(57)【要約】【課題】光学部品点数を減らしながらも優れた記録特性を確保することができる、複数種類の記録媒体に対応可能な光ピックアップ、光記録装置および光記録方法を提供する。【解決手段】２波長レーザ４１からの各波長光ビームをコリメータレンズ４５により平行光束に変換したのち対物レンズ４４によって光ディスク３１に集光して信号記録を行う。２波長レーザ４１、コリメータレンズ４５および対物レンズ４４の構成配置は条件式（１）を満たす。２波長レーザ４１における光軸外の発光点から出射されて対物レンズ４４に入射する光ビームの強度中心ずれ量が適切な範囲内に制御され、対物レンズ４４の集光特性の劣化が回避される。２つのレーザを用いる場合と比べて光学部品点数を減らすことができ、かつ、優れた記録特性を確保できる。【選択図】      図２
2004362715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体に対して記録用光ビームを照射することにより、前記光記録媒体に情報を記録する光ピックアップ装置であって、
互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射する２波長レーザと、
前記２波長レーザからの各光ビームを平行光束に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズを出射した平行光束を光記録媒体に集光する対物レンズと
を備え、かつ、条件式（１）を満たす
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
Ｄ＝ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜＜ＮＡ×ｆｏ  ×ｒ  …（１）
但し、
Ｄ  ：強度中心ずれ量
ｄ  ：２波長レーザの発光点間隔
Ｌ    ：コリメータレンズと対物レンズとの間の距離
ｆｃ  ：コリメータレンズの焦点距離
ＮＡ：対物レンズの開口数
ｆｏ  ：対物レンズの焦点距離
ｒ  ：強度中心ずれ許容比
【請求項２】
前記強度中心ずれ許容比ｒが０．１であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記強度中心ずれ許容比ｒが０．０５であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
光記録媒体に対して記録用光ビームを照射することにより、前記光記録媒体に情報を記録する光ピックアップと、前記光ピックアップの動作を制御する制御手段とを備えた光記録装置であって、
前記光ピックアップが、互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射する２波長レーザと、前記２波長レーザからの各記録用光ビームを平行光束に変換するコリメータレンズと、前記コリメータレンズを出射した平行光束を光記録媒体に集光する対物レンズとを含み、かつ、条件式（１）を満たす
ことを特徴とする光記録装置。
Ｄ＝ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜＜ＮＡ×ｆｏ  ×ｒ  …（１）
但し、
Ｄ  ：強度中心ずれ量
ｄ  ：２波長レーザの発光点間隔
Ｌ    ：コリメータレンズと対物レンズとの間の距離
ｆｃ  ：コリメータレンズの焦点距離
ＮＡ：対物レンズの開口数
ｆｏ  ：対物レンズの焦点距離
ｒ  ：強度中心ずれ許容比
【請求項５】
光記録媒体に対して記録用光ビームを照射することにより、前記光記録媒体に情報を記録する方法であって、
２波長レーザから互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射させ、
前記２波長レーザからの各記録用光ビームをコリメータレンズにより平行光束に変換し、
前記コリメータレンズを出射した平行光束を対物レンズにより光記録媒体に集光すると共に、
２波長レーザ、コリメータレンズおよび対物レンズが、条件式（１）を満たすようにしたことを特徴とする光記録方法。
Ｄ＝ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜＜ＮＡ×ｆｏ  ×ｒ  …（１）
但し、
Ｄ  ：強度中心ずれ量
ｄ  ：２波長レーザの発光点間隔
Ｌ    ：コリメータレンズと対物レンズとの間の距離
ｆｃ  ：コリメータレンズの焦点距離
ＮＡ：対物レンズの開口数
ｆｏ  ：対物レンズの焦点距離
ｒ  ：強度中心ずれ許容比
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビームの照射により光記録媒体に情報を記録する光ピックアップ装置、光記録装置および光記録方法に係わり、特に、互いに異なる波長の光ビームを用いて複数の異なるタイプの記録媒体に記録を行う光ピックアップ装置、光記録装置および光記録方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
