(57)【要約】  本発明の光ヘッドは、第１波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射した光を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束および第２光束に分岐するビームスプリッタと、前記第１光束の発散度を変換する第１コリメートレンズと、前記発散度を変換された前記第１光束の進行方向を変化させる第１ミラーと、前記進行方向が変化した第１光束を、第１光ディスクの記録面に向けて収束させる第１対物レンズと、前記第１対物レンズを保持する可動体と、前記第１光ディスクの記録面において反射した前記第１光束を受け取り、電気信号に変換する第１光検出器と、前記第２光束を集光させる集光レンズと、前記集光レンズによって集光した第２光束を受け取り、電気信号に変換する第２光検出器とを備える。
2007069612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射した光を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束および第２光束に分岐するビームスプリッタと、
前記第１光束の発散度を変換する第１コリメートレンズと、
前記発散度を変換された前記第１光束の進行方向を変化させる第１ミラーと、
前記進行方向が変化した第１光束を、第１光ディスクの記録面に向けて収束させる第１対物レンズと、
前記第１対物レンズを保持する可動体と、
前記第１光ディスクの記録面において反射した前記第１光束を受け取り、電気信号に変換する第１光検出器と、
前記第２光束を集光させる集光レンズと、
前記集光レンズによって集光した第２光束を受け取り、電気信号に変換する第２光検出器と、
を備えた光ヘッド。
【請求項２】
前記ビームスプリッタから出射した第２光束の進行方向を変化させる第２ミラーをさらに備え、
前記第２ミラーは、前記第２方向に進行する光束を前記第２方向と直交する方向に進行方向を変化させるように前記ビームスプリッタに対し配置されている請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記第２ミラーによって進行方向が変化させられた第２光束の光軸、および、前記第１ミラーによって進行方向が変化させられた第１光束の光軸は互いに平行である請求項２に記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記第２光検出器は長手方向を有する外形を備え、前記長手方向が、前記第１コリメートレンズの光軸とおおよそ平行となるように前記第２検出器が配置されている請求項３に記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記第２検出器は、前記長手方向に位置する側面に電気的接続端子を有する請求項４に記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記第１コリメートレンズの位置を前記第１コリメートレンズの光軸と平行な方向へ移動させるための駆動装置をさらに備え、
前記駆動装置は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている請求項５に記載の光ヘッド。
【請求項７】
凹レンズおよび凹レンズの曲面に形成された回折レンズを含み、前記第１対物レンズの色収差を補正するレンズをさらに備える請求項６に記載の光ヘッド。
【請求項８】
前記第１光源と前記第１光検出器とは、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、互いに反対側に配置されている請求項７に記載の光ヘッド。
【請求項９】
前記第１波長より長い第２波長の光を出射する第２光源と、
前記第２光源から出射する光の進行方向を変化させる第２ミラーと、
前記第２ミラーにより進行方向が変化した第２光源の光を、第２光ディスクの記録面に向けて収束させる第２対物レンズと、
を備え、前記第２対物レンズは前記可動体に支持されている請求項８に記載の光ヘッド。
【請求項１０】
前記第１光源および前記第２光源は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている請求項８に記載の光ヘッド。
【請求項１１】
前記第１光源および前記第２光源を駆動するための駆動回路をさらに備え、
前記駆動回路は、前記第１光源および前記第２光源に近接して配置されている請求項９に記載の光ヘッド。
【請求項１２】
前記第２波長はＤＶＤの記録再生に用いる波長であり、前記第１波長は、前記ＤＶＤより高密度の光ディスクの記録再生に用いる波長である請求項１１に記載の光ヘッド。
【請求項１３】
前記第１対物レンズおよび第２対物レンズは、前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの接線方向に沿って配列されている請求項１２に記載の光ヘッド。
【請求項１４】
前記第１対物レンズは前記第１光ディスクの中心を通り、前記光ヘッドのシーク動作の移動方向と平行な直線上に位置している請求項１３に記載の光ヘッド。
【請求項１５】
前記第２対物レンズは、０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下の幅のコバを有する請求項１４に記載の光ヘッド。
【請求項１６】
前記対物レンズのコバの表面は鏡面仕上げされている請求項１５に記載の光ヘッド。
【請求項１７】
請求項１に規定される光ヘッドと、
前記第１光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータと、
前記光ヘッドの少なくとも前記第１光検出器から得られる信号に基づき、前記光ヘッドを制御するための電気回路と、
を備えた光情報装置。
【請求項１８】
請求項１７に規定される光情報装置を備えるコンピュータ。
【請求項１９】
請求項１７に規定される光情報装置を備える光ディスクプレーヤ。
【請求項２０】
請求項１７に規定される光情報装置を備える光ディスクレコーダ。
【請求項２１】
請求項１７に規定される光情報装置を備える光ディスクサーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に情報の記録・再生を行う光情報装置および光情報装置に用いる光ヘッドに関する。また、本発明は光情報装置を搭載した応用機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の情報を記録することが可能な情報記録媒体として、光ディスクが広く用いられており、技術の進歩にともなって、より記録密度の高い光ディスクが開発されてきている。【０００３】
最初に普及した光ディスクはコンパクトディスク（ＣＤ）であり、その後、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が普及した。ＤＶＤはＣＤの約６倍の記録密度で情報を記録することができることから、大容量のデータを一枚のＤＶＤに記録することができる。このため、特に、情報量の多い映像情報の記録に用いられている。また、近年、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＨＤ−ＤＶＤといった、より高記録密度で情報を記録することが可能な次世代光ディスクが開発され、特に、高精細映像を記録するために用いられ始めている。【０００４】
光ディスクの記録密度を高め、大容量を実現するためには、記録再生に用いる光ビームの光スポットをより小さくする必要がある。これは、光源として用いるレーザ光の波長をより短くし、かつ、光スポットを形成するための対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによって実現される。たとえば、ＤＶＤでは、波長６６０ｎｍの光源と、開口数（ＮＡ）０．６の対物レンズとが使用される。また、たとえば、波長４０５ｎｍの青色レーザと、ＮＡ０．８５の対物レンズとを使用することによって、現在のＤＶＤの記録密度の５倍の記録密度を実現することのできる次世代光ディスクが実現する。【０００５】
種々の光ディスクが開発されるにつれて、光ディスク装置の互換性が重要となる。ユーザの利便性を考慮すれば、光ディスク装置は複数の光ディスクに対応していることが好ましい。具体的には、次世代光ディスクに対応した光ディスク装置は、ＣＤまたはＤＶＤも記録再生を行うことができることが好ましい。この場合、対物レンズの開口数を０．８５に高めながら、作動距離をＤＶＤやＣＤ用の対物レンズのように長くすることは困難であるため、次世代光ディスクの記録再生が可能な光情報装置では、次世代光ディスク用の対物レンズとＣＤまたはＤＶＤを記録再生するのに使われる少なくとも１つの対物レンズとを備えることが望ましい。【０００６】
対物レンズは、磁気回路などによって構成される対物レンズアクチュエータにより、フォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動される。これにより、対物レンズは、フォーカス方向において光ディスクから所定の間隔を維持するように制御され、また、トラッキング方向においてトラックの中心を追随するように制御される。【０００７】
このため、記録密度が異なる複数の光ディスクに対応した光情報装置では、複数の対物レンズが可動部に搭載され、フォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に構成されなければならない。特許文献１は、このような光情報装置の一例を示している。図１２に示すように、特許文献１の光情報装置において、第１光源（図示せず）から放射された光ビーム６１はコリメートレンズ６２によっておおよそ平行光に変換され、平板状の立ち上げミラー６３によって、光軸が記録密度の高い光ディスク６５に対して垂直に入射するように折り曲げられる。第１対物レンズ６５は光ビーム６１を光ディスク６５の記録面上に収束させる。【０００８】
また、第２光源（図示せず）から放射された光ビーム６６はコリメートレンズ６７によっておおよそ平行光に変換され、平板状の立ち上げミラー６８によって、光軸が記録密度の低い光ディスク７０に対して垂直に入射するように折り曲げられる。第２対物レンズ６９は光ビーム６６を光ディスク７０の記録面上に収束させる。【０００９】
対物レンズアクチュエータ７１は、図示しない可動部に固定された第１対物レンズ６４を、記録密度の高い光ディスク６５の記録面と直交するフォーカシング方向Ｆおよび光ディスク６５のトラッキング方向Ｔの両方向に移動させることができる。同様に、対物レンズアクチュエータ７２は、図示しない可動部に固定された第２対物レンズ６９を、記録密度の低い光ディスク７０の記録面と直交するフォーカシング方向Ｆおよび光ディスク７０のトラッキング方向Ｔの両方向に移動させることができる。このように特許文献１の光情報装置では、２つの対物レンズはそれぞれ別の対物レンズアクチュエータにより駆動される。【００１０】
特許文献２は、２つの対物レンズを同一の可動部に支持させ、１つの対物レンズアクチュエータによってフォーカシング方向およびトラッキング方向へ駆動する光情報装置を開示している。【００１１】
特許文献３は、２つの対物レンズを同一の可動部に支持させ、１つの対物レンズアクチュエータによってフォーカシング方向およびトラッキング方向へ駆動する光情報装置の他の例を開示している。図１３に示す光情報装置は、互いに記録密度が異なる３つの光ディスクに対応しており、３つの光源を備えている。具体的には、半導体レーザ７３と、半導体レーザが内蔵されたＤＶＤ用モジュール８５およびＣＤ用モジュール８３とを備えている。【００１２】
半導体レーザ７３は、４０８ｎｍのレーザ光束を出射し、高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。半導体レーザ７３から出射した光束はコリメータ７４を透過し、ハーフミラー７５に入射する。ハーフミラー７５に入射した光の一部はモニターフォトダイオード７８へ入射し、大部分は立上げミラー８８へ入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８０に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ハーフミラー７５に入射し、シリンドリカルレンズ７７を透過した後、光検出器７６に入射する。【００１３】
ＤＶＤ用モジュール８５は、６５８ｎｍのレーザ光束を出射する赤色半導体レーザと光検出器とを含み、ＤＶＤに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。ＤＶＤ用モジュール８５の半導体レーザから出射した光は、ＤＶＤ用コリメータ８６および偏光ビームスプリッタ８７を透過し、立ち上げミラー８８に入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８１に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ＤＶＤ用モジュール８５の光検出器に入射する。【００１４】
ＣＤ用モジュール８３は、７８５ｎｍのレーザ光束を出射する赤外半導体レーザと光検出器とを含み、ＣＤに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。ＣＤ用モジュール８３の半導体レーザから出射した光は、ＣＤ用コリメータ８４および偏光ビームスプリッタ８７を透過し、立ち上げミラー８８に入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８１に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ＣＤ用モジュール８３の光検出器に入射する。【００１５】
対物レンズ８０および８１は、可動体を構成する保持部材７９に支持されえおり、保持部材７９は、フォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能なようにワイヤ８２によって支持されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８１７３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２０５８７号公報
【特許文献３】特開２００５−２９３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１の光情報装置では、対物レンズアクチュエータを２個備えているため、対物レンズ６４と対物レンズ６９との間隔を小さくできず、光情報装置の光ヘッドを小型化するのが困難である。この課題を回避するために、対物レンズアクチュエータ７１および７２を小さくすると、駆動力を得るためのコイルや磁石を可動部側につけるスペースが不足し、駆動力を十分に得ることができないという課題があった。【００１７】
特許文献２の光情報装置では、２つの対物レンズのうち一方へ入射する光軸は、光源から一直線に対物レンズへ伸びている。このため、光ヘッドの光ディスク面に垂直な方向の厚みが極端に大きくなるという課題があった。【００１８】
特許文献３は、プリズムを用いて複数の光源から出射する光を立ち上げることによって、薄型化が可能な光ヘッドを開示している。しかし、特に、水平方向における部品の配置が考慮されておらず、光ヘッドが光ディスクの最内周をアクセスしようとするとスピンドルモータと光ヘッドとが干渉するという問題が生じる。【００１９】
またＢＤやＨＤ−ＤＶＤといった記録密度の高い光ディスクの記録再生には、青色半導体レーザが用いられる。青色半導体レーザは、ＤＶＤやＣＤなどの記録再生に用いられる光源に比べて駆動電圧が高く、消費電力が大きい。本願発明者の検討によれば、光ヘッドを小型化した場合、青色半導体レーザの発熱が、光ヘッド内の光検出器などの信号／雑音の比を悪化させ、安定な記録再生が困難になるという問題があることが分かった。【００２０】
