明による互換型光ピックアップ光学系１００の各光ユニット２０，３０，４０の光検出器から出力される信号を増幅する。参照番号１１５はトラッキング制御器、参照番号１１７、１１９はそれぞれトラッキングアクチュエータ部分５ｂとチルトアクチュエータ部分５ａとを駆動するためのドライバである。ここで、図５でのような信号処理回路構成及び信号処理過程は本技術分野にて公知のところにより十分に分かるだけではなく、類推できるので、ここではさらに詳細な説明は省略する。
【００７０】
図５から分かるように、ＴＲＤがトラッキングアクチュエータ部分５ｂとチルトアクチュエータ部分５ａとを駆動するのにどちらにも使われるので、対物レンズ３の傾きは対物レンズ３の光ディスク１のラジアル方向への並進運動に比例し、対物レンズ３を光ディスク１のラジアル方向に並進運動させるためにトラッキングアクチュエータ部分５ｂのコイルに印加される電流から対物レンズ３のチルト量を検出できる。
【００７１】
一方、また図１を参照すれば、本発明による互換型光ピックアップは、対物レンズ３が最も大きい開口数を必要とする高密度光ディスクに適するように設けられるので、相対的に低密度光ディスクのための対物レンズ３の最適設計条件から外れた波長の光についての有効開口数を調節する開口数調節部材７をさらに備えることが望ましい。
【００７２】
開口数調節部材７は入射される高密度光ディスク及び低密度光ディスク用の光を透過させ、少なくとも一つの低密度光ディスクに適した有効開口数に対応する直径を有する中心透過領域と、前記中心透過領域の外側に位置し、開口数制限対象の低密度光ディスク用の光を遮断する開口数調節領域を含んで構成される。
【００７３】
例えば、図１に示されたように、本発明による互換型光ピックアップが第１ないし第３光ディスク１ａ，１ｂ，１ｃを互換採用し、対物レンズ３が第１光ディスク１ａに適するように設けられた場合、開口数調節部材７は対物レンズ３により集束される第２及び第３光３１ａ，４１ａが第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃに適した有効開口数を有するように第２及び第３光３１ａ，４１ａの開口数を調節する構成を有する。
【００７４】
さらに具体的な例として、開口数調節部材７は、第２光ディスク１ｂに適した有効開口数に対応する直径を有して第２光３１ａの有効開口数を０．６にする第１中心透過領域８ａと、第３光ディスク１ｃに適した有効開口数に対応する直径を有して第３光４１ａの有効開口数を０．４５にする第２中心透過領域９ａとを備える。
【００７５】
第１中心透過領域８ａの周辺の第１開口数調節領域８ｂは開口数制限対象の第２光ディスク１ｂ用の第２光３１ａの進行は遮断して第１光２１ａは透過させるようにホログラムまたは波長選択性フィルタより形成される。また、第２中心透過領域９ａの周辺の第２開口数調節領域９ｂは開口数制限対象の第３光ディスク１ｃ用の第３光４１ａの進行は遮断して第１及び第２光２１ａ，３１ａを透過させるようにホログラムまたは波長選択性フィルタより形成される。
【００７６】
この時、第１及び第２中心透過領域８ａ，９ａの中心と対物レンズ３の中心とは互いに一致することが望ましいので、開口数調節部材７は対物レンズ３と共にアクチュエータ５に搭載されることが望ましい。
【００７７】
図１では開口数調節部材７が対物レンズ３と別の部材より設けられたと示されているが、開口数調節部材７は対物レンズ３と一体に構成されることもある。例えば、開口数調節部材７の第１中心透過領域８ａ及び第１開口数調節領域８ｂは対物レンズ３の光ユニット１０方向に向かう一レンズ面上に形成され、開口数調節部材７の第２中心透過領域９ａ及び第２開口数調節領域９ｂは対物レンズ３の反対レンズ面上に形成されることもある。
【００７８】
本発明による互換型光ピックアップは、前記のような開口数調節部材７の代わりに図６に示されたような開口数調節部材１７を備えることもある。開口数調節部材１７は第１ないし第３光２１ａ，３１ａ，４１ａの波長を全て透過させる第１中心透過領域１７ａと、第１及び第２光２１ａ，３１ａの波長（青紫色及び赤色波長領域の光）だけ透過させる第１開口数調節領域１７ｂと、第１光２１ａの波長（青紫色波長領域の光）だけ透過させる第２開口数調節領域１７ｃよりなる。この時、第１中心透過領域１７ａの直径（第１開口数調節領域１７ｂの内径）は第３光ディスク１ｃに適した有効開口数、例えば０．４５の有効開口数に対応する大きさ、第１開口数調節領域１７ｂの外径（第２開口数調節領域１７ｃの内径）は第２光ディスク１ｂに適した有効開口数、例えば０．６の有効開口数に対応する大きさであることが望ましい。
【００７９】
前記のような開口数調節部材１７は対物レンズ３の一レンズ面にコーティングにより形成されたり、別途の透明プレートにコーティングにより形成されることもある。この時、前記第１中心透過領域及び第１及び第２開口数調節領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃ間には位相差がないようにコーティングされることが望ましい。すなわち、第１中心透過領域及び第１及び第２開口数調節領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃ間には、例えば第１光２１ａが第１中心透過領域及び第１及び第２開口数調節領域１７ａ，１７ｂ，１７ｃを過ぎる間同じ位相変化を経るようにコーティングされることが望ましい。