書き換えまたは追記が可能な光ディスクとして、ＤＶＤ−ＲＷ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ），ＣＤ−ＲＷ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｋ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）、ＣＤ−Ｒ（Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）  等の様々なタイプの光ディスクが実用化されている。これらの各種の光ディスクでは、光ピックアップを備えた光ディスク装置を用いて高いパワーの光ビームを照射することにより情報を記録することができるようになっているが、使用するレーザの波長や光学系は光ディスクの種類によって異なることから、本来は、光ディスク装置を光ディスクの種類ごとに用意する必要があった。
【０００３】
しかしながら、これではユーザにとって何種類もの装置を購入しなければならず、不便であることから、最近では、例えば特許文献１に開示されているように、複数の異なる種類の光ディスクへの記録が可能な光ディスク装置も登場している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−３０８８８号公報
【０００５】
図４は、複数の異なる種類の光ディスクへの記録を可能にした従来の光ディスク装置に用いられる光ピックアップの一例を表すものである。この例は、２種類の光ディスク３１Ｃ（例えばＣＤ−Ｒ）および光ディスク３１Ｄ（例えばＤＶＤ＋ＲＷ）に対する記録を行うことができるようにしたものである。
【０００６】
この光ピックアップ１１５は、２つのレーザダイオード（ＬＤ）１４１Ｃ，１４１Ｄを備える。ＬＤ１４１Ｃは光ディスク３１Ｃの記録再生に用いられる波長７８５ｎｍのレーザ光ビームを出射し、ＬＤ１４１Ｄは光ディスク３１Ｄの記録再生に用いられる波長６６０ｎｍのレーザ光ビームを出射するようになっている。レーザ１４１Ｃから出射される光ビームの光路上には、回折素子１４２Ｃ、カップリングレンズ１４８および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１４３Ｃが順に配置され、レーザ１４１Ｄから出射される光ビームの光路上には、回折素子１４２ＤおよびＰＢＳ１４３Ｄが順に配置されている。光ピックアップ１１５はまた、光ディスク３１Ｃ，３１Ｄに対向して配置された対物レンズ１４４と、ＰＢＳ１４３Ｄから対物レンズ１４４に至る光路上に順に配置されたコリメータレンズ１４５およびミラー１４６と、ＰＢＳ１４３Ｃに関してコリメータレンズ１４５とは反対側の光路上に順に配置された調整レンズ１４７および受光素子１４９とを備える。
【０００７】
このように、２種類の光ディスクに対応できる従来の光ディスク装置における光ピックアップは、独立した２つのレーザ素子を備えており、各レーザ素子からの出射ビームを２つのＰＢＳにより合成するようになっていた。このため、レーザ素子が２つ必要になるほか、ＰＢＳや回折格子等の光学素子の点数も増えて光学系が複雑になることから、コストアップの要因となっていた。
【０００８】
そこで、例えば特許文献２に開示されているような再生専用機において既に採用されている２波長レーザを、記録用の光源として用いることも考えられる。この種の２波長レーザは、一般に１Ｃａｎ２波長ＬＤと呼ばれ、出射されるレーザビームの波長が互いに異なる２つの発光点を有する。この種の２波長レーザを用いることができれば、光ディスク装置の簡略化を図ることが可能である。
【０００９】
【特許文献２】
特開２００１−６８７７９号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２波長レーザでは、２つの発光点（第１および第２の発光点とする。）が、光学系の光軸と直交する方向に沿って離れて位置しているため、第１の発光点を光軸上に配置すると、第２の発光点は必ず光軸から外れる。このため、対物レンズへのビーム入射位置において、第２の発光点からの光ビームの強度中心位置（＝光量分布ピーク位置）が対物レンズの光軸（＝光学系の光軸）からずれてしまう。しかも、第２の発光点からの光ビームについては、光軸に対して傾いた方向から主光線が対物レンズに入射することとなる。ところが、対物レンズは通常、入射ビームの強度中心位置が対物レンズの光軸と一致し、かつ、光ビームがレンズ光軸と平行に入射することを前提として設計されている。このため、第２の発光点からの光ビームのように、ビームの強度中心位置が光軸からずれている斜入射光ビームの場合には、対物レンズの集光特性や収差特性が著しく劣化する。特に、２波長レーザを記録用に用いた場合には、記録特性の劣化が著しい。その理由を、図５および図６を参照して説明する。
【００１１】
図５は、２波長レーザを再生専用機に適用する場合の光ピックアップ光学系の要部を表すものであり、図６は、２波長レーザを記録再生機に適用しようとする場合の光ピックアップ光学系の要部を表すものである。
【００１２】
