(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう光ピックアップ装置において、
互いに波長の異なる光を放射する複数の光源と、
これら光源からの各光束を、波長に応じた光情報記録媒体に向けて集光し、上記光情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと、
上記記録面により反射され、上記対物レンズを透過した戻り光束を受光する光検出器と、
上記戻り光束を上記光検出器に向けて回折させるホログラム素子とを有し、
上記光検出器が波長の異なる複数の戻り光束に対して共通化され、
上記ホログラム素子は、波長の異なる複数の光束の各々に対応した複数種のホログラム群を組み合わせた構成であり、各種のホログラム群は部分ホログラムに分割され、対応する波長の戻り光束を上記光検出器へ向けて回折し、且つ、上記光検出器への入射光パワーが、波長に拘わらず互いに略同一となるように、戻り光束の入射面積を設定され、
且つ、上記ホログラム素子における所定の開口の外側は、特定の波長に対する部分ホログラムのみで占められ、上記開口の内部は、上記特定の波長を含む複数の波長に対応したホログラム群の部分ホログラムが混在し、
上記各光源と上記対物レンズとの間に、上記戻り光束を上記光検出器へ向けて光路分離するビームスプリッタを有し、このビームスプリッタと上記光検出器との間に上記ホログラム素子を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
光検出器が４分割受光素子であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１〜３の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４記載の光ピックアップ装置において、
対物レンズが、２種の波長の光束に対して共通化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１〜５の任意の１に記載の光ピックアップ装置において、
互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２種の波長の光束に対して対物レンズが共通化され、各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズを有し、
ホログラム素子に、波長に応じたＮＡ変換を行なわせることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
使用波長が互いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に対して選択的に光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置であって、
上記ディスク状の光情報記録媒体を選択的にセットされる保持部と、
この保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する駆動手段と、
上記セットされた光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ変位駆動する変位駆動手段とを有し、光ピックアップ装置として、請求項１〜６の任意の１に記載のものを用いることを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ピックアップ装置およびこの光ピックアップ装置を用いる光情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップ装置はＣＤ（コンパクトディスク）やＣＤ−Ｒ（コンパクトディスクレコーダブル）、ＤＶＤ（デジタルビデオディスク）といった「光情報記録媒体」に対して情報の記録・再生・消去の１以上を行う光学装置として知られ、種々の方式のものが提案され、実施されている。
【０００３】
上記ＣＤとＤＶＤとでは透明基板の厚さが異なり、使用波長も互いに異なる。このように、使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体に対して情報の記録・再生等を行なえるようにした「多波長用の光ピックアップ装置」の実現が意図され、種々のものが提案されている。これら多波長用の光ピックアップ装置の１つとして、発明者は先に、ホログラム素子を用いるものを提案した（特開２０００−７６６８８号公報）。
【０００４】
この光ピックアップ装置は、各種の光情報記録媒体からの戻り光束を共通のホログラム素子により回折させ、回折光束を単一の光検出器で検出するように構成されている。ホログラム素子は、複数の波長の光束に対して、ホログラム作用を最適化された複数のホログラムを組み合わせたものである。
この光ピックアップ装置には、以下の如き問題がある。
【０００５】
