(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フォーマット光ディスクに適していた相対的に短波長の光を放射する第１光源と、
第２フォーマット光ディスクに適していた相対的に長波長の光を放射する第２光源と、
入射光を集束させて光ディスクに光スポットを結ばせ、前記第１フォーマット光ディスク及び前記第１光源から放射された光波長に対して適しているように備えられた対物レンズと、
前記第１及び第２光源から出射された光の進行経路を変換する第１から第３光路変換手段を有する光路変換システムと、
第１光源から光ディスクへ照射されて反射され、前記対物レンズ、前記第３光路変換手段及び前記第１光路変換手段を順次に経由して入射される光を受光して光電変換する第１光検出器と、
前記第１光検出器の検出信号から第１フォーマット光ディスクの再生信号を検出する第１信号処理部と、
前記第２光源から出射された光が前記光ディスクに主光スポットと補助光スポットとして結ばれるように入射光を第１光及び第２光を含んだ少なくとも二本の光に分岐させる第１光分岐手段と、
第２光源から前記第２光路変換手段及び前記第３光路変換手段を順次に経由して光ディスクに照射及び反射されて入射される第１光及び第２光を各々受光して光電変換する第１受光部及び第２受光部を有する第２光検出器と、
前記第１受光部と第２受光部とを通じて検出され、光電変換された信号から第１光源及び第２光源から放射された光の波長差による色収差及び／又は第１フォーマット光ディスクと第２フォーマット光ディスクとの基板厚さ差による球面収差を補正し、第２フォーマット光ディスクの再生信号を検出する第２信号処理部とを含み、
フォーマットが相異なる光ディスクが互換採用できるようになされ、
前記第１受光部から受光されて光電変換された前記主光スポットによるメイン再生信号をＳm、前記第２受光部から受光されて光電変換された前記補助光スポットによる副再生信号をＳsub、利得率をｋという時、前記第２信号処理部は前記第１受光部及び第２受光部から入力された信号を下記の式（１）のように演算し、第１光源及び第２光源から放射された光の波長差により発生する色収差及び／又は第１フォーマット光ディスクと第２フォーマット光ディスクとの厚さ差による球面収差が補正された再生信号を出力し、ここで、利得率ｋが光ディスクの厚さにより変化する値であるため、ｋ値制御回路が前記第２信号処理部の出力する前記第２フォーマット光ディスクの再生信号のジッタが最小化されるよう前記利得率ｋをフィードバック制御し、
前記第１光分岐手段は、前記第２光が前記第１光に比べて球面収差をさらに含む光になるように、前記第２光に対して所定の球面収差を発生させるホログラム素子であることを特徴とする互換型光ピックアップ装置。
【数１】
0004302902.tif 000005
【請求項２】
前記第１光源は青色光を放射し、前記第２光源は赤色光を放射することを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第２信号処理部は、前記第１受光部と第２受光部とを通じて検出され、光電変換された信号間の相対的な時間遅延を補償して位相を相互合わせるように、前記第１受光部及び／又は第２受光部の出力端と前記第２信号処理部の少なくとも一入力端との間にディレイをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１光分岐手段は、前記第１光は一偏光の光であり、第２光は他の偏光の光でありながら前記第１光に比べて球面収差をさらに含む光になるように、前記第２光に対して所定の球面収差を発生させる偏光ホログラム素子であり、前記光ディスクで反射されて第２光検出器に向かう第１光及び第２光を偏光により透過又は反射させる偏光ビームスプリットをさらに備え、前記第２光検出器の第１受光部及び第２受光部各々は前記偏光ビームスプリットから分岐された相異なる偏光の第１光及び第２光が各々受光できるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【請求項５】
第１光源から放射された光を第３及び第４光に分岐させて光ディスクに主光スポットと補助光スポットとして結ばれるようにする第２光分岐手段をさらに備え、前記第１光検出器は、光ディスクから反射されて前記対物レンズを経由して入射される第３光及び第４光を各々受光する第３受光部及び第４受光部を有し、前記第１信号処理部は、前記第３受光部と第４受光部とを通じて検出され、光電変換された信号から第１フォーマット光ディスクの基板厚さ偏差による球面収差が補正された再生信号を検出するように備えられたことを特徴とする請求項１に記載の互換型光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高密度記録／再生用互換型高ピックアップ装置に係り、より詳しくは、相異なる波長の光を使用することにより発生する色収差及び／又は光ディスクの厚さ差による球面収差が補正できるようになり、一枚の対物レンズを使用しながらも相異なるフォーマットの光ディスクが互換採用できるようになされた高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ピックアップ装置は光ディスク上に対物レンズによりレーザー光を集束させ、光ディスクに情報を記録するか、或いは記録された情報を再生する装置である。
