(57)【要約】【課題】  保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対して、球面収差を良好に補正して情報の記録又は再生を行うことを実現するとともに、光学部品を共通化して、小型化を実現する。【解決手段】  信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップ３において、一定の波長の光ビームを出射する光源部３１と、第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第１の対物レンズ３２と、第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第２の対物レンズ３３と、光源部３１から出射された光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部３４と、偏光切換部３４により切り換えられた光ビームの偏光状態により、第１又は第２の対物レンズ３２，３３に導く偏光ビームスプリッタ３５とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、
一定の波長の光ビームを出射する光源部と、
第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第１の対物レンズと、
第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第２の対物レンズと、
上記光源部から出射された光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部と、
上記偏光切換部により切り換えられた光ビームの偏光状態により、上記第１又は第２の対物レンズに導く偏光ビームスプリッタとを備える光ピックアップ。
【請求項２】
上記第１の対物レンズと上記偏光ビームスプリッタとの間に配置される第１の１／４波長板と、
上記第２の対物レンズと上記偏光ビームスプリッタとの間に配置される第２の１／４波長板とを備える請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記光ディスクで反射された戻り光を検出する光検出器を備え、
上記偏光ビームスプリッタは、上記第１又は第２の対物レンズにより集光された光ビームの上記光ディスクで反射されたそれぞれの戻り光を、上記光源部から出射された光ビームの光路から分離して上記光検出器に導く請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して、異なる波長の光ビームによって記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、
第１の波長の光ビームを出射する第１の光源と、第２の波長の光ビームを出射する第２の光源と、第３の波長の光ビームを出射する第３の光源とを有する光源部と、
上記第１の波長の光ビームを第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第１の対物レンズと、
上記第１及び第２の波長の光ビームを第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光し、上記第３の波長の光ビームを第３の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第２の対物レンズと、
上記第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部と、
上記偏光切換部により切り換えられた光ビームの偏光状態により、上記第１又は第２の対物レンズに導く偏光ビームスプリッタとを備える光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光磁気ディスク、相変化型の光ディスク等の光学的に情報の記録再生が行われる光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク等の情報記録媒体の高密度化に伴い様々な波長の光源を用い、様々な厚さの保護基板を有したフォーマットが存在している。これらの複数種類の光ディスクに対して互換性を有する光ピックアップが望まれている。
【０００３】
実際に近年、異なる波長で異なる厚さの保護基板を有するフォーマットの異なる光ディスクに対して情報信号の記録、再生を可能にする互換性を有する光ピックアップが知られている。例えば、異なるフォーマットの光ディスク間の互換性を備える光ピックアップとしては、異なる光学系を設け、それぞれフォーマット毎に切り換える方式のものがあるが、複数種類の光学系の切換機構が必要で構造が複雑であり、コストアップの要因となっていた。また、切換機構が大型化するため、小型化が困難であった。
【０００４】
そこで、従来の光ピックアップでは、異なる厚さの保護基板の光ディスクに対して異なる波長の光ビームを照射すること、すなわち、フォーマットごとに異なる波長の光ビームを用いることを利用して、複数種類のフォーマットとされた光ディスクの互換を実現するとともに、光学部品の共通化を図り小型化を図っていた。
【０００５】
しかしながら、これらの光ピックアップでは、同じ波長の光ビームを用いた異なる厚さの保護基板を有する複数の光ディスクの互換を実現することが困難であった。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１４７４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対して、球面収差を良好に補正して情報の記録又は再生を行うことができるとともに、光学部品を共通化して、小型化可能な光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、一定の波長の光ビームを出射する光源部と、第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第１の対物レンズと、第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面上に集光する第２の対物レンズと、上記光源部から出射された光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部と、上記偏光切換部により切り換えられた光ビームの偏光状態により、上記第１又は第２の対物レンズに導く偏光ビームスプリッタとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光ピックアップは、光源部から出射される光ビームを用いて、保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対して球面収差を良好に補正して信号の読み取り及び書き込みを可能とするとともに、光学部品を共通化することができるので、構成の簡素化及び小型化を可能とし、製造コストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００１１】
