(57)【要約】  光ヘッド装置は、互いに異なる波長の出射光ビームを出射する複数の光源を有する。光源からの互いに異なる波長の出射光ビームは光記録媒体上に対物レンズにより集光される。光記録媒体で反射された互いに異なる波長の出射光ビームにそれぞれ対応する互いに異なる波長の反射光は光検出器により受光される。複数の光源から出射される互いに異なる波長の出射光ビームと光記録媒体で反射された互いに異なる波長の反射光とは光分離部により分離される。光分離部と光検出器との間に、光記録媒体で反射された互いに異なる波長の反射光から、それぞれ複数の回折光を生成する回折光学素子が設けられている。【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる波長の複数の光ビームを出射する複数の光源を有する光源部と、
前記光源部からの複数の光ビームの１つとしての出射光ビームを光記録媒体上に集光する対物レンズと、
前記光源部からの前記出射光ビームを前記対物レンズに導く光分離部と、
ここで、前記出射光ビームは前記光記録媒体により反射光ビームとして反射され、前記反射光ビームは前記対物レンズを介して前記光分離部に入射され、前記光分離部は前記反射光ビームを前記光源部とは異なる方向に導き、
前記光分離部を経た前記反射光ビームから複数の回折光を生成する光学回折部と、
前記複数の回折光を受光する受光部を有する光検出器と
を具備する光ヘッド装置。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置において、
前記光学回折部により生成された前記複数の回折光の光量の比は、前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに渡って略等しい
光ヘッド装置。
【請求項３】
請求の範囲１又は２に記載の光ヘッド装置において、
前記複数の回折光により前記光検出器の前記受光部に形成される複数の光スポットの位置は前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに渡って略同一である
光ヘッド装置。
【請求項４】
請求の範囲１乃至３のいずれかに記載の光ヘッド装置において、
前記光学回折部は、前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに対して夫々設けられ、積層された複数の回折格子を具備する
光ヘッド装置。
【請求項５】
請求の範囲４に記載の光ヘッド装置において、
前記複数の回折格子のうちの１つの回折格子に入射する前記複数の反射光ビームのうち、前記回折格子に対応する前記反射光ビームの偏光方向は、残りの前記反射光ビームの偏光方向に対して直交している
光ヘッド装置。
【請求項６】
請求の範囲４又は５に記載の光ヘッド装置において、
前記複数の回折格子の各々は、対応する前記反射光ビームを回折し、残りの前記反射光ビームまたはそれらから得られた回折光を透過する
光ヘッド装置。
【請求項７】
請求の範囲４乃至６のいずれかに記載の光ヘッド装置において、
前記光学回折部は、前記複数の回折格子の各々の前記反射光ビームの入射側に設けられた、前記複数の回折格子の各々に対応する複数の波長板を更に具備し、
前記複数の波長板の各々は、対応する前記回折格子に入射する前記複数の反射光ビームのうち、前記回折格子に対応する前記反射光ビームの偏光方向を残りの前記反射光ビームの偏光方向に対して直交化する
光ヘッド装置。
【請求項８】
請求の範囲４乃至７のいずれかに記載の光ヘッド装置において、
前記複数の回折格子は、複屈折性を有する部材を備える
光ヘッド装置。
【請求項９】
請求の範囲１乃至８のいずれかに記載の光ヘッド装置と、
前記複数の光ビームのうちの１つが前記出射光ビームとして出力されるように前記光源部を駆動する第１回路と、
前記光検出器からの出力信号に基づいて再生信号および誤差信号を生成する第２回路と、
前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第３回路と
を具備する光学式情報記録／再生装置。
【請求項１０】
光源部が有する複数の光源のうちの１つを選択的に駆動して出射光ビームとして出射するステップと、前記複数の光源は、互いに異なる波長の複数の光ビームを出力することができ、
前記光源部からの前記出射光ビームを光分離部により前記対物レンズに導くステップと、
前記対物レンズにより前記出射光ビームを光記録媒体上に集光するステップと、
前記光記録媒体により反射され、前記光分離部を経て前記光源部とは異なる方向に導かれた反射光ビームから、光学回折部により複数の回折光を生成するステップと、
光検出器の受光部により前記複数の回折光を受光するステップと、
前記光検出器からの出力信号に基づいて再生信号および誤差信号を生成するステップと、
前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御するステップと
を具備する光学式情報記録／再生方法。
【請求項１１】
請求の範囲１０に記載の光学式情報記録／再生方法において、
前記複数の回折光の光量の比は、前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに渡って略等しい
光学式情報記録／再生方法。
【請求項１２】
請求の範囲１０又は１１に記載の光学式情報記録／再生方法において、
前記複数の回折光により前記光検出器の前記受光部に形成される複数の光スポットの位置は前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに渡って略同一である
光学式情報記録／再生方法。
【請求項１３】
請求の範囲１０乃至１２のいずれかに記載の光学式情報記録／再生方法において、
前記光学回折部は、前記複数の光ビームから得られる複数の前記反射光ビームに対して夫々設けられ、積層された複数の回折格子を具備し、
前記複数の回折光を生成するステップは、
前記複数の回折格子の各々により、対応する前記反射光ビームを回折し、残りの前記反射光ビームまたはそれらから得られた回折光を透過するステップ
を具備する光学式情報記録／再生方法。
【請求項１４】
請求の範囲１３に記載の光学式情報記録／再生方法において、
前記複数の回折光を生成するステップは、
前記複数の回折格子のうちの１つの回折格子に入射する前記複数の反射光ビームのうち、前記回折格子に対応する前記反射光ビームの偏光方向を残りの前記反射光ビームの偏光方向に対して直交化するステップ
を具備する光学式情報記録／再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の光記録媒体に対応する記録／再生を行うための光ヘッド装置、光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置に関し、特に、フォーカス誤差信号を検出するための回折光学素子を有する光ヘッド装置、光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＶＤおよびＣＤ等の規格の異なる２種類の光記録媒体に対応して、その光記録媒体上にデータの記録／再生を行う光ヘッド装置が実用化されている。また、上記２種類の規格に加えて、さらにＨＤ  ＤＶＤ等の規格を加えた、異なる３種類の規格の光記録媒体に対応して、その光記録媒体へのデータの記録、それからの再生を行う光ヘッド装置の提案も行われている。ここで、特定の規格の光記録媒体に対する記録再生特性は、特定の波長においてしか保証されていない。例えば、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対する記録／再生特性は、それぞれ６５０ｎｍ帯、７８０ｎｍ帯の波長においてしか保証されていない。また、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体に対する記録／再生特性は、４００ｎｍ帯の波長においてしか保証されていない。このため、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して記録／再生を行う光ヘッド装置は、それぞれの規格に対応した波長の光を出射する複数個の光源を搭載している。例えば、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対して記録／再生を行う光ヘッド装置は、それらの規格に対応した６５０ｎｍ帯、７８０ｎｍ帯の波長の光を出射する光源を搭載している。また、上記２種類の規格に加えて、さらにＨＤ  ＤＶＤ等の規格を加えた、異なる３種類の規格の光記録媒体に対応して、その光記録媒体上にデータの記録／再生を行う光ヘッド装置は、さらに、ＨＤ  ＤＶＤ規格に対応した４００ｎｍ帯の波長の光を出射する光源を搭載している。【０００３】
これらの光ヘッド装置を小型化するためには、構成要素であるＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光源、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光源、ＤＶＤ用の光検出器、ＣＤ用の光検出器、さらにＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光源、ＨＤ  ＤＶＤ用の光検出器等を、できるだけ集積化または共通化する必要がある。例えば、光源と光検出器の集積化、２つまたは３つの光源の集積化、２つまたは３つの光検出器の共通化等が考えられる。その中でも、光検出器は、外部の電気回路に対して信号を出力するのに必要な出力ピンの数が多いため、光検出器の共通化は、ピン数を減らすのに有効である。これは、外部の電気回路との接続に必要なケーブルを含む光ヘッド装置の小型化につながる。【０００４】
ところで、光ヘッド装置における光学レンズ系のフォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号の検出方法として、非点収差法、ナイフエッジ法、スポットサイズ法等が知られている。追記型および書換可能型の光記録媒体には、トラッキングを行うための溝が形成されており、光記録媒体への入射光の側から見て、溝の凹部はランド、凸部はグルーブと呼ばれる。このような追記型および書換可能型の光記録媒体からの反射光からフォーカス誤差信号を検出する場合、デフォーカス量が０の位置でのフォーカス誤差信号は厳密には０ではなく、光記録媒体に溝が形成されていることにより、原理的にランドとグルーブで逆符号のオフセットを持つ。このオフセットは、溝横断雑音によるオフセットと呼ばれる。ナイフエッジ法、スポットサイズ法は、非点収差法に比べ、溝横断雑音によるオフセットが小さいという特徴を有
する。【０００５】
一方、ナイフエッジ法、スポットサイズ法においては、通常は光記録媒体からの反射光を回折光学素子により複数の回折光に分割し、分割されたそれぞれの光を光検出器の対応する受光部で受光する。ここで、分割された複数の回折光の光量の比は、光源の波長と回折光学素子における回折格子の位相差によって定められ、複数の回折光の光検出器上での間隔は、光源の波長と回折光学素子における回折格子のピッチによって定められる。すなわち、複数の回折光の光量の比、複数の回折光の光検出器上での間隔を、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して独立に設計することができない。しかし、規格が異なる複数種類の光記録媒体に対して記録／再生を行う光ヘッド装置において光検出器を共通化するためには、複数の回折光の光量の比、複数の回折光の光検出器上での間隔を、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して独立に設計する必要がある。従って、フォーカス誤差信号を検出するための回折光学素子に、複数の波長に対応するための何らかの工夫が必要となる。【０００６】
フォーカス誤差信号を検出するための回折光学素子を有し、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対して記録／再生を行う光ヘッド装置としては、特開２００１−１２６３０４号公報（第１従来例）および特開２００１−１５５３７５号公報（第２従来例）に記載の光ヘッド装置が知られている。【０００７】
図１は、第１従来例に記載の光ヘッド装置の概略構成を示す。半導体レーザ１ｄは、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザと、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射する半導体レーザとが、共通のパッケージに収納されている。半導体レーザ１ｄから出射された波長６５０ｎｍの光は、回折光学素子１７ｃを透過し、ビームスプリッタ３１で約５０％が反射され、ミラー３２で反射され、波長板３３を透過して直線偏光から円偏光に変換され、コリメータレンズ２ｆで平行光化され、対物レンズ５ａでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６から反射された光は、対物レンズ５ａ、コリメータレンズ２ｆをディスク６入射時とは逆向きに透過し、波長板３３を透過して円偏光から、往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、ミラー３２で反射される。ミラー３２で反射された光は、ビームスプリッタ３１において光量の約５０％が透過し、回折光学素子７ｇおよび凹レンズ３４を透過して光検出器９ｃで受光される。