記録／再生容量は集光される光スポットのサイズにより決定されるが、この集光スポットの直径は使用するレーザー光波長（λ）及び対物レンズの開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）と式（２）のような関係がある。
【０００３】
【数２】
0004302902.tif 000002
【０００４】
従って、光ディスクの記録密度を大略１５ＧＢ以上に高めて光ディスクの高密度化を実現するため、光ディスクに結ばれる光スポットのサイズを縮めようとすれば、前記の式（２）に基づき、例えば４１０ｎｍ程度の短波長の光を照射する青色レーザー光源と、開口数０．６以上の対物レンズの採用が必須的である。
一方、光ディスクの傾斜により発生するコマＷ31は光ディスクの情報記録面が光軸に対して傾斜した角度θ、光ディスク基板の屈折率ｎ、光ディスク基板の厚さｄ、対物レンズ開口数ＮＡと式（３）のような関係がある。
【０００５】
【数３】
0004302902.tif 000003
【０００６】
だから、高密度化による光ディスク傾斜に対する公差を確保するため光ディスク基板の厚さｄを縮める方向へ光ディスクの開発がなされ、ＣＤの場合その厚さが１．２ｍｍの反面、ＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＤＶＤ）の場合にはその厚さが０．６ｍｍに縮まった。そして、今後に規格化される次世代ＤＶＤ系の光ディスク、いわゆるＨＤ−ＤＶＤ(High Definition−ＤＶＤ）系列の光ディスク（以下、次世代ＤＶＤ）の場合には基板厚さが０．６ｍｍ以下になる可能性が高い。
【０００７】
従って、次世代ＤＶＤ用高密度記録／再生用光ピックアップ装置は、高密度記録及び／又は再生のため、青色光を放射するようになされた光源を採用する同時に、青色光及びその次世代ＤＶＤの基板厚さに適しているように最適化した対物レンズを採用する。
【０００８】
又、前記高密度記録／再生用光ピックアップ装置は現在商業化されているＤＶＤ等が互換採用できるように赤色光を放射する光源を同時に備える。このように赤色光を放射する光源を同時に備えるべき理由は、青色波長領域の光に対して反射率が格段に劣る一回記録用及び多層ＤＶＤ等も互換採用するためである。
【０００９】
ところで、前記の高密度記録／再生用光ピックアップ装置では対物レンズが青色光及び次世代ＤＶＤの基板厚さに適しているように設計されるので、ＤＶＤを採用する場合、前記対物レンズにより集束されてＤＶＤの記録面にフォーカシングされる赤色光スポットには赤色光と青色光との波長差による色収差が発生する。又、前記次世代ＤＶＤの基板厚さとＤＶＤの基板厚さとが相異なる場合、その基板厚さ差による球面収差が発生する。
【００１０】
図１は波長が４０５ｎｍの光に対して最適化されるように設計された対物レンズの入射される光波長変化によるＯＰＤ(optical path difference)のｒｍｓ値を示したグラフである。ここで、前記ＯＰＤｒｍｓは対物レンズを経由した光に発生される収差量を入射される光の波長（λ）単位で示したものである。
【００１１】
図１で分かるように、４０５ｎｍ波長の光が前記対物レンズへ入射される時は収差が殆ど発生されなく、そのＯＰＤｒｍｓ値が殆どゼロであることが分かる。しかし、６５０ｎｍ波長の光が前記対物レンズへ入射される時は収差が大きく発生され、そのＯＰＤｒｍｓ値が０．１５λになることが分かる。
【００１２】
従って、本技術分野で使用可能であると知られた収差許容値即ち、ＯＰＤｒｍｓ値は０．０７λなので、４０５ｎｍ波長に最適化するように設計された対物レンズで６５０ｎｍ波長の入射光を単純に集束するようになされた次世代ＤＶＤ用光ピックアップ装置を以ってはＤＶＤの互換採用が困難である。
【００１３】
即ち、次世代ＤＶＤ用光ピックアップ装置としてＤＶＤを互換採用するためには、前記光ピックアップ装置には必須的に前記色収差及び／又は球面収差の補正できる手段が採用されなければならない。
図２を参照すれば、従来の光ディスク収差補正装置は、入射光を一次に集束させる対物レンズ３と、この対物レンズ３により集束された光を再度集束させて光ディスク１に結ばせる集束レンズ５よりなる。
【００１４】
従って、使用される光ディスク１の基板厚さ変化Δｄ及び使用される波長変化に比例して図３に示されたように、集束レンズ５と対物レンズ３との間隔を調整すれば収差が補正できる。
【００１５】