また、記録密度の高い光ディスクに記録を行う場合、記録マークやピットを正確に光ディスクの情報記録面に形成する必要があり、このために、光源から出射する光の光量をモニタする必要がある。特に、記録密度が高くなると、記録マークやピットも小さくなるため、光源から出射する光の光量を、より高い信号／雑音の比で、かつ、より高い周波数でモニタする必要がある。特許文献１から３は、特にＢＤやＨＤ−ＤＶＤといった記録密度の高い光ディスクに対して記録再生を行うために適切な光量のモニタ方法を開示していない。【００２１】
また、高いＮＡの対物レンズによって光を収束させ、高密度光ディスクに対して記録再生を行う場合、光ディスクの光の入射面から光ディスクの情報記録面までの距離、すなわち、基材厚さの誤差によって、波面が大きく乱れる。この乱れを球面収差と呼ぶ。球面収差はほぼＮＡの４乗に比例する。したがって、高いＮＡの対物レンズを用いる場合、球面収差による補正手段が必要である。特許文献１から３は従来技術の光学系において、最小の部品点数で効率的に球面収差を補正する具体的な構成を開示していない。【００２２】
本発明はこのような従来技術の課題の少なくとも１つを解決し、高記録密度用の光源を少なくとも１つ備え、小型で、安定性に優れた複数種の光ディスクに対応した光ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の光ヘッドは、第１波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射した光を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束および第２光束に分岐するビームスプリッタと、前記第１光束の発散度を変換する第１コリメートレンズと、前記発散度を変換された前記第１光束の進行方向を変化させる第１ミラーと、前記進行方向が変化した第１光束を、第１光ディスクの記録面に向けて収束させる第１対物レンズと、前記第１対物レンズを保持する可動体と、前記第１光ディスクの記録面において反射した前記第１光束を受け取り、電気信号に変換する第１光検出器と、前記第２光束を集光させる集光レンズと、前記集光レンズによって集光した第２光束を受け取り、電気信号に変換する第２光検出器とを備える。【００２４】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記ビームスプリッタから出射した第２光束の進行方向を変化させる第２ミラーをさらに備え、前記第２ミラーは、前記第２方向に進行する光束を前記第２方向と直交する方向に進行方向を変化させるように前記ビームスプリッタに対し配置されている。【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記第２ミラーによって進行方向が変化させられた第２光束の光軸、および、前記第１ミラーによって進行方向が変化させられた第１光束の光軸は互いに平行である。【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記第２光検出器は長手方向を有する外形を備え、前記長手方向が、前記第１コリメートレンズの光軸とおおよそ平行となるように前記第２検出器が配置されている。【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記第２検出器は、前記長手方向に位置する側面に電気的接続端子を有する。【００２８】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１コリメートレンズの位置を前記第１コリメートレンズの光軸と平行な方向へ移動させるための駆動装置をさらに備え、前記駆動装置は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている。【００２９】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、凹レンズおよび凹レンズの曲面に形成された回折レンズを含み、前記第１対物レンズの色収差を補正するレンズをさらに備える。【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記第１光源と前記第１光検出器とは、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、互いに反対側に配置されている。【００３１】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１波長より長い第２波長の光を出射する第２光源と、前記第２光源から出射する光の進行方向を変化させる第２ミラーと、前記第２ミラーにより進行方向が変化した第２光源の光を、第２光ディスクの記録面に向けて収束させる第２対物レンズとを備え、前記第２対物レンズは前記可動体に支持されている。【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記第１光源および前記第２光源は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている。【００３３】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１光源および前記第２光源を駆動するための駆動回路をさらに備え、前記駆動回路は、前記第１光源および前記第２光源に近接して配置されている。【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記第２波長はＤＶＤの記録再生に用いる波長であり、前記第１波長は、前記ＤＶＤより高密度の光ディスクの記録再生に用いる波長である。【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記第１対物レンズおよび第２対物レンズは、前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの接線方向に沿って配列されている。【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記第１対物レンズは前記第１光ディスクの中心を通り、前記光ヘッドのシーク動作の移動方向と平行な直線上に位置している。【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記第２対物レンズは、０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下の幅のコバを有する。【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記対物レンズのコバの表面は鏡面仕上げされている。【００３９】
本発明の光情報装置は、上記いずれかに規定される光ヘッドと、前記第１光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータと、前記光ヘッドの少なくとも前記第１光検出器から得られる信号に基づき、前記光ヘッドを制御するための電気回路とを備える。【００４０】
本発明のコンピュータは上記光情報装置を備える。【００４１】
本発明の光ディスクプレーヤは上記光情報装置を備える。【００４２】
本発明の光ディスクレコーダは上記光情報装置を備える。【００４３】
本発明の光ディスクサーバは上記光情報装置を備える。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、集光レンズを備えることによって、第２光検出器に入射する光を集め、小さな面積の光検出領域内に多くの光量を集めることができる。これによって、高い周波数帯域で、かつ、高い信号／雑音比で、第１光源から出射する光の光量を測定できる。したがって、第１光源の発光強度を一定に保つことができ、ジッターなどが少ない高品位な再生信号を得ることが可能な光ヘッドが実現する。【００４５】
また、本発明によれば、高い開口数の対物レンズを用いる光ディスクの再生または記録を内周側まで行うことができる。また、光源の温度上昇を抑え、安定に記録再生を行うことができる。また、複数の異なる記録密度の光ディスクに対して、それぞれ、高速に情報の記録を行うことができる。【００４６】
さらに、光学部品を限られた空間に納めることができるので、光ディスク記録部の最内周まで光ヘッドを到達させてデータの記録あるいは再生を行うことができる。【００４７】
よって、記録密度が互いに異なる複数の光ディスクに対して記録再生が可能な光情報装置を実現するための複数の対物レンズを可動部に搭載した光ヘッドが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による光ヘッドの実施形態の主として光学系の構成を説明する斜視図である。
【図２】図１を部分的に平面図および側面図で表した模式図である。
【図３】光ヘッドの実施形態の平面図である。
【図４】第２光検出器に入射する光の光学系を示す側面図である。
【図５】第１の実施形態で用いられる色収差補正レンズの構造を示す側面図である。
【図６】第２対物レンズの構造を示す断面図である。
【図７】光情報装置の実施形態の構成を示す図である。
【図８】コンピュータの実施形態の構成を示す図である。
【図９】光ディスクプレーヤの実施形態の構成を示す図である。
【図１０】光ディスクレコーダの実施形態の構成を示す図である。
【図１１】光ディスクサーバの実施形態の構成を示す図である。
【図１２】従来の光ヘッドの構造を示す側面図である。
【図１３】従来の他の光ヘッドの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
３１    第１光源
５６，５７，５８    光束
３３    第１コリメートレンズ
３９    第２コリメートレンズ
６０    プリズム
６０ａ、ｂ    斜面
３５    第１光ディスク
４６    第３光ディスク
３４    第１対物レンズ
４１    第２対物レンズ
５９    偏光ビームスプリッタ
３６    第１光検出器
３７ａ    第２光源
４０    偏光ホログラム
３７、４３    集積ユニット
４３ａ    第３光源
４３ｂ    ホログラム
４５    対物レンズアクチュエータ
３２０    第２光ディスク
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（第１の実施形態）
以下、本発明による光ヘッドの実施形態を説明する。【００５１】
図１は、本発明による光ヘッドの主として光学系の構成を説明する斜視図であり、図２は、図１を部分的に平面図および側面図で表した模式図である。図３は、図１の平面図である。これらの図において、Ｔはトラッキング方向でありＦはフォーカシング方向である。Ｙはトラッキング方向に垂直な方向である。言い換えると、Ｙはピット列あるいはトラック溝の延びる方向である。【００５２】
図２において、光ヘッドの２つの波線Ｗ1、Ｗ2で挟まれる部分では側面図、つまり、方向Ｆおよび方向Ｙに平行な面における構造が示されており、２つの波線Ｗ1、Ｗ2の外側では、平面図、つまり方向Ｔおよび方向Ｙに平行な面における構造が示されている。【００５３】
光ヘッドは、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤなどの高記録密度の第１光ディスク３２０に対して記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことが可能である。【００５４】
光ヘッドは、第１光ディスク３５に対し記録および再生のうちの少なくとも一方を行うために、第１光源３１、ビームスプリッタ３２、第１コリメートレンズ３３、第１ミラー６０ａおよび第１光検出器３６を備える。【００５５】
第１光源３１は、半導体導体レーザなどによって構成され、第１波長の光、たとえば、青色の光を出射する。第１光源３１から出射した光５６は、ビームスプリッタ３２により、第１光束５６’’および第２光束５６’に分岐する。第２光束は以下において詳細に説明するように第１光源３１から出射する光の強度を制御するために光検出器２で検出される。【００５６】
第１光束は、第１コリメートレンズ３３に入射し、第１コリメートレンズ３３により、第１光束の発散度が変換される。発散度が変換された第１光束は、第１ミラーとして機能するプリズム６０の斜面６０ａに入射する。斜面６０ａは、第１光束の進行方向を変換する。具体的には、図１、２および３に示すように、第１光ディスク３５と平行な面内を進行していた第１光束を第１光ディスク３５に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第１対物レンズ３４へ入射させる。【００５７】
第１対物レンズ３４は、第１光束を第１光ディスク３５の記録面に向けて収束する。第１光ディスク３５の記録面において反射された第１光束は元の光路を逆にたどり、ビームスプリッタ３２によって、第１光源３１とは別の方向に分岐される。【００５８】
第１光検出器３６はこの第１光束を受け取り、光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。【００５９】
光ヘッドは、好ましくは、第１光ディスク３５に加えて、記録密度が異なる第２光ディスク３２０に対しても記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことができる。本実施形態では、第２光ディスク３２０は、たとえばＤＶＤである。このために光ヘッドは、集積ユニット３７、第２コリメートレンズ３９および第２対物レンズ４１を備える。【００６０】
集積ユニット３７は、第１波長より波長の長い第２波長の光（例えば赤色光）を出射する第２光源３７ａと図示しない光検出器とを含む。第２光源３７ａから出射した光５７は、ダイクロイックミラー３８によって第２コリメートレンズ３９に導かれる。第２コリメートレンズ３９は第２光源から出射した光の発散度を変換する。【００６１】
発散度が変換された光５７は、プリズム６０の斜面６０ｂに入射する。斜面６０ｂは、光５７の進行方向を変換する。具体的には、図１、２および３に示すように、第２光ディスク３２０と平行な面内を進行していた光５７を第２光ディスク３２０に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第２対物レンズ４１へ入射させる。【００６２】
第２対物レンズ４１は、光５７を第２光ディスク３２０の記録面に向けて収束する。第２光ディスク３２０の記録面において反射された光５７は元の光路を逆にたどり、偏光ホログラム４０などの分岐手段によってはじめとは別の方向に分岐され、光検出器５４に入射する。光検出器５４は、反射光を受け取って光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。光検出器は、例えば光源と光検出器の集積ユニット３７に光検出器を内蔵することにより、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。【００６３】
光ヘッドは、さらに好ましくは、第１光ディスク３５および第２光ディスク３２０に加えて、記録密度が異なる第３光ディスク４６に対しても記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことができる。本実施形態では、第３光ディスク４６は、たとえばＣＤである。このために光ヘッドは、集積ユニット４３および光検出器５４を備える。【００６４】