一方、半導体レーザ１ｄから出射されたＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、回折光学素子１７ｃで０次光、±１次回折光の３つの光に分割され、ビームスプリッタ３１で約５０％が反射され、ミラー３２で反射され、波長板３３を直線偏光のままで透過し、コリメータレンズ２ｆで平行光化され、対物レンズ５ａでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６から反射された３つの光は、対物レンズ５ａ、コリメータレンズ２ｆをディスク６入射時とは逆向きに透過し、波長板３３を、往路と偏光方向が同じ直線偏光のままで透過し、ミラー３２で反射され、ビームスプリッタ３１を約５０％の光量が透過し、回折光学素子７ｇで回折され、凹レンズ３４を透過して光検出器９ｃで受光される。【０００８】
回折光学素子７ｇは、入射光のうち特定の方向の偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を回折させる働きをする。回折光学素子７ｇに入射する波長６５０ｎｍの光は、偏光方向が特定の方向と一致しているため、回折光学素子７ｇを透過する。一方、回折光学素子７ｇに入射する波長７８０ｎｍの光は、偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致しているため、回折光学素子７ｇで回折される。回折光学素子７ｇは、入射光の光軸を通る直線で第１、第２２つの領域に分割されている。【０００９】
図２は、光検出器９ｃの受光部のパターンと光検出器９ｃ上の光スポットの配置を示す図である。光スポット１６ｋは、往路において回折光学素子１７ｃを透過し、復路において回折光学素子７ｇを透過した波長６５０ｎｍの光に相当し、４つに分割された受光領域を有する受光部１５ｕで受光される。一方、光スポット１６ｌ、１６ｍは、往路において回折光学素子１７ｃを０次光として透過し、復路においてそれぞれ回折光学素子７ｇの第１、第２領域で回折された波長７８０ｎｍの光に相当し、４つに分割された受光領域を有する受光部１５ｖで受光される。光スポット１６ｎ、１６ｏは、往路において回折光学素子１７ｃで＋１次回折光として回折され、復路においてそれぞれ回折光学素子７ｇの第１、第２領域で回折された波長７８０ｎｍの光に相当し、単一の受光部１５ｗで受光される。光スポット１６ｐ、１６ｑは、往路において回折光学素子１７ｃで−１次回折光として回折され、復路においてそれぞれ回折光学素子７ｇの第１、第２領域で回折された波長７８０ｎｍの光に相当し、単一の受光部１５ｘで受光される。ＤＶＤ規格の光記録媒体に対するフォーカス誤差信号は、光がビームスプリッタ３１を透過する際に発生する非点収差を利用し、受光部１５ｕの出力から非点収差法により検出される。一方、ＣＤ規格の光記録媒体に対するフォーカス誤差信号は、回折光学素子７ｇを用い、受光部１５ｖの出力からナイフエッジ法により検出される。【００１０】
しかし、第１従来例に記載の光ヘッド装置においては、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格の光記録媒体に対するフォーカス誤差信号は、それぞれ受光部１５ｕ、受光部１５ｖの出力から検出される。すなわち、ＤＶＤ用、ＣＤ用の光検出器は共通化されているが、受光部は共通化されていない。このため、光検出器における信号の出力に必要なピン数は減少せず、外部の電気回路との接続に必要なケーブルを含めて光ヘッド装置を小型化することはできない。【００１１】
図３は、第２従来例に記載の光ヘッド装置の概略構成を示す。半導体レーザ１ｆには、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザと、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射する半導体レーザとが集積化されている。半導体レーザ１ｆと光検出器９ｄは、共通のパッケージに収納されている。半導体レーザ１ｆから出射された波長６５０ｎｍの光は、回折光学素子７ｉ、回折光学素子７ｈを透過し、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、コリメータレンズ２ｆで平行光化され、対物レンズ５ａでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６から反射された光は、対物レンズ５ａ、コリメータレンズ２ｆをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から、往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、回折光学素子７ｈで回折され、回折光学素子７ｉを透過して光検出器９ｄで受光される。一方、半導体レーザ１ｆから出射されたＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、回折光学素子７ｉ、回折光学素子７ｈを透過し、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、コリメータレンズ２ｆで平行光化され、対物レンズ５ａでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６から反射された光は、対物レンズ５ａ、コリメータレンズ２ｆをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から、往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、回折光学素子７ｈを透過し、回折光学素子７ｉで回折されて光検出器９ｄで受光される。【００１２】
図４は、回折光学素子７ｈおよび回折光学素子７ｉの断面図である。回折光学素子７ｈは、基板１１ｆ上に形成され、複屈折性を有する回折格子１２ｋと、その上に充填された充填剤１３ｋとを備え、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光のうち特定の方向の偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を回折させる働きをする。また、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光を偏光状態に依存せずに透過させる働きをする。回折光学素子７ｈに入射する波長６５０ｎｍの光は、往路においては偏光方向が特定の方向と一致しているため、回折光学素子７ｈを透過し、復路においては偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致しているため、回折光学素子７ｈで回折される。一方、回折光学素子７ｉは、複屈折性を有するように基板１１ｇ上に形成された回折格子１２ｌと、その上に充填された充填剤１３ｌとを備え、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光を偏光状態に依存せずに透過させる働きを有する。また、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光のうち特定の方向の偏光成分を透過させ、特定の方向と直交する方向の偏光成分を回折させる働きを有する。回折光学素子７ｉに入射する波長７８０ｎｍの光は、往路においては偏光方向が特定の方向と一致しているため、回折光学素子７ｉを透過し、復路においては偏光方向が特定の方向と直交する方向と一致しているため、回折光学素子７ｉで回折される。【００１３】
ＤＶＤ規格の光記録媒体に対するフォーカス誤差信号は、回折光学素子７ｈを用い、光検出器９ｄの出力から例えばナイフエッジ法により検出される。一方、ＣＤ規格の光記録媒体に対するフォーカス誤差信号は、回折光学素子７ｉを用い、光検出器９ｄの出力から例えばナイフエッジ法により検出される。【００１４】
しかし、第２従来例に記載の光ヘッド装置においては、回折光学素子における回折効率を、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して高めることができない。その理由を以下に説明する。【００１５】
第２従来例に記載の光ヘッド装置において、回折光学素子７ｈ、回折光学素子７ｉの、入射光のうち特定の方向と直交する方向の偏光成分に対する回折格子のライン部とスペース部の位相差を、それぞれφ１、φ２とする。ここで、φ１、φ２は入射光の波長に反比例する。回折光学素子７ｈにおいては、波長７８０ｎｍの光を回折させないため、波長７８０ｎｍに対してφ１を２πの整数倍に設定する。例えば波長７８０ｎｍに対してφ１＝２πとすると、波長６５０ｎｍに対してはφ１＝２．４πとなる。このとき、回折格子の断面形状が矩形状であるとすると、波長６５０ｎｍの光の０次効率は６５．５％、±１次回折効率は各１４．０％となり、±１次回折効率が低い。波長７８０ｎｍに対してφ１をもっと大きくすれば、波長６５０ｎｍの光の±１次回折効率をもっと高くできる条件も存在するが、回折格子の作製が困難になり、光源の波長のばらつきに対する効率のばらつきも大きくなる。一方、回折光学素子７ｉにおいては、波長６５０ｎｍの光を回折させないため、波長６５０ｎｍに対してφ２を２πの整数倍に設定する。例えば波長６５０ｎｍに対してφ２＝２πとすると、波長７８０ｎｍに対してはφ２＝１．６７πとなる。このとき、回折格子の断面形状が矩形状であるとすると、波長７８０ｎｍの光の０次効率は７５．０％、±１次回折効率は各１０．１％となり、±１次回折効率が低い。波長６５０ｎｍに対してφ２をもっと大きくすれば、波長７８０ｎｍの光の±１次回折効率をもっと高くできる条件も存在するが、回折格子の作製が困難になり、光源の波長のばらつきに対する効率のばらつきも大きくなる。【００１６】
上記の説明と関連して、特開２０００−７６６８８号公報（第３従来例）には、「多波長光ピックアップ」が開示されている。この従来例の光ピックアップは、使用波長の異なる光記録媒体に共通に使用される。従来例の光ピックアップは、互いに発光波長が異なり、光記録媒体の使用波長に応じて選択的に用いられる複数の光源と、各光源からの光束を、対応する光記録媒体の記録面上に光スポットとして集光させる１以上の対物レンズと、各光記録媒体からの戻り光束を共通に入射され、各戻り光束に所定のホログラム作用を作用させるホログラム素子と、該ホログラム素子により回折された回折光束を受光して、所定の信号を発生させる単一の光検出器とを有している。上記ホログラム素子は、上記複数の光源の発する各光束の波長に対応して、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。【００１７】
また、特開２０００−１５５９７３号公報（第４従来例）には、「光ヘッド装置」が開示されている。この従来例の光ヘッド装置は、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体上に集光する対物レンズと、光源と対物レンズの間に設けられた、光記録媒体からの反射光の光路を光源からの出射光の光路から分離する第１光分離部と、該第１光分離手段を経た光記録媒体からの反射光をさらに第１群の光と第２群の光に分離する第２光分離部と、第１群の光と第２群の光を受光する光検出器を有する。第１群の光の光量が第２群の光の光量に比べて大きい。【００１８】
また、特開２００４−６９９７７号公報（第５従来例）には、「回折光学素子および光ヘッド装置」が開示されている。この従来例の回折光学素子は、少なくとも１枚の透明基板と、透明基板の少なくとも１面に形成された回折格子からなる回折光学素子であって、回折格子は断面が階段状である格子と断面が矩形である格子を備えている。回折光学素子は、入射する２つの異なる波長の光のうち一方の波長の光を回折し、他方の波長の光を透過する波長選択性を有している。【００１９】
また、特開平５−１００１１４号公報（第６従来例）には、「積層波長板及び円偏光板」が開示されている。この従来例の積層波長板は、単色光に対して１／２波長の位相差を与える複数の延伸フィルムをそれらの光軸を交差させて積層されている。
【発明の開示】
【００２０】
本発明の目的は、複数種類の光記録媒体用に光検出器の受光部が共通化された光ヘッド装置とその光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置を提供することである。