ところで、前記のように構成された従来の光ディスク収差補正装置のように、二枚のレンズ３，５を利用する構造の場合、このような二枚のレンズ３，５の組立がややこしいだけではなく、対物レンズ３及び集束レンズ５を光スポットのトラッキング及びフォーカシング調整のための方向への駆動及び、対物レンズ３と集束レンズ５との間隔を調整するための駆動が必要なので、全体的なアクチュエータ構造が非常に複雑になるという問題点がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は一枚の対物レンズを備えながらも、相異なる波長の光を使用することにより発生する色収差及び／又は採用される光ディスクの基板厚さ変化による球面収差が補正できるように構造が改善され、相異なるフォーマットの光ディスクを互換採用できるようになされた高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置は、第１フォーマット光ディスクに適していた相対的に短波長の光を放射する第１光源と、第２フォーマット光ディスクに適していた相対的に長波長の光を放射する第２光源と、入射光を集束させて光ディスクに光スポットを結ばせ、前記第１フォーマット光ディスク及び前記第１光源から放射された光波長に対して適しているように備えられた対物レンズと、前記第１及び第２光源から出射された光の進行経路を変換する光路変換システムと、第１光源から光ディスクへ照射されて反射され、前記対物レンズ、第３光路変換手段及び第１光路変換手段を順次に経由して入射される光を受光して光電変換する第１光検出器と、前記第１光検出器の検出信号から第１フォーマット光ディスクの再生信号を検出する第１信号処理部と、前記第２光源から出射された光が前記光ディスクに主光スポットと補助光スポットとで結ばれるように入射光を第１光及び第２光を含んだ少なくとも二本の光に分岐させる第１光分岐手段と、第２光源から光ディスクに照射及び反射されて入射される第１光及び第２光を各々受光して光電変換する第１受光部及び第２受光部を有する第２光検出器と、前記第１受光部と第２受光部とを通じて検出され、光電変換された信号から第１光源及び第２光源から放射された光の波長差による色収差及び／又は第１フォーマット光ディスクと第２フォーマット光ディスクとの基板厚さ差による球面収差を補正し、第２フォーマット光ディスクの再生信号を検出する第２信号処理部とを含み、フォーマットが相異なる光ディスクが互換採用できるようになされたことを特徴とする。
【００１８】
ここで、前記第１光源は青色光を放射し、前記第２光源は赤色光を放射する。本発明の一特徴によると、前記第１光分岐手段は、前記第２光が前記第１光に比べて球面収差をさらに含む光になるように、前記第２光に対して所定の球面収差を発生させるホログラム素子よりなる。
【００１９】
この際、前記第１受光部と第２受光部とを通じて検出され、光電変換された信号間の相対的な時間遅延を補償して位相を相互合わせるように、前記第１受光部及び／又は第２受光部の出力端と前記第２信号処理部の少なくとも一入力端との間にディレイをさらに備えることが望ましい。
【００２０】
本発明の他の特徴によると、前記第１光分岐手段は、前記第１光は一偏光の光であり、第２光は他の偏光の光でありながら前記第１光に比べて球面収差をさらに含む光になるように、前記第２光に対して所定の球面収差を発生させる偏光ホログラム素子であり、前記光ディスクで反射されて第２光検出器に向かう第１光及び第２光を偏光により透過又は反射させる偏光ビームスプリットをさらに備え、前記第２光検出器の第１受光部及び第２受光部各々は前記偏光ビームスプリットから分岐された相異なる偏光の第１光及び第２光が各々受光できるように配置される。
【００２１】
一方、前記第１受光部から受光されて光電変換された前記主光スポットによるメイン再生信号をＳm、前記第２受光部から受光されて光電変換された前記補助光スポットによる副再生信号をＳsub、利得率(gain factor)をｋという時、前記第２信号処理部は前記第１受光部及び第２受光部から入力された信号をＳ＝Ｓm＋ｋ（Ｓm−Ｓsub）のように演算し、第１光源及び第２光源から放射された光の波長差により前記対物レンズから発生する色収差及び／又は第１フォーマット光ディスクと第２フォーマット光ディスクとの厚さ差による球面収差が補正された再生信号Ｓが出力できるようになされたことが望ましい。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。図４を参照すれば、本発明の一実施形態による高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置は相異なる波長領域の光を放射する第１光源１１及び第２光源，２１と、入射高を集束させて光ディスク１０に光スポットを結ばせる対物レンズ１７と、入射光の進行経路を変換させる第１乃至第３光路変換手段１３，２３，１５と、第２光源２１から放射された光が光ディスク１０に少なくとも二本の光スポットに結ばれるように入射光を分岐させる光分岐手段と、前記光ディスク１０から反射された光を各々受光する第１及び第２光検出器１９，２９及び、前記第１及び第２光検出器１９，２９の検出信号から光ディスク１０の再生信号を検出する第１及び第２信号処理部２０，３０を含んで構成される。