説明の具体性のため、使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体として、波長：７８５ｎｍを使用波長とする「ＣＤ系の媒体」と、波長：６５０ｎｍを使用波長とする「ＤＶＤ系の媒体」を例にとって説明する。
【０００６】
戻り光束は、単一の光検出器で検出されるので、各戻り光束は、波長に関わらず共通の受光部領域に入射することになる。このとき問題となるのは、戻り光束が共通の受光部領域に入射するとき、光束の波長により入射光量が異なることである。これは、ＣＤ系とＤＶＤ系とで媒体の反射率が異なるためである。
【０００７】
また「２種の光情報記録媒体に対して対物レンズを共通化」した場合には、各光束に対する対物レンズのＮＡ（開口数）が異なり、このことも上記入射光量を異ならせる一因となる。上記の如く対物レンズを２種の光情報記録媒体に対して共通化する場合、対物レンズのＮＡについては、ＣＤ系の媒体についてはＮＡ：０．５、ＤＶＤ系の媒体についてはＮＡ：０．６〜０．６５であり、ＮＡにおける差が光検出器への「戻り光量の違い」となる。
【０００８】
さらに、ＣＤ系とＤＶＤ系とでは、記録や再生のためのパワーが異なるため、このことも、戻り光量の差を生じる原因となる。記録モードと再生モードでのパワー差に起因する「戻り光量の差」の問題は、通常の単一波長用の光ピックアップ装置においても生じる問題であり、この問題に対しては、光検出器の出力を増幅する増幅器のゲイン（利得）を切換えることにより対処している。
【０００９】
単一波長用の光ピックアップ装置における「ゲインの切換え」としては、例えば、記録モードと再生モードとでゲインを切換える２段切換え、記録モードと低反射率媒体再生モードと高反射率媒体再生モードとでゲインを切換える３段切換え等が知られている。
【００１０】
多波長用の光ピックアップ装置における上記「戻り光量の違い」に対しても、基本的には、上記の如き「増幅器のゲインを切換える方法」で対処することはできる。しかし、例えばＣＤ系およびＤＶＤ系の各媒体に対し、記録や再生を行う場合であると、光情報記録媒体が２種になることに伴い、ゲインの切換え段数は上記の場合の２倍、即ち、４〜６段が必要となり、増幅回路の複雑化やコストアップを招来してしまう。
【００１１】
この場合、ゲインの切換え段数を減らし、各段のゲインで異なるレベルの光量を扱うようにすることも考えられるが、このようにすると、光検出器・増幅器ともに広いダイナミックレンジが必要となり、技術的な難度が高くなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体からの戻り光束を、共通の受光部領域を持つ単一の光検出器で受光するようにし、且つ、単一波長用の光ピックアップ装置の場合と同様の方法で信号検出を可能にする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の光ピックアップ装置は「互いに使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう光ピックアップ装置」で、複数の光源と、対物レンズと、光検出器と、ホログラム素子とを有する。
【００１４】
「複数の光源」は、互いに波長の異なる光を放射する。このような光源としては、半導体レーザが好適である。
「対物レンズ」は、これら光源からの各光束を、波長に応じた光情報記録媒体に向けて集光し、光情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する。
【００１５】
「光検出器」は、光情報記録媒体の記録面により反射され、対物レンズを透過した戻り光束を受光する。
「ホログラム素子」は、戻り光束を光検出器に向けて回折させる。
【００１６】
請求項１記載の光ピックアップ装置は、以下の点を特徴とする。
即ち、第１に、光検出器が「波長の異なる複数の戻り光束」に対して共通化される。従って、光検出器の受光部領域は、波長の異なる戻り光束それぞれを受光する。
【００１７】
第２に、ホログラム素子は、波長の異なる複数の光束の各々に対応した複数種の「ホログラム群」を組み合わせた構成であり、各種のホログラム群は、それぞれが「部分ホログラム」に分割され、対応する波長の戻り光束を光検出器へ向けて回折し、且つ、光検出器への入射光パワーが、波長に拘わらず互いに略同一となるように、戻り光束の入射面積を設定されている。
【００１８】
説明を補足すると、個々の「ホログラム群」は、互いに分割された「部分ホログラム」の一群からなる。１つのホログラム群は、１つの波長に応じて設定されており、この波長の戻り光束を光検出器（の受光部領域）に向けて回折させる。
【００１９】
ある波長の戻り光束がホログラム素子に入射するとき、この入射光束がカバーするホログラム領域には、複数種のホログラム群の部分ホログラムが存在する。そして、上記戻り光束の波長に対応するホログラム群のうちで、上記ホログラム領域内に位置する部分ホログラムの面積の和が、この波長の戻り光束に対するホログラム群の「入射面積」である。
【００２０】