本発明の他の目的は、小型化された光ヘッド装置とその光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置を提供することである。
本発明の他の目的は、光検出器における信号の出力に必要なピン数を減少させることができる光ヘッド装置とその光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置を提供することである。
本発明の他の目的は、フォーカス誤差信号を検出するための回折光学素子における回折効率を、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して高めることにより、複数種類の光記録媒体に対応することのできる光ヘッド装置とその光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置を提供することである。
【００２１】
本発明の観点では、光ヘッド装置は、互いに異なる波長の複数の光ビームを出射する複数の光源を有する光源部と、光源部からの複数の光ビームの１つとしての出射光ビームを光記録媒体上に集光する対物レンズと、光源部からの出射光ビームを対物レンズに導く光分離部とを備える。ここで、出射光ビームは光記録媒体により反射光ビームとして反射され、反射光ビームは対物レンズを介して光分離部に入射され、光分離部は反射光ビームを光源部とは異なる方向に導く。本発明の光ヘッド装置は、光分離部を経た反射光ビームから複数の回折光を生成する光学回折部と、複数の回折光を受光する受光部を有する光検出器とを更に具備する。
ここで、光学回折部により生成された複数の回折光の光量の比は、複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに渡って略等しいことが好ましい。また、複数の回折光により光検出器の受光部に形成される複数の光スポットの位置は複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに渡って略同一であることが好ましい。
また、光学回折部は、複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに対して夫々設けられ、積層された複数の回折格子を具備してもよい。この場合、複数の回折格子のうちの１つの回折格子に入射する複数の反射光ビームのうち、回折格子に対応する反射光ビームの偏光方向は、残りの反射光ビームの偏光方向に対して直交していることが好ましい。
また、複数の回折格子の各々は、対応する反射光ビームを回折し、残りの反射光ビームまたはそれらから得られた回折光を透過することが好ましい。
また、光学回折部は、複数の回折格子の各々の反射光ビームの入射側に設けられた、複数の回折格子の各々に対応する複数の波長板を更に具備し、複数の波長板の各々は、対応する回折格子に入射する複数の反射光ビームのうち、回折格子に対応する反射光ビームの偏光方向を残りの反射光ビームの偏光方向に対して直交化することが好ましい。複数の回折格子は、複屈折性を有する部材を備えることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の他の観点では、光学式情報記録／再生装置は、上記の光ヘッド装置と、複数の光ビームのうちの１つが出射光ビームとして出力されるように光源部を駆動する第１回路と、検出器からの出力信号に基づいて再生信号および誤差信号を生成する第２回路と、誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御する第３回路とを具備する。
【００２３】
また、本発明の他の観点では、光学式情報記録／再生方法は、光源部が有する複数の光源のうちの１つを選択的に駆動して出射光ビームとして出射するステップと、複数の光源は、互いに異なる波長の複数の光ビームを出力することができ、光源部からの出射光ビームを光分離部により対物レンズに導くステップと、対物レンズにより出射光ビームを光記録媒体上に集光するステップと、光記録媒体により反射され、光分離部を経て光源部とは異なる方向に導かれた反射光ビームから、光学回折部により複数の回折光を生成するステップと、光検出器の受光部により複数の回折光を受光するステップと、光検出器からの出力信号に基づいて再生信号および誤差信号を生成するステップと、誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御するステップとにより達成される。
また、複数の回折光の光量の比は、複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに渡って略等しいことが好ましく、複数の回折光により光検出器の受光部に形成される複数の光スポットの位置は複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに渡って略同一であることが好ましい。
また、光学回折部は、複数の光ビームから得られる複数の反射光ビームに対して夫々設けられ、積層された複数の回折格子を具備するとき、複数の回折光を生成するステップは、複数の回折格子の各々により、対応する反射光ビームを回折し、残りの反射光ビームまたはそれらから得られた回折光を透過するステップを具備してもよい。この場合、複数の回折光を生成するステップは、複数の回折格子のうちの１つの回折格子に入射する複数の反射光ビームのうち、回折格子に対応する反射光ビームの偏光方向を残りの反射光ビームの偏光方向に対して直交化するステップを具備することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２】従来の光ヘッド装置における、光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図３】従来の光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図４】従来の光ヘッド装置における回折光学素子の断面を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図７】本発明の第１実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の平面図である。
【図８】本発明の第１実施例に係わる光ヘッド装置に備わる光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図９】本発明の第２実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の平面図である。
【図１２】本発明の第３実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第３実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の平面図である。
【図１４】本発明の第３実施例に係わる光ヘッド装置に備わる光検出器の受光部のパターンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図１７】本発明の第５実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第５実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図１９】本発明の第６実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２０】本発明の第６実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図２１】本発明の第７実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２２】本発明の第８実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図２３】本発明の第８実施例に係わる光ヘッド装置に備わる回折光学素子の断面図である。
【図２４】本発明の第９実施例に係わる光学式情報記録／再生装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照して本発明の光ヘッド装置を備える光学式情報記録／再生装置について詳細に説明する。【００２６】
［第１実施例］
図５は、本発明の第１実施例による光ヘッド装置の構成を示すブロック図である。半導体レーザ１ａはＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射し、半導体レーザ１ｂはＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射する。半導体レーザ１ｂから出射された波長６５０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｂで平行光化され、偏光ビームスプリッタ３ｂにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。次に、偏光ビームスプリッタ３ａにＳ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、さらに、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ａでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ａをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ａにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｂにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ａで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ａから出射された波長７８０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ａで平行光化され、偏光ビームスプリッタ３ａにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ａでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ａをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ａにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｂにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ａで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。なお、偏光ビームスプリッタ３ａ、３ｂの代わりに無偏光ビームスプリッタを用いることも可能である。【００２７】
図６は回折光学素子７ａの断面図である。回折光学素子７ａは、波長板１０ａ、回折格子１２ａ、波長板１０ｂ、回折格子１２ｂを積層した構成を有する。波長板１０ａ、１０ｂとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１２ａ、１２ｂは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１１ａ、１１ｂ上にそれぞれ形成し、それを充填剤１３ａ、１３ｂでそれぞれ埋めたものである。波長板１０ａ、回折格子１２ａ、波長板１０ｂ、回折格子１２ｂは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１１ａ、１１ｂの代わりに波長板１０ａ、１０ｂを基板として用いることも可能である。回折格子１２ａ、１２ｂにおける液晶高分子等のパターンの断面形状は、図６に示されるように、矩形である。【００２８】
波長板１０ａは、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、入射光に対して、波長板１０ａによる位相差を、波長６５０ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長７８０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ａによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００２９】
波長板１０ｂは、波長６５０ｎｍの光、および波長７８０ｎｍの光それぞれに対して入射光の偏光方向を９０°変換する広帯域の１／２波長板として作用する。このような広帯域の１／２波長板は、例えば特開平５−１００１１４号公報に記載されている。【００３０】