図５に示したように、２波長レーザ２４９における光軸Ｘ上の発光点Ｅ１１から出射した光ビームは、徐々に光束径を拡大しながら進行するので、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の各位置における光量分布の幅もまた、徐々に拡大する。コリメータレンズ２４５に入射する位置Ｐ３における光量分布幅Ｗ１は、２波長レーザ２４１からコリメータレンズ２４５までの距離Ｚ１（すなわち、コリメータレンズ２４５の焦点距離）に依存し、この距離Ｚ１が大きくなるほど、光量分布幅も大きくなる。コリメータレンズ２４５を通過した後は、平行光束となるので、光量分布はＰ３の位置の状態を保ち、その状態で対物レンズ２４４に入射する。したがって、対物レンズ２４４に入射する段階（位置Ｐ４）における光量分布幅はＰ３の位置における光量分布幅Ｗ１とほぼ等しくなる。一方、光軸Ｘから離れた発光点Ｅ１２から出射した光ビームは、光軸Ｘに対して角度をなして進行するため、対物レンズ２４４に入射する段階（位置Ｐ４）では、光量分布の中心が光軸Ｘから大きく離れると共に、光量分布の裾部分が対物レンズ２４４の有効径φ１から外れてしまい、対物レンズ２４４による結像に寄与する光量が低下する。
【００１３】
再生専用機においては、対物レンズ２４４の結像特性（集光特性）が再生特性に与える影響が比較的少なく、また、低い光量であっても再生に支障がない。このため、図５に示したように、２波長レーザ２４１からコリメータレンズ２４５までの距離Ｚ１を比較的大きくしても支障がない。ところが、記録再生機の場合には、記録の際にできるだけ大きい光量が必要なので、再生専用機の場合と同じく図５のように構成すると、発光点Ｅ１２から出射した光ビームについては、対物レンズ２４４による結像に寄与する光量が低下してしまい、確実に記録することができない可能性がある。
【００１４】
そこで、図６に示したように、２波長レーザ２４１からコリメータレンズ３４５までの距離Ｚ２を図５の場合の距離Ｚ１よりも小さくすることが考えられる。この場合には、コリメータレンズ３４５への入射位置（Ｐ２）における光ビームの光量分布幅Ｗ２は図５の場合の入射位置（Ｐ３）における光量分布幅Ｗ１よりも小さい。そして、この光量分布幅Ｗ２が、対物レンズ３４４に入射する段階（位置Ｐ４）における光量分布幅とほぼ等しくなる。また、光軸Ｘから離れた発光点Ｅ１２から出射した光ビームについては、対物レンズ３４４への入射位置（Ｐ４）における光量分布の中心が光軸Ｘから離れるものの、光量分布の裾部分が対物レンズ２４４の有効径φ２から外れてしまうことがなく、したがって、対物レンズ３４４による結像に寄与する光量の低下が回避される。
【００１５】
しかしながら、図６の場合には、対物レンズ３４４への入射位置（Ｐ４）における光量分布幅Ｗ２が狭く、光量分布形状がシャープになっていることから、光量分布の中心が光軸Ｘからわずかに離れただけで、対物レンズ３４４の集光特性は大きく劣化する。したがって、光軸Ｘから離れた発光点Ｅ１２から出射した光ビームについては、十分な記録特性を得ることができない。
【００１６】
以上のように、２波長レーザを記録用に用いようとする場合には、再生の場合とは異なり、記録パワーの確保のために光学倍率を低くして光の強度分布が拡がらないように（狭くなるように）する必要があることから、対物レンズへの入射ビームの強度中心位置が光軸からわずかにずれただけでも光量が大きく減少し、収差特性も悪化するので、記録特性が著しく悪化してしまう。したがって、従来より再生用として用いられていた２波長レーザを単に記録用に適用しようとしても、十分な記録特性が得られなかった。すなわち、２波長レーザを用いて複数種類の記録媒体に対応可能な光ピックアップを実現することは困難であった。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、光学部品点数を減らしながらも優れた記録特性を確保することができる、複数種類の記録媒体に対応可能な光ピックアップ装置、光記録装置および光記録方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップ装置は、互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射する２波長レーザと、２波長レーザからの各記録用光ビームを平行光束に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズを出射した平行光束を光記録媒体に集光する対物レンズとを備え、かつ、条件式（１）を満たすものである。
Ｄ＝ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜＜ＮＡ×ｆｏ  ×ｒ  …（１）
但し、
Ｄ  ：強度中心ずれ量
ｄ  ：２波長レーザの発光点間隔
Ｌ    ：コリメータレンズと対物レンズとの間の距離
ｆｃ  ：コリメータレンズの焦点距離
ＮＡ：対物レンズの開口数
ｆｏ  ：対物レンズの焦点距離
ｒ  ：強度中心ずれ許容比
【００１９】
ここで、強度中心ずれ量は、２波長レーザの２つの発光点のうちの光軸から外れた発光点から出射されて対物レンズ４４に入射した記録用光ビームの強度中心位置（＝光量分布ピーク位置）と光軸との距離であり、強度中心ずれ許容比は、対物レンズ４４の有効半径（有効径の１／２）に対する強度中心ずれ量の比の許容値である。