本発明が適用された光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２から情報記録再生を行う光ピックアップ３と、光ディスク２を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ４と、光ピックアップ３を光ディスク２の径方向に移動させる送りモータ５とを備えている。この光ディスク装置１は、フォーマットの異なる複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うことができる互換性を実現した光ディスク装置である。
【００１２】
ここで用いられる光ディスク２は、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等である。
【００１３】
特に、以下で光ディスク装置１により情報の再生又は記録を行う４種類の光ディスクとして、保護基板の厚さが０．１ｍｍで波長４０５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第１の光ディスク１１と、保護基板の厚さが０．６ｍｍで波長４０５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用する高密度記録が可能な第２の光ディスク１２と、保護基板の厚さが０．６ｍｍで波長６５５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＤＶＤ等の第３の光ディスク１３と、保護基板の厚さが１．２ｍｍで波長７８５ｎｍ程度の光ビームを記録再生光として使用するＣＤ等の第４の光ディスク１４とを用いるものとして説明する。
【００１４】
光ディスク装置１において、スピンドルモータ４及び送りモータ５は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ７からの指令に基づいて制御されるサーボ制御回路９によりディスク種類に応じて駆動制御されており、例えば、第１の光ディスク１１、第２の光ディスク１２、第３の光ディスク１３、第４の光ディスク１４に応じて所定の回転数で駆動される。
【００１５】
光ピックアップ３は、複数種類のフォーマットに対して互換性を有する光学系を備え、規格の異なる光ディスクの記録層に対して異なる波長の光ビームを照射するとともに、この光ビームの記録層における反射光を検出する。光ピックアップ３は、検出した反射光から各光ビームに対応する信号をプリアンプ部８に供給する。
【００１６】
プリアンプ部８の出力は、信号変復調器及びエラー訂正符号ブロック（以下、信号変復調＆ＥＣＣブロックと記す。）１５に送られる。この信号変復調＆ＥＣＣブロック１５は、信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ３は、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５の指令にしたがって回転する光ディスク２の記録層に対して光ビームを照射し、光ディスク２に対して信号の記録又は再生を行う。
【００１７】
プリアンプ部８は、フォーマット毎に異なって検出される光ビームに対応する信号に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号等を生成するように構成されている。記録又は再生の対象媒体とされる光ディスク２の種類に応じて、サーボ制御回路９、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５等により、光ディスク２の規格に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。
【００１８】
ここで例えば、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェイス１６を介して外部コンピュータ１７に送出される。これにより、外部コンピュータ１７等は、光ディスク２に記録された信号を再生信号として受け取ることができる。
【００１９】
また、信号変復調＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がオーディオビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ及びＡ／Ｄ変換器１８のＤ／Ａ変換部でデジタルアナログ変換され、オーディオビジュアル処理部１９に供給される。そしてオーディオビジュアル処理部１９でオーディオビジュアル処理が行われ、オーディオビジュアル信号入出力部２０を介して、図示しない外部の撮像映写機器等に伝送される。
【００２０】
光ピックアップ３において、例えば、光ディスク２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ５の制御、スピンドルモータ４の制御、及び光ピックアップ３において光集光手段となる対物レンズを保持する２軸アクチュエータのフォーカシング方向の駆動とトラッキング方向の駆動制御は、それぞれサーボ制御回路９により行われる。
【００２１】
レーザ制御部２１は、光ピックアップ３のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部２１は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク２の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。レーザ制御部２１は、ディスク種類判別部２２によって検出された光ディスク２の種類に応じて光ピックアップ３のレーザ光源を切り換えている。