集積ユニット４３は、第２波長より波長の長い第３波長の光（例えば赤外光）を出射する第３光源４３ａを含む。第３光源４３ａから出射した光５８は、ダイクロイックミラー３８を透過し第２コリメートレンズ３９に入射する。リレーレンズ４４を集積ユニット４３とダイクロイックミラー３８との間に設けてもよい。第２コリメートレンズ３９により発散度が変換された光５８は、プリズム６０の斜面６０ｂに入射し、進行方向が変換される。これにより、第３光ディスク４６と平行な面内を進行していた光５８を第３光ディスク４６に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第２対物レンズ４１へ入射させる。【００６５】
光４６の記録面において反射された光５８は、元の光路を逆にたどり、ホログラム４３ｂなどの分岐手段によってはじめとは別の方向に分岐され、集積ユニット４３内の光検出器に入射する。光検出器は、反射光を受け取って光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。光検出器は、例えば光源とともに集積ユニット３７に内蔵することにより、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。【００６６】
本実施形態では、立ち上げプリズム６０の断面は３角形であり、２つのミラーとして機能する斜面６０ａおよび６０ｂを備えているが、独立した２つの部材によって２つのミラーを構成してもよい。また、立ち上げプリズム６０の頂点（プリズム全体としてみれば稜線）を面取りして、チッピング（欠け）を防止してもよい。【００６７】
なお、本実施形態では、第２光源３７ａと第３光源４３ａとを別個の部品で構成しているため、ダイクロイックミラー３８を用いることによって、両光源から出射される光ビームの光利用効率を高めるようにしている。しかし、第２光源３７ａと第３光源４３ａとは単一の半導体チップに集積化してもよい。この場合、ダイクロイックミラー３８を省略することができる。【００６８】
本発明の光ヘッドは、小さな外形を有し、安定で優れた光学的特性を発揮するために、種々の構造的特徴を備える。以下、本発明による光ヘッドの特徴を順に説明する。以下、第１光ディスク３５、第２光ディスク３２０および第３光ディスク４６を総称する場合には、単に光ディスクと呼ぶ場合がある。同様に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を総称して、単に対物レンズと呼ぶ場合がある。【００６９】
まず、本発明の光ヘッドにおいて、高記録密度用の光学系に関する特徴を説明する。ＢＤやＨＤ−ＤＶＤなどの高記録密度の光ディスクに対して記録再生を行う場合、波長の短い光源を用いる必要がある。本実施形態では、第１光源３１は青色の光を出射し、高記録密度の光ディスクへ情報を記録したり、高記録密度の光ディスクから情報を再生したりするために用いられる。第１光源３１による情報の記録を安定に行うためには、ピットやマークが形成された領域（記録ピット部）と、ピットやマークが形成されていない領域（非記録部または消去部）とで、第１光源３１の発光強度を一定に保つ必要がある。【００７０】
このために、図１に示すように、本実施形態の光ヘッドは、第１光源３１の発光強度を測定する光検出器２を備えている。また、光検出器２へ光を導くため、ビームスプリッタ３２は、第１光源３１から出射した光５６を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束５６’’および第２光束５６’に分岐する。第１光束は前述したコリメートレンズ３３に入射する。第２光束５６’は光検出器２に入射する。【００７１】
第２光束５６’は、第１光束５６’’と同様、発散状態にある。このため、電気的雑音に比べて高い信号を得るためには、光検出器２の受光部の面積を大きくする必要がある。一方、高い周波数帯域で信号を得るためには受光部の面積を小さくし、受光部の電気的容量（キャパシタンス）を小さくすることが好ましい。このように、信号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）の向上と周波数帯域を高めることとは、トレードオフの関係にあり、両立が困難である。【００７２】
本実施形態の光ヘッドはこの課題を解決するために、図１および図４に示すように、ビームスプリッタ３２によって分岐された第２光束５６’を集光する集光レンズ１を備える。集光レンズ１は、発散状態の第２光束５６’を集光状態に変換すればよい。図４では、第２光束５６’は、光検出器２において焦点を形成するように光検出器２に対して配置されているが、必ずしも焦点を形成しなくてもよい。ビームスプリッタ３２から出射する第２光束５６’が集光状態になるように集光されていればよい。【００７３】
このように集光レンズ１を備えることによって、光検出器２に入射する光を集め、小さな面積の光検出領域内に多くの光量を集めることができる。これによって、高い周波数帯域で、かつ、高い信号／雑音比で、第１光源３１から出射する光の光量を測定できる。【００７４】
好ましくは、光ヘッドはさらにミラー（第２ミラー）３を備え、ビームスプリッタ３２から出射した第２光束５６’の進行方向を変化させる。より具体的には、ミラー３は、ビームスプリッタ３２から出射した第２光束５６’の進行方向がほぼ直角に変化するようにビームスプリッタ３２に対して配置される。これにより、図１および図４に示すように、第１光源３１から出射する光がＴ方向に進行するように配置した場合、ミラー３によって第２光束５６’の光軸と、プリズム６０の斜面６０ａによって進行方向が変化させられた第１光束５６’’の光軸とは互いに平行になる。その結果、光検出器２を第１光源３１から出射する光５６の光路に対してＴ方向ではなく、Ｆ方向に配置することができる。したがって、光ヘッドを構成する部品がＴ方向へ広がって配置するのを抑制することができ、光ヘッドが光ディスクの内周側へ移動する際に光ヘッドと光ディスクを回転させるスピンドルモータとの干渉を防止することができる。【００７５】
本実施形態では、第２光束５６’は第１対物レンズ３４側に進行するようにミラー３によって第２光束５６’の進行方向が変えられているが、第１対物レンズ３４と反対側に進行するように進行方向を変えてもよい。【００７６】
さらに、光検出器２が長手方向を有する直方体の外形を有する場合、長手方向が、第１コリメートレンズ３３の光軸とおおよそ平行となるように、つまり長手方向がＹ方向と平行となるように光検出器２を配置することが好ましい。また、さらに、光検出器２の電気的端子は、長手方向に位置する側面に設けられていることが好ましい。これにより、光検出器３６と光検出器２とが干渉することなく光ヘッド内において部品を配置することができる。また、光ヘッドを構成する部品がＴ方向へ広がって配置するのを抑制することができる。したがって、光ヘッドを光ディスクのより内周側に接近させて、記録や再生を行うことが可能になる。【００７７】
次に第１コリメートレンズ３３について説明する。高記録密度の光ディスクの記録再生に用いられる第１対物レンズ３４は、０．８５またはそれより大きな開口数（ＮＡ）を有する。開口数が大きいので、第１光ディスク３５に対して記録または再生を行う場合、第１光ディスク３５の情報記録面の表面を覆っている透明基材の厚さの差異により、球面収差が顕著に発生する。【００７８】
本実施形態では、第１コリメートレンズ３３を第１コリメートレンズ３３の光軸方向へ移動させることにより、第１コリメートレンズ３３から第１対物レンズ３４へと向かう光の発散収束度を変化させる。第１対物レンズ３４に入射する光の発散収束度が変化すると球面収差が変化するのでこれを利用して基材厚差に起因する球面収差を補正する。【００７９】
このために光ヘッドは、駆動装置８を備える。駆動装置８は、たとえば、ステッピングモーターやブラシレスモーターなどと、回転駆動力を併進駆動力に変換する公知の機械要素とによって構成することができる。【００８０】
第１コリメートレンズ３３を保持するホルダは、部品点数の削減を図るため、コリメートレンズ３３と一体的に成形してもよい。第１コリメートレンズ３３は平行度を緩くする、すなわち、発散度を緩和するように変換する。第１コリメートレンズ３３は、凹レンズおよび凸レンズの組み合わせより構成してもよい。この場合、凹レンズまたは凸レンズのいずれか一方を駆動装置８によって光軸と平行な方向に移動させても、球面収差を補正することができる。【００８１】
ここで、第１対物レンズ３４を光ディスクの内周側（半径２０ｍｍ程度）まで移動可能にするためには、スピンドルモータ７側に光ヘッドが第１対物レンズ３４よりもできるだけ突出しないほうが好ましい。このため、図３に示すように、駆動装置８は、第１光ディスク３５と平行な面内において、第１コリメートレンズ３３の光軸３３ａに対して、スピンドルモータ７とは反対側、つまり、矢印３３Ａで示すように、第１光ディスク３５の外周側に配置することが好ましい。これにより、第１コリメートレンズ３３の駆動装置８とスピンドルモータ７との干渉を避け、光ヘッドを光ディスクの内周側まで移動させることが可能となる。【００８２】
図１から図３に示したように、ビームスプリッタ３２と対物レンズ３４の間に球面収差補正手段であるコリメートレンズ３３を配置することが好ましい。先に述べたように、コリメートレンズ３３をその光軸方向に沿って駆動装置８の動力によって移動させることによって、第1対物レンズ３４へ入射する光の発散、収束度を変え、球面収差を制御できる。【００８３】
図１３に示すように、特許文献４はコリメートレンズ７４を光源７３とビームスプリッタ７５との間に配置することを開示している。この場合、仮に球面収差を補正するためにコリメートレンズ７４を移動させても、光ディスクで反射し、光検出器７６へ入射する光はコリメートレンズ７４を透過しないため、光源と光ディスクとの間および光ディスクと光検出器との間で結像関係が異なってしまう。その結果、正確なフォーカスエラー信号を光検出器７６によって検出できない。【００８４】
これに対し、本発明によれば、コリメートレンズは光源と光ディスクとの間および光ディスクと光検出器との間に位置するため、これらの間における結像関係が保たれる。したがって、フォーカス制御における光の収束状態を変化させることなく球面収差を行うことが可能となり、フォーカス制御と球面収差の制御を両立させることができるという顕著な効果が得られる。【００８５】
次に、色収差の補正について説明する。光ヘッドが記録および再生の両方を行う光情報装置に搭載される場合、第１光源３１は、再生時の出力に比べて大きな出力で光出射する必要がある。この場合、第１光源３１から出射する光の波長が出力によって変動することがある。このため、光ヘッドは、第１光源３１から出射する光の波長の変動による色収差を補正するために、色収差補正用のレンズ４９をさらに備えている。レンズ４９は、たとえば第１対物レンズ３４とプリズム６０との間に設けることができる。【００８６】
レンズ４９は、図５に示すように、たとえば、凹レンズ４９ａと、凸レンズの作用を有する回折レンズ４９ｂとを含む。好ましくは、回折レンズ４９ｂは凹レンズ４９ａの曲面４９ｃに設けられている。回折レンズ４９ｂを、凹レンズ４９ａの曲率を持った曲面４９ｃ上に設けることによって、表面で反射した０次回折光、すなわち、回折レンズの作用を受けなかった光が生じたときに、平面で反射して迷光を生じることを防ぐことができる効果がある。【００８７】
光ヘッドはこのほか、レンズ５５および１／４波長板４８を備えていてもよい。レンズ５５は第１光源３１に近接して設けられ、第１光源３１に近接する側に凸のシリンドリカル面を有し、反対側に凹のシリンドリカル面を有している。これにより、第１光源３１から出射する光の光軸に垂直な面内の直交する２方向における遠視野像の強度部分布が等しくない、すなわち、出射する光ビームの遠視野像が楕円形の場合において、遠視野像を円形に近づけて光の利用効率を高めることができる。また、１／４波長は、偏光ビームスプリッタ５９における光利用効率を向上させることができる。さらに、回折素子５１や、非回転対称形のレンズ５０を設けることにより、第１光検出器３６から制御に好適なサーボ信号を得ることができる。【００８８】
次に、光ヘッド内における構成部品の配置を説明する。まず、光ヘッド内における第１光源３１と第１光検出器３６の配置を説明する。第１光源３１は駆動電圧が５Ｖ程度以上である。従来のＣＤやＤＶＤ用の光源の駆動電圧が３Ｖ程度であるのに比べると、高い電圧で第１光源３１を駆動する必要があるため、消費電力が多くなり、第１光源３１からの発熱量もおおくなる。このため、発熱による影響を十分に考慮する必要がある。【００８９】
一方、第１光検出器３６は、第１光ディスクから反射した光を受け取り、電機的信号に変換する。電気的ノイズが信号にのる前に信号を増幅することによって信号／雑音の比率を高くするために、第１光検出器３６は信号増幅用のアンプをさらに備え、光検出素子とアンプとを同じチップによって構成することが好ましい。しかし、アンプも通電により発熱するため、第１光源３１に近接して第１光検出器３６を配置すると、第１光検出器３６のアンプによる発熱によって第１光源３１の温度が上昇し、第１光源３１から出射する光の波長がシフトしたり、第１光源３１の寿命が短くなることも考えられる。【００９０】
このため、図１および図３に示すように、第１光ディスク３５と平行な面内において、第１光検出器３６と第１光源３１とは第１コリメートレンズ３３の光軸に対して互いに反対側に配置することが好ましい。これによって、第１光検出器３６と第１光源３１との距離を大きくし、互いの熱の影響を抑制することができるため、第１光検出器３６にアンプを集積化し、高い信号／雑音比を得ると共に、第１光源３１の温度上昇を防止できる。【００９１】
図３に示すように、第１光検出器３６は、好ましくは、第１コリメートレンズ３３の光軸に対して、矢印３３Ｂで示すように、光ディスクの内周側、あるいは、スピンドルモータ側に位置している。図３から明らかなように、第１対物レンズ３４近傍にはスピンドルモータ７が位置するため、第１対物レンズ３４近傍においては、第１コリメートレンズ３３の光軸に対して、矢印３３Ｂで示す光ディスクの内周側には光ヘッドを構成する部品を配置しないほうが好ましい。しかし、光ヘッドの基台５は、図３に示すように、スピンドルモータ７に接近可能なように円弧状の凹部を有しているため、光ヘッドの基台５の凹部の外側であれば、光ヘッドを構成する部品を配置する空間が確保できる。したがって、基台５の凹部の外側の領域を利用することによって、スピンドルモータ７と干渉することなく、第１光検出器３６と第１光源３１とを第１コリメートレンズ３３の光軸に対して互いに反対側に配置することができる。【００９２】
本実施形態の光ヘッドは光ディスクを用いて大容量の情報を記録再生することを目的としている。大容量の情報を扱うためには情報の記録速度や再生速度も速くする必要があり、特に記録する際には、出射光の強度を高速に変化させて高速に記録を行う必要がある。すなわち、第1光源３１を駆動し、発光させるために流す電流を高速に変調する必要がある。このために、第1光源３１を駆動する電流を制御する駆動回路、あるいは、大規模集積回路（ＬＳＩ）は第1光源３１に近接して配置することが好ましい。近接して配置することによって、配線が長くなることによる抵抗の増大、および、それにより生じる信号の遅れを防止することができる。【００９３】
第1光源３１の駆動電流を制御する駆動回路は、集積モジュール３７に内蔵された第２光源３７ａの駆動電流を制御する駆動回路と共通な部分が多い。このため、第1光源３１の駆動回路と第２光源３７ａの駆動回路とを共通にし、ＬＳＩによって構成された１つの駆動回路で第1光源３１と第２光源３７ａとを駆動すれば、光ヘッドの小型化を図ることができる。【００９４】