【００２０】
本発明の光記録装置は、光記録媒体に対して記録用光ビームを照射する光ピックアップと、光ピックアップの動作を制御する制御手段とを備え、光ピックアップが、互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射する２波長レーザと、２波長レーザからの各記録用光ビームを平行光束に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズを出射した平行光束を光記録媒体に集光する対物レンズとを含み、かつ、上記の条件式（１）を満たすように構成したものである。
【００２１】
本発明の光記録方法は、２波長レーザから互いに異なる波長の２本の記録用光ビームを出射させ、２波長レーザからの各記録用光ビームをコリメータレンズにより平行光束に変換し、コリメータレンズを出射した平行光束を対物レンズにより光記録媒体に集光すると共に、２波長レーザ、コリメータレンズおよび対物レンズが、上記の条件式（１）を満たすようにしたものである。
【００２２】
本発明の光ピックアップ装置、光記録装置または光記録方法では、２波長レーザから出射した各波長の記録用光ビームは、コリメータレンズにより平行光束に変換されたのち、対物レンズによって、各光ビーム波長に対応してセットされた光記録媒体に集光され、信号記録が行われる。ここで、２波長レーザ、コリメータレンズおよび対物レンズは、条件式（１）を満たすように構成され配置されているので、２波長レーザにおける光軸外の発光点から出射されて対物レンズに入射する光ビームの強度中心ずれ量が、適切な範囲内に制御され、その結果、対物レンズの集光特性の劣化が回避される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施の形態に係る光記録装置としての光ディスク装置の構成を表すものである。なお、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置および光記録方法は、本実施の形態の光ディスク装置によって具現化されるので、以下、併せて説明する。
【００２５】
この光ディスク装置は、２種類の光ディスク３１Ｃ，３１Ｄに対して記録および再生処理を行うことが可能な構成を有する。光ディスク３１ＣはＣＤグループに属するものであり、光ディスク３１ＤはＤＶＤグループに属するものである。ここで、ＣＤグループには、読み出し専用のＣＤのほか、書き換え可能なＣＤ−ＲＷや追記可能なＣＤ−Ｒが含まれる。ＤＶＤグループには、読み出し専用のＤＶＤ−ＲＯＭのほか、書き換え可能なＤＶＤ−ＲＷおよびＤＶＤ−ＲＷや追記可能なＤＶＤ−Ｒが含まれる。なお、以下の説明では、適宜、ＣＤグループに属する光ディスク３１Ｃを単にＣＤと記し、ＤＶＤグループに属する光ディスク３１Ｄを単にＤＶＤと記す。また、適宜、光ディスク３１Ｃ，３１Ｄを総称して光ディスク３１と記す。
【００２６】
図１に示したように、この光ディスク装置は、外部コンピュータ２０に接続されたインタフェース１０と、インタフェース１０に接続された信号処理部１２と、信号処理部１２の出力側および入力側にそれぞれ接続されたレーザ制御部１３およびプリアンプ１４と、レーザ制御部１３の出力側およびプリアンプ１４の入力側の双方に接続された光ピックアップ１５と、信号処理部１２の出力側に接続されたＤ／Ａ（ディジタル・アナログ）コンバータ１６と、Ｄ／Ａコンバータ１６の出力側に接続されたオーディオ・ビジュアル処理部１７とを備えている。
【００２７】
信号処理部１２は、外部コンピュータ２０からインタフェース１０を介して入力される記録対象のＲＦ（高周波）信号である記録信号１１Ａに対して所定の信号処理等を行い、得られた記録信号１１Ｂをレーザ制御部１３に供給する機能と、光ピックアップ１５からプリアンプ１４を介して入力される信号２１Ｂに所定の信号処理を行い、得られた再生信号２１ＣをＤ／Ａコンバータ１６に出力する機能とを有する。レーザ制御部１３は、光ピックアップ１５のドライバを含み、信号処理部１２からの記録信号１１Ｂや外部コンピュータ２０からの再生指示に基づいて、光ピックアップ１５の２波長レーザ（後述）を駆動するための駆動信号１１Ｃを生成し、光ピックアップ１５に供給するようになっている。プリアンプ１４は、光ピックアップ１５からの出力信号２１Ａを増幅し、得られた信号２１Ｂを信号処理部１２に供給する機能を有する。光ピックアップ１５は、互いに異なる種類の２タイプの光ディスク（例えば、ＣＤ−ＲとＤＶＤ−Ｒ）に対する記録・再生を行うことが可能な機能を有するもので、その詳細については後述する。Ｄ／Ａコンバータ１６は、信号処理部１２からのディジタルの再生信号２１Ｃをアナログの再生信号に変換し、オーディオ・ビジュアル処理部１７に供給するものである。オーディオ・ビジュアル処理部１７は、Ｄ／Ａコンバータ１６からの再生信号をオーディオ信号とビジュアル信号とに分けて、それぞれ、図示しない表示部およびスピーカに出力するようになっている。
【００２８】