【００８０】
前記のような構成を有する本発明の一実施例による互換型光ピックアップは、次の通り対物レンズ３の最適設計条件に該当する厚さを有する第１光ディスク１ａ採用時に良好な再生信号及びＴＥＳを検出でき、対物レンズ３の最適設計条件から外れた厚さを有する第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時に十分な作動距離の確保が可能であり、球面収差及びコマ収差発生が抑制されて良好な再生信号及びＴＥＳを検出できる。
【００８１】
第１光ディスク１ａ採用時には第１光ユニット２０の光源２１が作動されて第１光２１ａが出射される。対物レンズ３が第１光ディスク１ａの厚さ及び第１光２１ａの波長について最適化されるように設計されれば、第１光ユニット２０から出射された第１光２１ａを対物レンズ３に集束して第１光ディスク１ａの記録面上に光スポットを形成する時に球面収差がほとんど発生せず、対物レンズ３の第１光ディスク１ａのラジアル方向へのシフト時にもコマ収差がほとんど発生しないので非常に良好なトラッキング信号及び再生信号を検出できる。
【００８２】
第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時にはそれぞれ第２及び第３光ユニット３０，４０の光源が作動されて第２及び第３光３１ａ，４１ａが出射される。第２及び第３光３１ａ，４１ａは発散光状に対物レンズ３に入射されるので、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃと第１光ディスク１ａとの厚さ差及び第２及び第３光３１ａ，４１ａと第１光２１ａとの波長差による球面収差が十分に補正でき、表１の対物レンズ３についての設計例から分かるように十分な作動距離の確保が可能である。また、後述のように、本発明の一実施例による互換型光ピックアップによれば、対物レンズ３の最適設計条件から外れた第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時にも対物レンズ３のラジアル方向へのシフトによるコマ収差発生が十分に抑制できる。従って、第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時にも良好な再生信号及びＴＥＳを検出できる。
【００８３】
以下では、図７ないし図１０及び表２を参照して本発明の一実施例による互換型光ピックアップにより、対物レンズ３の最適設計条件から外れた第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時にも対物レンズ３のシフトによるコマ収差発生が抑制されて良好な再生信号及びＴＥＳを検出できることを説明する。
【００８４】
第２及び第３光３１ａ，４１ａは対物レンズ３に発散光状に入射されるので、前述の如く偏心光ディスク１再生時のように対物レンズ３のラジアル方向シフト発生時にコマ収差が発生する。図７及び図８はＤＶＤ及びＣＤ再生時に対物レンズ３が０．４ｍｍシフトされた時の６５０ｎｍ波長λ２の第２光３１ａ及び７８０ｎｍ波長λ３の第３光４１ａを対物レンズ３で集束してＤＶＤ及びＣＤの記録面に光スポットを形成する時の収差図を示す。
【００８５】
図７及び図８の収差図から分かるように、第２及び第３光３１ａ，４１ａは発散光状に対物レンズ３に入射されるので、対物レンズ３シフト時にＯＰＤ、特にコマ収差が大きく発生する。対物レンズ３がラジアル方向に０．４ｍｍシフトされた時、表２にて示されたようにＤＶＤについてはＯＰＤｒｍｓが０．２０１　λ２だけ発生し、ＣＤについてはＯＰＤｒｍｓが０．１６７　λ３だけ発生する。
【００８６】
【表２】
2004014095.tif 000006
しかし、対物レンズ３シフト時に対物レンズ３のシフト量に対応すべく対物レンズ３にラジアルチルトを加えれば、図９及び図１０の収差図から分かるように、対物レンズ３のシフトによるＯＰＤ、特に収差発生が大きく抑制されてＯＰＤがほとんど発生しない。これは表２によっても確認される。表２に示されたように、ＤＶＤについては０．４ｍｍシフトされた対物レンズ３に１．２゜のラジアルチルトを加えれば、ＯＰＤｒｍｓは０．０１１　λ２に減る。ＣＤについては０．４ｍｍシフトされた対物レンズ３に２．０゜のラジアルチルトを加えれば、ＯＰＤｒｍｓは０．０１２λ３に減る。
【００８７】
従って、本発明による互換型光ピックアップによれば、対物レンズ３の最適設計条件から外れた厚さの光ディスクを採用する時、対物レンズ３シフト時にもコマ収差発生を抑制でき、良好なＴＥＳ及び再生信号検出が可能である。
【００８８】
以下では、対物レンズ３の最適設計条件から外れたフォーマットの光ディスク１、例えば第２及び／または第３光ディスク１ｂ，１ｃ採用時、対物レンズ３のラジアル方向シフトによるＴＥＳオフセットを除去できるＴＥＳ検出について説明する。