これらのことから、図３に示すように光ヘッドは、第1光源３１および第２光源３７ａを駆動する駆動回路９をさらに備え、駆動回路９は第1光源３１および第２光源３７ａに近接して配置することが好ましい。光ヘッドを光ディスクのより内周側にまで移動可能にし、光ディスクの内周側で記録再生を可能にするために、第1光源３１および第２光源３７ａと駆動回路９とは、第１コリメートレンズ３３の光軸３３ａに対して、光ディスクの外周側（矢印３３Ａ）へ配置することが好ましい。これにより、第１光源３１の変調を高速で行うことが可能となり、また、光ヘッドの外形を小さくすることが可能となる。【００９５】
本実施形態の光ヘッドは、第１対物レンズ３４と第２対物レンズ４１とをそれぞれ用いる２つの光学系によって構成される。次に２つの光学系の配置を説明する。【００９６】
図２および図３に示すように、プリズム６０へ入射する第１光源３１の光束５６’’と第２光源３７ａの光束５７および第３光源４３ａの光束５８の光軸は互いに平行であることが好ましい。これによって、プリズム６０の斜面６０ａ、６０ｂをともに図２において、紙面に対して垂直に設定し、かつ、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１への入射角度をそれぞれの光軸と平行にすることができる。また、斜面６０ａ、６０ｂをともに紙面に対して垂直に設定できるので、立ち上げプリズム６０は、たとえば、紙面に垂直方向に長く伸びるバーを切断することによって、効率よく作製することが可能となり、プリズム６０の製造コストを低減することができる。【００９７】
なお、このように、プリズム６０の２つの斜面６０ａ、６０ｂを光源から出射した光束の立ち上げに用いる場合、ミラーを２つ用いる場合とは異なり、斜面６０ａおよび斜面６０ｂを調整することによって、互いに独立して光軸の調整を行うことができない。このため、第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａをそれぞれ基台５（図３）に対して、第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａのそれぞれの光軸と直角方向にスライドして位置を調整できるようなホルダを備えていることが好ましい。第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａをそれぞれの光軸に対して直角方向に移動することによって、第１コリメータレンズ３３や第２コリメートレンズ３９を通った光の光軸角度を調整することが好ましい。【００９８】
図１、図２および図３に示すように、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１は、対物レンズアクチュエータ４５の可動体４５ａに固定されている。第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１は、Ｙ方向、つまり、第１光ディスク３５のトラック溝の延伸方向に略平行に並べることが好ましい。Ｙ方向と直交するＴ方向に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を並べると、光ディスクの最外周や最内周に光ヘッドがアクセスしたとき、使っていない対物レンズがスピンドルモータ７（図１、２）と干渉し、機器の外装と干渉する恐れがある。Ｙ方向に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を並べることにより、光ヘッドがスピンドルモータや外装に干渉することを防止し、異なる種類の光ヘッドのいずれに対しても記録再生を正しく行うことが可能となる。【００９９】
また、図３に示すように、第２対物レンズ４１は光ディスクのおおよそ中心７ｃを通り、光ヘッドがシーク動作によって移動する方向に伸びる直線７ｂ上に配置させることが望ましい。このように第２対物レンズ４１を配置することによって、たとえば、ホログラム４３ｂの部材の一部に回折格子を形成し、サブビームを形成し、これを利用して３ビーム法によるトラッキング信号検出を行うことが可能となり、特に、第３光源４３ａを用いた再生動作において、信号検出を安定に行うことができる。また、このとき、第１対物レンズ３５は線７ｂ上からはずれることになるので、第１光源３１を用いた記録再生動作には、サブビームを用いない１ビーム法によってトラッキングエラー信号を検出することが望ましい。【０１００】
次に、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１の可動体４５ａにおける傾きの調整について説明する。【０１０１】
特許文献３によれば、２個の対物レンズを一体に結合して製造できると開示されている。しかし、一般に、対物レンズ製造時には、製造誤差によりコマ収差が生じ、収束ビームを歪ませる。この歪みは、対物レンズごとに異なる。このため、２個の対物レンズはそれぞれ適した角度に傾けることによって、このコマ収差を低減することが好ましい。【０１０２】
図１に示すように、まず、第１対物レンズ３４を可動体４５ａへ接着後、可動体４５ａの傾きを調整し、第１対物レンズ３４による収束光の収差を低減する。その後、第２対物レンズ４１の傾きを可動体４５ａに対して調整して、第２対物レンズによる収束光の収差を低減する。【０１０３】
その手順は下記の通りである。まず、光ビーム５６’’が第１対物レンズ３４で収束されたときに、コマ収差が最小になるように、あるいは、収束スポットが最も軸対称となるよう、可動体４５ａ全体の傾き調整する。そして、その状態で第２対物レンズ４１の傾きを可動体４５ａに対して調整し、コマ収差が最小になるように、あるいは、収束スポットが最も軸対称になるようにする。【０１０４】
第２対物レンズ４１をまず、可動体４５ａに対して固定し、次に、第１対物レンズ３４の傾きを可動体４５ａに対して調整することも考えられるが、この手順は好ましくない点がある。ＮＡの大きなレンズほど、レンズ表面と光ディスク表面の間隔、すなわちワーキングディスタンス（ＷＤ）が小さくなる。このため、第１対物レンズ３４の傾きを可動体４５ａに対して調整する際、狭い間隔から第１対物レンズ３４の傾きを変えるためのピンセットのような治具を挿入する必要があり、傾きの調整が困難となるからである。【０１０５】
本実施形態の光ヘッドでは、上述の手順で第２対物レンズ４１の傾きを調整するのに好適なように、第２対物レンズ４１の形状に工夫している。【０１０６】
図６は、第２対物レンズ４１の断面形状を模式的に表している。第２対物レンズ４１は、光ビームを収束させるための曲面部４１ｈと、その周辺の平坦な部分４１ｃを有する。コバ４１ｃは通常「コバ（flange）」と呼ばれるため、以下、コバ４１ｃと呼ぶ。【０１０７】
第２対物レンズ４１の傾きを変えるためにはピンセットのような治具を可動体４５ａと対物レンズの間に挿入する必要がある。このピンセットのような道具は、傾きを変える際に曲がらないことが好ましい。実際に治具を試作し調整を行ったところ、治具の太さが０．５ｍｍ以上あれば、治具が曲がらず、また、調整が容易であることが分かった。その際に、光ビームを集光する面に傷を付けると、対物レンズの集光性能が低下するため、治具を接触させることができるのはコバ４１ｃだけである。したがって、コバ４１ｃの幅ｄは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。なお、可動体４５ａは２個の対物レンズを搭載するが、高速の動作をする必要があるので軽量にしなければならない。この観点から対物レンズも小型である必要があり、コバ４１ｃもむやみに大きくはできない。光ディスクは最速で、毎分１００００回転程度まで回転させる場合があり、このときのサーボ性能を満足する対物レンズアクチュエータを実現するためには、コバ４１ｃ幅は１ｍｍ以下が好ましい。【０１０８】
また、第２対物レンズ４１の傾きを調整した後、どれだけ対物レンズが傾いているかを測定することが好ましい。計測の結果、傾きが大きい場合には、レンズの性能が異常であることも考えられ、そのような場合には、不良品としてその対物レンズを使用しないほうがよいことも考えられるからである。レンズの傾きは、図６に示すように第２対物レンズ４１のコバ４１ｃに光Ｂ１を照射し、その反射方向を観測することによって測定できる。正しく測定を行うためには、適切な反射光を得る必要があり、このため、コバ４１ｃの上面４１ｇは平坦であることが好ましい。また、反射光が散乱しないよう、コバ４１ｃの表面である上面４１ｇは鏡面仕上げが施されていることが好ましい。本願発明者が検討した結果、上面の幅が０．２ｍｍ以上あれば反射光が散乱されず、正確に反射方向を測定できることが分かった。この観点からは、コバ４１ｃの幅ｄは０．２ｍｍ以上必要である。【０１０９】
通常、コバ４１ｃの最も外側は曲面になる部分が０．１ｍｍ程度ある。したがって、平坦部の幅ｄは０．３ｍｍ（０．２ｍｍ＋０．１ｍｍ）以上あることが好ましい。【０１１０】
さらに、可動体４５ａに第２対物レンズ４１を固定する場合、レンズに光を入射させる孔が設けられるため、第２対物レンズ４１を可動体４５ａに固定するために接触させることができるのは、コバ４１ｃだけである。対物レンズの直径の誤差は通常±１０μｍ程度あり、可動体４５ａに設けられた孔の直径の誤差は、通常±２０μｍである。このため、これらの誤差を足し合わせると、±３０μｍとなり、第２対物レンズ４１と可動体４５ａとの位置づけは最大で６０μｍとなる。【０１１１】
６０μｍの位置あわせ誤差が生じてもコバ４１ｃが可動体４５ａと接触可能なためには、コバ４１ｃの幅は、６０μｍ以上であることが好ましい。通常、コバ４１ｃの最も外側は曲面になる部分が０．１ｍｍ程度あるため、この観点からは、コバ４１ｃの幅ｄは、０．１６ｍｍ（０．０６ｍｍ＋０．１ｍｍ）以上であることが好ましい。【０１１２】
以上のことから、コバ４１ｃの幅は、０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、調整後の対物レンズの傾きが測定できるため、不良品を確実に除外することができるという点で好ましく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、傾きの調整も容易であるという点でより好ましいことが分かった。この範囲の幅のコバを有する第２対物レンズ４１を用いることによって、上述した方法により対物レンズの傾きの調整が容易であり、かつ、精度の高い調整が可能となる。したがって、高性能の光ヘッドを高い生産性で製造することが可能となる。【０１１３】
このように本実施形態の光ヘッドによれば、上述した種々の特徴的な構造を採用しているため、複数の異なる規格の光ディスクに対応し、外形が小さく、安定して優れた光学的特性を発揮する光ヘッドが実現する。【０１１４】
（第２の実施形態）
図７を参照しながら、本発明による光情報装置の実施形態を説明する。【０１１５】
光情報装置１０４は、光ヘッド４０２と電気回路４０３とモータ４０４とを備えている。【０１１６】
光ディスク４０７〜４０９は記録密度が互いに異なっており、いずれか１つを操作者が選択して、選択した光ディスクをターンテーブル４０５に載置する。載置された光ディスクは、クランパ４０６によって、ターンテーブル４０５に固定されモータ４０４によって回転駆動される。光ディスク４０７〜４０９は第１の実施形態の第１光ディスク３５、第２光ディスク３２０および第３光ディスク４６に対応している。【０１１７】
光ヘッド４０２には、第１の実施形態で説明した光ヘッドを好適に用いることができる。光ヘッドはトラバースモータなどの駆動機構４０１によってトラッキング方向に移動することができ、所望のトラックへジャンプすることができる。【０１１８】
光ヘッド４０２は、光ディスク４０７〜４０９との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を電気回路４０３へ出力する。電気回路４０３はこの信号に対応して、光ヘッド４０２へ、対物レンズを微動させるための信号を送る。この信号によって、光ヘッド４０２は、光ディスク４０７〜４０９に対してフォーカス制御およびトラッキング制御を行い、光ヘッド１０４によって、情報の再生または情報の記録を行う。【０１１９】
本実施形態によれば、第１の実施形態の光ヘッドを備えているため、記録密度の異なる複数の光ディスクの記録再生動作を安定して行うことのできる光情報装置を実現することができる。【０１２０】
（第３の実施形態）
図８を参照しながら、本発明によるコンピュータの実施形態を説明する。【０１２１】
コンピュータ１０５は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置５０１を備える。コンピュータ１０５は、さらに情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置５０３と、入力装置５０３から入力された情報や、光情報装置５０１から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２を備える。【０１２２】
また、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置５０４を備える。【０１２３】
コンピュータ１０５によれば、第２の実施形態で説明した光情報装置と同じ光情報装置５０１を備えるので、用途に応じて、異なる規格の光ディスクに映像情報、音声情報あるいはデータを記録したり、光ディスクに記録されたこれらの情報を読み出し、情報の加工、編集を行うことができる。【０１２４】
（第４の実施形態）
図９を参照しながら、本発明による光ディスクプレーヤの実施形態を説明する。【０１２５】
光ディスクプレーヤ１０６は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置６０１を備える。光ディスクプレーヤ１０６は、光情報装置６０１から得られる情報信号を画像に変換するデコーダなどの変換装置６０２をさらに備える。光ディスクプレーヤ１０６はカーナビゲーションシステムとしても利用してもよい。また、液晶モニタなどの表示装置６０３をさらに備えていてもよい。【０１２６】
（第５の実施形態）
図１０を参照しながら、本発明による光ディスクレコーダの実施形態を説明する。【０１２７】
光ディスクレコーダ１０７は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置７０１を備える。また、画像情報を、光情報装置７０１によって光ディスクへ記録する情報へ変換するエンコーダなどの変換装置７０２をさらに備える。光情報装置７０１から得られる情報信号を画像に変換するデコーダ７０３をさらに備えていてもよい。また、情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置７０４を備えてもよい。【０１２８】
（第６の実施形態）
図１１を参照しながら、本発明による光ディスクサーバの実施形態を説明する。【０１２９】
光ディスクサーバ１０８は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置８０１を備える。さらに、サーバ１０８は、情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置８０５と、光情報装置８０１に記録する情報を取り込んだり、光情報装置８０１によって読み出した情報を外部に出力する有線または無線の入出力端子８０２を備える。これによって、ネットワーク、すなわち、複数の機器、例えば、コンピュータ、電話、テレビチューナなどと情報をやりとりし、これら複数の機器と情報を共有する光ディスクサーバとして機能する。情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置８０４をさらに備えてもよい。また、複数の光ディスクを光情報装置８０１に出し入れするチェンジャー（図示せず）を設けることによって、多くの情報を記録・蓄積することができる。【０１３０】