この光ディスク装置はまた、光ディスク３１を回転駆動するスピンドルモータ１８と、光ピックアップ１５を光ディスク３１の半径方向に移動させる送りモータ１９と、光ピックアップ１５および送りモータ１９に接続されたサーボ制御部２２と、サーボ制御部２２および信号処理部１２に接続されたシステムコントローラ２３とを備えている。
【００２９】
サーボ制御部２２は、プリアンプ１４からの信号に基づき、フォーカスサーボ信号２４Ｆおよびトラッキングサーボ信号２４Ｔを生成して、それぞれ、光ピックアップ１５のフォーカスサーボ機構（図示せず）および送りモータ１９のトラッキングサーボ機構（図示せず）に供給するようになっている。システムコントローラ２３は、信号処理部１２における信号処理とサーボ制御部２２におけるサーボ信号生成処理とを制御するほか、この光ディスク装置全体の制御を行うものである。
【００３０】
図２は、光ピックアップ１５の概略構成を表し、図３はその要部を模式的に表すものである。なお、図３では、光軸Ｘの方向の距離を極端に縮めて描いており、また、回折素子４２、ＰＢＳ４３およびミラー４６の図示を省略している。
【００３１】
この光ピックアップ１５は、２波長レーザ４１と、２波長レーザ４１から出射される光ビームの光路上に順に配置された回折素子４２および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４３と、光ディスク３１に対向して配置された対物レンズ４４と、ＰＢＳ４３から対物レンズ４４に至る光路上に順に配置されたコリメータレンズ４５およびミラー４６とを備えている。光ピックアップ１５はまた、ＰＢＳ４３に関してコリメータレンズ４５とは反対側の光路上に順に配置された調整レンズ４７、合成ホログラフィック素子（ＨＯＥ）４８および受光素子４９を備えている。
【００３２】
２波長レーザ４１は、図３に示したように、互いに距離ｄだけ離れて位置する２つの発光点Ｅ１，Ｅ２を有し、これらの発光点Ｅ１，Ｅ２の各々から、波長が互いに異なる２本のレーザ光ビームを出射するようになっている。発光点Ｅ１から出射される第１の波長の光ビーム（以下、第１波長ビームという。）は、例えばＣＤの記録再生に用いられるものであり、例えば７８５ｎｍである。発光点Ｅ２から出射される第２の波長の光ビーム（以下、第２波長ビームという。）は、例えばＤＶＤの記録再生に用いられるものであり、例えば６６０ｎｍである。２波長レーザ４１は、一方の発光点Ｅ１が光軸Ｘ上に位置し、他方の発光点Ｅ２が光軸Ｘからｄだけ離れて位置するように配置されている。発光点Ｅ１，Ｅ２からの第１波長ビームおよび第２波長ビームは、それぞれ、対物レンズ４４によって集光され、光ディスク３１Ｃ，３１Ｄの記録層にビームスポットＳ１，Ｓ２を形成するようになっている。なお、この図３および図２では、後述する３本の光ビームのうちのメインビームのみを示し、２本のサイドビームについては図示を省略している。
【００３３】
回折素子４２は、２波長レーザ４１から出射された光ビームを回折して０次光および±１次光の３つに分ける機能を有する。０次光は、記録または再生の中心的役割、すなわち、情報の記録と再生そのものを行うためのメインビームであり、光ディスク３１のトラック中心に集光される光である。±１次光はフォーカスサーボおよびトラッキングサーボに用いられるサイドビームであり、トラックの両サイドに集光される光である。
【００３４】
ＰＢＳ４３は、これに入射した光ビームのうちのＳ偏光を反射すると共にＰ偏光を透過する偏光分離面を有する。２波長レーザ４１から回折素子４２を通ってＰＢＳ４３に入射したＳ偏光の光ビームは、偏光分離面によって入射方向とほぼ直交する方向に反射される一方、光ディスク３１で反射されて戻ってきたＰ偏光の光ビームは、そのままＰＢＳ４３の偏光分離面を通過して直進するようになっている。
【００３５】
なお、上記の光学素子のほかに、偏光板等が適宜配置されるが、その図示は省略する。
【００３６】
コリメータレンズ４５は、２波長レーザ４１から出射され回折素子４２およびＰＢＳ４３を経由して拡がりながら入射してきた光ビームを平行光束に変換するためのものである。対物レンズ４４は、コリメータレンズ４５により平行にされた光ビームを光ディスク３１の記録層に集光するためのもので、図示しないフォーカスサーボ機構によって、光ディスク３１の面と直交する方向に移動可能になっている。コリメータレンズ４５および対物レンズ４４は、次の（１）式を満たすように構成され、配置されている。
【００３７】
Ｄ＝ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜＜ＮＡ×ｆｏ  ×ｒ  …（１）
【００３８】
ここで、ｄは２波長レーザの発光点Ｅ１，Ｅ２の間隔を示し、Ｌはコリメータレンズ４５と対物レンズ４４との間の距離を示し、ｆｃ  はコリメータレンズ４５の焦点距離を示す。ＮＡは対物レンズ４４の開口数を示し、ｆｏ  は対物レンズ４４の焦点距離を示す。Ｄは、対物レンズ４４に入射した第２波長ビームの強度中心位置（＝光量分布ピーク位置）と光軸Ｘとの距離（＝強度中心ずれ量）であり、図３より、ｄ｜１−Ｌ／ｆｃ｜となることがわかる。なお、表記「｜ａ｜」は、「ａ」の絶対値を表す。ｒは、対物レンズ４４の有効半径（有効径の１／２）に対する強度中心ずれ量Ｄの比の許容値（＝強度中心ずれ許容比ｒ）であり、例えば０．１程度、より好ましくは０．０５程度に設定される。