この入射面積は、上記の如く、光検出器への入射光パワーが波長に拘わらず互いに略同一となるように設定される。換言すれば、光検出器に入射する戻り光束のパワーが「戻り光束の波長に拘わらず略一定となる」ように、各ホログラム群の入射面積を調整するのである。
【００２１】
このようにすると、光検出器へ入射する戻り光束のパワーは、略「波長に無関係」となるので、増幅器のゲイン切換え等は、単一波長用の光ピックアップ装置の場合と同じでよい。即ち、増幅器やゲインの切換え手段として、単一波長用の光ピックアップ装置におけるものと同様のものを用いることができる。
【００２２】
「ホログラム素子における所定の開口の外側は、特定の波長に対する部分ホログラムのみで占められ、開口の内部は、上記波長を含む複数の波長に対応したホログラム群の部分ホログラムが混在している」構成とされる（請求項１）。
【００２３】
なお、ホログラム素子における各ホログラム群は、回折機能の他に所望のレンズ機能、例えば「戻り光束に対して非点収差を与えるアナモルフィックなレンズ機能」を有することができる。
【００２４】
上記請求項１記載の光ピックアップ装置は「各光源と対物レンズとの間に、戻り光束を光検出器へ向けて光路分離するビームスプリッタを有し、このビームスプリッタと光検出器との間にホログラム素子を有する」ように構成される。
なお、参考として光ピックアップ装置のホログラム素子が「戻り光束を光検出器へ向けて光路分離する光路分離手段」を兼ねるようにすることもできる。
【００２５】
この参考の光ピックアップ装置においては「複数の光源と光検出器とを同一のキャン内にパッケージし、ホログラム素子を上記キャンと離れて配置する」こともできるし、「複数の光源と光検出器とを同一のキャン内にパッケージし、ホログラム素子を上記キャンと一体化する」こともできる。
【００２６】
上記参考の光ピックアップ装置においては、ホログラム素子を「各光源側からの各光束を透過させ、各戻り光束を回折させる偏光ホログラム素子」とし、このホログラム素子と対物レンズとの間に１／４波長板を配置することができる。
【００２７】
上記請求項１記載の光ピックアップ装置は、各光源からの光束をカップリングする「各光源に共通のカップリングレンズ」を有することができる（請求項２）。
【００２８】
上記請求項１または２記載の光ピックアップ装置において、光検出器は「４分割受光素子」であることができる（請求項３）。また、上記請求項１〜３の任意の１に記載の光ピックアップ装置は「互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう」ものであることができる（請求項４）。
【００２９】
この場合、対物レンズを「２種の波長の光束に対して共通化」することができる（請求項５）。なお、対物レンズは、複数のものを例えばターレット状に用意し、使用波長に応じて切換えて使用するようにすることも可能である。
【００３０】
なお、参考例として、ホログラム素子をなす複数のホログラム群を「それぞれ短冊形の部分ホログラムに分割され、各部分ホログラムが幅方向へ順序だてて配列され、光検出器への入射光パワーが波長に拘わらず略同一になるように、部分ホログラムの幅を、各ホログラム群ごとに定めた」構成とすることも考えられる。
この場合、参考例の光ピックアップ装置を、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２種の波長の光束に対して対物レンズを共通化し、各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズを有し、カップリングレンズと対物レンズとの間に、戻り光束を光検出器へ向けて光路分離するビームスプリッタを有するとともに、このビームスプリッタと光検出器との間にホログラム素子を有し、カップリングレンズと対物レンズとの間に「一方の波長の光束の中心部を透過させ、周辺部を遮断し、他方の光束を周辺部まで透過させる、円形開口形状の波長フィルタ」を有し、この波長フィルタにより、波長に応じたＮＡ変換を行なうように構成することもできる。
【００３１】
請求項１〜５の任意の１に記載の光ピックアップ装置は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、上記２種の波長の光束に対して対物レンズが共通化され、各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズを有し、ホログラム素子に、波長に応じたＮＡ変換を行なわせることができる（請求項６）。
【００３２】
この発明の光情報処理装置は「使用波長が互いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に対して選択的に光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置」であって、保持部と、駆動手段と、光ピックアップ装置と、変位駆動手段とを有する（請求項７）。「保持部」は、ディスク状の光情報記録媒体を選択的にセットされる。