【００８９】
本技術分野にて公知のように、記録可能型光ディスクについてのＴＥＳ検出はプッシュプル方法を利用できるが、対物レンズ３のラジアル方向へのシフトによりＴＥＳオフセットが発生するために、これを補正するためにＤＰＰ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｕｓｈ　Ｐｕｌｌ）方法が一般的に使われる。
【００９０】
本発明による互換型光ピックアップでのように、対物レンズ３の最適設計条件から外れた厚さの光ディスクのために発散光を利用する場合には、図１１及び図１２に示されたようなＴＥＳ検出技術を適用することがさらに望ましい。
【００９１】
図１１を参照すれば、本発明による互換型光ピックアップにおいて、対物レンズ３の最適設計条件から外れたフォーマットの光ディスク１、すなわち第２及び第３光ディスク１ｂ，１ｃの採用時、光ディスク１の記録面から反射された光を受光して情報信号及び／または誤差信号を検出する光検出器２００は、少なくとも光ディスク１のラジアル方向に対応する方向に４分割された構造であることが望ましい。ここで、光検出器２００は第２及び第３光ユニット３０，４０の光検出器になり、第１光ディスク１ａ採用時にも図１１を参照に説明するようなＴＥＳ検出技術を適用するならば、光検出器２００は第１光ユニット２０の光検出器２９になることもある。
【００９２】
この時、光検出器２００は光ディスク１のトラック方向の周期的な構造に起因して光ディスク１から反射／回折される光のベースボールパターン部分が光検出器２００の外側分割板Ｓ３，Ｓ４にだけ受光さるべく分割された構造であることが望ましい。ここで、図１１の場合、ベースボールパターン部分は光ディスク１から反射／回折された光の０次回折光と＋１次回折光とが重なる部分と０次回折光と−１次回折光とが重なる部分とを意味する。
【００９３】
ＴＥＳ検出回路２５０は光検出器２００の４枚の分割板のうち内側分割板Ｓ１，Ｓ２の検出信号間の差信号を求める第１減算器２５１と、外側分割板Ｓ３，Ｓ４の検出信号間の差信号を求める第２減算器２５５と、第１減算器２５１から出力される信号に所定ゲインζを加えるゲイン調整器２５３と、ゲイン調整器２５３側から入力される信号と第２減算器２５５側から入力される信号の差信号を求める第３減算器２５７とを含む。
【００９４】
内側分割板Ｓ１，Ｓ２の検出信号間の差に該当する信号をＰＰｉｎ、前記外側分割板Ｓ３，Ｓ４の検出信号間の差に該当する信号をＰＰｏｕｔとする時、ＴＥＳは式（６）のように検出されうる。
【００９５】
ＴＥＳ＝ＰＰｏｕｔ−ζＰＰｉｎ　　　　（６）
ここで、ζはゲインである。
【００９６】
以上では図１１を参照し、内側分割板Ｓ１，Ｓ２の検出信号間の差信号に所定ゲインζを加えると説明及び図示したが、内側分割板Ｓ１，Ｓ２の検出信号間の差信号にゲインを加える代わりに外側分割板Ｓ３，Ｓ４の検出信号間の差信号にゲインを加えたり、内側分割板Ｓ１，Ｓ２の検出信号間の差信号及び外側分割板Ｓ３，Ｓ４の検出信号間の差信号にそれぞれ適正ゲインを加えることも可能である。
【００９７】
また、以上では図１１を参照に光検出器２００が光ディスク１のラジアル方向に対応する方向に４分割されたと説明及び図示したが、光検出器２００’は、例えば図１２に示されたように、光ディスク１のラジアル方向に対応する方向に４分割され、光ディスク１のタンジェンシャル方向に対応する方向に２分割されてなる８分割構造または１６分割構造よりなることもある。この時、ＴＥＳ検出回路２５０’は図１２に示されたような光検出器２００’の分割構造を考慮して変形されるが、実質的には図１１のＴＥＳ検出回路２５０と同等である。
【００９８】
一方、本発明による互換型光ピックアップにおいて、対物レンズ３の最適設計条件を満足するフォーマットの第１光ディスク１ａについてＤＰＰ方法によるＴＥＳ検出技術または図１１及び図１２に示されたようなＴＥＳ検出技術が適用されうる。
【００９９】
以上の実施例では、本発明による互換型光ピックアップが、次世代ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤを互換採用できるように３条の相異なる波長の光を出射する光ユニットを備えると説明及び図示したが、本発明はそれに限定されずに互換型光ピックアップについての多様な実施例が可能である。従って、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求範囲により決まるべきである。
【０１００】
【発明の効果】
前記のような本発明によれば、厚さが相異なる高密度光ディスクと低密度光ディスクとを互換採用でき、低密度光ディスクについて別途の光学的部品の追加なくして対物レンズの光ディスクのラジアル方向へのシフト時にも良好な収差特性を得られる。
【０１０１】
本発明による互換型光ピックアップは相異なる厚さを有する高密度光ディスクと低密度光ディスクとを互換採用できるように、各フォーマットの光ディスクに適した波長の光を出射する複数の光源と、単一対物レンズ及びこの対物レンズを光ディスクのラジアル方向にチルトできるアクチュエータとを備え、前記対物レンズの最適設計条件から外れた厚さを有する光ディスクについては発散光が対物レンズに入射されるように光学的配置を有し、対物レンズのラジアル方向へのシフト時にこの対物レンズのシフトに対応すべく前記対物レンズにラジアルチルトを加えるように動作される。