【００３９】
調整レンズ４７は、図の紙面内方向にのみパワーを有するシリンドリルレンズであり、２つの機能を有する。第１の機能は、光ディスク３１からの戻りビームのうちのメインビームと２本のサイドビームとの間隔を広げるための機能である。これにより、受光素子４９上におけるビームスポット位置の分離が容易になる。第２の機能は、光ディスク３１からの戻りビームに非点収差を持たせる機能である。これにより、受光素子４９において、いわゆる非点収差法におけるフォーカスエラー信号の生成が可能になる。
【００４０】
合成ＨＯＥ４８は、ホログラムによる回折格子が形成された回折素子であり、２つの波長に対する回折角の差を利用して、光ディスク３１からの戻りビーム（メインビーム）が常に受光素子４９の中心に集光されるようにするためのものである。
【００４１】
受光素子４９は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）等からなり、いくつかの受光領域（図示せず）に分割されている。各受光領域は、光ディスク３１からの３本の戻りビーム（メインビームおよび２本のサイドビーム）によってそれぞれ形成される３つのスポットの位置、強度および形状に応じた信号を出力し、プリアンプ１４に入力するようになっている。
【００４２】
次に、以上のような構成の光ディスク装置の動作を説明する。まず、信号の記録動作および再生動作について説明する。
【００４３】
この光ディスク装置では、次のようにして信号記録が行われる。光ディスク３１Ｃとして例えばＣＤ−Ｒがセットされ、外部コンピュータ３０から記録開始の指示がなされると、システムコントローラ２３はこれを検知して、信号処理部１２に対して、ＣＤ−Ｒへの記録を行う旨を通知する。信号処理部１２は、システムコントローラ２３からの制御に従い、外部コンピュータ３０からインタフェース１０を介して入力された記録信号１１Ａに対して所定の信号処理を行い、処理済の信号１１Ｂをレーザ制御部１３に供給する。レーザ制御部１３は、信号処理部１２からの信号１１Ｂに基づいて、光ピックアップ１５の２波長レーザ４１を変調駆動する。具体的には、波長７８５ｎｍのＣＤ記録用光ビームを発光させるための駆動電流を、光ピックアップ１５の２波長レーザ４１に供給する。これにより、２波長レーザ４１の発光点Ｅ１から、高いパワーの波長７８５ｎｍのＣＤ記録用光ビームが出射される。なお、図２および図３では、ＣＤ記録用光ビームを破線で示している。
【００４４】
２波長レーザ４１の発光点Ｅ１から出射されたＣＤ記録用光ビームは、回折素子４２による回折作用によりメインビームおよび２本のサイドビームに分けられたのち、ＰＢＳ１６で反射されて進行方向がほぼ直角に曲げられ、コリメータレンズ１５入射する。コリメータレンズ４５は、各光ビームをそれぞれ平行光束に変換して出射する。コリメータレンズ４５からの光ビームは、ミラー４６によってほぼ直角に曲げられ、対物レンズ１７によって光ディスク３１Ｃ（ここでは、ＣＤ−Ｒ）上に集光され、トラック位置にメインビームスポットを形成すると共に、その両側にサイドビームスポットを形成する。これらのスポットのうちのメインビームスポットによって、記録層にマークが記録される。
【００４５】
光ディスク３１Ｃの記録層に集光された各光ビームは、その記録層で反射し、対物レンズ４４、ミラー４６およびコリメータレンズ４５を順に逆行してＰＢＳ４３に入射し、ここを直進して通過する。ＰＢＳ４３を出射した各光ビームは、調整レンズ４７によって非点収差を与えられると共に、ビーム間距離が拡大され、さらに、合成ＨＯＥ４８によって回折を受けて受光素子４９に入射する。このとき、メインビームは受光素子４９の中心の受光領域（図示せず）に入射し、サイドビームは、その両側の受光領域（図示せず）に入射する。これにより、受光素子４９の各受光領域には、光ディスク３１Ｃからのメインビームおよび２本のサイドビームにより、３つのビームスポット（１つのメインビームスポットと２つのサイドビームスポット）が形成される。これに応じて、各受光領域から、これらのビームスポットの位置、強度および形状に応じた信号が出力される。
【００４６】
受光素子４９からの出力信号のうち、サイドビームスポットによる信号は、プリアンプ１４で増幅されたのち、サーボ制御部２２に供給される。サーボ制御部２２は、プリアンプ１４から入力された信号を基に、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号を生成し、それぞれを、光ピックアップ１５のフォーカスサーボ機構（図示せず）および送りモータ１９のトラッキングサーボ制御機構（図示せず）に供給する。これらのフォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号によってフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御が行われる。
【００４７】