【００２２】
ディスク種類判別部２２は、第１〜第４の光ディスク１１，１２，１３，１４の間の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から光ディスク２の異なるフォーマットを検出することができる。
【００２３】
光ディスク装置１を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２２における検出結果に応じて、装着される光ディスクの仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
【００２４】
システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２から送られる検出結果に基づいて光ディスク２の種類を判別する。光ディスクの種類を判別する手法としては、光ディスクがカートリッジに収納されるタイプであれば、このカートリッジに検出穴を設けて接触検出センサ又は押下スイッチを用いて検出する手法があげられる。また、同一光ディスクにおける記録層の判別には、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録された目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）による情報に基づいて、どの記録層に対する記録再生かを判別する手法が使用できる。
【００２５】
サーボ制御回路９は、システムコントローラ７に制御され、ディスク種類判別部２２の判別結果に応じて光ピックアップ３における焦点距離、すなわち、後述するコリメータレンズ３５の位置を制御する。サーボ制御回路９は、例えば光ピックアップ３と光ディスク２との相対位置を検出する（光ディスク２に記録されたアドレス信号をもとに位置検出する場合を含む）ことによって、記録及び／又は再生する記録領域を判別できる。
【００２６】
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作し、サーボ制御回路９からの制御信号に応じて送りモータ５を駆動制御し、光ピックアップ３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００２７】
ここで、上述した記録再生用光ピックアップ３について詳しく説明する。
【００２８】
光ピックアップ３は、信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うものであり、具体的には、厚さが０．１ｍｍ程度の第１の厚さの第１の保護基板を有し波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを記録再生光として使用する第１の光ディスク１１と、厚さが０．６ｍｍ程度の第２の厚さの第２の保護基板を有し波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを記録再生光として使用する第２の光ディスク１２とに対して記録及び／又は再生を行うものとして説明する。
【００２９】
本発明を適用した光ピックアップ３は、図２に示すように、波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する光源部３１と、第１の波長の光ビームを第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して第１の光ディスク１１の信号記録面１１ａ上に集光する第１の対物レンズ３２と、第１の波長の光ビームを第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａ上に集光する第２の対物レンズ３３と、光源部３１から出射された光ビームの偏光状態を選択的に切り換える偏光切換部３４と、偏光切換部３４により切り換えられた光ビームの偏光状態により、第１又は第２の対物レンズ３２，３３に導く偏光ビームスプリッタ３５とから構成されている。
【００３０】
また、光ピックアップ３は、光源部３１と偏光切換部３４との間に設けられ、光源部３１から出射された光ビームの発散角を変換して略平行光とするコリメータレンズ３６と、光源部３１とコリメータレンズ３６との間に設けられ、トラッキングエラー信号等を得るために、光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに分割するグレーティング３７と、信号記録面で反射された戻り光を受光する光検出器３８と、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に設けられ、通過する光ビームを光検出器３８に集光する集光レンズ３９と、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に設けられ、フォーカシングエラー信号を得るための非点収差を発生させるマルチレンズ４０とを備える。
【００３１】
また、光ピックアップ３は、偏光ビームスプリッタ３５により透過された光ビームを反射して光路を変更して第２の対物レンズ３３に導くミラー４３と、偏光ビームスプリッタ３５と第１の対物レンズ３２との間に設けられ、偏光ビームスプリッタ３５により反射された光ビームに１／４波長の位相差を与える第１の１／４波長板４１と、ミラー３７と第２の対物レンズ３３との間に設けられ、ミラーにより反射された光ビームに１／４波長の位相差を与える第２の１／４波長板４２とを備える。
【００３２】
光源部３１は、第１の光ディスク１１又は第２の光ディスク１２に対して一定の波長、すなわち第１の波長の光ビームを出射する。
【００３３】
第１の対物レンズ３２は、第１の焦点距離を有し、第１の波長の光ビームに対応したものであり、開口数は、０．８５とされている。第１の対物レンズ３２は、第１の厚さの第１の保護基板を有する第１の光ディスク１１に対して、第１の波長の光ビームを第１の保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面１１ａ上に集光する。
【００３４】
また、第１の対物レンズ３２の入射側には、第１の対物レンズ３２に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限素子として図示しない第１の開口フィルタが設けられている。この第１の開口フィルタは、通過する第１の波長の光ビームの開口数を０．８５とする。