【００３３】
「駆動手段」は、保持部にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する。「光ピックアップ装置」は、セットされた光情報記録媒体に対して情報の記録・再生・消去の１以上を行うものであり、上記請求項１〜６の任意の１に記載のものが用いられる。「変位駆動手段」は、光ピックアップ装置を光情報記録媒体の半径方向へ変位駆動する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を説明する。
図１（ａ）は、光ピックアップ装置の基本的な構成を示す。
図１（ａ）において、符号１、２はそれぞれ「光源」としての半導体レーザを示す。半導体レーザ１は波長：７８５ｎｍ（＝λ１）の発振波長を持ち、半導体レーザ２は波長：６５０ｎｍ（＝λ２）の発振波長を持つ。符号３で示すビームスプリッタ３は、波長：λ１の光を反射し、波長：λ２の光を透過させるダイクロイックミラー膜を持つ。符号４はカップリングレンズ、符号５は偏光ビームスプリッタ、符号６は対物レンズをそれぞれ示し、符号７および８はそれぞれ、光情報記録媒体としてＣＤおよびＤＶＤを示す。符号９はホログラム素子、符号１０は光検出器を示している。
【００３５】
符号１１は波長フィルタ、符号１２は１／４波長板を示す。
ＣＤ７に対して情報の記録・再生・消去の何れかを行うときは、使用波長が７８５ｎｍ（波長：λ１）であるから、半導体レーザ１を点灯する。発光強度は、記録・再生・消去の各モードに応じて切換える。半導体レーザ１から放射されたレーザ光束は、ビームスプリッタ３に入射してダイクロイックミラー膜により反射され、カップリングレンズ４により平行光束化され、偏光ビームスプリッタ５を透過し、波長フィルタ１１に入射する。
【００３６】
波長フィルタ１１は、波長：λ１の平行光束の中心部を透過させ、周辺部を遮断して対物レンズ６には行かないようにする。これにより対物レンズ６に対するＮＡ：０．５を実現する。波長フィルタ１１を通過した平行光束（周辺部を除去されている）は１／４波長板１２を透過して円偏光状態となり、対物レンズ６により集光光束に変換されてＣＤ７の透明基板を透過して記録面上に光スポットとして集光する。この光スポットにより、情報の記録・再生もしくは消去が行われる。
【００３７】
ＤＶＤ８に対して情報の記録・再生・消去の何れかを行うときは、使用波長が６５０ｎｍ（波長：λ２）であるから、半導体レーザ２を点灯する。発光強度は、記録・再生・消去のモードに応じて切換える。半導体レーザ２から放射されたレーザ光束は、ビームスプリッタ３に入射してダイクロイックミラー膜を透過し、カップリングレンズ４により平行光束化され、偏光ビームスプリッタ５を透過し、波長フィルタ１１に入射する。
【００３８】
ここで、波長フィルタ１１によるＮＡ変換を行う場合を参考例として説明する。
波長フィルタ１１は、波長：λ２の平行光束を「中心部から周辺部まで」全て透過させる。これにより対物レンズ６に対するＮＡ：０．６５を実現する。即ち、この実施の形態においては、波長フィルタ１１によりＮＡ変換が行われる。
【００３９】
波長フィルタ１１を通過した平行光束は１／４波長板１２を透過して円偏光状態となり、対物レンズ６により集光光束に変換されてＤＶＤ８の透明基板を透過して記録面上に光スポットとして集光する。この光スポットにより、情報の記録、再生もしくは消去が行われる。なお、波長フィルタ１１と１／４波長板１２とは、互いの順序を入れ替えて、波長フィルタ１１を対物レンズ６の側に位置させても良い。
【００４０】
以上は、各光源１、２から光走査記録媒体７、８への光路における各光束を説明した。以下には、これら各光束の戻り光束の光路を説明する。
【００４１】
光情報記録媒体の記録面で反射された各光束は、「戻り光束」となって対物レンズ６を透過して略「平行光束」に戻り、１／４波長板１２を透過して往路とは「偏光面が９０度旋回した直線偏光状態」に戻り、波長フィルタ１１を透過して偏光ビームスプリッタ５に入射して反射され、ホログラム素子９に入射し、ホログラム素子９により光検出器１０に向けて回折され、光検出器１０の受光部領域に入射する。
【００４２】
光検出器１０は、２波長（λ１、λ２）の戻り光束に対して共通の受光部領域を持つ。この実施の形態において光検出器は、図１（ｂ）に示すように、受光部領域が４つの受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに分割され、各受光部から光電出力信号：ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤを出力する４分割受光素子である。なお、光電出力信号は、上記モードに応じたゲインで増幅される。
【００４３】
説明中の参考例において、ホログラム素子９は、図１（ｃ）に示すような構成となっている。即ち、図１（ｃ）において、符号Ｈ１、Ｈ２の個々は「部分ホログラム」を示している。部分ホログラムＨ１の全体は「波長：λ１の戻り光束用のホログラム群」を構成する。同様に、部分ホログラムＨ２の全体は「波長：λ２の戻り光束用のホログラム群」を構成する。部分ホログラムＨ１、Ｈ２はそれぞれ短冊状で、その幅方向へ互いに交互に配列されている。