一方、光ディスク３１Ｄとして例えばＤＶＤ−ＲＷがセットされ、外部コンピュータ３０から記録開始の指示がなされると、システムコントローラ２３はこれを検知して、信号処理部１２に対して、ＤＶＤ−ＲＷへの記録を行う旨を通知する。信号処理部１２は、システムコントローラ２３からの制御に従い、外部コンピュータ３０からインタフェース１０を介して入力された記録信号１１Ａに対して所定の信号処理を行い、処理済の信号１１Ｂをレーザ制御部１３に供給する。レーザ制御部１３は、信号処理部１２からの信号１１Ｂに基づいて、波長６６０ｎｍのＤＶＤ記録用光ビームを発光させるための駆動電流を、光ピックアップ１５の２波長レーザ４１に供給する。これにより、２波長レーザ４１の発光点Ｅ２から、高いパワーの波長６６０ｎｍのＤＶＤ記録用光ビームが出射される。なお、図２および図３では、ＤＶＤ記録用光ビームを実線で示している。
【００４８】
２波長レーザ４１の発光点Ｅ２から出射されたＤＶＤ記録用光ビームは、回折素子４２によってメインビームおよび２本のサイドビームに分けられたのち、ＰＢＳ１６、コリメータレンズ１５およびミラー４６によって対物レンズ４４に導かれ、対物レンズ１７によって光ディスク３１Ｄ（ここでは、ＤＶＤ−ＲＷ）上に集光され、トラック位置にメインビームスポットを形成すると共に、その両側にサイドビームスポットを形成する。これらのスポットのうちのメインビームスポットによって、記録層にマークが記録される。これ以降の動作は、ＣＤ記録用光ビームの場合と同様であるので説明を省略する。
【００４９】
一方、信号再生は、次のようにして行われる。光ディスク３１Ｃとして例えばＣＤ−Ｒがセットされ、外部コンピュータ３０から再生開始の指示がなされると、システムコントローラ２３はこれを検知し、信号処理部１２を介して、レーザ制御部１３に対して、ＣＤ−Ｒからの信号再生を行う旨を通知する。レーザ制御部１３は、信号再生の指示に応じて、波長７８５ｎｍのＣＤ再生用光ビームを発光させるための駆動電流を、光ピックアップ１５の２波長レーザ４１に供給する。これにより、２波長レーザ４１の発光点Ｅ１から、低いパワーの波長７８５ｎｍのＣＤ再生用光ビームが出射される。
【００５０】
２波長レーザ４１の発光点Ｅ１から出射されたＣＤ再生用光ビームは、上記のＣＤ記録用光ビームの場合と同じ経路を辿り、その経路上の光学素子によって上記と同様の作用を受け、光ディスク３１Ｃ（ここでは、ＣＤ−Ｒ）の記録層で反射し、受光素子４９に入射する。これにより、受光素子４９の各受光領域には、３つのビームスポット（１つのメインビームスポットと２つのサイドビームスポット）が形成され、各受光領域から、これらのビームスポットの位置、強度および形状に応じた信号が出力される。
【００５１】
受光素子４９からの出力信号のうち、メインビームスポットによる信号はプリアンプ１４で増幅されたのち信号処理部１２に入力され、さらに、Ｄ／Ａコンバータ１６によりアナログ信号に変換されて、オーディオ・ビジュアル処理部１７に入力される。オーディオ・ビジュアル処理部１７は、入力信号からオーディオ信号とビジュアル信号とを分離し、スピーカおよび表示装置（図示せず）に出力する。一方、サイドビームスポットによる出力信号は、記録の場合と同様に、プリアンプ１４で増幅されたのちサーボ制御部２２に供給され、光ピックアップ１５のフォーカスサーボ制御およびトラッキングサーボ制御に供される。
【００５２】
なお、光ディスク３１ＤとしてＤＶＤ−ＲＷがセットされた場合の再生処理については、２波長レーザ４１の発光点Ｅ２から、低いパワーの波長６６０ｎｍのＤＶＤ再生用光ビームが出射されて再生処理に供される点を除き、上記したＣＤ再生の場合と同様であるので、説明を省略する。
【００５３】
次に、本実施の形態の光ディスク装置における特徴的な作用について説明する。
【００５４】
本実施の形態の光ディスク装置では、光ピックアップ１５が上記の条件式（１）を満たすように構成されている。この条件式において、不等号の左辺は、対物レンズ４４に入射した第２波長ビームの強度中心ずれ量を示しており、不等号の右辺は、対物レンズ４４の有効半径（ＮＡ×ｆｏ  ）と強度中心ずれ許容比ｒとの積を示している。すなわち、条件式（１）は、対物レンズ４４の有効半径に対する第２波長ビームの強度中心ずれ量の比（以下、強度中心ずれ比という。）が、強度中心ずれ許容比ｒよりも小さくなるような条件を示している。この強度中心ずれ比が、例えば０．１（１０％）よりも小さくなるようにコリメータレンズ４５および対物レンズ４４を構成配置すれば、第２波長ビーム（ここでは、ＤＶＤ記録用光ビーム）に対する対物レンズ４４の集光特性の劣化が緩和され、実用上支障のない記録特性が得られる。さらに、強度中心ずれ比が、例えば０．０５（５％）よりも小さくなるようにコリメータレンズ４５および対物レンズ４４を構成配置すれば、第２波長ビームに対する対物レンズ４４の集光特性の劣化がさらに抑制され、よりよい記録特性が得られる。
【００５５】