【００３５】
第２の対物レンズ３３は、第２の焦点距離を有し、第１の波長の光ビームに対応したものであり、開口数は、０．６５とされている。第２の対物レンズ３３は、第２の厚さの第２の保護基板を有する第２の光ディスク１２に対して、第１の波長の光ビームを第２の保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面１２ａ上に集光する。
【００３６】
また、第２の対物レンズ３３の入射側には、第２の対物レンズ３３に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限素子として図示しない第２の開口フィルタが設けられている。この第２の開口フィルタは、通過する第１の波長の光ビームの開口数を０．６５とする。
【００３７】
偏光切換部３４は、例えば、偏光切換液晶３４ａと液晶駆動回路３４ｂとからなる。この偏光切換部３４は、ディスク種類判別部２２により検出されたディスク種類に基づいて、通過する光ビームの偏光状態を選択的に切り換える。すなわち、偏光切換部３４の偏光切換液晶３４ａは、装着されたディスク２が第１のディスク１１であった場合には、液晶駆動回路３４ｂによりオン状態とされて通過する第１の波長の光ビームの偏光状態をＳ波からＰ波に変換して出射させ、ディスク２が第２のディスク１２であった場合には、液晶駆動回路３４ｂによりオフ状態のままとされて通過する第１の波長の光ビームの偏光状態をＳ波のまま出射させる。
【００３８】
尚、ここでは、偏光切換部３４として偏光切換液晶３４ａと液晶駆動回路３４ｂとを用いたが、これに限られるものではなく、例えば、１／２波長板等の偏光状態変換手段と、この偏光状態変換手段を光路上から挿入又は取り外しする駆動手段とから構成してもよい。
【００３９】
また、ここでは、偏光切換液晶３４ａに入射する光ビーム、すなわち、光源部３１から出射された光ビームの偏光状態をＳ波として、オン状態としたときにＰ波に変換し、オフ状態としたときにＳ波のまま出射させるように構成したが、これに限られるものではなく、偏光切換液晶３４ａに入射する光ビームの偏光状態をＰ波として、オン状態としたときにＳ波に変換し、オフ状態としたときにＰ波のまま出射させるように構成してもよい。その場合、上述した切換動作、すなわち、オンオフ制御を逆にすればよい。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ３５は、通過する光ビームのうち、Ｓ波とされた光ビームの略全光量を透過させ、Ｐ波とされた光ビームの略全光量を反射させるような偏光依存性を有する光学薄膜が形成された分離面３５ａを有する。
【００４１】
偏光ビームスプリッタ３５は、偏光切換部３４により切り換えられた光ビームの偏光状態により、選択的に、第１又は第２の対物レンズ３２，３３側に導くことができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ３５は、入射した光ビームがＰ波であったときには、反射させてその光路を第１の対物レンズ３２側に導き、入射した光ビームがＳ波であったときには、透過させてその光路を第２の対物レンズ３３側に導く。
【００４２】
尚、ここでは、偏光ビームスプリッタ３５は、Ｓ波を透過させ、Ｐ波を反射させるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、Ｓ波を反射させ、Ｐ波を透過させるように構成してもよい。その場合、上述の偏光切換部３４の切換動作、すなわちオンオフ制御を逆にすればよい。
【００４３】
また、偏光ビームスプリッタ３５は、第１又は第２の対物レンズ３２，３３により集光された光ビームの光ディスクで反射されたそれぞれの戻り光の光路を光源部３１から出射された往路の光ビームの光路から分離して、戻り光を光検出器３８側に導く。すなわち、第１の対物レンズ３２により集光されて光ディスクで反射された戻り光は、後述するように、第１の１／４波長板４１によりＳ波とされて偏光ビームスプリッタ３５に入射するので、分離面３５ａを透過されて、光検出器３８側に導かれる。また、第２の対物レンズ３３により集光されて光ディスクで反射された戻り光は、後述するように、第２の１／４波長板４２によりＰ波とされて偏光ビームスプリッタ３５に入射するので、分離面３５ａにより反射されて、光検出器３８側に導かれる。
【００４４】
コリメータレンズ３６は、光源部３１から出射された通過する第１の波長の光ビームの発散角を変換して略平行光として偏光切換液晶３４ａ側に出射させる。
【００４５】
光検出器３８は、グレーティング３７により３ビームに分割された光ビームをそれぞれ受光し、また、マルチレンズ４０により付加された非点収差を検出するためのフォトディテクタを有し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出することができる。
【００４６】
集光レンズ３９は、偏光ビームスプリッタ３５により光検出器３８側に導かれた光ビームの発散角を変換して、この光ビームを光検出器３８のフォトディテクタ上に集束させる。
【００４７】
第１の１／４波長板４１は、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える、すなわち、入射した往路の光ビームを直線偏光（Ｐ波）から円偏光に変換し、光ディスクで反射された復路の光ビームを円偏光から直線偏光（Ｓ波）に変換する。第１の１／４波長板４１は、光路における光ディスクの前後で２回通過させることにより、往路の光ビームと復路の光ビームとを異なる偏光状態とすることができる。
【００４８】
第２の１／４波長板４２は、偏光ビームスプリッタ３５と第２の対物レンズ３３との間の光路上に配置され、通過する光ビームに１／４波長の位相差を与える、すなわち、入射した往路の光ビームを直線偏光（Ｓ波）から円偏光に変換し、光ディスクで反射された復路の光ビームを円偏光から直線偏光（Ｐ波）に変換する。第２の１／４波長板４２は、光路における光ディスクの前後で２回通過させることにより、往路の光ビームと復路の光ビームとを異なる偏光状態とすることができる。
【００４９】