回折格子１２ａ、１２ｂの溝の方向は図６の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１２ａ、１２ｂの溝に平行な直線偏光、すなわち図６の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１２ａ、１２ｂの溝に垂直な直線偏光、すなわち図６の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１２ａ、１２ｂにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【００３１】
ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、図６に示される回折光学素子７ａに対して左側からＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ａをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ａに入射する。従って、回折格子１２ａで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ａの位相差によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ａのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｂを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｂに入射する。従って、回折格子１２ｂをほぼ完全に透過する。【００３２】
ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、同じく、図６に示される回折光学素子７ａに対して左側からＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ａを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ａに入射する。従って、回折格子１２ａをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｂを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１２ｂに入射する。従って、回折格子１２ｂで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｂの位相差によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｂのピッチによって定められる。【００３３】
図７は回折光学素子７ａの平面図である。回折光学素子７ａは、入射光の光軸を通りディスク６の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で、領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの４つに分割された回折格子が形成された構成である。各領域における回折格子の方向はいずれもディスク６の接線方向に平行であり、回折格子のパターンはいずれも等ピッチの直線状である。領域１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄそれぞれにおける回折格子のピッチはこの順に広くなる。【００３４】
図８に、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置を示す。光スポット１６ａは回折光学素子７ａの領域１４ａからの−１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な分割線で２つに分割された受光部１５ａ、１５ｂに渡って受光される。光スポット１６ｂは回折光学素子７ａの領域１４ｂからの−１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な分割線で２つに分割された受光部１５ａ、１５ｂに渡って受光される。光スポット１６ｃは回折光学素子７ａの領域１４ｃからの−１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な分割線で２つに分割された受光部１５ｃ、１５ｄに渡って受光される。光スポット１６ｄは回折光学素子７ａの領域１４ｄからの−１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な分割線で２つに分割された受光部１５ｃ、１５ｄに渡って受光される。光スポット１６ｅは回折光学素子７ａの領域１４ａからの＋１次回折光に相当し、単一の受光部１５ｅで受光される。光スポット１６ｆは回折光学素子７ａの領域１４ｂからの＋１次回折光に相当し、単一の受光部１５ｆで受光される。光スポット１６ｇは回折光学素子７ａの領域１４ｃからの＋１次回折光に相当し、単一の受光部１５ｇで受光される。光スポット１６ｈは回折光学素子７ａの領域１４ｄからの＋１次回折光に相当し、単一の受光部１５ｈで受光される。【００３５】
受光部１５ａ〜１５ｈからの出力をそれぞれＶ１５ａ〜Ｖ１５ｈで表わすと、フォーカス誤差信号は、ナイフエッジ法により（Ｖ１５ａ＋Ｖ１５ｄ）−（Ｖ１５ｂ＋Ｖ１５ｃ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、プッシュプル法により（Ｖ１５ｅ＋Ｖ１５ｇ）−（Ｖ１５ｆ＋Ｖ１５ｈ）の演算から得られるか、位相差法により（Ｖ１５ｅ＋Ｖ１５ｈ）と（Ｖ１５ｆ＋Ｖ１５ｇ）の位相差から得られる。ＲＦ信号は、（Ｖ１５ｅ＋Ｖ１５ｆ＋Ｖ１５ｇ＋Ｖ１５ｈ）の演算から得られる。【００３６】
第１実施例においては、回折格子１２ａの領域１４ａ〜１４ｄのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｂの領域１４ａ〜１４ｄのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。【００３７】
第１実施例においては、回折格子１２ａのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπとする。このとき、波長６５０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｂのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπとする。このとき、波長７８０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。【００３８】
第１実施例における波長板１０ａ、１０ｂの作用は、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。回折格子１２ａに入射する波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光の偏光方向が互いに直交しており、回折格子１２ｂに入射する波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光の偏光方向が互いに直交していれば良い。波長板１０ａ、１０ｂは、以下の３種類の中から適宜選択される。即ち、（１）波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する波長板、（２）波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板、（３）波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光に対し、入射光の偏光方向を９０°変換する広帯域の１／２波長板として作用する波長板。また、波長板１０ａ、１０ｂを適宜削除することも可能である。【００３９】
第１実施例における回折格子１２ａ、１２ｂの作用についても、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。回折格子１２ａは、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、どちらか一方の光を±１次回折光として回折させ、他方の光をほぼ完全に透過させ、回折格子１２ｂは、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、回折格子１２ａで回折されなかった光を±１次回折光として回折させ、他方の光をほぼ完全に透過させれば良い。回折格子１２ａ、１２ｂは、（１）液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる回折格子、（２）液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填剤の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填剤の屈折率と等しい回折格子の、２種類の中から適宜選択される。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光が、それぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。【００４０】
［第２実施例］
図９は、本発明の第２実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す。第２実施例は、第１実施例における回折光学素子７ａを回折光学素子７ｂに置き換えたものである。【００４１】
図１０は回折光学素子７ｂの断面図である。回折光学素子７ｂは、波長板１０ａ、回折格子１２ｃ、波長板１０ｂ、回折格子１２ｄを積層した構成である。波長板１０ａ、１０ｂとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１２ｃ、１２ｄは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１１ａ、１１ｂ上にそれぞれ形成し、それを充填剤１３ｃ、１３ｄでそれぞれ埋めたものである。波長板１０ａ、回折格子１２ｃ、波長板１０ｂ、回折格子１２ｄは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１１ａ、１１ｂの代わりに波長板１０ａ、１０ｂを基板として用いることも可能である。回折格子１２ｃ、１２ｄにおける液晶高分子等のパターンの断面形状は階段状である。図１０に示す回折格子１２ｃ、１２ｄは、第０レベル、第１レベル、第２レベル、第３レベルの総計４レベルの階段形状構成となっている。【００４２】
波長板１０ａは、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１０ａによる位相差を、波長６５０ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長７８０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ａによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００４３】
波長板１０ｂは、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光に対し、入射光の偏光方向を９０°変換する広帯域の１／２波長板として作用する。このような広帯域の１／２波長板は、例えば特開平５−１００１１４号公報に記載されている。【００４４】
回折格子１２ｃ、１２ｄの溝の方向は図１０の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１２ｃ、１２ｄの溝に平行な直線偏光、すなわち図１０の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１２ｃ、１２ｄの溝に垂直な直線偏光、すなわち図１０の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１２ｃ、１２ｄにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【００４５】
ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、図１０に示される回折光学素子７ｂに対して左側からＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ａをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｃに入射する。従って、回折格子１２ｃで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｃの位相差および各レベルの幅によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｃのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｂを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換されて回折格子１２ｄに入射する。従って、回折格子１２ｄをほぼ完全に透過する。【００４６】
ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、同じく図１０に示される回折光学素子７ｂに対して左側からＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ａを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｃに入射する。従って、回折格子１２ｃをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｂを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１２ｄに入射する。従って、回折格子１２ｄで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｄの位相差および各レベルの幅によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｄのピッチによって定められる。【００４７】
図１１は回折光学素子７ｂの平面図である。回折光学素子７ｂは、入射光の光軸を通りディスク６の半径方向に平行な直線および接線方向に平行な直線で、領域１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈの４つに分割された回折格子が形成された構成である。各領域における回折格子の方向はいずれもディスク６の接線方向に平行であり、回折格子のパターンはいずれも等ピッチの直線状である。領域１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈにおける回折格子のピッチはこの順に広くなる。【００４８】
第２実施例における、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。第２実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。【００４９】
第２実施例においては、回折格子１２ｃの領域１４ｅ〜１４ｈのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｄの領域１４ｅ〜１４ｈのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。【００５０】
第２実施例においては、回折格子１２ｃのＴＭ偏光に対する隣接するレベルの間の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπ／２とする。さらに、第０レベル、第２レベルの幅を、第１レベル、第３レベルの幅に比べて広くまたは狭くする。このとき、例えば、波長６５０ｎｍの光の−１次回折効率を９％、＋１次回折効率を７２％とすることができる。また、回折格子１２ｄのＴＭ偏光に対する隣接するレベルの間の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπ／２とする。さらに、第０レベル、第２レベルの幅を、第１レベル、第３レベルの幅に比べて広くまたは狭くする。このとき、例えば、波長７８０ｎｍの光の−１次回折効率を９％、＋１次回折効率を７２％とすることができる。本実施例によれば、ＲＦ信号の検出に用いる＋１次回折光の回折効率を高めることができるため、ＲＦ信号における信号対雑音比を高めることができる。【００５１】
第２実施例における波長板１０ａ、１０ｂの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１０で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ｃ、１２ｄの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１０で説明した通りでなくても良い。【００５２】
［第３実施例］
図１２は、本発明の第３実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す。第３実施例は、第１実施例における回折光学素子７ａを回折光学素子７ｃに置き換え、光検出器９ａを光検出器９ｂに置き換えたものである。本実施例における回折光学素子７ｃの断面図は、図６に示すものと同じである。【００５３】
図１４は回折光学素子７ｃの平面図である。回折光学素子７ｃは、全面に回折格子が形成された構成である。回折格子の方向はディスク６の接線方向にほぼ平行であり、回折格子のパターンはオフアクシスの同心円状である。回折光学素子７ｃに図１４の紙面に垂直に光が入射したとき、図１４の左側へ回折される光を−１次回折光、図１４の右側へ回折される光を＋１次回折光とする。このとき、回折光学素子７ｃは、−１次回折光に対しては凹レンズの働きをし、＋１次回折光に対しては凸レンズの働きをする。【００５４】
図１４には、光検出器９ｂの受光部のパターンと光検出器９ｂ上の光スポットの配置が示されている。光スポット１６ｉは回折光学素子７ｃからの−１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な２つの分割線および接線方向に平行な分割線で６つに分割された受光部１５ｉ〜１５ｎで受光される。光スポット１６ｊは回折光学素子７ｃからの＋１次回折光に相当し、ディスク６の半径方向に平行な２つの分割線および接線方向に平行な分割線で６つに分割された受光部１５ｏ〜１５ｔで受光される。【００５５】
受光部１５ｉ〜１５ｔからの出力をそれぞれＶ１５ｉ〜Ｖ１５ｔで表わすと、フォーカス誤差信号は、スポットサイズ法により（Ｖ１５ｉ＋Ｖ１５ｊ＋Ｖ１５ｍ＋Ｖ１５ｎ＋Ｖ１５ｑ＋Ｖ１５ｒ）−（Ｖ１５ｋ＋Ｖ１５ｌ＋Ｖ１５ｏ＋Ｖ１５ｐ＋Ｖ１５ｓ＋Ｖ１５ｔ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、プッシュプル法により（Ｖ１５ｉ＋Ｖ１５ｋ＋Ｖ１５ｍ＋Ｖ１５ｐ＋Ｖ１５ｒ＋Ｖ１５ｔ）−（Ｖ１５ｊ＋Ｖ１５ｌ＋Ｖ１５ｎ＋Ｖ１５ｏ＋Ｖ１５ｑ＋Ｖ１５ｓ）の演算から得られるか、位相差法により（Ｖ１５ｉ＋Ｖ１５ｎ＋Ｖ１５ｏ＋Ｖ１５ｔ）と（Ｖ１５ｊ＋Ｖ１５ｍ＋Ｖ１５ｐ＋Ｖ１５ｓ）の位相差から得られる。ＲＦ信号は、（Ｖ１５ｉ＋Ｖ１５ｊ＋Ｖ１５ｋ＋Ｖ１５ｌ＋Ｖ１５ｍ＋Ｖ１５ｎ＋Ｖ１５ｏ＋Ｖ１５ｐ＋Ｖ１５ｑ＋Ｖ１５ｒ＋Ｖ１５ｓ＋Ｖ１５ｔ）の演算から得られる。【００５６】
第３実施例においては、回折格子１２ａのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｉを形成し、＋１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｊを形成するように定められる。また、回折格子１２ｂのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｉを形成し、＋１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｊを形成するように定められる。【００５７】
第３実施例においては、回折格子１２ａのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπとする。このとき、波長６５０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｂのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπとする。このとき、波長７８０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。【００５８】
第３実施例における波長板１０ａ、１０ｂの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ａ、１２ｂの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。【００５９】
［第４実施例］
図１５は、本発明の第４実施例による光ヘッド装置の構成を示す。第４実施例の半導体レーザ１ｄは、第１実施例に係わるＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザと、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射する半導体レーザとを共通のパッケージに収納したものである。半導体レーザ１ｄから出射された波長６５０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｄで平行光化され、回折光学素子１７ａを透過し、偏光ビームスプリッタ３ｃにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ａでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ａをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｃにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ａで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ｄから出射された波長７８０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｄで平行光化され、回折光学素子１７ａで回折され、偏光ビームスプリッタ３ｃにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ａを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ａでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ａをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ａを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｃにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ａで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。【００６０】
図１６は回折光学素子１７ａの断面図である。回折光学素子１７ａは、波長板１８ａ、回折格子２０ａ、波長板１８ｂを積層した構成である。波長板１８ａ、１８ｂとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子２０ａは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１９ａ上に形成し、それを充填剤２１ａで埋めたものである。波長板１８ａ、回折格子２０ａ、波長板１８ｂは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１９ａの代わりに波長板１８ｂを基板として用いることも可能である。回折格子２０ａにおける液晶高分子等のパターンの平面形状は等ピッチの直線状であり、断面形状は鋸歯状である。【００６１】
波長板１８ａ、１８ｂは、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。回折格子２０ａの溝の方向は図１６の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子２０ａの溝に平行な直線偏光、すなわち図１６の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子２０ａの溝に垂直な直線偏光、すなわち図１６の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子２０ａにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【００６２】
ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、図１６に示される回折光学素子１７ａに対して左側からＴＥ偏光として入射する。この光は波長板１８ａをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子２０ａに入射する。従って、回折格子２０ａをほぼ完全に透過する。この光は波長板１８ｂをＴＥ偏光のままで透過し、回折光学素子１７ａからＴＥ偏光として出射する。ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、同じく図１６に示される回折光学素子１７ａに対して左側からＴＥ偏光として入射する。この光は波長板１８ａを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子２０ａに入射する。従って、回折格子２０ａで１次回折光としてほぼ完全に回折される。この光は波長板１８ｂを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折光学素子１７ａからＴＥ偏光として出射する。【００６３】
半導体レーザ１ｄに収納されているＤＶＤ用の半導体レーザの発光点を対物レンズ５ａの光軸に一致させると、半導体レーザ１ｄに収納されているＣＤ用の半導体レーザの発光点は対物レンズ５ａの光軸からずれる。このとき、回折格子２０ａの鋸歯の向き、ピッチを、ＤＶＤ用、ＣＤ用の半導体レーザの発光点のずれの向き、間隔に応じて適切に定めることにより、ＣＤ用の半導体レーザの見かけ上の発光点を対物レンズ５ａの光軸に一致させることができる。回折格子２０ａの位相差は、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。【００６４】
第４実施例における回折光学素子７ａの断面図は、図６に示すものと同じである。本実施例における回折光学素子７ａの平面図は、図７に示すものと同じである。本実施例における、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。本実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。本実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、回折格子１２ａ、１２ｂのピッチ、位相差が定められる。【００６５】
第４実施例における波長板１０ａ、１０ｂの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ａ、１２ｂの作用は、第１実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図６で説明した通りでなくても良い。【００６６】
本発明の光ヘッド装置の実施例としては、第４実施例における回折光学素子７ａを回折光学素子７ｂに置き換えた形態でも良い。また、第４実施例における回折光学素子７ａを回折光学素子７ｃに置き換え、光検出器９ａを光検出器９ｂに置き換えた形態でも良い。【００６７】
［第５実施例］
図１７に、本発明の第５実施例に係る光ヘッド装置を示す。第５実施例の光ヘッド装置は、第１実施例に、さらにＨＤ  ＤＶＤ用の半導体レーザ１ｃ、コリメータレンズ２ｃ、偏光ビームスプリッタ３ｆを備えている。また、回折光学素子７ａに換わって回折光学素子７ｄを備えている。半導体レーザ１ａはＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射し、半導体レーザ１ｂはＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射し、半導体レーザ１ｃはＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光を出射する。半導体レーザ１ｃから出射された波長４００ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｃで平行光化され、偏光ビームスプリッタ３ｆにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、偏光ビームスプリッタ３ｅにＳ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｄにＳ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｄにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｅにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｆにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ｂから出射された波長６５０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｂで平行光化され、偏光ビームスプリッタ３ｅにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、偏光ビームスプリッタ３ｄにＳ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｄにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｅにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｆにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ａから出射された波長７８０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ａで平行光化され、偏光ビームスプリッタ３ｄにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｄにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｅにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、偏光ビームスプリッタ３ｆにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。なお、偏光ビームスプリッタ３ｄ、３ｅ、３ｆの代わりに無偏光ビームスプリッタを用いることも可能である。【００６８】
図１８は回折光学素子７ｄの断面図である。回折光学素子７ｄは、波長板１０ｃ、回折格子１２ｅ、波長板１０ｄ、回折格子１２ｆ、波長板１０ｅ、回折格子１２ｇを積層した構成である。波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ上にそれぞれ形成し、それを充填剤１３ｅ、１３ｆ、１３ｇでそれぞれ埋めたものである。波長板１０ｃ、回折格子１２ｅ、波長板１０ｄ、回折格子１２ｆ、波長板１０ｅ、回折格子１２ｇは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの代わりに波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを基板として用いることも可能である。回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇにおける液晶高分子等のパターンの断面形状は矩形状である。【００６９】
波長板１０ｃ、１０ｅは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する。これは、波長板１０ｃ、１０ｅによる位相差を、波長４００ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長６５０ｎｍの光に対してはπの奇数倍、波長７８０ｎｍの光に対しては２πの整数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ｃ、１０ｅによる位相差を２π／λ×１６００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×４、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差はπ×４．９２、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差は２π×２．０５となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００７０】
波長板１０ｄは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１０ｄによる位相差を、波長４００ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長６５０ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長７８０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ｄによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×５、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００７１】
回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの溝の方向は図１８の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの溝に平行な直線偏光、すなわち図１８の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの溝に垂直な直線偏光、すなわち図１８の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１２ｅ、１２ｇにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しい。また、回折格子１２ｆにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【００７２】
ＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光は、回折光学素子７ｄにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｅに入射する。従って、回折格子１２ｅをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｄをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｆに入射する。従って、回折格子１２ｆで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｆの位相差によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｆのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｅをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｇに入射する。従って、回折格子１２ｇをほぼ完全に透過する。【００７３】
ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、回折光学素子７ｄにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｅに入射する。従って、回折格子１２ｅで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｅの位相差によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｅのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｄをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１２ｆに入射する。従って、回折格子１２ｆをほぼ完全に透過する。これらの光は波長板１０ｅを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１２ｇに入射する。従って、回折格子１２ｇをほぼ完全に透過する。【００７４】
ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、回折光学素子７ｄにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｅに入射する。従って、回折格子１２ｅをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｄを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｆに入射する。従って、回折格子１２ｆをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｅをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１２ｇに入射する。従って、回折格子１２ｇで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｇの位相差によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｇのピッチによって定められる。【００７５】