【００４４】
部分ホログラムＨ１の構成するホログラム群は、前述した「アナモルフィックなレンズ作用」を持ち、波長：λ１の戻り光束に非点収差を発生させて光検出器１０の受光部領域へ集光させる。
【００４５】
同様に、部分ホログラムＨ２の構成するホログラム群もアナモルフィックなレンズ作用を持ち、波長：λ２の戻り光束に非点収差を発生させて光検出器１０の受光部領域へ集光させる。
【００４６】
このようにして、単一の４分割受光素子１０により、波長：λ１、λ２の戻り光束の信号検出が可能になる。信号演算は、
フォーカス信号：（ＳＡ＋ＳＣ）−（ＳＢ＋ＳＤ）：非点収差法
トラック信号  ：（ＳＡ＋ＳＢ）−（ＳＣ＋ＳＤ）：プッシュプル法
ＲＦ信号      ：（ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＋ＳＤ）
となる。
【００４７】
このような光ピックアップ装置は、２波長：λ１、λ２の戻り光束の信号を１つの光検出器１０で検出でき、後段の増幅器も１組で済み、さらにその後段のアナログ演算回路も１組で済むので部品簡略化ができ、コストメリットが高い。
【００４８】
図１（ｄ）において、符号Ｌ１は、波長：λ１の戻り光束が、ホログラム素子９に入射した状態におけるホログラム素子上の光束断面である。この光束断面Ｌ１内にある部分ホログラムＨ１の総面積（ハッチを施した部分の面積の和）が、波長：λ１の戻り光束に対するホログラム群の「入射面積」である。この入射面積をＷ１とする。
【００４９】
同様に、図１（ｅ）において、符号Ｌ２は、波長：λ２の戻り光束が、ホログラム素子９に入射した状態におけるホログラム素子上の光束断面である（前述したＮＡ変換のため、光束断面Ｌ１よりも径が大きい）。この光束断面Ｌ２内にある部分ホログラムＨ２の総面積（ハッチを施した部分の面積の和）が、波長：λ２の戻り光束に対するホログラム群の「入射面積」である。この入射面積をＷ２とする。
【００５０】
これらの入射面積：Ｗ１、Ｗ２は、光検出器１０への戻り光束の入射光パワーが波長に拘わらず互いに略同一となるように設定される。即ち、波長：λ１の戻り光束のパワーをＰ１、波長：λ１に対する「部分ホログラムＨ１によるホログラム群」の回折効率をη１、波長：λ２の戻り光束のパワーをＰ２、波長：λ２に対する「部分ホログラムＨ２によるホログラム群」の回折効率をη２とすると、光検出器１０が受光する戻り光束のパワーを、波長に関わらず略同一レベルにするためには関係：
Ｐ１×Ｗ１×η１ ≒ Ｐ２×Ｗ２×η２  （１）
が成り立てばよい。
【００５１】
光情報記録媒体がＣＤ７であるかＤＶＤ８であるかに応じて、パワー：Ｐ１、Ｐ２は一義的に定まる。またホログラム素子の回折効率：η１、η２も前もって略決まっているので、波長が異なっても光検出器１０への入射パワーが略同一レベルになるようにするには、上記P１、P２、η１、η２に応じて、各ホログラム群の入射面積：Ｗ１、Ｗ２を、上記（１）式が成り立つように設定すればよいのである。
【００５２】
図１に即して説明した参考例においては、各ホログラム群を構成する部分ホログラムＨ１、Ｈ２は短冊形であって、その幅方向へ交互にならんでいるので、上記の如く入射面積を調整するのを、部分ホログラムＨ１、Ｈ２の幅：ｈ１、ｈ２を調整することにより行っている。
【００５３】
図１においては、偏光ビームスプリッタ５と１／４波長板１２とを用いているので、光源から放射されカップリングされた光束を有効に光情報記録媒体へ照射することができ、戻り光束を略１００％、ホログラム素子９に入射させることができるので、光の利用効率が高い。しかし、光の利用効率に十分な余裕があるときには、１／４波長板１２を省略し、偏光ビームスプリッタ５に換えて、通常のビームスプリッタを用いることができ、このようにすることにより光ピックアップ装置の低コスト化を図ることができる。
【００５４】
図２には、請求項１、６記載の光ピックアップ装置で用いられるホログラム素子の実施の１形態を示す。ホログラム素子９’は、波長：λ１（ＣＤ系の光情報記録媒体に対する使用波長）の戻り光束に作用するホログラム群を構成する部分ホログラムＨ１’と、波長：λ２（ＤＶＤ系の光情報記録媒体に対する使用波長）用のホログラム群を構成する部分ホログラムＨ２’で構成されている。
【００５５】
符号ａで示す円は「開口」を表わし、ＣＤ系の光情報記録媒体に必要とされるＮＡ：０．５の開口に相当する。部分ホログラムＨ１’は短冊状で、開口ａの内部にのみ分割して形成されて、波長：λ１の戻り光束に対するホログラム群を構成している。部分ホログラムＨ２’は、開口ａの内部では短冊状で、分割して形成され、開口ａの外部は全部、部分ホログラムＨ２’のみで構成されている。
【００５６】