【００２３】
ここで、前記光ディスク１０は第１フォーマット光ディスクと第２フォーマット光ディスクとの中いずれか一つである。この際、前記第１フォーマット光ディスクは、例えばその基板厚さ（光入射面から情報記録面までの厚さ）が０．６ｍｍ以下の次世代ＤＶＤ系列の光ディスク（以下、次世代ＤＶＤ）であり、第２フォーマット光ディスクは、例えばその基板厚さが０．６ｍｍのＤＶＤ系列の光ディスク（以下、ＤＶＤ）である。
前記第１光源１１、第１光路変換手段１３、第１光検出器１９及び第１信号処理部２０は前記第１フォーマットの光ディスクの情報信号を記録及び／又は再生するのに使用される。
【００２４】
即ち、前記第１光源１１は第１フォーマット光ディスクに適していた相対的に短波長の青色光、例えば大略４００ｎｍ波長領域の光を放射する。この光源１１から放射された発散光はコリメーターレンズ１２を通過しながら集束されて平行光になる。
【００２５】
前記第１光路変換手段１３は前記第１光源１１と対物レンズ１７との間に配置されて入射光の進行経路を変換させる。即ち、第１光源１１側から入射される光は対物レンズ１７側へ向かわせ、前記対物レンズ１７側から入射される光は前記第１光検出器１９側へ向かわせる。
【００２６】
前記第１光路変換手段１３としては、例えば図３に示されたように、入射光の一部は透過させて残りは反射させるビームスプリッタを備える。この際、ビームスプリッタとしては示された立方形以外に、プレート形やプリズム形のビームスプリッタが使用されることもできる。
【００２７】
ここで、前記第１光路変換手段１３は入射光を偏光方向に追って透過又は反射させて光の経路を変換する偏光ビームスプリッタ（図示せず）と、この偏光ビームスプリッタと第３光路変換手段１５との光路上に備えられて入射光の位相を遅延させる位相遅延板（図示せず）よりなることもできる。この際、前記位相遅延板は入射される光波長に対して入射光の位相をλ／４程遅延させる１／４波長板であることが望ましい。
【００２８】
前記対物レンズ１７は、前記第１フォーマット光ディスクの基板厚さに対して最適化され、第１光源１１から放射された光波長に対して適するように備えられ、０．６以上の開口数ＮＡを有する。
【００２９】
従って、前記第１光源１１及び第２光源２１から放射される光の波長差により第２光源２１から放射されて前記対物レンズ１７により光ディスク１０に集束された光には色収差が発生される。又、第１フォーマット光ディスクと後述する第２フォーマット光ディスクとの基板厚さが相異なる場合、基板厚さ差により第２光源２１から放射されて光ディスク１０に集束された光には球面収差が発生する。しかし、後述する光分岐手段、第２光検出器２９及び第２信号処理部３０の構成により前記のような色収差及び／又は球面収差が補正されるため、本発明に係る互換型光ピックアップ装置は第１及び第２フォーマット光ディスクが互換採用できる。
【００３０】
一方、前記第３光路変換手段１５は前記第１光路変換手段１３と対物レンズ１７との間に備えられ、第１光源１１及び第２光源２１から放射された光の中一光は透過させ、他の光は反射させて第１光源１１及び第２光源２１から放射された光の進行経路を変換する。このような第３光路変換手段としては前記第１光源１１から放射された光は透過させ、第２光源２１から放射された光は反射させる鏡面１５ａを有するビームスプリッタを備えられる。この際、前記鏡面１５ａは青色光は透過させ、赤色光は反射させるようにコーティング形成されたことが望ましい。
【００３１】
前記第１光検出器１９は第１光源１１から第１フォーマット光ディスクに照射されて反射され、前記対物レンズ１７、第３光路変換手段１５及び第１光路変換手段１３を順次に経由して入射される光を受光して光電変換する。
前記第１信号処理部２０は前記第１光検出器１９の検出信号から第１フォーマット光ディスクの情報再生信号を生成する。
【００３２】
従って、本発明の一実施形態による光ピックアップ装置は次世代ＤＶＤに情報信号を記録するか、或いは記録された情報が再生できる。
一方、前記第２光源２１、第２光路変換手段２３、光分岐手段、第２光検出器２９及び第２信号処理部２０は前記第２フォーマット光ディスクの情報信号を記録及び／又は再生するのに使用される。
【００３３】
即ち、前記第２光源２１は第２フォーマット光ディスクに適していた相対的に長波長の赤色光、例えば大略６５０ｎｍ波長領域の光を放射する。この光源２１から放射された発散光はコリメーターレンズ２２により集束されて平行光になる。
【００３４】
この平行光は前記光分岐手段を通じて第１光Ｉ及び第２光ＩＩを含む少なくとも２個の光に分岐される。ここで、第１光Ｉ及び第２光ＩＩは前記対物レンズ１７を経由して光ディスク１０に集束されることであり、第１光Ｉは主光スポットを形成し、第２光ＩＩは補助光スポットを形成する。
【００３５】