第１及び第２の対物レンズ３２，３３は、図示しないレンズホルダに保持されている。このレンズホルダには、レンズホルダに保持された第１の対物レンズ３２及び第２の対物レンズ３３をトラッキング方向及びフォーカシング方向に移動させる図示しない２軸アクチュエータと、ディスク種類判別部２２で検出された検出信号、及び、光検出器３８で検出された検出信号に基づいて、この２軸アクチュエータを駆動させるアクチュエータ駆動回路とが設けられている。２軸アクチュエータは、アクチュエータ駆動回路に制御されて、第１の対物レンズ３２及び第２の対物レンズ３３をトラッキング方向、フォーカシング方向に移動させる。
【００５０】
以上のように構成された光ピックアップ３は、この光検出器３８により検出された戻り光により生成されたフォーカシングサーボ信号、トラッキングサーボ信号に基づいて、第１又は第２の対物レンズ３２，３３を駆動して、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。第１又は第２の対物レンズ３２，３３が駆動されることにより、光ディスク２の記録面に対して対物レンズ合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク２の記録面上に合焦されて、光ディスク２に対して情報の記録又は再生を行う。
【００５１】
次に、この光ピックアップ３における、光源部３１から出射された光ビームの光路について、図２及び図３を用いて説明する。まず、第１の光ディスク１１に対して出射される第１の波長の光ビームの光路について説明する。
【００５２】
光ディスク２が第１の光ディスク１１であることを判別したディスク種類判別部２２からの信号に基づいて、光源部３１は、第１の波長の光ビームを出射させる。
【００５３】
光源部３１から出射された第１の波長の光ビームは、グレーティング３７で複数の光ビームに分割され、コリメータレンズ３６により発散角を変換されて略平行光とされて偏光切換液晶３４ａ側に出射される。
【００５４】
偏光切換液晶３４ａに入射した第１の波長の光ビームは、ディスク種類判別部２２からの信号に基づいて液晶駆動回路３４ｂにオン状態に制御された偏光切換液晶３４ａによりＳ波からＰ波に変換されて偏光ビームスプリッタ３５側に出射される。
【００５５】
偏光切換液晶３４ａによりＰ波とされた第１の波長の光ビームＢ１は、偏光ビームスプリッタ３５で反射され、第１の１／４波長板４１により円偏光に変換されて第１の対物レンズ３２側に出射される。
【００５６】
第１の対物レンズ３２に入射した第１の波長の光ビームＢ１は、第１の対物レンズ３２により、第１の厚さの第１の保護基板に応じた球面収差を打ち消されて第１の光ディスク１１の信号記録面１１ａ上に集光される。
【００５７】
第１の光ディスク１１に集光された光ビームＢ１は、信号記録面１１ａで反射され、第１の対物レンズ３２を透過して、第１の１／４波長板４１によりＳ波に変換されて偏光ビームスプリッタ３５側に出射される。
【００５８】
第１の１／４波長板４１にＳ波に変換された第１の波長の光ビームＢ１は、偏光ビームスプリッタ３５を透過されて集光レンズ３９側に出射される。
【００５９】
偏光ビームスプリッタ３５を透過された第１の波長の光ビームは、集光レンズ３９に発散角を変換され、マルチレンズ４０によりフォーカスサーボのための非点収差を付加されて光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００６０】
次に、光ピックアップ３において、第２の光ディスク１２に対して出射される第１の波長の光ビームの光路について説明する。
【００６１】
光ディスク２が第２の光ディスク１２であることを判別したディスク種類判別部２２からの信号に基づいて、光源部３１は、第１の波長の光ビームを出射させる。
【００６２】
光源部３１から出射された第１の波長の光ビームは、グレーティング３７で複数の光ビームに分割され、コリメータレンズ３６により発散角を変換されて略平行光とされて偏光切換液晶３４ａ側に出射される。
【００６３】
偏光切換液晶３４ａに入射した第１の波長の光ビームは、ディスク種類判別部２２からの信号に基づいて液晶駆動回路３４ｂにオフ状態に制御された偏光切換液晶３４ａをＳ波のまま透過されて偏光ビームスプリッタ３５側に出射される。
【００６４】
偏光切換液晶３４ａをＳ波のまま透過された第１の波長の光ビームＢ２は、偏光ビームスプリッタ３５を透過され、ミラー４３を反射され、第２の１／４波長板４２により円偏光に変換されて第２の対物レンズ３３側に出射される。
【００６５】
第２の対物レンズ３３に入射した第１の波長の光ビームＢ２は、第２の対物レンズ３３により、第２の厚さの第２の保護基板に応じた球面収差を打ち消されて第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａ上に集光される。
【００６６】
第２の光ディスク１２に集光された光ビームＢ２は、信号記録面１２ａで反射され、第２の対物レンズ３３を透過して、第２の１／４波長板４２によりＰ波に変換され、ミラー４３に反射されて偏光ビームスプリッタ３５側に出射される。
【００６７】
第２の１／４波長板４２にＰ波に変換された第１の波長の光ビームは、偏光ビームスプリッタ３５で反射されて集光レンズ３９側に出射される。
【００６８】
偏光ビームスプリッタ３５で反射された第１の波長の光ビームは、集光レンズ３９に発散角を変換され、マルチレンズ４０によりフォーカスサーボのための非点収差を付加されて光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００６９】
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ３は、保護基板の厚さの異なる光ディスク１１，１２の信号記録面にそれぞれ適切に集光することができ、各光ディスクの保護基板厚の誤差による球面収差を良好に補正でき、同じ波長で保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対する互換を実現する。
【００７０】
また、光ピックアップ３は、保護基板の厚さに応じてそれぞれ球面収差を打ち消す第１及び第２の対物レンズ３２，３３と、偏光状態によりこの第１及び第２の対物レンズ３２，３３に導く偏光ビームスプリッタ３５と、偏光ビームスプリッタ３５に入射する光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部３４とを備えることにより、光源部３１と偏光ビームスプリッタ３５との間の光学部品を共通化することができ、構成の簡素化及び小型化を実現する。