ＣＤ系の光情報記録媒体では「ＮＡ：０．５に相当する光束」のみを使う必要があるため、部分ホログラムＨ１’は開口ａの中にのみ形成した。従って、波長：λ１の戻り光束は、ホログラム素子９’に入射する全光束中の、開口ａに入射する部分のみが光り検出器に向けて回折されることになる。従って、波長：λ１の戻り光束のうち、各種検出信号に対してノイズ成分となる光束周辺部は、ホログラム素子９’により、光検出器に対して遮断されることになる。
【００５７】
一方、ＤＶＤ系の光情報記録媒体に対する使用波長である波長：λ２の戻り光束は、対物レンズがこの使用波長に対して最適化されているため「光束の周辺部までの全光束」を使用することができる。このため、開口ａの内部は、短冊状の部分ホログラムＨ２’を分割して形成し、開口ａの外部はすべて部分ホログラムＨ２’としている。
【００５８】
図２のようなホログラム素子においては、部分ホログラムＨ１’によるホログラム群の入射面積：Ｗ１’、部分ホログラムＨ２’によるホログラム群の入射面積：Ｗ２’をそれぞれ調整して「波長が異なっても光検出器への入射パワーが略同一レベルになる」ようにする。
【００５９】
図１において、ホログラム素子９に代えて、図２のホログラム素子９’を用いると、ホログラム素子９’に「ＮＡ変換を行う機能」があるので、波長フィルタ１１を省略することができ、光ピックアップ装置のコストを低減させることができる。
【００６０】
ホログラム素子９’を、図１におけるホログラム素子９の代わりに用い、部分ホログラムＨ１’、Ｈ２’による各ホログラム群は、ホログラム素子９における各ホログラム群と同様に、戻り光束に非点収差を与える機能を持たせる。
【００６１】
なお、上述した実施の形態では、フォーカス検出を非点収差法、トラック検出をプッシュプル法で行う場合を説明したが、この発明の光ピックアップ装置においては、これに限定されず、任意の検出法（フォーカス検出方法としては、例えば、ナイフエッジ法、フーコー法、ビームサイズ法等、トラック検出方法としては差動プッシュプル法、位相差法等）を適用することができる。
【００６２】
また、ホログラム素子９’における各ホログラム群の部分ホログラムＨ１’、Ｈ２’の配置は、図２のものに限らず「波長が異なっても光検出器への入射パワーが略同一レベルになる」との条件を満たす範囲で適宜の配置を取ることができる。
【００６３】
図３は実施の参考形態を示す。なお、繁雑を避けるため、混同の虞が無いと思われるものについては、全図面を通じて同一の符号を付する。図３において、符号１'、２'は光源としての半導体レーザチップ、符号９Ｂはホログラム素子、符号１０Ｂは光検出器、符号１２はキャンを示す。
【００６４】
半導体レーザチップ１’は波長：λ１（＝７８５ｎｍ）のレーザ光束を放射し、半導体レーザチップ２'は波長：λ２（＝６５０ｎｍ）のレーザ光束を放射する。ホログラム素子９Ｂは、前述のホログラム素子９’と同様の構成を取ることができる。
【００６５】
光検出器１０Ｂとしては、図１の実施の形態における光検出器１０と同様のものを用いることができる。図２の実施の形態では、ホログラム素子９Ｂ、半導体レーザチップ１’、２’、受光部領域を共通化した単一の光検出器１０Ｂがキャン１２に１パッケージとして一体集積化されている。
【００６６】
半導体レーザチップ１’（２’）から放射されたレーザ光束は、ホログラム素子９Ｂを直進的に透過する０次光成分がカップリングレンズ４によりカップリングされて対物レンズ６に入射し、対物レンズ６の作用で光情報記録媒体であるＣＤ７（ＤＶＤ８）の記録面上に光スポットとして集光し、記録面に反射された戻り光束は対物レンズ６とカップリングレンズ４とを逆向きに透過して集束光束に戻り、ホログラム素子９Ｂにより光検出器１０Ｂに向けて回折され、光検出器１０Ｂにより信号検出される。
【００６７】
このような構成では、図１の構成に比してビームスプリッタなどの光学素子が不要であり、２つの光源、ホログラム素子、光検出器とも１パッケージとして互いに一体化されているので、光ピックアップ装置を小型化・簡易化でき、経時的な安定性にも優れている。
【００６８】
図４は実施の他の参考形態を示す。この形態が図３の形態と異なる点は、ホログラム素子９Ｃを「コリメートレンズ４と対物レンズ６の中間」に配置した点にある。図３の実施の形態と同様、部品点数が少なく、２つの光源と光検出器１０Ｃが集積化しているので小型化・簡易化でき、経時的な安定性にも優れている。
【００６９】
また、ホログラム素子９Ｃと光検出器１０Ｃとが離れているので、ホログラム素子９Ｃを構成する各ホログラム群の回折角が小さくても、光源１’、２’と光検出器１０Ｃとを十分に分離することができ、光源１’、２’と光検出器１０Ｃとを同一のキャン内に配置する作業が容易である。
【００７０】
図５には実施の更に他の参考形態を示す。この実施の形態は、図３の形態の変形例であり、図３の実施の形態におけるホログラム素子９Ｂに代え、光源１'、２'から光情報記録媒体７、８への往路で透過率が高く、光情報記録媒体から光検出器１０Ｂへの復路で回折効率が高い「偏光ホログラム」を各ホログラム群とするホログラム素子９０を用い、往路のホログラム出射側に１／４波長板１５を配置している。