このため、前記光分岐手段で入射光を第１光Ｉ及び第２光ＩＩに分岐させることと同時に、第２光ＩＩが所定量の球面収差を有する光になるように第２光ＩＩに対して所定球面収差を発生させるホログラム素子２５を備えることが望ましい。この際、前記第１光Ｉは前記ホログラム素子２５により回折された０次回折光であり、第２光ＩＩは前記ホログラム素子５により回折された１次回折光である。
【００３６】
前記第２光路変換手段２３は前記ホログラム２５と第３光路変換手段１５との間に配置されて入射光の進行経路を変換させる。即ち、第２光源２１側から入射された光は第３光路変換手段１５側へ向かわせ、前記第３光路変換手段１５側から入射された光は前記第２光検出器２９側へ向かわせる。
このような第２光路変換手段２３は第１光路変換手段１１と同様に、ビームスプリッタや、偏光ビームスプリッタ及び位相遅延板よりなる。
【００３７】
従って、前記ホログラム素子１５を通じて分岐された第１光Ｉ及び第２光ＩＩ各々は第２及び第３光路変換手段２３，１５を順次に経由し、対物レンズ１７により集束されて光ディスク１０に結ばれる。この際、前記第２光ＩＩは前記第１光Ｉが接続されるトラックと同一なトラックに結ばれる。
【００３８】
この際、光ディスク１０に集束された主光スポット及び補助光スポットには第１光源１１及び第２光源２１から放射された光波長差により光学系を経由しながら発生された色収差が含まれており、第１フォーマット光ディスクが前記第２フォーマット光ディスクと違う基板厚さを有した場合には、第２フォーマット光ディスク採用時その基板厚さ差により発生された球面収差が含まれている。又、前記補助光スポットには主光スポットに比べてホログラム素子２５により発生させた球面収差がさらに含まれている。
【００３９】
前記光ディスク１０から反射された第１光Ｉ及び第２光ＩＩ各々は前記対物レンズ１７、第３光路変換手段１５及び第２光路変換手段２３を経由した後、集光レンズ２８により集光されたまま前記第２光検出器２９に受光される。
前記第２光検出器２９は前記第１光Ｉ及び第２光ＩＩ各々を受光する第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂを備える。
【００４０】
前記第２信号処理部３０は前記第１受光部２９ａと第２受光部２９ｂとの各々を通じて検出及び光電変換された信号から前記の色収差及び／又は基板厚さ差による球面収差が補正された再生信号を出力するように備えられる。
【００４１】
即ち、前記第２信号処理部３０は第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂから出力された信号を差動する差動器３３と、この差動器３３から出力される差信号を利得率(gain factor)ｋ倍程増幅させるゲイン調整器３５と、前記ゲイン調整器３５側から入力される信号と第１受光部２９ａから出力される信号とを加えて出力する加算器３７を含んで構成される。
【００４２】
従って、前記第２信号処理部３０では前記第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂから出力された検出信号を下記の式（４）のように演算し、第２フォーマット光ディスク再生時前記の色収差及び基板厚さ差による球面収差が補正された再生信号Ｓを出力する。
【００４３】
【数４】
0004302902.tif 000004
【００４４】
ここで、Ｓmは前記第１受光部２９ａで受光されて光電変換された前記主光スポットによるメイン再生信号であり、Ｓsubは前記第２受光部２９ｂで受光されて光電変換された前記補助光スポットによる副再生信号であり、ｋは利得率を示す。
【００４５】
前記利得率ｋは第１及び第２フォーマット光ディスクの厚さ差程度によりサイズが変わる値であり、第２フォーマット光ディスクの再生信号のジッタ(jitter)が最小化されるようにｋ値制御回路（図示せず）を通じて制御される。この際、前記ｋ値制御回路は前記第２信号処理部３０から出力される再生信号からジッタをモニタリングした結果をゲイン調整器３５でフィードバックし、利得率ｋを制御するようになされたことが望ましい。
【００４６】
一方、前記のようにホログラム素子２５を採用し、光ディスク１０の同一トラック上に主光スポットと副光スポットとを形成する場合、前記副光スポットが主光スポットに対してトラック方向へ離隔形成されるため、前記二本の光スポットによる信号間の時間遅延(time delay)を補償するように、前記第２信号処理部３０は示されたように、ディレイ３１をさらに含むことが望ましい。例えば、このディレイ３１は第２受光部２９ｂの出力端と差動器３３の入力端との間に設けられ、例えば、手前位相を有する第２受光部２９ｂの信号の位相を遅延させて第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂから出力された信号間の位相を合わせる。
【００４７】
以下、図４を参照に前記のような本発明の一実施形態による互換型光ピックアップ装置の作動を説明する。