なお、第２から第６の実施形態において、出力装置や入力装置を示しているが、入力端子や出力端子のみを備え、出力装置や入力装置は、第２から第６の実施形態の機器が備えていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３１】
本発明は、基材厚や対応波長、記録密度などが異なる種々の光ディスクに対して記録および再生の少なくとも一方を行う光ヘッドおよび光ディスク装置などの光情報装置に好適に用いられる。特に、複数の対物レンズを備える光ディスク装置などの光情報装置に好適に用いられる。【０１３２】
したがって、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、カーナビゲーションシステム、編集システム、データサーバー、ＡＶコンポーネントなど、情報を蓄えるあらゆるシステムに好適に用いられる。
【図１】
2007069612.tif 000003
【図２】
2007069612.tif 000004
【図３】
2007069612.tif 000005
【図４】
2007069612.tif 000006
【図５】
2007069612.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007069612.tif 000009
【図８】
2007069612.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2007069612.tif 000012
【図１１】
2007069612.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年12月28日(2007.12.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長の光源と、
前記第１波長の光源から出射した前記第１波長の光の発散度を変換する第１コリメートレンズと、
前記第１コリメートレンズによって発散度を変換された前記第１波長の光の方向を折り曲げる第１折り曲げミラーと、
前記第１折り曲げミラーで折り曲げられた前記第１波長の光を、第１の光ディスク記録面上に収束させる第１対物レンズと、
前記第１対物レンズを保持する可動体を具備し、
前記第１対物レンズによって光ディスクの記録面へ収束されさらに反射された前記第１波長の光を受光して電気信号に変換する第１光検出器と、
前記第１波長の光源から出射した前記第１波長の光を前記第１コリメートレンズとは異なる方向に分岐するビームスプリッタと、
光学部品を保持する基台を具備し、
前記基台は円弧状の凹部を有し、
前記第１光検出器を、前記基台周縁部において前記円弧の端部につながる、略直線部に配置させることを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記第１コリメートレンズの光軸方向を間に挟んで反対側に、前記第１光検出器と前記第１波長の光源を配置することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
第２波長の光源をさらに具備し、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記光ディスクの外周側へ、前記第１波長の光源と、前記第２波長の光源を配置することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第１波長の光源と、前記第２波長の光源と、
両光源を発光させるための電流回路を近接して配置したことを特徴とする請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記第１コリメートレンズの位置を前記第１コリメートレンズの光軸と平行な方向へ移動させるための駆動装置をさらに備え、
前記駆動装置を、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記光ディスクの外周側に配置することを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ヘッド装置と、
光ディスクを回転するモーターと、前記光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記モーターや光学レンズやレーザー光源を制御および駆動する電気回路を具備する光情報システム。
【請求項７】
第１波長の光源と、第１波長より長い第２波長の光源と、
前記第１波長の光を、第１の光ディスク記録面上に収束させる第１対物レンズと、
前記第２波長の光を、第２の光ディスク記録面上に収束させる第２対物レンズと、
前記第１対物レンズと、前記第２対物レンズを保持する可動体と、
光を受光して電気信号に変換する光検出器を具備する光ヘッド装置に第２対物レンズとして使用される対物レンズであって、
コバの幅が０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項８】
コバの幅が０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載の対物レンズ。
【請求項９】
コバの表面は鏡面仕上げされていることを特徴とする請求項７に記載の対物レンズ。
【請求項１０】
第１波長の光源と、第１波長より長い第２波長の光源と、
前記第１波長の光を、第１の光ディスク記録面上に収束させる第１対物レンズと、
前記第２波長の光を、第２の光ディスク記録面上に収束させる請求項７に記載の対物レンズと、
前記第１対物レンズと、請求項７に記載の対物レンズを保持する可動体と、
光を受光して電気信号に変換する光検出器を具備する光ヘッド装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光ヘッド装置と、
光ディスクを回転するモーターと、前記光ヘッド装置から得られる信号を受け、前記モーターや光学レンズやレーザー光源を制御および駆動する電気回路を具備する光情報システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に情報の記録・再生を行う光情報装置および光情報装置に用いる光ヘッドに関する。また、本発明は光情報装置を搭載した応用機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の情報を記録することが可能な情報記録媒体として、光ディスクが広く用いられており、技術の進歩にともなって、より記録密度の高い光ディスクが開発されてきている。
【０００３】
最初に普及した光ディスクはコンパクトディスク（ＣＤ）であり、その後、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）が普及した。ＤＶＤはＣＤの約６倍の記録密度で情報を記録することができることから、大容量のデータを一枚のＤＶＤに記録することができる。このため、特に、情報量の多い映像情報の記録に用いられている。また、近年、ブルーレイディスク（ＢＤ）、ＨＤ−ＤＶＤといった、より高記録密度で情報を記録することが可能な次世代光ディスクが開発され、特に、高精細映像を記録するために用いられ始めている。
【０００４】
光ディスクの記録密度を高め、大容量を実現するためには、記録再生に用いる光ビームの光スポットをより小さくする必要がある。これは、光源として用いるレーザ光の波長をより短くし、かつ、光スポットを形成するための対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることによって実現される。たとえば、ＤＶＤでは、波長６６０ｎｍの光源と、開口数（ＮＡ）０．６の対物レンズとが使用される。また、たとえば、波長４０５ｎｍの青色レーザと、ＮＡ０．８５の対物レンズとを使用することによって、現在のＤＶＤの記録密度の５倍の記録密度を実現することのできる次世代光ディスクが実現する。
【０００５】
種々の光ディスクが開発されるにつれて、光ディスク装置の互換性が重要となる。ユーザの利便性を考慮すれば、光ディスク装置は複数の光ディスクに対応していることが好ましい。具体的には、次世代光ディスクに対応した光ディスク装置は、ＣＤまたはＤＶＤも記録再生を行うことができることが好ましい。この場合、対物レンズの開口数を０．８５に高めながら、作動距離をＤＶＤやＣＤ用の対物レンズのように長くすることは困難であるため、次世代光ディスクの記録再生が可能な光情報装置では、次世代光ディスク用の対物レンズとＣＤまたはＤＶＤを記録再生するのに使われる少なくとも１つの対物レンズとを備えることが望ましい。
【０００６】
対物レンズは、磁気回路などによって構成される対物レンズアクチュエータにより、フォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動される。これにより、対物レンズは、フォーカス方向において光ディスクから所定の間隔を維持するように制御され、また、トラッキング方向においてトラックの中心を追随するように制御される。
【０００７】
このため、記録密度が異なる複数の光ディスクに対応した光情報装置では、複数の対物レンズが可動部に搭載され、フォーカシング方向及びトラッキング方向に移動可能に構成されなければならない。特許文献１は、このような光情報装置の一例を示している。図１２に示すように、特許文献１の光情報装置において、第１光源（図示せず）から放射された光ビーム６１はコリメートレンズ６２によっておおよそ平行光に変換され、平板状の立ち上げミラー６３によって、光軸が記録密度の高い光ディスク６５に対して垂直に入射するように折り曲げられる。第１対物レンズ６５は光ビーム６１を光ディスク６５の記録面上に収束させる。
【０００８】
また、第２光源（図示せず）から放射された光ビーム６６はコリメートレンズ６７によっておおよそ平行光に変換され、平板状の立ち上げミラー６８によって、光軸が記録密度の低い光ディスク７０に対して垂直に入射するように折り曲げられる。第２対物レンズ６９は光ビーム６６を光ディスク７０の記録面上に収束させる。
【０００９】
対物レンズアクチュエータ７１は、図示しない可動部に固定された第１対物レンズ６４を、記録密度の高い光ディスク６５の記録面と直交するフォーカシング方向Ｆおよび光ディスク６５のトラッキング方向Ｔの両方向に移動させることができる。同様に、対物レンズアクチュエータ７２は、図示しない可動部に固定された第２対物レンズ６９を、記録密度の低い光ディスク７０の記録面と直交するフォーカシング方向Ｆおよび光ディスク７０のトラッキング方向Ｔの両方向に移動させることができる。このように特許文献１の光情報装置では、２つの対物レンズはそれぞれ別の対物レンズアクチュエータにより駆動される。
【００１０】
特許文献２は、２つの対物レンズを同一の可動部に支持させ、１つの対物レンズアクチュエータによってフォーカシング方向およびトラッキング方向へ駆動する光情報装置を開示している。
【００１１】
特許文献３は、２つの対物レンズを同一の可動部に支持させ、１つの対物レンズアクチュエータによってフォーカシング方向およびトラッキング方向へ駆動する光情報装置の他の例を開示している。図１３に示す光情報装置は、互いに記録密度が異なる３つの光ディスクに対応しており、３つの光源を備えている。具体的には、半導体レーザ７３と、半導体レーザが内蔵されたＤＶＤ用モジュール８５およびＣＤ用モジュール８３とを備えている。
【００１２】
半導体レーザ７３は、４０８ｎｍのレーザ光束を出射し、高密度光ディスクに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。半導体レーザ７３から出射した光束はコリメータ７４を透過し、ハーフミラー７５に入射する。ハーフミラー７５に入射した光の一部はモニターフォトダイオード７８へ入射し、大部分は立上げミラー８８へ入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８０に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ハーフミラー７５に入射し、シリンドリカルレンズ７７を透過した後、光検出器７６に入射する。
【００１３】
ＤＶＤ用モジュール８５は、６５８ｎｍのレーザ光束を出射する赤色半導体レーザと光検出器とを含み、ＤＶＤに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。ＤＶＤ用モジュール８５の半導体レーザから出射した光は、ＤＶＤ用コリメータ８６および偏光ビームスプリッタ８７を透過し、立ち上げミラー８８に入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８１に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ＤＶＤ用モジュール８５の光検出器に入射する。
【００１４】
ＣＤ用モジュール８３は、７８５ｎｍのレーザ光束を出射する赤外半導体レーザと光検出器とを含み、ＣＤに対して情報の記録再生を行う場合に用いられる。ＣＤ用モジュール８３の半導体レーザから出射した光は、ＣＤ用コリメータ８４および偏光ビームスプリッタ８７を透過し、立ち上げミラー８８に入射する。立ち上げミラー８８は対物レンズ８１に向けて光を反射する。光ディスクにおいて反射した光は、逆の経路をたどり、ＣＤ用モジュール８３の光検出器に入射する。
【００１５】
対物レンズ８０および８１は、可動体を構成する保持部材７９に支持されえおり、保持部材７９は、フォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能なようにワイヤ８２によって支持されている。
【特許文献１】特開２００２−２０８１７３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２０５８７号公報
【特許文献３】特開２００５−２９３６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１の光情報装置では、対物レンズアクチュエータを２個備えているため、対物レンズ６４と対物レンズ６９との間隔を小さくできず、光情報装置の光ヘッドを小型化するのが困難である。この課題を回避するために、対物レンズアクチュエータ７１および７２を小さくすると、駆動力を得るためのコイルや磁石を可動部側につけるスペースが不足し、駆動力を十分に得ることができないという課題があった。
【００１７】
特許文献２の光情報装置では、２つの対物レンズのうち一方へ入射する光軸は、光源から一直線に対物レンズへ伸びている。このため、光ヘッドの光ディスク面に垂直な方向の厚みが極端に大きくなるという課題があった。
【００１８】
特許文献３は、プリズムを用いて複数の光源から出射する光を立ち上げることによって、薄型化が可能な光ヘッドを開示している。しかし、特に、水平方向における部品の配置が考慮されておらず、光ヘッドが光ディスクの最内周をアクセスしようとするとスピンドルモータと光ヘッドとが干渉するという問題が生じる。
【００１９】
またＢＤやＨＤ−ＤＶＤといった記録密度の高い光ディスクの記録再生には、青色半導体レーザが用いられる。青色半導体レーザは、ＤＶＤやＣＤなどの記録再生に用いられる光源に比べて駆動電圧が高く、消費電力が大きい。本願発明者の検討によれば、光ヘッドを小型化した場合、青色半導体レーザの発熱が、光ヘッド内の光検出器などの信号／雑音の比を悪化させ、安定な記録再生が困難になるという問題があることが分かった。
【００２０】
また、記録密度の高い光ディスクに記録を行う場合、記録マークやピットを正確に光ディスクの情報記録面に形成する必要があり、このために、光源から出射する光の光量をモニタする必要がある。特に、記録密度が高くなると、記録マークやピットも小さくなるため、光源から出射する光の光量を、より高い信号／雑音の比で、かつ、より高い周波数でモニタする必要がある。特許文献１から３は、特にＢＤやＨＤ−ＤＶＤといった記録密度の高い光ディスクに対して記録再生を行うために適切な光量のモニタ方法を開示していない。