【００７１】
例えば、往路にｐ偏光（紙面内で振動）を入射させると偏光ホログラムによるホログラム素子９０は略１００％透過させる。復路では、１／４波長板１５を２回透過するのでホログラム素子９０にｓ偏光となって入射し、±１次光に合計８０％が回折され、光検出器１０Ｂに入射して検出される。偏光ホログラムをホログラム素子９０として用いることにより、往路、復路とも光利用の高効率な光ピックアップ装置を実現できる。
【００７２】
図６は光情報記録処理装置の実施の１形態を示す図である。
この光情報処理装置は、使用波長が互いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に対して選択的に、光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置であって、光情報記録媒体６０（例えば、上述のＣＤ７、ＤＶＤ８）を選択的にセットされる保持部６１と、保持部６１にセットされた光情報記録媒体６０を回転駆動する「駆動手段」としてのモータＭと、セットされた光情報記録媒体６０に対し、この媒体に固有の波長の光を選択して記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置６２と、この光ピックアップ装置６２を光情報記録媒体６０の半径方向へ変位駆動する変位駆動手段６３とを有する。
【００７３】
光ピックアップ装置６２として、上に実施の形態を説明した請求項１〜６の任意の１に記載のものを用いたものは、請求項１５記載の光情報処理装置の、実施の形態である。なお、図６における制御手段６４はマイクロコンピュータ等により構成され、光情報処理装置の各部を制御する。
【００７４】
図１（図３、図４、図５）に即して説明した光ピックアプ装置は、互いに使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なう光ピックアップ装置において、互いに波長の異なる光を放射する複数の光源１、２（１’、２’）と、これら光源からの各光束を、波長に応じた光情報記録媒体７、８に向けて集光し、光情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズ６と、記録面により反射され、対物レンズ６を透過した戻り光束を受光する光検出器１０（１０Ｂ、１０Ｃ）と、戻り光束を光検出器に向けて回折させるホログラム素子９（９Ｂ、９Ｃ、９０）とを有し、光検出器１０（１０Ｂ、１０Ｃ）が波長の異なる複数の戻り光束に対して共通化され、ホログラム素子９（９Ｂ、９Ｃ、９０）は、波長の異なる複数の光束の各々に対応した複数種のホログラム群を組み合わせた構成であり、各種のホログラム群は部分ホログラムＨ１、Ｈ２に分割され、対応する波長の戻り光束を光検出器へ向けて回折し、且つ、光検出器への入射光パワーが、波長に拘わらず互いに略同一となるように、戻り光束の入射面積：Ｗ１、Ｗ２を設定されたものである。
【００７５】
また、図１に示されたホログラム素子９は、ホログラム素子をなす複数のホログラム群が、それぞれ短冊形の部分ホログラムＨ１、Ｈ２に分割され、各部分ホログラムＨ１、Ｈ２が幅方向へ順序だてて配列され、光検出器１０への入射光パワーが波長に拘わらず略同一になるように、部分ホログラムＨ１、Ｈ２の幅：ｈ１、ｈ２を、各ホログラム群ごとに定めたものである。
【００７６】
図２に示すホログラム素子９’を用いる光ピックアップ装置は、ホログラム素子９’における所定の開口ａの外側は、特定の波長：λ２に対する部分ホログラムＨ２’のみで占められ、開口ａの内部は、波長：λ２を含む複数の波長：λ１、λ２に対応したホログラム群の部分ホログラムＨ１’、Ｈ２’が混在しているものである（請求項１）。
【００７７】
また、図１に示す光ピックアップ装置は、各光源１、２と対物レンズ６との間に、戻り光束を光検出器１０へ向けて光路分離するビームスプリッタ５を有し、このビームスプリッタ５と光検出器１０との間にホログラム素子９を有するものであり、図３、図４、図５に示す光ピックアップ装置では、ホログラム素子９Ｂ、９Ｃ、９０が、戻り光束を光検出器１０Ｂ、１０Ｃへ向けて光路分離する光路分離手段を兼ねる。
【００７８】
図４に示す光ピックアップ装置では、複数の光源１’、２’と、光検出器１０Ｃとが、同一のキャン１２内にパッケージされ、ホログラム素子９Ｃが、キャン１２と離れて配置され、図３、図５に実施の形態を示す光ピックアップ装置では、複数の光源１’、２’と、光検出器１０Ｂとが、同一のキャン１２内にパッケージされ、ホログラム素子９Ｂ、９０がキャン１２と一体化されている。
【００７９】
また、図５に示した光ピックアップ装置では、ホログラム素子９０が、各光源１’、２’側からの各光束を透過させ、各戻り光束を回折させる偏光ホログラム素子であり、ホログラム素子９０と対物レンズ６との間に１／４波長板１５が配置されている。
【００８０】
また、図１、図３、図４、図５に示す各光ピックアップ装置は、各光源１、２、１’、２’からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズ４を有する。