【００７１】
さらに、光ピックアップ３は、偏光ビームスプリッタ３５と第１の対物レンズ３２との間に設けた第１の１／４波長板４１と、偏光ビームスプリッタ３５と第２の対物レンズ３３との間に設けた第２の１／４波長板４２とを備え、偏光ビームスプリッタ３５が第１又は第２の対物レンズ３２，３３により集光された光ビームの光ディスクで反射されたそれぞれの戻り光を、光検出器３８に導くよう構成したことにより、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に光学部品を共通化することができ、さらなる構成の簡素化及び小型化を実現する。
【００７２】
本発明を適用した光ピックアップ３は、光源部３１から出射される一定の波長の光ビームを用いて、保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスク１１，１２に対して球面収差を良好に補正して信号の読み取り及び書き込みを実現するとともに、光学部品、光路を共通化することができるので、構成の簡素化及び小型化を可能とし、製造コストを低減できる。
【００７３】
尚、光ピックアップ３において、同じ波長の光ビームを記録再生光として使用し、保護基板の厚さの異なる第１及び第２の光ディスク１１，１２に対して記録及び／又は再生を行うように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、この第１及び第２の光ディスク１１，１２に加えて、異なる波長の光ビームを記録再生光として使用する複数種類の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うように構成しても良い。
【００７４】
次に、同じ波長の光ビームを記録再生光として使用し保護基板の厚さの異なる光ディスクと、この波長と異なる波長の光ビームを記録再生光として使用する光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う図２に示す光ピックアップ５０について説明する。尚、以下の説明において、上述した光ピックアップ３と共通する部分については、共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７５】
光ピックアップ５０は、信号記録面を保護する保護基板の厚さの異なる複数の光ディスクに対して記録及び／又は再生を行うものであり、具体的には、上述した第１及び第２の光ディスク１１，１２と、厚さが０．６ｍｍ程度の第２の厚さの第３の保護基板を有し波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを記録再生光として使用する第３の光ディスク１３と、厚さが１．２ｍｍ程度の第３の厚さの第４の保護基板を有し波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを記録再生光として使用する第４の光ディスク１４とに対して記録及び／又は再生を行うものとして説明する。
【００７６】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、図２に示すように、波長４０５ｎｍ程度の第１の波長の光ビームを出射する第１の出射部と、波長６５５ｎｍ程度の第２の波長の光ビームを出射する第２の出射部と、波長７８５ｎｍ程度の第３の波長の光ビームを出射する第３の出射部とを有する光源部５１と、第１の波長の光ビームを第１の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して第１の光ディスク１１の信号記録面１１ａ上に集光する第１の対物レンズ３２と、第１及び第２の波長の光ビームを第２の厚さの保護基板に応じた球面収差を打ち消して第２及び第３の光ディスク１２，１３の信号記録面１２ａ，１３ａ上に集光し、第３の波長の光ビームを第３の保護基板の厚さに応じた球面収差を打ち消して第４の光ディスク１４の信号記録面１４ａ上に集光する第２の対物レンズ５３と、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの偏光状態を選択的に切り換える偏光切換部３４と、偏光切換部３４により切り換えられた光ビームの偏光状態により、第１又は第２の対物レンズ３２，５３に導く偏光ビームスプリッタ３５と、から構成されている。
【００７７】
また、光ピックアップ５０は、光源部５１と偏光切換部３４との間に設けられ、第１乃至第３の出射部から出射された光ビームの発散角を変換して略平行光とするコリメータレンズ３６と、光源部５１とコリメータレンズ３６との間に設けられ、トラッキングエラー信号等を得るために、光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに分割するグレーティング３７と、信号記録面で反射された戻り光を受光する光検出器３８と、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に設けられ、通過する光ビームを光検出器３８に集光する集光レンズ３９と、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に設けられ、フォーカシングエラー信号を得るための非点収差を発生させるマルチレンズ４０とを備える。
【００７８】
また、光ピックアップ５０は、偏光ビームスプリッタ３５により透過された光ビームを反射して光路を変更して第２の対物レンズ５３に導くミラー４３と、偏光ビームスプリッタ３５と第１の対物レンズ３２との間に設けられ、偏光ビームスプリッタ３５により反射された光ビームに１／４波長の位相差を与える第１の１／４波長板４１と、ミラー３７と第２の対物レンズ５３との間に設けられ、ミラーにより反射された光ビームに１／４波長の位相差を与える第２の１／４波長板４２とを備える。
【００７９】
光源部５１は、ディスク種類判別部２２により検出されたディスク種類に基づいて、出射させる光ビームを切り換える。すなわち、光源部５１は、装着された光ディスク２が第１の光ディスク１１又は第２の光ディスク１２であった場合には、第１の出射部から第１の波長の光ビームを出射し、光ディスク２が第３の光ディスク１３であった場合には、第２の出射部から第２の波長の光ビームを出射し、光ディスク２が第４の光ディスク１４であった場合には、第３の出射部から第３の波長の光ビームを出射する。
【００８０】