【００２１】
また、高いＮＡの対物レンズによって光を収束させ、高密度光ディスクに対して記録再生を行う場合、光ディスクの光の入射面から光ディスクの情報記録面までの距離、すなわち、基材厚さの誤差によって、波面が大きく乱れる。この乱れを球面収差と呼ぶ。球面収差はほぼＮＡの４乗に比例する。したがって、高いＮＡの対物レンズを用いる場合、球面収差による補正手段が必要である。特許文献１から３は従来技術の光学系において、最小の部品点数で効率的に球面収差を補正する具体的な構成を開示していない。
【００２２】
本発明はこのような従来技術の課題の少なくとも１つを解決し、高記録密度用の光源を少なくとも１つ備え、小型で、安定性に優れた複数種の光ディスクに対応した光ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の光ヘッドは、第１波長の光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射した光を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束および第２光束に分岐するビームスプリッタと、前記第１光束の発散度を変換する第１コリメートレンズと、前記発散度を変換された前記第１光束の進行方向を変化させる第１ミラーと、前記進行方向が変化した第１光束を、第１光ディスクの記録面に向けて収束させる第１対物レンズと、前記第１対物レンズを保持する可動体と、前記第１光ディスクの記録面において反射した前記第１光束を受け取り、電気信号に変換する第１光検出器と、前記第２光束を集光させる集光レンズと、前記集光レンズによって集光した第２光束を受け取り、電気信号に変換する第２光検出器とを備える。
【００２４】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記ビームスプリッタから出射した第２光束の進行方向を変化させる第２ミラーをさらに備え、前記第２ミラーは、前記第２方向に進行する光束を前記第２方向と直交する方向に進行方向を変化させるように前記ビームスプリッタに対し配置されている。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記第２ミラーによって進行方向が変化させられた第２光束の光軸、および、前記第１ミラーによって進行方向が変化させられた第１光束の光軸は互いに平行である。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、前記第２光検出器は長手方向を有する外形を備え、前記長手方向が、前記第１コリメートレンズの光軸とおおよそ平行となるように前記第２検出器が配置されている。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、前記第２検出器は、前記長手方向に位置する側面に電気的接続端子を有する。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１コリメートレンズの位置を前記第１コリメートレンズの光軸と平行な方向へ移動させるための駆動装置をさらに備え、前記駆動装置は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、凹レンズおよび凹レンズの曲面に形成された回折レンズを含み、前記第１対物レンズの色収差を補正するレンズをさらに備える。
【００３０】
ある好ましい実施形態において、前記第１光源と前記第１光検出器とは、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、互いに反対側に配置されている。
【００３１】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１波長より長い第２波長の光を出射する第２光源と、前記第２光源から出射する光の進行方向を変化させる第２ミラーと、前記第２ミラーにより進行方向が変化した第２光源の光を、第２光ディスクの記録面に向けて収束させる第２対物レンズとを備え、前記第２対物レンズは前記可動体に支持されている。
【００３２】
ある好ましい実施形態において、前記第１光源および前記第２光源は、前記第１コリメートレンズの光軸に対して、前記第１光ディスクの外周側に配置されている。
【００３３】
ある好ましい実施形態において、光ヘッドは、前記第１光源および前記第２光源を駆動するための駆動回路をさらに備え、前記駆動回路は、前記第１光源および前記第２光源に近接して配置されている。
【００３４】
ある好ましい実施形態において、前記第２波長はＤＶＤの記録再生に用いる波長であり、前記第１波長は、前記ＤＶＤより高密度の光ディスクの記録再生に用いる波長である。
【００３５】
ある好ましい実施形態において、前記第１対物レンズおよび第２対物レンズは、前記第１光ディスクおよび第２光ディスクの接線方向に沿って配列されている。
【００３６】
ある好ましい実施形態において、前記第１対物レンズは前記第１光ディスクの中心を通り、前記光ヘッドのシーク動作の移動方向と平行な直線上に位置している。
【００３７】
ある好ましい実施形態において、前記第２対物レンズは、０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下の幅のコバを有する。
【００３８】
ある好ましい実施形態において、前記対物レンズのコバの表面は鏡面仕上げされている。
【００３９】
本発明の光情報装置は、上記いずれかに規定される光ヘッドと、前記第１光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータと、前記光ヘッドの少なくとも前記第１光検出器から得られる信号に基づき、前記光ヘッドを制御するための電気回路とを備える。
【００４０】
本発明のコンピュータは上記光情報装置を備える。
【００４１】
本発明の光ディスクプレーヤは上記光情報装置を備える。
【００４２】
本発明の光ディスクレコーダは上記光情報装置を備える。
【００４３】
本発明の光ディスクサーバは上記光情報装置を備える。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、集光レンズを備えることによって、第２光検出器に入射する光を集め、小さな面積の光検出領域内に多くの光量を集めることができる。これによって、高い周波数帯域で、かつ、高い信号／雑音比で、第１光源から出射する光の光量を測定できる。したがって、第１光源の発光強度を一定に保つことができ、ジッターなどが少ない高品位な再生信号を得ることが可能な光ヘッドが実現する。
【００４５】
また、本発明によれば、高い開口数の対物レンズを用いる光ディスクの再生または記録を内周側まで行うことができる。また、光源の温度上昇を抑え、安定に記録再生を行うことができる。また、複数の異なる記録密度の光ディスクに対して、それぞれ、高速に情報の記録を行うことができる。
【００４６】
さらに、光学部品を限られた空間に納めることができるので、光ディスク記録部の最内周まで光ヘッドを到達させてデータの記録あるいは再生を行うことができる。
【００４７】
よって、記録密度が互いに異なる複数の光ディスクに対して記録再生が可能な光情報装置を実現するための複数の対物レンズを可動部に搭載した光ヘッドが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
（第１の実施形態）
以下、本発明による光ヘッドの実施形態を説明する。
【００４９】
図１は、本発明による光ヘッドの主として光学系の構成を説明する斜視図であり、図２は、図１を部分的に平面図および側面図で表した模式図である。図３は、図１の平面図である。これらの図において、Ｔはトラッキング方向でありＦはフォーカシング方向である。Ｙはトラッキング方向に垂直な方向である。言い換えると、Ｙはピット列あるいはトラック溝の延びる方向である。
【００５０】
図２において、光ヘッドの２つの波線Ｗ1、Ｗ2で挟まれる部分では側面図、つまり、方向Ｆおよび方向Ｙに平行な面における構造が示されており、２つの波線Ｗ1、Ｗ2の外側では、平面図、つまり方向Ｔおよび方向Ｙに平行な面における構造が示されている。
【００５１】
光ヘッドは、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤなどの高記録密度の第１光ディスク３２０に対して記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことが可能である。
【００５２】
光ヘッドは、第１光ディスク３５に対し記録および再生のうちの少なくとも一方を行うために、第１光源３１、ビームスプリッタ３２、第１コリメートレンズ３３、第１ミラー６０ａおよび第１光検出器３６を備える。
【００５３】
第１光源３１は、半導体導体レーザなどによって構成され、第１波長の光、たとえば、青色の光を出射する。第１光源３１から出射した光５６は、ビームスプリッタ３２により、第１光束５６’’および第２光束５６’に分岐する。第２光束は以下において詳細に説明するように第１光源３１から出射する光の強度を制御するために光検出器２で検出される。
【００５４】
第１光束は、第１コリメートレンズ３３に入射し、第１コリメートレンズ３３により、第１光束の発散度が変換される。発散度が変換された第１光束は、第１ミラーとして機能するプリズム６０の斜面６０ａに入射する。斜面６０ａは、第１光束の進行方向を変換する。具体的には、図１、２および３に示すように、第１光ディスク３５と平行な面内を進行していた第１光束を第１光ディスク３５に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第１対物レンズ３４へ入射させる。
【００５５】
第１対物レンズ３４は、第１光束を第１光ディスク３５の記録面に向けて収束する。第１光ディスク３５の記録面において反射された第１光束は元の光路を逆にたどり、ビームスプリッタ３２によって、第１光源３１とは別の方向に分岐される。
【００５６】
第１光検出器３６はこの第１光束を受け取り、光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。
【００５７】
光ヘッドは、好ましくは、第１光ディスク３５に加えて、記録密度が異なる第２光ディスク３２０に対しても記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことができる。本実施形態では、第２光ディスク３２０は、たとえばＤＶＤである。このために光ヘッドは、集積ユニット３７、第２コリメートレンズ３９および第２対物レンズ４１を備える。
【００５８】
集積ユニット３７は、第１波長より波長の長い第２波長の光（例えば赤色光）を出射する第２光源３７ａと図示しない光検出器とを含む。第２光源３７ａから出射した光５７は、ダイクロイックミラー３８によって第２コリメートレンズ３９に導かれる。第２コリメートレンズ３９は第２光源から出射した光の発散度を変換する。
【００５９】
発散度が変換された光５７は、プリズム６０の斜面６０ｂに入射する。斜面６０ｂは、光５７の進行方向を変換する。具体的には、図１、２および３に示すように、第２光ディスク３２０と平行な面内を進行していた光５７を第２光ディスク３２０に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第２対物レンズ４１へ入射させる。
【００６０】
第２対物レンズ４１は、光５７を第２光ディスク３２０の記録面に向けて収束する。第２光ディスク３２０の記録面において反射された光５７は元の光路を逆にたどり、偏光ホログラム４０などの分岐手段によってはじめとは別の方向に分岐され、光検出器５４に入射する。光検出器５４は、反射光を受け取って光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。光検出器は、例えば光源と光検出器の集積ユニット３７に光検出器を内蔵することにより、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。
【００６１】
光ヘッドは、さらに好ましくは、第１光ディスク３５および第２光ディスク３２０に加えて、記録密度が異なる第３光ディスク４６に対しても記録および再生のうちの少なくとも一方を行うことができる。本実施形態では、第３光ディスク４６は、たとえばＣＤである。このために光ヘッドは、集積ユニット４３および光検出器５４を備える。
【００６２】
集積ユニット４３は、第２波長より波長の長い第３波長の光（例えば赤外光）を出射する第３光源４３ａを含む。第３光源４３ａから出射した光５８は、ダイクロイックミラー３８を透過し第２コリメートレンズ３９に入射する。リレーレンズ４４を集積ユニット４３とダイクロイックミラー３８との間に設けてもよい。第２コリメートレンズ３９により発散度が変換された光５８は、プリズム６０の斜面６０ｂに入射し、進行方向が変換される。これにより、第３光ディスク４６と平行な面内を進行していた光５８を第３光ディスク４６に向かうように約９０度、進行方向を変化させ、第２対物レンズ４１へ入射させる。
【００６３】
光４６の記録面において反射された光５８は、元の光路を逆にたどり、ホログラム４３ｂなどの分岐手段によってはじめとは別の方向に分岐され、集積ユニット４３内の光検出器に入射する。光検出器は、反射光を受け取って光電変換によって、情報信号、サーボ信号（フォーカシング制御のためのフォーカスエラー信号や、トラッキング制御のためのトラッキング信号）を得るための電気信号に変換する。光検出器は、例えば光源とともに集積ユニット３７に内蔵することにより、光ヘッドの小型、薄型化を実現でき、安定性を得ることができる。
【００６４】
本実施形態では、立ち上げプリズム６０の断面は３角形であり、２つのミラーとして機能する斜面６０ａおよび６０ｂを備えているが、独立した２つの部材によって２つのミラーを構成してもよい。また、立ち上げプリズム６０の頂点（プリズム全体としてみれば稜線）を面取りして、チッピング（欠け）を防止してもよい。
【００６５】
なお、本実施形態では、第２光源３７ａと第３光源４３ａとを別個の部品で構成しているため、ダイクロイックミラー３８を用いることによって、両光源から出射される光ビームの光利用効率を高めるようにしている。しかし、第２光源３７ａと第３光源４３ａとは単一の半導体チップに集積化してもよい。この場合、ダイクロイックミラー３８を省略することができる。
【００６６】
本発明の光ヘッドは、小さな外形を有し、安定で優れた光学的特性を発揮するために、種々の構造的特徴を備える。以下、本発明による光ヘッドの特徴を順に説明する。以下、第１光ディスク３５、第２光ディスク３２０および第３光ディスク４６を総称する場合には、単に光ディスクと呼ぶ場合がある。同様に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を総称して、単に対物レンズと呼ぶ場合がある。
【００６７】
まず、本発明の光ヘッドにおいて、高記録密度用の光学系に関する特徴を説明する。ＢＤやＨＤ−ＤＶＤなどの高記録密度の光ディスクに対して記録再生を行う場合、波長の短い光源を用いる必要がある。本実施形態では、第１光源３１は青色の光を出射し、高記録密度の光ディスクへ情報を記録したり、高記録密度の光ディスクから情報を再生したりするために用いられる。第１光源３１による情報の記録を安定に行うためには、ピットやマークが形成された領域（記録ピット部）と、ピットやマークが形成されていない領域（非記録部または消去部）とで、第１光源３１の発光強度を一定に保つ必要がある。
【００６８】
