(57)【要約】【課題】２つの対物レンズへ入射する光ビームが同一の半導体レーザを出射した場合であっても、安定した信号検出が行える光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク装置を提供する。【解決手段】半導体レーザから出射された光ビームを集光するための第１、第２の光ディスクに対応した第１、第２の対物レンズと、半導体レーザから出射された光ビームと光ディスクを反射した光ビームを分岐する分岐素子と、半導体レーザと分岐素子の間に波長板を配置する。第１の光ディスクを記録／再生している場合には第２の対物レンズから光ビームが出射されており、かつ第２の光ディスクを記録／再生している場合には第１の対物レンズから光ビームが出射されていることを特徴する。【選択図】図３
2009259325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置であって、
レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射された光束を集光して第１の光ディスクに集光する第１の対物レンズと、
前記半導体レーザから出射された光束を集光して第２の光ディスクに集光する第２の対物レンズとを配置しており、
前記第１の光ディスクを記録／再生している場合には前記第２の対物レンズから光束が出射されており、
かつ前記第２の光ディスクを記録／再生している場合には前記第１の対物レンズから光束が出射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２】
請求項１記載の光ピックアップ装置であって、
前記半導体レーザから出射された光を前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズに入射するための分岐素子を配置しており、
前記分岐素子は前記半導体レーザから出射された光束を２つの光路に分離し、
前記第１の光ディスクおよび第２の光ディスクを反射した光束を略１００％反射または略１００％透過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２記載の光ピックアップ装置であって、
前記分岐素子は、偏光ビームスプリッタ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２又は３記載の光ピックアップ装置であって、
前記半導体レーザと前記分岐素子の間に波長板を配置していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズは前記第１の光ディスクのトラック方向に略平行な方向に並べて配置し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２から５のいずれか一項記載の光ピックアップ装置であって、
前記分岐素子に入射する光束は、前記第１の光ディスクのトラック方向に略平行な方向から入射することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項４から６のいずれか一項記載の光ピックアップ装置であって、
前記波長板は、１／２波長板または１／４波長板であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置内における前記半導体レーザを駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置内の前記光検出器から検出された信号を用いてフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路と、を搭載した光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術としては、例えば特許文献１（特開平７−３７２５９公報）や特許文献２（特開２００６−２４３５１号公報）がある。
【０００３】
特開平７−３７２５９公報には、課題として「光ディスクの記録密度を高くしようとすると、透明基板を薄くして、専用の対物レンズを使用しなければならなくなる。しかしながら、従来の光ディスク装置は標準規格の光ディスクに適合する１つの対物しか備えていなかったため、記録密度の異なる他の光ディスクを使用することができないという不都合があった。」と記載があり、解決手段として「仕様の異なる対物レンズを複数備え、装着された光ディスクに適合する１つの対物レンズを選択的に使用して、その光ディスクの記録膜にレーザ光を照射するようにした」と記載がある。
【０００４】
また、特開２００６−２４３５１号公報には、課題として「使用光の波長が同一であり、情報記録媒体の厚さ及び対物レンズのＮＡが異なる二つの相異なる規格の情報記録媒体を互換でき、高い光利用効率と高倍速に対応可能な光ピックアップ、及びそれを適用した光記録及び／または再生機器を提供するところにある。」と記載があり、解決手段として「光路切替ユニットは、光路を切り替えようとする特定波長領域の偏光を、電気的な駆動により選択的に透過及び反射させる偏光ビームスプリッタを備える。」と記載している。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−３７２５９号公報
【特許文献２】特開２００６−２４３５１号公報（第１７頁、図８、図９Ａ、図９Ｂ）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記したように、２つの対物レンズを搭載した場合には、両方の対物レンズに光を入射させることが課題となることは明らかである。
【０００７】