尚、ここでは、第１乃至第３の波長の光ビームをそれぞれ出射させる第１乃至第３の出射部を１つの光源部に設けるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、第１乃至第３の出射部の内２つの出射部を有する第１の光源部と、残りの１つの出射部を有する第２の光源部とを異なる位置に配置するように構成してもよく、第１乃至第３の出射部をそれぞれ異なる位置に配置するように構成してもよい。この場合、異なる位置に配置した光源の光路を合成する光路合成手段としてビームスプリッタ等を設けて光路を合成するようにすればよい。
【００８１】
第２の対物レンズ５３は、第２の焦点距離を有し、第１乃至第３の波長の光ビームに対応したものであり、開口数は、第１又は第２の波長に対しては０．６５であり、第３の波長に対しては０．４５とされている。第２の対物レンズ５３は、第２の厚さの第２の保護基板を有する第２の光ディスク１２に対して、第１の波長の光ビームを第２の保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面１２ａ上に集光し、第２の厚さの第３の保護基板を有する第３の光ディスク１３に対して、第２の波長の光ビームを第３の保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面１３ａ上に集光し、第３の厚さの第４の保護基板を有する第４の光ディスク１４に対して、第３の波長の光ビームを第４の保護基板に応じた球面収差を打ち消して信号記録面１４ａ上に集光する。
【００８２】
また、第２の対物レンズ５３の入射側には、第２の対物レンズ５３に入射する光ビームの開口制限を行う開口制限素子として図示しない第２の開口フィルタが設けられている。この第２の開口フィルタは、通過する第１及び第２の波長の光ビームの開口数を０．６５とし、通過する第３の波長の光ビームの開口数を０．４５とする。この開口フィルタとして、例えば、ホログラム等が用いられる。
【００８３】
偏光切換部３４は、上述した光ピックアップ３の場合と同様に、偏光切換液晶３４ａと液晶駆動回路３４ｂとからなる。この偏光切換部３４は、ディスク種類判別部２２により検出されたディスク種類に基づいて、通過する光ビームの偏光状態を選択的に切り換える。すなわち、偏光切換部３４の偏光切換液晶３４ａは、装着されたディスク２が第１のディスク１１であった場合には、液晶駆動回路３４ｂによりオン状態とされて通過する第１の波長の光ビームの偏光状態をＳ波からＰ波に変換して出射させる、ディスク２が第２乃至第４のディスク１２，１３，１４であった場合には、液晶駆動回路３４ｂによりオフ状態のままとされて通過する第１乃至第３の波長の光ビームの偏光状態をＳ波のまま出射させる。
【００８４】
以上のように構成された光ピックアップ５０は、この光検出器３８により検出された戻り光により生成されたフォーカシングサーボ信号、トラッキングサーボ信号に基づいて、第１又は第２の対物レンズ３２，５３を駆動して、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。第１又は第２の対物レンズ３２，５３が駆動されることにより、光ディスク２の記録面に対して対物レンズ合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク２の記録面上に合焦されて、光ディスク２に対して情報の記録又は再生を行う。
【００８５】
次に、この光ピックアップ５０における、光源部５１から出射された光ビームの光路について、図２及び図４を用いて説明する。まず、第１の光ディスク１１に対して出射される第１の波長の光ビームの光路について説明する。
【００８６】
第１の光ディスク１１に対して出射される第１の波長の光ビームの光路は、上述した光ピックアップ３における第１の光ディスク１１に対して出射される第１の波長の光ビームの光路と同様である。すなわち、光ディスク２が第１の光ディスク１１であることを判別したディスク種類判別部２２の検出信号に基づいて、光源部５１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームＢ１は、グレーティング３７、コリメータレンズ３６、偏光切換液晶３４ａ、偏光ビームスプリッタ３５及び第１の１／４波長板４１を経由して、第１の対物レンズ３２により、第１の厚さの第１の保護基板厚に応じた球面収差を打ち消されて第１の光ディスクの信号記録面１１ａに集光される。第１の光ディスク１１に集光され、信号記録面１１ａで反射された復路の光ビームＢ１は、第１の対物レンズ３２、第１の１／４波長板４１、偏光ビームスプリッタ３５、集光レンズ３９、マルチレンズ４０を経由して光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００８７】
次に、光ピックアップ５０において、第２の光ディスク１２に対して出射される第１の波長の光ビームの光路について説明する。
【００８８】
第２の光ディスク１２に対して出射される第１の波長の光ビームの光路は、上述した光ピックアップ３における第２の光ディスク１２に対して出射される第１の波長の光ビームの光路と同様である。すなわち、光ディスク２が第２の光ディスク１２であることを判別したディスク種類判別部２２の検出信号に基づいて、光源部５１の第１の出射部から出射された第１の波長の光ビームＢ２は、グレーティング３７、コリメータレンズ３６、偏光切換液晶３４ａ、偏光ビームスプリッタ３５、ミラー４３及び第２の１／４波長板４２を経由して、第２の対物レンズ５３により、第２の厚さの第２の保護基板に応じた球面収差を打ち消されて第２の光ディスク１２の信号記録面１２ａ上に集光される。第２の光ディスク１２に集光され、信号記録面１２ａで反射された復路の光ビームＢ２は、第２の対物レンズ５３、第２の１／４波長板４２、ミラー４３、偏光ビームスプリッタ３５、集光レンズ３９、マルチレンズ４０を経由して光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００８９】