このために、図１に示すように、本実施形態の光ヘッドは、第１光源３１の発光強度を測定する光検出器２を備えている。また、光検出器２へ光を導くため、ビームスプリッタ３２は、第１光源３１から出射した光５６を第１方向および第１方向とは異なる第２方向にそれぞれ進行する第１光束５６’’および第２光束５６’に分岐する。第１光束は前述したコリメートレンズ３３に入射する。第２光束５６’は光検出器２に入射する。
【００６９】
第２光束５６’は、第１光束５６’’と同様、発散状態にある。このため、電気的雑音に比べて高い信号を得るためには、光検出器２の受光部の面積を大きくする必要がある。一方、高い周波数帯域で信号を得るためには受光部の面積を小さくし、受光部の電気的容量（キャパシタンス）を小さくすることが好ましい。このように、信号／雑音比（Ｓ／Ｎ比）の向上と周波数帯域を高めることとは、トレードオフの関係にあり、両立が困難である。
【００７０】
本実施形態の光ヘッドはこの課題を解決するために、図１および図４に示すように、ビームスプリッタ３２によって分岐された第２光束５６’を集光する集光レンズ１を備える。集光レンズ１は、発散状態の第２光束５６’を集光状態に変換すればよい。図４では、第２光束５６’は、光検出器２において焦点を形成するように光検出器２に対して配置されているが、必ずしも焦点を形成しなくてもよい。ビームスプリッタ３２から出射する第２光束５６’が集光状態になるように集光されていればよい。
【００７１】
このように集光レンズ１を備えることによって、光検出器２に入射する光を集め、小さな面積の光検出領域内に多くの光量を集めることができる。これによって、高い周波数帯域で、かつ、高い信号／雑音比で、第１光源３１から出射する光の光量を測定できる。
【００７２】
好ましくは、光ヘッドはさらにミラー（第２ミラー）３を備え、ビームスプリッタ３２から出射した第２光束５６’の進行方向を変化させる。より具体的には、ミラー３は、ビームスプリッタ３２から出射した第２光束５６’の進行方向がほぼ直角に変化するようにビームスプリッタ３２に対して配置される。これにより、図１および図４に示すように、第１光源３１から出射する光がＴ方向に進行するように配置した場合、ミラー３によって第２光束５６’の光軸と、プリズム６０の斜面６０ａによって進行方向が変化させられた第１光束５６’’の光軸とは互いに平行になる。その結果、光検出器２を第１光源３１から出射する光５６の光路に対してＴ方向ではなく、Ｆ方向に配置することができる。したがって、光ヘッドを構成する部品がＴ方向へ広がって配置するのを抑制することができ、光ヘッドが光ディスクの内周側へ移動する際に光ヘッドと光ディスクを回転させるスピンドルモータとの干渉を防止することができる。
【００７３】
本実施形態では、第２光束５６’は第１対物レンズ３４側に進行するようにミラー３によって第２光束５６’の進行方向が変えられているが、第１対物レンズ３４と反対側に進行するように進行方向を変えてもよい。
【００７４】
さらに、光検出器２が長手方向を有する直方体の外形を有する場合、長手方向が、第１コリメートレンズ３３の光軸とおおよそ平行となるように、つまり長手方向がＹ方向と平行となるように光検出器２を配置することが好ましい。また、さらに、光検出器２の電気的端子は、長手方向に位置する側面に設けられていることが好ましい。これにより、光検出器３６と光検出器２とが干渉することなく光ヘッド内において部品を配置することができる。また、光ヘッドを構成する部品がＴ方向へ広がって配置するのを抑制することができる。したがって、光ヘッドを光ディスクのより内周側に接近させて、記録や再生を行うことが可能になる。
【００７５】
次に第１コリメートレンズ３３について説明する。高記録密度の光ディスクの記録再生に用いられる第１対物レンズ３４は、０．８５またはそれより大きな開口数（ＮＡ）を有する。開口数が大きいので、第１光ディスク３５に対して記録または再生を行う場合、第１光ディスク３５の情報記録面の表面を覆っている透明基材の厚さの差異により、球面収差が顕著に発生する。
【００７６】
本実施形態では、第１コリメートレンズ３３を第１コリメートレンズ３３の光軸方向へ移動させることにより、第１コリメートレンズ３３から第１対物レンズ３４へと向かう光の発散収束度を変化させる。第１対物レンズ３４に入射する光の発散収束度が変化すると球面収差が変化するのでこれを利用して基材厚差に起因する球面収差を補正する。
【００７７】
このために光ヘッドは、駆動装置８を備える。駆動装置８は、たとえば、ステッピングモーターやブラシレスモーターなどと、回転駆動力を併進駆動力に変換する公知の機械要素とによって構成することができる。
【００７８】
第１コリメートレンズ３３を保持するホルダは、部品点数の削減を図るため、コリメートレンズ３３と一体的に成形してもよい。第１コリメートレンズ３３は平行度を緩くする、すなわち、発散度を緩和するように変換する。第１コリメートレンズ３３は、凹レンズおよび凸レンズの組み合わせより構成してもよい。この場合、凹レンズまたは凸レンズのいずれか一方を駆動装置８によって光軸と平行な方向に移動させても、球面収差を補正することができる。
【００７９】
ここで、第１対物レンズ３４を光ディスクの内周側（半径２０ｍｍ程度）まで移動可能にするためには、スピンドルモータ７側に光ヘッドが第１対物レンズ３４よりもできるだけ突出しないほうが好ましい。このため、図３に示すように、駆動装置８は、第１光ディスク３５と平行な面内において、第１コリメートレンズ３３の光軸３３ａに対して、スピンドルモータ７とは反対側、つまり、矢印３３Ａで示すように、第１光ディスク３５の外周側に配置することが好ましい。これにより、第１コリメートレンズ３３の駆動装置８とスピンドルモータ７との干渉を避け、光ヘッドを光ディスクの内周側まで移動させることが可能となる。
【００８０】
図１から図３に示したように、ビームスプリッタ３２と対物レンズ３４の間に球面収差補正手段であるコリメートレンズ３３を配置することが好ましい。先に述べたように、コリメートレンズ３３をその光軸方向に沿って駆動装置８の動力によって移動させることによって、第１対物レンズ３４へ入射する光の発散、収束度を変え、球面収差を制御できる。
【００８１】
図１３に示すように、特許文献４はコリメートレンズ７４を光源７３とビームスプリッタ７５との間に配置することを開示している。この場合、仮に球面収差を補正するためにコリメートレンズ７４を移動させても、光ディスクで反射し、光検出器７６へ入射する光はコリメートレンズ７４を透過しないため、光源と光ディスクとの間および光ディスクと光検出器との間で結像関係が異なってしまう。その結果、正確なフォーカスエラー信号を光検出器７６によって検出できない。
【００８２】
これに対し、本発明によれば、コリメートレンズは光源と光ディスクとの間および光ディスクと光検出器との間に位置するため、これらの間における結像関係が保たれる。したがって、フォーカス制御における光の収束状態を変化させることなく球面収差を行うことが可能となり、フォーカス制御と球面収差の制御を両立させることができるという顕著な効果が得られる。
【００８３】
次に、色収差の補正について説明する。光ヘッドが記録および再生の両方を行う光情報装置に搭載される場合、第１光源３１は、再生時の出力に比べて大きな出力で光出射する必要がある。この場合、第１光源３１から出射する光の波長が出力によって変動することがある。このため、光ヘッドは、第１光源３１から出射する光の波長の変動による色収差を補正するために、色収差補正用のレンズ４９をさらに備えている。レンズ４９は、たとえば第１対物レンズ３４とプリズム６０との間に設けることができる。
【００８４】
レンズ４９は、図５に示すように、たとえば、凹レンズ４９ａと、凸レンズの作用を有する回折レンズ４９ｂとを含む。好ましくは、回折レンズ４９ｂは凹レンズ４９ａの曲面４９ｃに設けられている。回折レンズ４９ｂを、凹レンズ４９ａの曲率を持った曲面４９ｃ上に設けることによって、表面で反射した０次回折光、すなわち、回折レンズの作用を受けなかった光が生じたときに、平面で反射して迷光を生じることを防ぐことができる効果がある。
【００８５】
光ヘッドはこのほか、レンズ５５および１／４波長板４８を備えていてもよい。レンズ５５は第１光源３１に近接して設けられ、第１光源３１に近接する側に凸のシリンドリカル面を有し、反対側に凹のシリンドリカル面を有している。これにより、第１光源３１から出射する光の光軸に垂直な面内の直交する２方向における遠視野像の強度部分布が等しくない、すなわち、出射する光ビームの遠視野像が楕円形の場合において、遠視野像を円形に近づけて光の利用効率を高めることができる。また、１／４波長は、偏光ビームスプリッタ５９における光利用効率を向上させることができる。さらに、回折素子５１や、非回転対称形のレンズ５０を設けることにより、第１光検出器３６から制御に好適なサーボ信号を得ることができる。
【００８６】
次に、光ヘッド内における構成部品の配置を説明する。まず、光ヘッド内における第１光源３１と第１光検出器３６の配置を説明する。第１光源３１は駆動電圧が５Ｖ程度以上である。従来のＣＤやＤＶＤ用の光源の駆動電圧が３Ｖ程度であるのに比べると、高い電圧で第１光源３１を駆動する必要があるため、消費電力が多くなり、第１光源３１からの発熱量もおおくなる。このため、発熱による影響を十分に考慮する必要がある。
【００８７】
一方、第１光検出器３６は、第１光ディスクから反射した光を受け取り、電機的信号に変換する。電気的ノイズが信号にのる前に信号を増幅することによって信号／雑音の比率を高くするために、第１光検出器３６は信号増幅用のアンプをさらに備え、光検出素子とアンプとを同じチップによって構成することが好ましい。しかし、アンプも通電により発熱するため、第１光源３１に近接して第１光検出器３６を配置すると、第１光検出器３６のアンプによる発熱によって第１光源３１の温度が上昇し、第１光源３１から出射する光の波長がシフトしたり、第１光源３１の寿命が短くなることも考えられる。
【００８８】
このため、図１および図３に示すように、第１光ディスク３５と平行な面内において、第１光検出器３６と第１光源３１とは第１コリメートレンズ３３の光軸に対して互いに反対側に配置することが好ましい。これによって、第１光検出器３６と第１光源３１との距離を大きくし、互いの熱の影響を抑制することができるため、第１光検出器３６にアンプを集積化し、高い信号／雑音比を得ると共に、第１光源３１の温度上昇を防止できる。
【００８９】
図３に示すように、第１光検出器３６は、好ましくは、第１コリメートレンズ３３の光軸に対して、矢印３３Ｂで示すように、光ディスクの内周側、あるいは、スピンドルモータ側に位置している。図３から明らかなように、第１対物レンズ３４近傍にはスピンドルモータ７が位置するため、第１対物レンズ３４近傍においては、第１コリメートレンズ３３の光軸に対して、矢印３３Ｂで示す光ディスクの内周側には光ヘッドを構成する部品を配置しないほうが好ましい。しかし、光ヘッドの基台５は、図３に示すように、スピンドルモータ７に接近可能なように円弧状の凹部を有しているため、光ヘッドの基台５の凹部の外側であれば、光ヘッドを構成する部品を配置する空間が確保できる。したがって、基台５の凹部の外側の領域を利用することによって、スピンドルモータ７と干渉することなく、第１光検出器３６と第１光源３１とを第１コリメートレンズ３３の光軸に対して互いに反対側に配置することができる。
【００９０】
本実施形態の光ヘッドは光ディスクを用いて大容量の情報を記録再生することを目的としている。大容量の情報を扱うためには情報の記録速度や再生速度も速くする必要があり、特に記録する際には、出射光の強度を高速に変化させて高速に記録を行う必要がある。すなわち、第１光源３１を駆動し、発光させるために流す電流を高速に変調する必要がある。このために、第１光源３１を駆動する電流を制御する駆動回路、あるいは、大規模集積回路（ＬＳＩ）は第１光源３１に近接して配置することが好ましい。近接して配置することによって、配線が長くなることによる抵抗の増大、および、それにより生じる信号の遅れを防止することができる。
【００９１】
第１光源３１の駆動電流を制御する駆動回路は、集積モジュール３７に内蔵された第２光源３７ａの駆動電流を制御する駆動回路と共通な部分が多い。このため、第１光源３１の駆動回路と第２光源３７ａの駆動回路とを共通にし、ＬＳＩによって構成された１つの駆動回路で第１光源３１と第２光源３７ａとを駆動すれば、光ヘッドの小型化を図ることができる。
【００９２】
これらのことから、図３に示すように光ヘッドは、第１光源３１および第２光源３７ａを駆動する駆動回路９をさらに備え、駆動回路９は第１光源３１および第２光源３７ａに近接して配置することが好ましい。光ヘッドを光ディスクのより内周側にまで移動可能にし、光ディスクの内周側で記録再生を可能にするために、第１光源３１および第２光源３７ａと駆動回路９とは、第１コリメートレンズ３３の光軸３３ａに対して、光ディスクの外周側（矢印３３Ａ）へ配置することが好ましい。これにより、第１光源３１の変調を高速で行うことが可能となり、また、光ヘッドの外形を小さくすることが可能となる。
【００９３】
本実施形態の光ヘッドは、第１対物レンズ３４と第２対物レンズ４１とをそれぞれ用いる２つの光学系によって構成される。次に２つの光学系の配置を説明する。
【００９４】
図２および図３に示すように、プリズム６０へ入射する第１光源３１の光束５６’’と第２光源３７ａの光束５７および第３光源４３ａの光束５８の光軸は互いに平行であることが好ましい。これによって、プリズム６０の斜面６０ａ、６０ｂをともに図２において、紙面に対して垂直に設定し、かつ、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１への入射角度をそれぞれの光軸と平行にすることができる。また、斜面６０ａ、６０ｂをともに紙面に対して垂直に設定できるので、立ち上げプリズム６０は、たとえば、紙面に垂直方向に長く伸びるバーを切断することによって、効率よく作製することが可能となり、プリズム６０の製造コストを低減することができる。
【００９５】
なお、このように、プリズム６０の２つの斜面６０ａ、６０ｂを光源から出射した光束の立ち上げに用いる場合、ミラーを２つ用いる場合とは異なり、斜面６０ａおよび斜面６０ｂを調整することによって、互いに独立して光軸の調整を行うことができない。このため、第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａをそれぞれ基台５（図３）に対して、第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａのそれぞれの光軸と直角方向にスライドして位置を調整できるようなホルダを備えていることが好ましい。第１光源３１、第２光源３７ａおよび第３光源４３ａをそれぞれの光軸に対して直角方向に移動することによって、第１コリメータレンズ３３や第２コリメートレンズ３９を通った光の光軸角度を調整することが好ましい。
【００９６】
図１、図２および図３に示すように、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１は、対物レンズアクチュエータ４５の可動体４５ａに固定されている。第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１は、Ｙ方向、つまり、第１光ディスク３５のトラック溝の延伸方向に略平行に並べることが好ましい。Ｙ方向と直交するＴ方向に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を並べると、光ディスクの最外周や最内周に光ヘッドがアクセスしたとき、使っていない対物レンズがスピンドルモータ７（図１、２）と干渉し、機器の外装と干渉する恐れがある。Ｙ方向に第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１を並べることにより、光ヘッドがスピンドルモータや外装に干渉することを防止し、異なる種類の光ヘッドのいずれに対しても記録再生を正しく行うことが可能となる。