本発明では、２つの対物レンズへ入射する光ビームが同一の半導体レーザを出射した場合であっても、安定した信号検出が行える光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク装置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】
【０００８】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、２つの対物レンズへ入射する光ビームが同一の半導体レーザを出射した場合であっても、安定した信号検出が行える光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の一例を示したものである。
【００１２】
光ピックアップ装置１は、図１のように駆動機構７によって光ディスク１００の半径方向に駆動することができるように構成されている。また光ピックアップ装置１上のアクチュエータ５には対物レンズ２と対物レンズ３がディスク接線方向に並べて配置されている。
【００１３】
ここで、例えば対物レンズ２をＢＤ対物レンズ、対物レンズ３をＨＤ  ＤＶＤ対物レンズとして説明を行う。ＢＤとＨＤ  ＤＶＤの規格は、波長が同じにも関わらず、ディスク保護層の厚さが大きく異なるため、ディスク保護層の厚さの違いから発生する球面収差を考慮すると、それぞれの対物レンズを配置することが望ましい。このため、本発明ではＢＤとＨＤ  ＤＶＤに対応した２つの対物レンズを配置している。
【００１４】
また、２つの対物レンズは、ディスク半径方向に並べる配置方法とディスク接線方向に並べる配置方法があるが、半径方向に対物レンズを並べる配置では、光ディスクの外周側に位置する対物レンズを用いて光ディスクの最内周を記録、再生を行う場合、内周側に位置する対物レンズがターンテーブルと接触してしまうという問題が懸念される。このため、２つの対物レンズを配置する場合は光ディスク接線方向に並べる配置が最良であると考えられる。これにより、本発明では２つの対物レンズを光ディスク接線方向に並べて配置している。
【００１５】
２つの対物レンズを光ディスク接線方向に並べる場合、２つの対物レンズに光ビームを入射させる方法が課題となる。例えば、スリム型光ピックアップ装置などでは、入射方向が制限され、２つの対物レンズを結ぶ直線と平行な方向から光ビームを入射させる必要がある。
【００１６】
これに対し、特許文献１、特許文献２では解決策を提示している。ところが、特許文献１および特許文献２には重要な課題が解決されていない。まずそれらについて説明する。
【００１７】
特許文献１では、切替え用のミラーを回転させることで２つの対物レンズに選択的に光ビームを入射させている。このため、切替えによる効率の低下が避けられる利点がある一方、繰り返し光路の切替えを行うと切替え駆動部に磨耗が生じてしまうため、製品の信頼性が課題となる。
【００１８】
次に特許文献２についての課題について説明する。特許文献２で示されている図８の構成は、２つの対物レンズには高効率で光ビームを入射させることが可能である。しかし、半導体レーザから出射した光ビームをそれぞれの対物レンズに効率良く入射させようとするとディスクから反射した光ビームのほとんどは検出器に入射しない。ＢＤやＨＤ  ＤＶＤは、Ｓ／Ｎの観点からは、ディスクを反射した光ビームを高効率に検出する必要がある。このため、特許文献２の図８の構成は、実際にピックアップ装置を構成する上で課題となる。
【００１９】
ここで、特許文献２の構成においてディスクに反射した光ビームが検出器に入射しない理由について簡単に説明する。図２は、特許文献２の図８の光学系構成を示している。
【００２０】
まず、ＢＤの記録／再生時について説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームがＳ偏光の発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１を透過し、ビームスプリッタ５５３に入射する。ここで、従来のＢＤやＨＤ  ＤＶＤの光ピックアップ装置ではＳ／Ｎの観点からビームスプリッタは偏光性のビームスプリッタを配置している。このため、ここでも偏光性のビームスプリッタとして説明する。
【００２１】
偏光性のビームスプリッタ５５３は、Ｓ偏光を反射するため、入射した光ビームは高効率に反射される。反射されたＳ偏光の光ビームは、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズを透過した光ビームは、偏光可変素子２５０に入射する。偏光可変素子は電気のＯＮ、ＯＦＦによりそれぞれ１／２波長板、０波長板にすることが可能な素子である。ここで、ＢＤの場合には偏光可変素子２５０は１／２波長板になっており、入射したＳ偏光をＰ偏光に変換する。変換された光ビームは、Ｐ偏光であるため偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過した光ビームは、立ち上げミラー５５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００２２】
光ディスク１００により反射したＰ偏光の光ビームは、対物レンズ２、立ち上げミラー５５を反射し、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。入射した光ビームがＰ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過し、偏光可変素子２５０に入射する。偏光可変素子２５０は、１／２波長板となっているためＰ偏光がＳ偏光に変換される。偏光可変素子２５０を透過したＳ偏光は、コリメートレンズ５１と透過し、偏光性のビームスプリッタ５５３に入射する。偏光性のビームスプリッタ５５３に入射した光ビームはＳ偏光であるため、偏光性のビームスプリッタ５５３を反射し、検出器には入射しない。