そして、光ピックアップ５０において、第３の光ディスク１３に対して出射される第２の波長の光ビームの光路は、上述した第２の光ディスクに対して出射される第１の波長の光ビームの光路と同様である。すなわち、光ディスク２が第３の光ディスク１３であることを判別したディスク種類判別部２２の検出信号に基づいて、光源部５１の第２の出射部から出射された第２の波長の光ビームＢ３は、グレーティング３７、コリメータレンズ３６、偏光切換液晶３４ａ、偏光ビームスプリッタ３５、ミラー４３及び第２の１／４波長板４２を経由して、第２の対物レンズ５３により、第２の厚さの第３の保護基板に応じた球面収差を打ち消されて第３の光ディスク１３の信号記録面１３ａ上に集光される。第３の光ディスク１３に集光され、信号記録面１３ａで反射された復路の光ビームＢ３は、第２の対物レンズ５３、第２の１／４波長板４２、ミラー４３、偏光ビームスプリッタ３５、集光レンズ３９、マルチレンズ４０を経由して光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００９０】
また、光ピックアップ５０において、第４の光ディスク１４に対して出射される第３の波長の光ビームの光路は、上述した第２の光ディスクに対して出射される第１の波長の光ビームの光路と同様である。すなわち、光ディスク２が第４の光ディスク１４であることを判別したディスク種類判別部２２の検出信号に基づいて、光源部５１の第３の出射部から出射された第３の波長の光ビームＢ４は、グレーティング３７、コリメータレンズ３６、偏光切換液晶３４ａ、偏光ビームスプリッタ３５、ミラー４３及び第２の１／４波長板４２を軽油して、第２の対物レンズ５３により、第３の厚さの第４の保護基板に応じた球面収差を打ち消されて第４の光ディスク１４の信号記録面１４ａ上に集光される。第４の光ディスク１４に集光され、信号記録面１４ａで反射された復路の光ビームＢ４は、第２の対物レンズ５３、第２の１／４波長板４２、ミラー４３、偏光ビームスプリッタ３５、集光レンズ３９、マルチレンズ４０を経由して光検出器３８のフォトディテクタ上に集束される。
【００９１】
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ５０は、保護基板の厚さの異なる光ディスク１１，１２，１３，１４の信号記録面にそれぞれ適切に集光することができ、各光ディスクの保護基板厚の誤差による球面収差を良好に補正でき、保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対する互換を実現する。
【００９２】
また、光ピックアップ５０は、保護基板の厚さに応じてそれぞれ球面収差を打ち消す第１及び第２の対物レンズ３２，５３と、偏光状態によりこの第１及び第２の対物レンズ３２，５３に導く偏光ビームスプリッタ３５と、偏光ビームスプリッタ３５に入射する光ビームの偏光状態を切り換える偏光切換部３４とを備えることにより、光源部５１と偏光ビームスプリッタ３５との間の光学部品を共通化することができ、構成の簡素化及び小型化を実現する。
【００９３】
さらに、光ピックアップ５０は、偏光ビームスプリッタ３５と第１の対物レンズ３２との間に設けた第１の１／４波長板４１と、偏光ビームスプリッタ３５と第２の対物レンズ５３との間に設けた第２の１／４波長板４２とを備え、偏光ビームスプリッタ３５が第１又は第２の対物レンズ３２，５３により集光された光ビームの光ディスクで反射されたそれぞれの戻り光を、光検出器３８に導くよう構成したことにより、偏光ビームスプリッタ３５と光検出器３８との間に光学部品を共通化することができ、さらなる構成の簡素化及び小型化を実現する。
【００９４】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、光源部５１から出射される異なる波長の光ビームを用いて、保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスク１１，１２，１３，１４に対して球面収差を良好に補正して信号の読み取り及び書き込みを実現するとともに、光学部品、光路を共通化することができるので、構成の簡素化及び小型化を可能とし、製造コストを低減できる。
【００９５】
また、本発明を適用した光ピックアップ５０は、使用波長が異なり保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに加えて、使用波長が同じで保護基板の厚さの異なる複数種類の光ディスクに対しても、信号の読み取り及び書き込みを実現でき、さらに多様化する複数種類のフォーマットとされる光ディスクに対する互換を実現するとともに構成の小型化を実現する。
【００９６】
本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置１は、上述した光ピックアップ３、５０を備え、保護基板の厚さの異なる光ディスクに対して、光ピックアップの光学部品、光路を共通化して、信号を良好に記録及び再生できるので、複数種類の光ディスクに対応して優れた互換性を有するとともに構成の簡素化及び小型化を実現し、製造コストを低減することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置の構成を示すブロック回路図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップの光学系を説明する光路図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップの各光ディスクに対する光ビームの光路と偏光状態を説明する光路図である。
【図４】本発明を適用した光ピックアップの他の例において、各光ディスクに対する光ビームの光路と偏光状態を説明する光路図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  光ディスク装置、  ２  光ディスク、  ３  光ピックアップ、  ４  スピンドルモータ、  ５  送りモータ、  ９  サーボ制御回路、２２  ディスク種類判別部、  ３１  光源部、  ３２  第１の対物レンズ、  ３３  第２の対物レンズ、  ３４  偏光切換部、３４ａ  偏光切換液晶、  ３４ｂ  液晶駆動回路、  ３５  偏光ビームスプリッタ、  ３６  コリメータレンズ、  ３７  グレーティング、  ３８  光検出器、  ３９  集光レンズ、  ４０  マルチレンズ、  ４１  第１の１／４波長板、  ４２  第２の１／４波長板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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