【００９７】
また、図３に示すように、第２対物レンズ４１は光ディスクのおおよそ中心７ｃを通り、光ヘッドがシーク動作によって移動する方向に伸びる直線７ｂ上に配置させることが望ましい。このように第２対物レンズ４１を配置することによって、たとえば、ホログラム４３ｂの部材の一部に回折格子を形成し、サブビームを形成し、これを利用して３ビーム法によるトラッキング信号検出を行うことが可能となり、特に、第３光源４３ａを用いた再生動作において、信号検出を安定に行うことができる。また、このとき、第１対物レンズ３５は線７ｂ上からはずれることになるので、第１光源３１を用いた記録再生動作には、サブビームを用いない１ビーム法によってトラッキングエラー信号を検出することが望ましい。
【００９８】
次に、第１対物レンズ３４および第２対物レンズ４１の可動体４５ａにおける傾きの調整について説明する。
【００９９】
特許文献３によれば、２個の対物レンズを一体に結合して製造できると開示されている。しかし、一般に、対物レンズ製造時には、製造誤差によりコマ収差が生じ、収束ビームを歪ませる。この歪みは、対物レンズごとに異なる。このため、２個の対物レンズはそれぞれ適した角度に傾けることによって、このコマ収差を低減することが好ましい。
【０１００】
図１に示すように、まず、第１対物レンズ３４を可動体４５ａへ接着後、可動体４５ａの傾きを調整し、第１対物レンズ３４による収束光の収差を低減する。その後、第２対物レンズ４１の傾きを可動体４５ａに対して調整して、第２対物レンズによる収束光の収差を低減する。
【０１０１】
その手順は下記の通りである。まず、光ビーム５６’’が第１対物レンズ３４で収束されたときに、コマ収差が最小になるように、あるいは、収束スポットが最も軸対称となるよう、可動体４５ａ全体の傾き調整する。そして、その状態で第２対物レンズ４１の傾きを可動体４５ａに対して調整し、コマ収差が最小になるように、あるいは、収束スポットが最も軸対称になるようにする。
【０１０２】
第２対物レンズ４１をまず、可動体４５ａに対して固定し、次に、第１対物レンズ３４の傾きを可動体４５ａに対して調整することも考えられるが、この手順は好ましくない点がある。ＮＡの大きなレンズほど、レンズ表面と光ディスク表面の間隔、すなわちワーキングディスタンス（ＷＤ）が小さくなる。このため、第１対物レンズ３４の傾きを可動体４５ａに対して調整する際、狭い間隔から第１対物レンズ３４の傾きを変えるためのピンセットのような治具を挿入する必要があり、傾きの調整が困難となるからである。
【０１０３】
本実施形態の光ヘッドでは、上述の手順で第２対物レンズ４１の傾きを調整するのに好適なように、第２対物レンズ４１の形状に工夫している。
【０１０４】
図６は、第２対物レンズ４１の断面形状を模式的に表している。第２対物レンズ４１は、光ビームを収束させるための曲面部４１ｈと、その周辺の平坦な部分４１ｃを有する。コバ４１ｃは通常「コバ（flange）」と呼ばれるため、以下、コバ４１ｃと呼ぶ。
【０１０５】
第２対物レンズ４１の傾きを変えるためにはピンセットのような治具を可動体４５ａと対物レンズの間に挿入する必要がある。このピンセットのような道具は、傾きを変える際に曲がらないことが好ましい。実際に治具を試作し調整を行ったところ、治具の太さが０．５ｍｍ以上あれば、治具が曲がらず、また、調整が容易であることが分かった。その際に、光ビームを集光する面に傷を付けると、対物レンズの集光性能が低下するため、治具を接触させることができるのはコバ４１ｃだけである。したがって、コバ４１ｃの幅ｄは、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。なお、可動体４５ａは２個の対物レンズを搭載するが、高速の動作をする必要があるので軽量にしなければならない。この観点から対物レンズも小型である必要があり、コバ４１ｃもむやみに大きくはできない。光ディスクは最速で、毎分１００００回転程度まで回転させる場合があり、このときのサーボ性能を満足する対物レンズアクチュエータを実現するためには、コバ４１ｃ幅は１ｍｍ以下が好ましい。
【０１０６】
また、第２対物レンズ４１の傾きを調整した後、どれだけ対物レンズが傾いているかを測定することが好ましい。計測の結果、傾きが大きい場合には、レンズの性能が異常であることも考えられ、そのような場合には、不良品としてその対物レンズを使用しないほうがよいことも考えられるからである。レンズの傾きは、図６に示すように第２対物レンズ４１のコバ４１ｃに光Ｂ１を照射し、その反射方向を観測することによって測定できる。正しく測定を行うためには、適切な反射光を得る必要があり、このため、コバ４１ｃの上面４１ｇは平坦であることが好ましい。また、反射光が散乱しないよう、コバ４１ｃの表面である上面４１ｇは鏡面仕上げが施されていることが好ましい。本願発明者が検討した結果、上面の幅が０．２ｍｍ以上あれば反射光が散乱されず、正確に反射方向を測定できることが分かった。この観点からは、コバ４１ｃの幅ｄは０．２ｍｍ以上必要である。
【０１０７】
通常、コバ４１ｃの最も外側は曲面になる部分が０．１ｍｍ程度ある。したがって、平坦部の幅ｄは０．３ｍｍ（０．２ｍｍ＋０．１ｍｍ）以上あることが好ましい。
【０１０８】
さらに、可動体４５ａに第２対物レンズ４１を固定する場合、レンズに光を入射させる孔が設けられるため、第２対物レンズ４１を可動体４５ａに固定するために接触させることができるのは、コバ４１ｃだけである。対物レンズの直径の誤差は通常±１０μｍ程度あり、可動体４５ａに設けられた孔の直径の誤差は、通常±２０μｍである。このため、これらの誤差を足し合わせると、±３０μｍとなり、第２対物レンズ４１と可動体４５ａとの位置づけは最大で６０μｍとなる。
【０１０９】
６０μｍの位置あわせ誤差が生じてもコバ４１ｃが可動体４５ａと接触可能なためには、コバ４１ｃの幅は、６０μｍ以上であることが好ましい。通常、コバ４１ｃの最も外側は曲面になる部分が０．１ｍｍ程度あるため、この観点からは、コバ４１ｃの幅ｄは、０．１６ｍｍ（０．０６ｍｍ＋０．１ｍｍ）以上であることが好ましい。
【０１１０】
以上のことから、コバ４１ｃの幅は、０．１６ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、調整後の対物レンズの傾きが測定できるため、不良品を確実に除外することができるという点で好ましく、０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下であれば、傾きの調整も容易であるという点でより好ましいことが分かった。この範囲の幅のコバを有する第２対物レンズ４１を用いることによって、上述した方法により対物レンズの傾きの調整が容易であり、かつ、精度の高い調整が可能となる。したがって、高性能の光ヘッドを高い生産性で製造することが可能となる。
【０１１１】
このように本実施形態の光ヘッドによれば、上述した種々の特徴的な構造を採用しているため、複数の異なる規格の光ディスクに対応し、外形が小さく、安定して優れた光学的特性を発揮する光ヘッドが実現する。
【０１１２】
（第２の実施形態）
図７を参照しながら、本発明による光情報装置の実施形態を説明する。
【０１１３】
光情報装置１０４は、光ヘッド４０２と電気回路４０３とモータ４０４とを備えている。
【０１１４】
光ディスク４０７〜４０９は記録密度が互いに異なっており、いずれか１つを操作者が選択して、選択した光ディスクをターンテーブル４０５に載置する。載置された光ディスクは、クランパ４０６によって、ターンテーブル４０５に固定されモータ４０４によって回転駆動される。光ディスク４０７〜４０９は第１の実施形態の第１光ディスク３５、第２光ディスク３２０および第３光ディスク４６に対応している。
【０１１５】
光ヘッド４０２には、第１の実施形態で説明した光ヘッドを好適に用いることができる。光ヘッドはトラバースモータなどの駆動機構４０１によってトラッキング方向に移動することができ、所望のトラックへジャンプすることができる。
【０１１６】
光ヘッド４０２は、光ディスク４０７〜４０９との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を電気回路４０３へ出力する。電気回路４０３はこの信号に対応して、光ヘッド４０２へ、対物レンズを微動させるための信号を送る。この信号によって、光ヘッド４０２は、光ディスク４０７〜４０９に対してフォーカス制御およびトラッキング制御を行い、光ヘッド１０４によって、情報の再生または情報の記録を行う。
【０１１７】
本実施形態によれば、第１の実施形態の光ヘッドを備えているため、記録密度の異なる複数の光ディスクの記録再生動作を安定して行うことのできる光情報装置を実現することができる。
【０１１８】
（第３の実施形態）
図８を参照しながら、本発明によるコンピュータの実施形態を説明する。
【０１１９】
コンピュータ１０５は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置５０１を備える。コンピュータ１０５は、さらに情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置５０３と、入力装置５０３から入力された情報や、光情報装置５０１から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２を備える。
【０１２０】
また、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置５０４を備える。
【０１２１】
コンピュータ１０５によれば、第２の実施形態で説明した光情報装置と同じ光情報装置５０１を備えるので、用途に応じて、異なる規格の光ディスクに映像情報、音声情報あるいはデータを記録したり、光ディスクに記録されたこれらの情報を読み出し、情報の加工、編集を行うことができる。
【０１２２】
（第４の実施形態）
図９を参照しながら、本発明による光ディスクプレーヤの実施形態を説明する。
【０１２３】
光ディスクプレーヤ１０６は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置６０１を備える。光ディスクプレーヤ１０６は、光情報装置６０１から得られる情報信号を画像に変換するデコーダなどの変換装置６０２をさらに備える。光ディスクプレーヤ１０６はカーナビゲーションシステムとしても利用してもよい。また、液晶モニタなどの表示装置６０３をさらに備えていてもよい。
【０１２４】
（第５の実施形態）
図１０を参照しながら、本発明による光ディスクレコーダの実施形態を説明する。
【０１２５】
光ディスクレコーダ１０７は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置７０１を備える。また、画像情報を、光情報装置７０１によって光ディスクへ記録する情報へ変換するエンコーダなどの変換装置７０２をさらに備える。光情報装置７０１から得られる情報信号を画像に変換するデコーダ７０３をさらに備えていてもよい。また、情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置７０４を備えてもよい。
【０１２６】
（第６の実施形態）
図１１を参照しながら、本発明による光ディスクサーバの実施形態を説明する。
【０１２７】
光ディスクサーバ１０８は、第２の実施形態で説明した光情報装置１０４と同じ光情報装置８０１を備える。さらに、サーバ１０８は、情報の入力を行うためのキーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置８０５と、光情報装置８０１に記録する情報を取り込んだり、光情報装置８０１によって読み出した情報を外部に出力する有線または無線の入出力端子８０２を備える。これによって、ネットワーク、すなわち、複数の機器、例えば、コンピュータ、電話、テレビチューナなどと情報をやりとりし、これら複数の機器と情報を共有する光ディスクサーバとして機能する。情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンターなどの出力装置８０４をさらに備えてもよい。また、複数の光ディスクを光情報装置８０１に出し入れするチェンジャー（図示せず）を設けることによって、多くの情報を記録・蓄積することができる。
【０１２８】
なお、第２から第６の実施形態において、出力装置や入力装置を示しているが、入力端子や出力端子のみを備え、出力装置や入力装置は、第２から第６の実施形態の機器が備えていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、基材厚や対応波長、記録密度などが異なる種々の光ディスクに対して記録および再生の少なくとも一方を行う光ヘッドおよび光ディスク装置などの光情報装置に好適に用いられる。特に、複数の対物レンズを備える光ディスク装置などの光情報装置に好適に用いられる。
【０１３０】
したがって、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダ、カーナビゲーションシステム、編集システム、データサーバー、ＡＶコンポーネントなど、情報を蓄えるあらゆるシステムに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明による光ヘッドの実施形態の主として光学系の構成を説明する斜視図である。
【図２】図１を部分的に平面図および側面図で表した模式図である。
【図３】光ヘッドの実施形態の平面図である。
【図４】第２光検出器に入射する光の光学系を示す側面図である。
【図５】第１の実施形態で用いられる色収差補正レンズの構造を示す側面図である。
【図６】第２対物レンズの構造を示す断面図である。
【図７】光情報装置の実施形態の構成を示す図である。
【図８】コンピュータの実施形態の構成を示す図である。
【図９】光ディスクプレーヤの実施形態の構成を示す図である。
【図１０】光ディスクレコーダの実施形態の構成を示す図である。
【図１１】光ディスクサーバの実施形態の構成を示す図である。
【図１２】従来の光ヘッドの構造を示す側面図である。
【図１３】従来の他の光ヘッドの構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３２】
３１    第１光源
５６，５７，５８    光束
３３    第１コリメートレンズ
３９    第２コリメートレンズ
６０    プリズム
６０ａ、ｂ    斜面
３５    第１光ディスク
４６    第３光ディスク
３４    第１対物レンズ
４１    第２対物レンズ
５９    偏光ビームスプリッタ
３６    第１光検出器
３７ａ    第２光源
４０    偏光ホログラム
３７、４３    集積ユニット
４３ａ    第３光源
４３ｂ    ホログラム
４５    対物レンズアクチュエータ
３２０    第２光ディスク
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【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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【図１３】
2007069612.tif 000028
【国際調査報告】
2007069612.tif 000029
2007069612.tif 000030
2007069612.tif 000031
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