【００２３】
次に、ＨＤ  ＤＶＤについて説明する。ＨＤ  ＤＶＤでは、偏光可変素子２５０までは同様の光路を辿っている。ここで偏光可変素子２５０は０波長板になっている。このため、入射したＳ偏光は、変換されずに偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射した光ビームはＳ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００２４】
光ディスク１００により反射したＳ偏光の光ビームは、対物レンズ３を透過、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光は、偏光可変素子２５０に入射する。偏光可変素子２５０は０波長板になっているため、入射したＳ偏光は、変換されず透過する。偏光可変素子２５０を透過したＳ偏光の光ビームは、コリメートレンズ５１を透過し、偏光性のビームスプリッタ５５３に入射する。偏光性のビームスプリッタ５５３に入射した光ビームは、Ｓ偏光であるため、偏光性のビームスプリッタ５５３を反射し、検出器には入射しない。これでは、光ピックアップ装置自体が成り立たない。
【００２５】
例えば、偏光性のビームスプリッタ５５３を通常のハーフプリズム（５０％透過、５０％反射）とした場合、半導体レーザからディスクまで（以下、往路と呼ぶ）の効率が５０％、ディスクから検出器まで（以下、復路と呼ぶ）の効率が５０％となる。ただし、この場合であっても復路の効率が得られなく問題となる。（ここでは、光学部品の効率やカップリング効率などの効率については考慮されていない）
ここで、例えば復路効率を８０％得るためにはビームスプリッタ５５３の光学特性を変更することで対応できる。ただし、ビームスプリッタ５５３のＳ偏光の反射率、透過率をそれぞれ２０％、８０％とする必要があり、その結果、往路効率が２０％となってしまう。これについては、特許文献２にはなんら記載されていない。
【００２６】
さらに、特許文献２の図８の構成には他の課題もある。偏光可変素子２５０が高価であり、ピックアップ装置のコストアップは避けられない。また、偏光可変素子２５０は電気的に制御されることから、回路の複雑化やこれに伴うコストアップは避けられない。
【００２７】
このため、本発明では偏光可変素子２５０を用いないで特許文献２の図８の構成と同等の効率を実現する。これにより特殊な切替え素子を搭載しなくてもＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤなどの互換が可能となる。
【００２８】
図３は、本発明の光学系構成を示している。特許文献２の図８との大きな違いは、偏光可変素子２５０が通常の１／２波長板となっていることである。以下、ＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤ光学系についてそれぞれ説明する。
【００２９】
まず、ＢＤ光学系ついて説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームがＳ偏光の発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ここで、例えばビームスプリッタ５３の特性が
反射率：Ｓ偏光４０％、Ｐ偏光０％
透過率：Ｓ偏光６０％、Ｐ偏光１００％
であるとする。
【００３０】
ビームスプリッタ５３は、入射した光ビーム光量の４０％を反射する。反射されたＳ偏光の光ビームは、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは、１／２波長板６０に入射する。ここで１／２波長板６０は光学軸を２２．５＋４５×ｎ度（ｎ＝０、１、２、・・・）となることを特徴としている。ここでは、１／２波長板は光学軸を２２．５度として説明を行う。入射したＳ偏光の光ビームは、２２．５度方向に１／２波長を付加されるため４５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。１／２波長板６０を透過した光ビームは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。４５度方向の直線偏光の光ビームは偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５によりＳ偏光成分は反射、Ｐ偏光成分は透過する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過したＰ偏光成分は、立ち上げミラー５５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００３１】
光ディスク１００により反射したＰ偏光の光ビームは、対物レンズ２、立ち上げミラー５５を反射し、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。入射した光ビームがＰ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過し、１／２波長板６０に入射する。１／２波長板６０では−２２．５度方向に１／２波長を付加されるため１３５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００３２】
１／２波長板６０を透過した光ビームは、コリメータレンズ５１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、１３５度方向の直線偏光が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００３３】