光ディスク１０として次世代ＤＶＤ系列の第１フォーマット光ディスクを採用した場合、第１光源１１が作動してそれから青色光が放射する。この第１光源１１から放射された発散光はコリメーターレンズ１２により集束されて平行光になり、この平行光は第１及び第３光路変換手段１３，１５を順次に透過して対物レンズ１７へ入射される。対物レンズ１７は入射された光を集束して第１フォーマット光ディスクの記録面に光スポットを形成させる。従って、記録可能型の場合、前記のように記録面に光スポットを形成させて情報信号を記録する。
【００４８】
一方、第１フォーマット光ディスクから反射された光は対物レンズ１７を経由して第３光路変換手段１５を透過して第１光路変換手段１３へ入射される。この入射光は第１光路変換手段１３から反射され、集光レンズ１８により集束されて第１光検出器１９に受光される。従って、再生時には第１光検出器１９の検出信号は第１信号処理部２０へ入力され、この第１信号処理部２０では第１フォーマット光ディスクの情報再生信号が出力される。
【００４９】
ここで、前記第１光検出器１９の検出信号が対物レンズ１７が正常フォーカス位置でトラック中心を追従するように、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出するのに使用されることは勿論である。
【００５０】
光ディスク１０としてＤＶＤ系列の第２フォーマット光ディスクを採用した場合、第２光源２１が作動されてそれから赤色光が放射される。この第２光源２１から放射された発散光はコリメーターレンズ２２により集束されて平行光になり、この平行光はホログラム素子２５により回折されて第１光Ｉと球面収差を有する第２光ＩＩに分岐される。
【００５１】
前記第１光Ｉ及び第２光ＩＩは第２光路変換手段２３を透過して第３光路変換手段１５から反射されて対物レンズ１７へ入射される。対物レンズ１７は入射された第１光Ｉ及び第２光ＩＩを集束して第２フォーマット光ディスクの記録面上の同一トラック上に主光スポットと副光スポットとを形成させる。従って、前記第２フォーマット光ディスクが記録可能型の場合には前記のように記録面に形成された主光スポットにより情報信号が記録される。
【００５２】
一方、第２フォーマット光ディスクから反射された第１光Ｉ及び第２光ＩＩは対物レンズ１７及び第３光路変換手段１５を経由し、第２光路変換手段２３から反射された後集光レンズ２８により集束されて第２光検出器２９の第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂに各々受光される。従って、再生時に、前記第１受光部２９ａ及び第２受光部２９ｂの検出信号は第２信号処理部３０へ入力され、この第２信号処理部３０では前述したような色収差及び／又は基板厚さによる球面収差が除去された第２フォーマット光ディスクの情報再生信号が出力される。
【００５３】
ここで、前記第２光検出器２９の検出信号は第１光検出器１９の検出信号と同様に、対物レンズ１７が正常フォーカス位置でトラック中心を追従するように、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号を検出するのに使用できることは勿論である。
【００５４】
以下では、図５乃至図１１を参照し、ＤＶＤ系列の第２フォーマット光ディスクを採用する時、本発明の一実施形態に他の互換型光ピックアップ装置で、前述したような色収差及び／又は基板厚さ差による球面収差のない再生信号が検出できることを具体的な例を挙げて説明する。
【００５５】
図５はトラックピッチ０．７４μｍ、最少マーク長さ０．４０μｍの３列のピットフィートで構成されたＤＶＤの一部分を示したものであり、図６は図５の中心トラックを再生した信号を示したものである。
【００５６】
図６を参照すれば、Ｓo（二重点線）は波長６５０ｎｍ光源と、開口数が０．６であり、基板厚さ０．６ｍｍに適するように設計された対物レンズで、図５に示されたようなＤＶＤの中心トラックを再生した信号である。この再生信号Ｓoは図７のようなアイパターン(eye-pattern)を示し、そのジッタ値は８．６４％である。
【００５７】
Ｓm（実線）は波長４００ｎｍ、光ディスク基板厚さ０．５５ｍｍで設計された対物レンズと６５０ｎｍ波長の光を放射する光源であって、図５に示されたようなＤＶＤの中心トラックを再生した信号である。この再生信号Ｓmは図８のようなアイパターンを示し、そのジッタ値は２４．１６％である。
【００５８】
Ｓsub（点線）は本発明の一実施形態による互換型光ピックアップ装置でホログラム素子２５が第２光ＩＩに基板厚さ差５０μｍに該当する球面収差を含めるように備えられた場合、前記第２光ＩＩとして図５の前記ＤＶＤ光ディスクを再生した信号である。この再生信号Ｓsubは図９のようなアイパターンを示し、そのジッタ値は３０％以上である。
【００５９】