【０１０２】
このような本発明による互換型光ピックアップによれば、対物レンズの最適設計条件から外れた厚さの光ディスクについて発散光を利用するので、光ディスクの厚さ差に起因した球面収差を補正できるだけではなく、光ディスクと対物レンズとがぶつからない程度の十分な作動距離を確保でき、対物レンズのラジアル方向へのシフト時に収差、特に収差発生が抑制されて良好なトラッキング信号及び再生信号を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による互換型光ピックアップの具体的な一実施例を概略的に示した光学的構成図である。
【図２Ａ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第１光を集束して第１光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第１光の光路図及び収差図を示した図である。
【図２Ｂ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第１光を集束して第１光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第１光の光路図及び収差図を示した図である。
【図３Ａ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第２光を集束して第２光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第２光の光路図及び収差図を示した図である。
【図３Ｂ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第２光を集束して第２光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第２光の光路図及び収差図を示した図である。
【図４Ａ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第３光を集束して第３光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第３光の光路図及び収差図を示した図である。
【図４Ｂ】図１の本発明による互換型光ピックアップにて、表１の設計データにより形成された対物レンズで第３光を集束して第３光ディスクの記録面に光スポットを形成する時の第３光の光路図及び収差図を示した図である。
【図５】本発明による互換型光ピックアップを採用した光ディスクシステムの一実施例を概略的に示した構成図である。
【図６】本発明による互換型光ピックアップに適用される開口数調節部材の他の実施例を概略的に示した図である。
【図７】本発明による互換型光ピックアップを利用してＤＶＤ再生時に対物レンズが０．４ｍｍシフトされた時の６５０ｎｍ波長λ２の第２光を対物レンズで集束してＤＶＤの記録面に光スポットを形成する時の収差図を示した図である。
【図８】本発明による互換型光ピックアップを利用してＣＤ再生時に対物レンズが０．４ｍｍシフトされた時の７８０ｎｍ波長λ３の第３光を対物レンズで集束してＣＤの記録面に光スポットを形成する時の収差図を示した図である。
【図９】図７と同一条件で対物レンズシフト時に対物レンズのシフト量に対応すべく対物レンズにラジアルチルトを加える時の収差図を示した図である。
【図１０】図８と同一条件で対物レンズシフト時に対物レンズのシフト量に対応すべく対物レンズにラジアルチルトを加える時の収差図を示した図である。
【図１１】本発明による互換型光ピックアップに適用できる光検出器及びＴＥＳ検出回路の第１実施例を概略的に示した図である。
【図１２】本発明による互換型光ピックアップに適用できる光検出器及びＴＥＳ検出回路の第２室試芸を概略的に示した図である。
【符号の説明】
１　　　光ディスク
１ａ　　第１光ディスク
１ｂ　　第２ディスク
１ｃ　　第３ディスク
３　　　対物レンズ
７　　　開口数調節部材
８ａ　　第１中心透過領域
８ｂ　　第１開口数調節領域
９ａ　　第２中心透過領域
９ｂ　　第２開口数調節領域
１０　　光ユニット
２０　　第１光ユニット
２１　　光源
２１ａ　第１光
２３　　偏光ビームスプリッタ
２５　　１／４波長板
２７　　検出レンズ
２９　　光検出器
３０　　第２光ユニット
３１ａ　第２光
４０　　第３光ユニット
４１ａ　第３光
５１　　第１コリメーティングレンズ
５３　　第１光路変換器
５４，５６　ビームスプリッタ
５４ａ，５６ａ　鏡面
５５　　第２光路変換器
５７　　第２コリメーティングレンズ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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