次に、ＨＤ  ＤＶＤ光学系について説明する。ＨＤ  ＤＶＤでは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５までは同様の光路を辿っている。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光の光ビームは、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００３４】
光ディスク１００により反射したＳ偏光の光ビームは、対物レンズ３を透過、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光は、１／２波長板６０に入射する。１／２波長板６０では−２２．５度方向に１／２波長を付加されるため４５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００３５】
１／２波長板６０を透過した光ビームは、コリメータレンズ５１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、４５度方向の直線偏光が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００３６】
本発明の場合、対物レンズ２と対物レンズ３は同時に光ビームが出射するが、対物レンズ２と対物レンズ３との間の距離が異なっているため、光検出器１０に両方の光ビームが同時に集光されない。片方の対物レンズでディスク記録面上に焦点を合わせた場合には、もう一方の対物レンズを出射した光ビームは、光検出器にぼけた状態で入射するため、再生信号を検出する上で問題とならない。
【００３７】
このような光学系構成にすることで特許文献２の図８の光学系構成と同様の効果を得ることが可能となる。
【００３８】
図４は、ビームスプリッタ５３を変化させた時の往路、復路の効率について示している。図４（ａ）はＢＤの効率、（ｂ）はＨＤ  ＤＶＤの効率を示している。ここでは、光学部品の効率やカップリング効率などの効率については考慮されていない（他実施例も同様）。本実施例、特許文献２共にＢＤとＨＤ  ＤＶＤの往路効率が等しく、さらに復路効率も等しい。また、ここで本発明では往路効率が５０％以上の条件は記載されていない。これは、ＢＤとＨＤ  ＤＶＤで光ビームを半分（Ｓ偏光成分、Ｐ偏光成分）に分離したことによるものである。ただし、往路効率が５０％以上であったとしても、復路効率が５０％以下になってしまえばＳ／Ｎの観点から問題となるため、実際には本発明で得られる復路効率の範囲内でなければ成り立たない。これを見ると、特殊な切替え素子を使っている特許文献２の図８の構成と一般的な素子である１／２波長板を使う本発明の構成が同等であることがわかる。なお、本発明、特許文献２の図８の構成においても往路の効率が上げられない問題があるが、発光効率の良い半導体レーザがあるため問題とならない。また、ビームスプリッタ５３の特性は、これに限定されるわけではない。さらに、本実施例では、ディスク保護層厚さの違いから発生する球面収差の補正素子については明言しなかったが、コリメートレンズ５１を駆動することで補正してもよいし、他の手段による球面収差補正であっても問題ない。
【実施例２】
【００３９】
図５は本発明の第２の実施例に係る実施例１と異なる光学系について示している。実施例１との違いは１／２波長板６１の光学軸が実施例１と異なることを特徴としている。１／２波長板が実施例１と異なると、往路、復路効率が変化する。
【００４０】
ここで、例えばビームスプリッタ５３の特性が
反射率：Ｓ偏光４０％、Ｐ偏光０％
透過率：Ｓ偏光６０％、Ｐ偏光１００％
であるとする。
【００４１】
図６は１／２波長板６１を回転した場合にＢＤとＨＤ  ＤＶＤの往路、復路効率を示したものである。実施例１で説明したが、この図より１／２波長板の光学軸を２２．５＋４５×ｎ度（ｎ＝０、１、２、・・・）にするとＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤの往路、復路効率が同じになることがわかる。ＢＤとＨＤ  ＤＶＤは、規格が異なり再生でのディスク面上の光量や信号処理技術も異なるため、ＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤの復路効率を一致させなければならないわけではない。このため、例えば１／２波長板の光学軸を３０度にすると、図６より、
ＢＤ：往路効率３０％、復路効率７０％
ＨＤ  ＤＶＤ：往路効率１０％、復路効率９０％
となる。このようにＢＤとＨＤ  ＤＶＤの往路、復路効率を変化させることは、本発明の特徴の一つであり、特許文献２図８の光学系構成では実現できない。
【００４２】
本実施例のように１／２波長板の光学軸を変化させることでＢＤとＨＤ  ＤＶＤに適切な往路、復路効率を設定することが可能となる。ここで、ビームスプリッタ５３の特性は、これに限定されるわけではない。さらに、本実施例では、ディスク保護層厚さの違いから発生する球面収差の補正素子については明言しなかったが、コリメートレンズ５１を駆動することで補正してもよいし、他の手段による球面収差補正であっても問題ない。また、本発明の場合、対物レンズ２と対物レンズ３は同時に光ビームが出射するが、対物レンズ２と対物レンズ３との間の距離が異なっているため、光検出器１０に両方の光ビームが同時に集光しない。片方の対物レンズでディスク記録面上に焦点を合わせた場合には、もう一方の対物レンズを出射した光ビームは、光検出器にぼけた状態で入射するため、再生信号を検出する上で問題とならない。
【実施例３】
【００４３】
図７は本発明の第３の実施例に係る実施例１、実施例２と異なる光学系について示している。実施例１、実施例２との違いは１／２波長板６１が波長板６２に変わっていることである。