【００８１】
図１に即して説明した光ピックアップ装置においては、光検出器１０が４分割受光素子である。また、図１、図３、図４、図５に示した各光ピックアップ装置は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行なうものであり、対物レンズ６が、２種の波長の光束に対して共通化されている。
【００８２】
図１に示した光ピックアップ装置は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、２種の波長の光束に対して対物レンズ６が共通化され、各光源１、２からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズ４を有し、カップリングレンズ４と対物レンズ６との間に、戻り光束を光検出器１０へ向けて光路分離するビームスプリッタ５を有するとともに、このビームスプリッタ５と光検出器１０との間にホログラム素子９を有し、カップリングレンズ４と対物レンズ６との間に、一方の波長：λ１の光束の中心部を透過させ、周辺部を遮断し、他方の光束を周辺部まで透過させる、円形開口形状の波長フィルタ１１を有し、この波長フィルタ１１により、波長に応じたＮＡ変換を行なわせる。
【００８３】
そして、図２のホログラム素子９’を、例えばホログラム素子９Ｂ、９Ｃ、９０として用いる、図３、図４、図５の光ピックアップ装置は、互いに使用波長の異なる２種の光情報記録媒体７、８に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行ない、２種の波長：λ１、λ２の光束に対して対物レンズ６が共通化され、各光源からの光束をカップリングする、各光源に共通のカップリングレンズ４を有し、ホログラム素子に、波長に応じたＮＡ変換を行なわせる（請求項１１）。
【００８４】
図６に実施の形態を示した光情報処理装置は、使用波長：λ１、λ２が互いに異なる２種以上のディスク状の光情報記録媒体に対して選択的に光による情報の記録・再生・消去の１以上を行う光情報処理装置であって、ディスク状の光情報記録媒体６０を選択的にセットされる保持部６１と、この保持部６１にセットされた光情報記録媒体を回転駆動する駆動手段Ｍと、セットされた光情報記録媒体６０に対し、情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置６２と、この光ピックアップ装置６２を光情報記録媒体６０の半径方向へ変位駆動する変位駆動手段６３とを有し、光ピックアップ装置として、請求項１〜６の任意の１に記載のものを用いるものである（請求項７）。
【００８５】
上には、使用波長が２種のものを実施の形態として説明したが、この発明の光ピックアップ装置は勿論、使用波長が異なる３種以上の光情報記録媒体を用いるものに対しても適用できることは言うまでも無い。
【００８６】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な光ピックアップ装置および光情報処理装置を実現できる。
この発明の光ピックアップ装置は、上記の如く、使用波長の異なる複数種の光情報記録媒体からの戻り光束を、共通の受光部領域を持つ単一の光検出器で受光でき、且つ、単一波長用の光ピックアップ装置の場合と同様の方法で簡易且つ確実に信号検出を行うことができ、光検出器の出力を増幅する増幅器のゲイン切り換えを、単一波長用の光ピックアップ装置と全く同様に簡素化できる。
【００８７】
従って、この発明の光ピックアップ装置を用いる光情報処理装置は、光ピックアップ装置をコンパクト化・低コスト化できるので、コンパクト且つ低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図２】ホログラム素子の実施の１形態を説明するための図である。
【図３】光ピックアップ装置の実施の参考形態を説明するための図である。
【図４】光ピックアップ装置の実施の他の参考形態を説明するための図である。
【図５】光ピックアップ装置の実施の更に他の参考形態を説明するための図である。
【図６】光情報処理装置の実施の１形態を説明するための図である。
【符号の説明】
１、２      半導体レーザ（光源）
４      カップリングレンズ
５      ビームスプリッタ
６      対物レンズ
７、８      光情報記録媒体
９’      ホログラム素子
１０      光検出器
１１      波長フィルタ
１２      １／４波長板
Ｈ１、Ｈ２      部分ホログラム
【図１】
0004116257.tif 000002
【図２】
0004116257.tif 000003
【図３】
0004116257.tif 000004
【図４】
0004116257.tif 000005
【図５】
0004116257.tif 000006
【図６】
0004116257.tif 000007