図１０は前記Ｓm信号とＳsub信号とを、図４の第２信号処理部３０でゲイン調整器３５の利得率ｋを３．５とし、式（４）のＳm＋３．５（Ｓm−Ｓsub）のように演算し、それから得られる再生信号Ｓを前記Ｓo信号と直流（ＤＣ）成分と交流（ＡＣ）成分とが一致するように調整して示したことである。図１０で分かるように、Ｓ信号とＳo信号とは殆ど一致する。勿論、前記Ｓ信号は図１１のようなアイパターンを示し、そのジッタ値が８．８８％になり、６５０ｎｍ光源とＤＶＤ用対物レンズとでＤＶＤを再生したＳo信号のジッタ値（８．６４％）と類似することが分かる。
【００６０】
従って、本発明の一実施形態による互換型光ピックアップ装置はＤＶＤ系列の第２フォーマット光ディスクを再生する時、式（４）のような演算から前述したような色収差及び／又は基板厚さ差による球面収差を除去させた再生信号が検出できる。
【００６１】
図１２は本発明の他の実施形態による互換型光ピックアップ装置を示した図面である。図面を参照すれば、相異なる波長領域の光を放射する第１光源１１及び第２光源２１と、入射光を集束させて光ディスク１０に光スポットを結ばせる対物レンズ１７と、入射光の進行経路を変換させる第１乃至第３光路変換手段１３，５３，１５と、第２光源２１から放射された光が光ディスク１０に少なくとも二本の光スポットで結ばれるように入射光を分岐させる光分岐手段と、前記光ディスク１０から反射された光を受光する第１及び第２光検出器１９，５９と、前記第１及び第２光検出器１９，５９の検出信号から光ディスクの再生信号を検出する第１及び第２信号処理部２０，６０を含んで構成される。図１２において、図４と同一な参照符号は実質的に図４を参照に本発明の一実施形態で説明した同一な部材を示すため、その説明を略する。
【００６２】
この際、本発明の一実施形態で説明したように、前記第２光源２１、第２光路変換手段５３、光分岐手段、第２光検出器５９及び第２信号処理部６０はＤＶＤ系列の第２フォーマット光ディスクの情報信号を記録及び／又は再生するのに使用される。
【００６３】
前記第２光源２１から放射され、コリメーターレンズ２２により集束された平行光は前記光分岐手段により第１光Ｉ’及び第２光ＩＩ’を含む少なくとも二本の光に分岐される。前記第１光Ｉ’及び第２光ＩＩ’は前記対物レンズ１７を経由して光ディスク１０に接続されることであり、第１光Ｉ’は主光スポットを形成して第２光ＩＩ’は補助光スポットを形成する。
【００６４】
本実施形態は、前記光分岐手段で前記第１光Ｉ’が一偏光例えば、Ｐ偏光の光になり、前記第２光ＩＩ’が所定量の球面収差を有する他の偏光例えば、Ｓ偏光の光になるように前記第２光ＩＩ’に対して所定量の球面収差を発生させる偏光ホログラム５５を備えることが望ましい。この際、前記第１光Ｉ’は前記偏光ホログラム素子５５により回折された０次回折光であり、第２光ＩＩ’は前記偏光ホログラム素子５５により回折された１次回折光である。
【００６５】
前記第２光路変換手段５３は、前記偏光ホログラム素子５５と第３光路変換手段１５との間に配置されて入射光の進行経路を変換させる。本実施形態では、前記第２光路変換手段５３としてビームスプリッタを備えることが望ましく、このビームスプリッタは第２光源２１側から入射された光はその偏光成分に関係なく透過させて第３光路変換手段１５側へ向かわせ、前記第３光路変換手段１５側から入射された光はその偏光成分に関係なく反射させて前記第２光検出器５９側へ向かわせる。
【００６６】
従って、前期偏光ホログラム素子５５を通じて分岐された第１光Ｉ’及び第２光II’各々は対物レンズ１７により集束されて光ディスク１０結ばれる。この際、前記第１光Ｉ’による主光スポット及び第２光ＩＩ’による補助光スポットはトラック上の同一位置に形成されるので、前記第２信号処理部６０は本発明の一実施形態での第２信号処理部（図４の３０）とは違ってディレイ（図４の３１）を備える必要がない。
【００６７】
ここで、前記主光スポット及び補助光スポットは、相異なる偏光よりなった点を除外しては、本発明の一実施形態で説明した主光スポット及び補助光スポットと同様の特性を有する。
【００６８】
一方、本実施形態による光ピックアップ装置は、前記第２光源２１から光ディスク１０に照射されて反射され、対物レンズ１７、第３光路変換手段１５、第２光路変換手段５３を経由した相異なる偏光の第１光Ｉ’及び第２光ＩＩ’がその偏光差により相互分岐されて各々第２光検出器５９への第１受光部５９ａ及び第２受光部５９ｂへ向かうように、第２光路変換手段５３と第２光検出器５９との間に偏光ビームスプリッタ５８をさらに備えることが望ましい。
【００６９】
勿論、前記第２光検出器５９の第１受光部５９ａ及び第２受光部５９ｂは前記偏光ビームスプリッタ５８により相互分離された第１光Ｉ’及び第２光ＩＩ’各々が受光できるように配置される。
【００７０】
前記第２信号処理部６０は前記第１受光部５９ａと第２受光部５９ｂ各々を通じて検出及び光電変換された信号を前記の式（４）のように演算し、本発明の一実施形態でと同様に、第２フォーマット光ディスク再生時前述したような色収差及び／又は基板厚さ差による球面収差が補正された再生信号を出力する。ここで、前記第２信号処理部６０はディレイを備えない点を除外しては本発明の一実施形態による第２信号処理部（図４の３０）と同様の構成を有するので、同一参照符号で表示してその詳細な説明を略する。