【００４４】
この波長板６２は、例えば１／４波長板であったり、１／３波長板であったり、その他の波長板であっても良い。
【００４５】
例えば１／４波長板の場合、光学軸を４５度に設定すると実施例１と同様の往路、復路効率が得られる。それについて説明する。
【００４６】
まず、ＢＤの記録／再生時について説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームがＳ偏光の発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ここで例えばビームスプリッタ５３の特性が
反射率：Ｓ偏光４０％、Ｐ偏光０％
透過率：Ｓ偏光６０％、Ｐ偏光１００％
であるとする。
【００４７】
ビームスプリッタ５３は、入射した光ビーム光量の４０％を反射する。反射されたＳ偏光の光ビームは、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは、１／４波長板６２に入射する。ここでは１／４波長板６２は光学軸を４５度とする。入射したＳ偏光の光ビームは、４５度方向に１／４波長を付加されるため円偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。１／４波長板６２を透過した光ビームは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。円偏光の光ビームは偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５によりＳ偏光成分は反射、Ｐ偏光成分は透過する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過したＰ偏光成分は、立ち上げミラー５５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００４８】
光ディスク１００により反射したＰ偏光の光ビームは、対物レンズ２、立ち上げミラー５５を反射し、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。入射した光ビームがＰ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過し、１／４波長板６２に入射する。１／４波長板６２では−４５度方向に１／４波長を付加されるため円偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００４９】
１／４波長板６２を透過した光ビームは、コリメータレンズ５１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、円偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００５０】
次に、ＨＤ  ＤＶＤについて説明する。ＨＤ  ＤＶＤでは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５までは同様の光路を辿っている。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光の光ビームは、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００５１】
光ディスク１００により反射したＳ偏光の光ビームは、対物レンズ３を透過、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光は、１／４波長板６２に入射する。１／４波長板６２では−４５度方向に１／４波長を付加されるため円偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００５２】
１／４波長板６２を透過した光ビームは、コリメータレンズ５１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、円偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００５３】
このように波長板６２を１／４波長板にしてもＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤの互換が可能となる。
【００５４】
図８は、波長板６２の位相差と光学軸を変化させた時のＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤの往路効率、復路効率を示したものである。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれＢＤ往路効率、ＢＤ復路効率、ＨＤ  ＤＶＤ往路効率、ＨＤ  ＤＶＤ復路効率を示している。この図の中で、まず（ｂ）ＢＤ復路効率と（ｄ）ＨＤ  ＤＶＤ復路効率を見ると、例えばここで１／５波長板（０．２λ板）を用いた場合、ＢＤの復路効率は、約８０〜１００％の復路効率を得ることができる。また、ＨＤ  ＤＶＤは約６０〜８０％の復路効率を得ることができる。ただし、ＢＤの往路効率は約０〜２０％となってしまうため光学軸を最適化する必要がある。
【００５５】