条件式（１）を満たすようにするためには、コリメータレンズ４５と対物レンズ４４との距離Ｌを調整できるようにしておくことが好ましい。この場合には、強度中心ずれ許容比ｒの設定値を変更したとしても、距離Ｌを調整することによって条件式（１）を容易に満たすようにすることが可能である。また、２波長レーザの発光点間隔ｄやその他のパラメータを変更した場合においても、距離Ｌの調整によって条件式（１）を満たすようにすることができるので、システム変更に対して柔軟に対応することが可能である。
【００５６】
以上のように、本実施の形態によれば、２種類の光ディスク３１Ｃ，３１Ｄに対する記録再生を行う光ピックアップ１５を、２波長レーザを用いて構成するようにしたので、レーザ素子、回折素子およびビームスプリッタプリズムがそれぞれ１つで済むと共に、従来必要であった倍率調整用のカップリングレンズが不要となる。
【００５７】
また、本実施の形態では、条件式（１）を満たすようにコリメータレンズ４５および対物レンズ４４を構成配置したので、強度中心ずれ許容比ｒを適切に設定することにより、光軸外の発光点Ｅ２からの光ビームが対物レンズ４４に入射する位置での強度中心ずれ量Ｄを小さく押さえることができ、対物レンズ４４の集光特性の劣化の程度を実用上支障ない範囲に抑制することができる。したがって、図６で説明したように光量分布幅の小さい（鋭い分布の）光ビームを用いる必要のある記録時においても、対物レンズ４４により形成されるビームスポットの形状や照射強度を比較的良好な状態に維持することができる。すなわち、従来困難と思われていた、２波長レーザによる複数種類の光ディスクへの記録を実現することができる。
【００５８】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、２波長レーザ４１において、ＣＤ用の発光点Ｅ１を光軸に一致させると共にＤＶＤ用の発光点Ｅ２が光軸からずれるように２波長レーザ４１を配置したが、これとは逆に、ＤＶＤ用の発光点Ｅ２を光軸に一致させると共にＣＤ用の発光点Ｅ１が光軸からずれるように２波長レーザ４１を配置してもよい。
【００５９】
また、本実施の形態では、発光点Ｅ１，Ｅ２から出射される光ビームの波長がそれぞれ７８５ｎｍ，６６０ｎｍである場合について説明したが、本発明はこれには限られず、他の波長であってもよい。
【００６０】
また、本実施の形態では、書き込み可能なＣＤとしてＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷを例示し、書き込み可能なＤＶＤとして、ＤＶＤ−Ｒ，ＤＶＤ−ＲＷおよびＤＶＤ＋ＲＷを例示したが、本発明はこれらには限られず、他の種類の光ディスク、例えばＤＶＤ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）にも適用が可能である。さら  に、ＣＤやＤＶＤのグループ以外の、例えばブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｋ）等の光ディスクにも拡張して適用することが可能である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ピックアップ装置、光記録装置または光記録方法によれば、２波長レーザからの記録用光ビームをコリメータレンズにより平行光束に変換したのち対物レンズによって光記録媒体に集光して信号記録を行うようにすると共に、２波長レーザ、コリメータレンズおよび対物レンズの構成配置が条件式（１）を満たすようにしたので、２波長レーザにおける光軸外の発光点から出射されて対物レンズに入射する記録用光ビームの強度中心ずれ量が適切な範囲内に制御され、その結果、対物レンズの集光特性の劣化が緩和される。これにより、１台の装置で複数種類の記録媒体への記録を行うようにする場合において、２つのレーザを用いる場合と比べて光学部品点数を減らすことができ、しかも、優れた記録特性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ディスク装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】図１に示した光ディスク装置における光ピックアップの概略構成を表す図である。
【図３】光ピックアップの要部構成を模式的に表す図である。
【図４】２種類の光ディスクへの記録が可能な従来の光ピックアップの構成を表す図である。
【図５】従来の光ピックアップの問題点を説明するための図である。
【図６】従来の光ピックアップの問題点を説明するための他の図である。
【符号の説明】
１２…信号処理部、１３…レーザ制御部、１５…光ピックアップ、２３…システムコントローラ、３１（３１Ｃ，３１Ｄ）…光ディスク、４１…２波長レーザ、４２…回折素子、４３…偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、４４…対物レンズ、４５…コリメータレンズ、４７…調整レンズ、４８…合成ホログラフィック素子（ＨＯＥ）、４９…受光素子、Ｅ１，Ｅ２…発光点、Ｄ…強度中心ずれ量、ｒ…強度中心ずれ許容比。
【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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