【００７１】
一方、本発明による高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置は、次世代ＤＶＤの採用時その次世代ＤＶＤ基板の厚さ偏差による球面収差が補正できるように、次世代ＤＶＤ系列の第１フォーマット光ディスクを記録及び／又は再生するための光学系構成で、図４及び図１２を参照に説明したＤＶＤ系列の第２フォーマット光ディスクを記録及び／又再生するための光学系と同一又は類似した構成を備えることも可能である。
【００７２】
この場合、第１光源１１と第１光路変換手段１３との間に備えられた光分岐手段（図示せず）により、第１フォーマット光ディスク上には主光スポットと前記主光スポットに比べて球面収差をさらに含む補助光スポットが形成される。従って、前記第１フォーマット光ディスクから反射された主光スポットと補助光スポットとを第１光検出器１９の相異なる受光部（図示せず）で各々受光され、第１信号処理部２０は第１光検出器１９側から入力された信号を式（４）のように演算して次世代ＤＶＤの基板厚さ偏差による球面収差を殆ど除去させた再生信号を検出する。この際、前記球面収差は式（４）のような演算を遂行するように備えられた第１信号処理部２０で利得率ｋを適切な値で選択することにより除去される。
【００７３】
ここで、前記のように光ディスクに主光スポットとこの主光スポットに比べて球面収差をさらに含む補助光スポットを形成し、反射されたその主光スポット及び補助光スポット信号を受光して式（４）のような演算過程を通じて再生信号を検出すれば、前記の色収差及び／又は球面収差だけではなく、光ディスク傾斜によるコマ等も補正される。従って、再生信号のジッタ特性が大福的に改善される。
【００７４】
前記のような本発明に係る高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置は、光ディスク上に主光スポット及びこの主光スポットに比べて球面収差をさらに含む補助光スポットを形成し、それから反射されて受光された信号を式（４）に示したような演算を通じて再生信号を検出するようになされた構成を有する。
【００７５】
【発明の効果】
従って、一枚の対物レンズを採用して簡単なアクチュエータ構成を有しながらも、相異なる波長の光を使用することにより発生する色収差及び／又は採用される光ディスクの基板厚さ変化による球面収差等が補正されたジッタ特性が良好な再生信号が検出できるため、フォーマットが相異なる光ディスク、即ち次世代ＤＶＤとＤＶＤとが互換採用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  波長が４０５ｎｍの光に対して最適化するように設計された対物レンズへ入射される光の波長変化によるＯＰＤ(optical path difference)のｒｍｓ値を示したグラフである。
【図２】  従来の光ディスク収差補正装置を概略的に示した図面である。
【図３】  図２の光ディスク収差補正装置の動作を示した図面である。
【図４】  本発明の一実施形態による高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置の構成を概略的に示した図面である。
【図５】  トラックピッチ０．７４μｍ、最少マーク長さ０．４０μｍの３列のピットで構成されたＤＶＤの一部分を示した平面図である。
【図６】  図５の中心トラックを再生した信号を示したグラフである。
【図７】  図６のＳo信号のアイパターン(eye-pattern)を示したグラフである。
【図８】  図６のＳm信号のアイパターン(eye-pattern)を示したグラフである。
【図９】  図６のＳsub信号のアイパターン(eye-pattern)を示したグラフである。
【図１０】  図６のＳm信号とＳsub信号とを利得率（ｋ）３．５とし、式（４）のように演算したＳ信号を図６のＳo信号と直流（ＤＣ）成分と交流（ＡＣ）成分とが一致するように調整して示したグラフである。
【図１１】  図１０のＳ信号のアイパターンを示したグラフである。
【図１２】  本発明の他の実施形態による高密度記録／再生用互換型光ピックアップ装置の構成を概略的に示した図面である。
【符号の説明】
１０  光ディスク
１１，２１  光源
１３，１５，２３  光路変換手段
１５ａ  鏡面
１７  対物レンズ
１８  集光レンズ
１９，２９  光検出器
２０，３０  信号処理部
２２  コリメーティング
２５  ホログラム素子
２９ａ，２９ｂ  受光部
３１  ディレイ
３３  差動器
３５  ゲイン調整器
３７  加算器
【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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