このように図８より、波長板は、１／２波長板、１／４波長板に限定されることなく、位相差および光学軸を最適設計することでＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤの復路効率を変えることが可能であることが分かる。ただし、ビームスプリッタ５３の偏光特性を変えることで図８の特性を変えることも可能である。本発明は、ＢＤ対物レンズ、ＨＤ  ＤＶＤ対物レンズの２つの対物レンズに同時に光ビームを入射させるための波長板６２を配置したことを特徴としており、波長板の位相差および光学軸については限定されない。さらに、本実施例では、ディスク保護層厚さの違いから発生する球面収差の補正素子については明言しなかったが、コリメートレンズ５１を駆動することで補正してもよいし、他の手段による球面収差補正であっても問題ない。ここで本発明の場合、対物レンズ２と対物レンズ３は同時に光ビームが出射するが、対物レンズ２と対物レンズ３との間の距離が異なっているため、光検出器１０に両方の光ビームが同時に集光しない。片方の対物レンズでディスク記録面上に焦点を合わせた場合には、もう一方の対物レンズを出射した光ビームは、光検出器にぼけた状態で入射するため、再生信号を検出する上で問題とならない。
【実施例４】
【００５６】
図９は本発明の第４の実施例に係る実施例１、実施例２、実施例３と異なる光学系について示している。実施例１、実施例２、実施例３との違いは１／２波長板６１や波長板６２がないことを特徴としている。
【００５７】
まず、ＢＤの記録／再生時について説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームが＋４５度方向の直線偏光の発散光として出射される。この偏光状態は、例えばレーザを出射方向に対して回転させてもよいし、１／２波長板などを使ってもよい。
【００５８】
半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１を透過し、ビームスプリッタ１５３に入射する。ここで例えばビームスプリッタ１５３の特性が
反射率：＋４５度方向の直線偏光４０％、−４５度方向の直線偏光０％
透過率：＋４５度方向の直線偏光６０％、−４５度方向の直線偏光１００％
であるとする。このビームスプリッタの特性については、例えば実施例１、実施例２、実施例３のビームスプリッタを＋４５度回転させるだけでもよい。
【００５９】
ビームスプリッタ１５３は、入射した光ビーム光量の４０％を反射する。反射された＋４５度方向の偏光の光ビームは、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。＋４５度方向の直線偏光の光ビームは偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５によりＳ偏光成分は反射、Ｐ偏光成分は透過する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過したＰ偏光成分は、立ち上げミラー５５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００６０】
光ディスク１００により反射したＰ偏光の光ビームは、対物レンズ２、立ち上げミラー５５を反射し、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。入射した光ビームがＰ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過し、コリメータレンズ５１を経て、ビームスプリッタ１５３に入射する。ビームスプリッタ１５３では＋４５度方向の直線偏光６０％、−４５度方向の直線偏光１００％を透過するため、Ｐ偏光の光ビームが入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ１５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００６１】
次に、ＨＤ  ＤＶＤ光学系について説明する。ＨＤ  ＤＶＤでは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５までは同様の光路を辿っている。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光の光ビームは、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００６２】
光ディスク１００により反射したＳ偏光の光ビームは、対物レンズ３を透過、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光は、コリメータレンズ５１を経て、ビームスプリッタ１５３に入射する。ビームスプリッタ１５３では＋４５度方向の直線偏光６０％、−４５度方向の直線偏光１００％を透過するため、Ｓ偏光の光ビームが入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ１５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００６３】
本実施例のようにすることでＢＤとＨＤ  ＤＶＤを互換することが可能となる。ここで、ビームスプリッタ１５３の特性は、これに限定されるわけではない。さらに、本実施例では、ディスク保護層厚さの違いから発生する球面収差の補正素子については明言しなかったが、コリメートレンズ５１を駆動することで補正してもよいし、他の手段による球面収差補正であっても問題ない。また、本発明の場合、対物レンズ２と対物レンズ３は同時に光ビームが出射するが、対物レンズ２と対物レンズ３との間の距離が異なっているため、光検出器１０に両方の光ビームが同時に集光しない。片方の対物レンズでディスク記録面上に焦点を合わせた場合には、もう一方の対物レンズを出射した光ビームは、光検出器にぼけた状態で入射するため、再生信号を検出する上で問題とならない。
【実施例５】
【００６４】
図１０は本発明の第５の実施例に係るＢＤ／ＨＤ  ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換ピックアップ装置の光学系について示している。ここでは、対物レンズ２をＢＤ対物レンズ、対物レンズ３をＨＤ  ＤＶＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換レンズとする。まず、ＤＶＤ／ＣＤ光学系について説明する。
【００６５】
二波長半導体レーザ４０からは、波長略６５０ｎｍの光ビームまたは７８５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ４０から出射した光ビームは補助レンズ４１、回折格子４２を経てビームスプリッタ４３を反射する。ビームスプリッタ４３を反射した光ビームは、ビームスプリッタ５４を透過、コリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは立ち上げビームスプリッタ４５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００６６】
光ディスク１００により反射した光ビームは、対物レンズ３、立ち上げビームスプリッタ４５、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５４、ビームスプリッタ４３、検出レンズ４７を経て、光検出器４８に検出される。ＣＤについても同様であるため説明を省略する。
【００６７】
次に、ＢＤ光学系について説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームがＳ偏光の発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１を透過し、ビームスプリッタ５３に入射する。ここで、例えばビームスプリッタ５３の特性が、
反射率：Ｓ偏光４０％、Ｐ偏光０％
透過率：Ｓ偏光６０％、Ｐ偏光１００％
であるとする。
【００６８】
ビームスプリッタ５３は、入射した光ビーム光量の４０％を反射する。反射されたＳ偏光の光ビームは、１／２波長板６０に入射する。ここで１／２波長板６０は光学軸を２２．５＋４５×ｎ度（ｎ＝０、１、２、・・・）となることを特徴としている。ここでは、１／２波長板は光学軸を２２．５度として説明を行う。入射したＳ偏光の光ビームは、２２．５度方向に１／２波長を付加されるため４５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。１／２波長板６０を透過した光ビームは、ビームスプリッタ５４を反射し、コリメータレンズ５１に入射する。コリメートレンズ５１では、発散光の光ビームが略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。４５度方向の直線偏光の光ビームは偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５によりＳ偏光成分は反射、Ｐ偏光成分は透過する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を透過したＰ偏光成分は、立ち上げミラー５５を反射し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に集光される。
【００６９】
光ディスク１００により反射したＰ偏光の光ビームは、対物レンズ２、立ち上げミラー５５を反射し、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５に入射する。入射した光ビームがＰ偏光であるため、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５、コリメータレンズ５１を透過し、ビームスプリッタ５４を反射し、１／２波長板６０に入射する。１／２波長板６０では−２２．５度方向に１／２波長を付加されるため１３５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００７０】
１／２波長板６０を透過した光ビームは、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、１３５度方向の直線偏光が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００７１】
次に、ＨＤ  ＤＶＤ光学系について説明する。ＨＤ  ＤＶＤでは、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５までは同様の光路を辿っている。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光の光ビームは、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ３により光ディスク１００上に集光される。
【００７２】
光ディスク１００により反射したＳ偏光の光ビームは、対物レンズ３を透過、偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射する。偏光性の立ち上げビームスプリッタ４５を反射したＳ偏光は、１／２波長板６０に入射する。１／２波長板６０では−２２．５度方向に１／２波長を付加されるため４５度方向の直線偏光（Ｓ偏光成分５０％、Ｐ偏光成分５０％）に変換される。
【００７３】
１／２波長板６０を透過した光ビームは、ビームスプリッタ５３に入射する。ビームスプリッタ５３ではＳ偏光成分６０％、Ｐ偏光成分１００％を透過するため、４５度方向の直線偏光が入射すると８０％の光ビーム光量が透過する。ビームスプリッタ５３を透過した光ビームは、検出レンズ１２を透過し、光検出器１０に入射する。
【００７４】
本実施例の光学系構成とすることで、特殊な切替え素子を使うことなくＢＤ、ＨＤ  ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤを互換することが可能となる。ここで、本実施例では、１／２波長板６０を用いたが１／４波長板やそれ以外の波長板でも同様の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施例では１／２波長板の光学軸を２２．５度としたがこれに限定されるものではないことは言うまでもない。さらに、ビームスプリッタ５３の特性は、これに限定されるわけではない。加えて、本実施例ではディスク保護層厚さの違いから発生する球面収差の補正素子については明言しなかったが、コリメートレンズ５１を駆動することで補正してもよいし、他の手段による球面収差補正であっても問題ない。
【００７５】
また、本発明の場合、対物レンズ２と対物レンズ３は同時に光ビームが出射するが、対物レンズ２と対物レンズ３との間の距離が異なっているため、光検出器１０に両方の光ビームが同時に集光しない。片方の対物レンズでディスク記録面上に焦点を合わせた場合には、もう一方の対物レンズを出射した光ビームは、光検出器にぼけた状態で入射するため、再生信号を検出する上で問題とならない。
【実施例６】
【００７６】
実施例６では、光ピックアップ装置１を搭載した、光学的再生装置について説明する。図１１は光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１は、光ディスク１００の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【００７７】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１内に組み込むこともできる。
【００７８】
光ピックアップ装置１内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記光検出器からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。
【００７９】
前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７、球面収差補正素子駆動回路１７９などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１内の半導体レーザ発光光量の制御、ディスク基板厚さの違いによる球面収差の補正などが行われる。
【実施例７】
【００８０】
実施例７では、光ピックアップ装置１を搭載した光学的記録再生装置について説明する。図１２は光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図１９に説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
【００８１】
以上、本発明に従う光ピックアップ及び光ディスク装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良や変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】実施例１における光ピックアップ装置と光ディスクの配置を説明する図である。
【図２】実施例１における特許文献１の光学系構成を説明する図である。
【図３】実施例１における本発明の光学系構成を説明する図である。
【図４】実施例１における本発明の往路、復路の効率を説明する図である。
【図５】実施例２における本発明の光学系構成を説明する図である。
【図６】実施例２における本発明の往路、復路の効率を説明する図である。
【図７】実施例３における本発明の光学系構成を説明する図である。
【図８】実施例３における本発明の往路、復路の効率を説明する図である。
【図９】実施例４における本発明の光学系構成を説明する図である。
【図１０】実施例５における本発明の光学系構成を説明する図である。
【図１１】実施例６における光学的再生装置を説明する図である。
【図１２】実施例７における光学的記録再生装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００８３】
１：光ピックアップ装置、２：対物レンズ、３：対物レンズ、５：アクチュエータ、７：駆動機構、１０：光検出器、１１：回折格子、４０：半導体レーザ、４１：補助レンズ、４２：回折格子、４３：ビームスプリッタ、４５：偏光性の立ち上げビームスプリッタ、４７：検出レンズ、４８：光検出器、５０：半導体レーザ、５１：コリメートレンズ、５３：ビームスプリッタ、５５：立ち上げミラー、６０：１／２波長板、６１：１／２波長板、６２：波長板、１００：光ディスク、１７１：スピンドルモータ駆動回路、１７２：アクセス制御、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：球面収差補正素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ
【図１】
2009259325.tif 000003
【図２】
2009259325.tif 000004
【図３】
2009259325.tif 000005
【図４】
2009259325.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009259325.tif 000009
【図８】
2009259325.tif 000010
【図９】
2009259325.tif 000011
【図１０】
2009259325.tif 000012
【図１１】
2009259325.tif 000013
【図１２】
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