第５実施例における回折光学素子７ｄの平面図は、図７に示すものと同じである。本実施例における、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。本実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。【００７６】
第５実施例においては、回折格子１２ｆの領域１４ａ〜１４ｄのピッチは、波長４００ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｅの領域１４ａ〜１４ｄのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｇの領域１４ａ〜１４ｄのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。【００７７】
第５実施例においては、回折格子１２ｆのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長４００ｎｍに対してπとする。このとき、波長４００ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｅのＴＥ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπとする。このとき、波長６５０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｇのＴＥ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπとする。このとき、波長７８０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。【００７８】
第５実施例における波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの作用は、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。回折格子１２ｅに入射する波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、いずれか１つの光の偏光方向が他の２つの光の偏光方向に対して直交しており、回折格子１２ｆに入射する波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、回折格子１２ｅにおいて偏光方向が他と異なっていた１つの光を除くいずれか１つの光の偏光方向が他の２つの光の偏光方向に対して直交しており、回折格子１２ｇに入射する波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、回折格子１２ｅ、１２ｆにおいて偏光方向が他と異なっていた２つの光を除く光の偏光方向が他の２つの光の偏光方向に対して直交していれば良い。波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅは、（１）波長４００ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する波長板、（２）波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する波長板、（３）波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板、（４）波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板、（５）波長４００ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する波長板、そして、（６）波長４００ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する波長板の、６種類の中から適宜選択される。波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを適宜削除することも可能である。【００７９】
第５実施例における回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの作用は、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。回折格子１２ｅは、波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、いずれか１つの光を±１次回折光として回折させ、他の２つの光をほぼ完全に透過させ、回折格子１２ｆは、波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、回折格子１２ｅで回折された１つの光を除くいずれか１つの光を±１次回折光として回折させ、他の２つの光をほぼ完全に透過させ、回折格子１２ｇは、波長４００ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光のうち、回折格子１２ｅ、１２ｆで回折された２つの光を除く光を±１次回折光として回折させ、他の２つの光をほぼ完全に透過させれば良い。回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇは、（１）液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、光学軸に垂直な偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる回折格子、（２）液晶高分子等の屈折率が、光学軸に平行な偏光に対しては充填剤の屈折率と異なり、光学軸に垂直な偏光に対しては充填剤の屈折率と等しい回折格子の、２種類の中から適宜選択される。ここで、光学軸に平行な偏光、光学軸に垂直な偏光が、それぞれＴＥ偏光、ＴＭ偏光と一致していなくても良い。【００８０】
［第６実施例］
図１９は、本発明の第６実施例に係わる光ヘッド装置の構成を示す。本実施例は、第５実施例における回折光学素子７ｄを回折光学素子７ｅに置き換えたものである。【００８１】
図２０は回折光学素子７ｅの断面図である。回折光学素子７ｅは、波長板１０ｃ、回折格子１２ｈ、波長板１０ｄ、回折格子１２ｉ、波長板１０ｅ、回折格子１２ｊを積層した構成である。波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ上にそれぞれ形成し、それを充填剤１３ｈ、１３ｉ、１３ｊでそれぞれ埋めたものである。波長板１０ｃ、回折格子１２ｈ、波長板１０ｄ、回折格子１２ｉ、波長板１０ｅ、回折格子１２ｊは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１１ｃ、１１ｄ、１１ｅの代わりに波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを基板として用いることも可能である。回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊにおける液晶高分子等のパターンの断面形状は４レベルの階段状である。【００８２】
波長板１０ｃ、１０ｅは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する。これは、波長板１０ｃ、１０ｅによる位相差を、波長４００ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長６５０ｎｍの光に対してはπの奇数倍、波長７８０ｎｍの光に対しては２πの整数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ｃ、１０ｅによる位相差を２π／λ×１６００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×４、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差はπ×４．９２、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差は２π×２．０５となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００８３】
波長板１０ｄは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。これは、波長板１０ｄによる位相差を、波長４００ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長６５０ｎｍの光に対しては２πの整数倍、波長７８０ｎｍの光に対してはπの奇数倍とすることにより実現できる。例えば、波長板１０ｄによる位相差を２π／λ×２０００ｎｍ（λは入射光の波長）とすると、λ＝４００ｎｍの場合の位相差は２π×５、λ＝６５０ｎｍの場合の位相差は２π×３．０８、λ＝７８０ｎｍの場合の位相差はπ×５．１３となるため、上述の条件がほぼ満たされる。【００８４】
回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊの溝の方向は図２０の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊの溝に平行な直線偏光、すなわち図２０の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊの溝に垂直な直線偏光、すなわち図２０の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子１２ｈ、１２ｊにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なり、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しい。また、回折格子１２ｉにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【００８５】
ＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光は、回折光学素子７ｅにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｈに入射する。従って、回折格子１２ｈをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｄをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｉに入射する。従って、回折格子１２ｉで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｉの位相差および各レベルの幅によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｉのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｅをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｊに入射する。従って、回折格子１２ｊをほぼ完全に透過する。【００８６】
ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、回折光学素子７ｅにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｈに入射する。従って、回折格子１２ｈで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｈの位相差および各レベルの幅によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｈのピッチによって定められる。これらの光は波長板１０ｄをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１２ｉに入射する。従って、回折格子１２ｉをほぼ完全に透過する。これらの光は波長板１０ｅを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子１２ｊに入射する。従って、回折格子１２ｊをほぼ完全に透過する。【００８７】
ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、回折光学素子７ｅにＴＭ偏光として入射する。この光は波長板１０ｃをＴＭ偏光のままで透過し、回折格子１２ｈに入射する。従って、回折格子１２ｈをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｄを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折格子１２ｉに入射する。従って、回折格子１２ｉをほぼ完全に透過する。この光は波長板１０ｅをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子１２ｊに入射する。従って、回折格子１２ｊで±１次回折光として回折される。±１次回折光の回折効率は、回折格子１２ｊの位相差および各レベルの幅によって定められ、±１次回折光の光検出器９ａ上での間隔は、回折格子１２ｊのピッチによって定められる。【００８８】
第６実施例における回折光学素子７ｅの平面図は、図１１に示すものと同じである。本実施例における、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。本実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。【００８９】
第６実施例においては、回折格子１２ｉの領域１４ｅ〜１４ｈのピッチは、波長４００ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｈの領域１４ｅ〜１４ｈのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。また、回折格子１２ｊの領域１４ｅ〜１４ｈのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ａ〜１６ｄをそれぞれ形成し、＋１次回折光が光検出器９ａ上に光スポット１６ｅ〜１６ｈをそれぞれ形成するように定められる。【００９０】
第６実施例においては、回折格子１２ｉのＴＭ偏光に対する隣接するレベルの間の位相差は、波長４００ｎｍに対してπ／２とする。また、回折格子１２ｉの階段形状における第０レベル、第２レベルの幅を、第１レベル、第３レベルの幅に比べて広くまたは狭くする。このとき、例えば、波長４００ｎｍの光の−１次回折効率を９％、＋１次回折効率を７２％とすることができる。また、回折格子１２ｈのＴＥ偏光に対する隣接するレベルの間の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπ／２とする。さらに、第０レベル、第２レベルの幅を、第１レベル、第３レベルの幅に比べて広くまたは狭くする。このとき、例えば、波長６５０ｎｍの光の−１次回折効率を９％、＋１次回折効率を７２％とすることができる。また、回折格子１２ｊのＴＥ偏光に対する隣接するレベルの間の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπ／２とする。さらに、第０レベル、第２レベルの幅を、第１レベル、第３レベルの幅に比べて広くまたは狭くする。このとき、例えば、波長７８０ｎｍの光の−１次回折効率を９％、＋１次回折効率を７２％とすることができる。【００９１】
第６実施例によれば、ＲＦ信号の検出に用いる＋１次回折光の回折効率を高めることができるため、ＲＦ信号における信号対雑音比を高めることができる。【００９２】
第６実施例における波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図２０で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ｈ、１２ｉ、１２ｊの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図２０で説明した通りでなくても良い。【００９３】
［第７実施例］
図２１は、本発明の第７実施例に係る光ヘッド装置を示す。第７実施例の光ヘッド装置は、第５実施例における図１７に示される光ヘッド装置の回折光学素子７ｄを回折光学素子７ｆに置き換え、光検出器９ａを光検出器９ｂに置き換えたものである。第７実施例における回折光学素子７ｆの断面図は、図１８に示すものと同じである。本実施例における回折光学素子７ｆの平面図は、図１３に示すものと同じである。本実施例における、光検出器９ｂの受光部のパターンと光検出器９ｂ上の光スポットの配置は、図１４に示すものと同じである。本実施例においては、第３実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。【００９４】
第７実施例においては、回折格子１２ｆのピッチは、波長４００ｎｍの−１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｉを形成し、＋１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｊを形成するように定められる。また、回折格子１２ｅのピッチは、波長６５０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｉを形成し、＋１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｊを形成するように定められる。また、回折格子１２ｇのピッチは、波長７８０ｎｍの−１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｉを形成し、＋１次回折光が光検出器９ｂ上に光スポット１６ｊを形成するように定められる。【００９５】
第７実施例においては、回折格子１２ｆのＴＭ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長４００ｎｍに対してπとする。このとき、波長４００ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｅのＴＥ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長６５０ｎｍに対してπとする。このとき、波長６５０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。また、回折格子１２ｇのＴＥ偏光に対するライン部とスペース部の位相差は、波長７８０ｎｍに対してπとする。このとき、波長７８０ｎｍの光の±１次回折効率は各４０．５％となる。【００９６】
第７実施例における波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。【００９７】
［第８実施例］
図２２に、本発明の第８実施例に係る光ヘッド装置を示す。半導体レーザ１ｅは、ＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光を出射する半導体レーザ、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光を出射する半導体レーザ、ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光を出射する半導体レーザを、共通のパッケージに収納したものである。半導体レーザ１ｅから出射された波長４００ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｅで平行光化され、回折光学素子１７ｂを透過し、偏光ビームスプリッタ３ｇにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｇにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ｅから出射された波長６５０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｅで平行光化され、回折光学素子１７ｂで回折され、偏光ビームスプリッタ３ｇにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＤＶＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｇにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。半導体レーザ１ｅから出射された波長７８０ｎｍの光は、コリメータレンズ２ｅで平行光化され、回折光学素子１７ｂで回折され、偏光ビームスプリッタ３ｇにＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、１／４波長板４ｂを透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ５ｂでＣＤ規格の光記録媒体であるディスク６上に集光される。ディスク６で反射された光は、対物レンズ５ｂをディスク６入射時とは逆向きに透過し、１／４波長板４ｂを透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ３ｇにＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、回折光学素子７ｄで回折され、凸レンズ８を透過して光検出器９ａで受光される。【００９８】
図２３は回折光学素子１７ｂの断面図である。回折光学素子１７ｂは、波長板１８ｃ、回折格子２０ｂ、波長板１８ｄ、波長板１８ｅ、回折格子２０ｃ、波長板１８ｆを積層した構成である。波長板１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆとしては、複屈折性を有する結晶を用いることもできるし、複屈折性を有する液晶高分子等をガラスの基板で挟んだものを用いることもできる。回折格子２０ｂ、２０ｃは、複屈折性を有する液晶高分子等のパターンをガラスの基板１９ｂ、１９ｃ上にそれぞれ形成し、それを充填剤２１ｂ、２１ｃでそれぞれ埋めたものである。波長板１８ｃ、回折格子２０ｂ、波長板１８ｄ、波長板１８ｅ、回折格子２０ｃ、波長板１８ｆは、間に接着剤を挟んで一体化することも可能である。また、基板１９ｂ、１９ｃの代わりに波長板１８ｄ、１８ｆを基板として用いることも可能である。回折格子２０ｂ、２０ｃにおける液晶高分子等のパターンの平面形状は等ピッチの直線状であり、断面形状は鋸歯状である。【００９９】
波長板１８ｃ、１８ｄは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては全波長板として作用する。波長板１８ｅ、１８ｆは、波長４００ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長６５０ｎｍの光に対しては全波長板として作用し、波長７８０ｎｍの光に対しては、入射光の偏光方向を９０°変換する１／２波長板として作用する。回折格子２０ｂ、２０ｃの溝の方向は図の紙面に垂直な方向である。ここで、偏光方向が回折格子２０ｂ、２０ｃの溝に平行な直線偏光、すなわち図の紙面に垂直な直線偏光をＴＥ偏光、偏光方向が回折格子２０ｂ、２０ｃの溝に垂直な直線偏光、すなわち図の紙面に平行な直線偏光をＴＭ偏光とする。このとき、回折格子２０ｂ、２０ｃにおける液晶高分子等の屈折率は、ＴＥ偏光に対しては充填剤の屈折率と等しく、ＴＭ偏光に対しては充填剤の屈折率と異なる。【０１００】
ＨＤ  ＤＶＤ用の波長４００ｎｍの光は、回折光学素子１７ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は波長板１８ｃをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子２０ｂに入射する。従って、回折格子２０ｂをほぼ完全に透過する。この光は波長板１８ｄをＴＥ偏光のままで透過し、波長板１８ｅをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子２０ｃに入射する。従って、回折格子２０ｃをほぼ完全に透過する。この光は波長板１８ｆをＴＥ偏光のままで透過し、回折光学素子１７ｂからＴＥ偏光として出射する。ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍの光は、回折光学素子１７ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は波長板１８ｃを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子２０ｂに入射する。従って、回折格子２０ｂで１次回折光としてほぼ完全に回折される。この光は波長板１８ｄを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、波長板１８ｅをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子２０ｃに入射する。従って、回折格子２０ｃをほぼ完全に透過する。この光は波長板１８ｆをＴＥ偏光のままで透過し、回折光学素子１７ｂからＴＥ偏光として出射する。ＣＤ用の波長７８０ｎｍの光は、回折光学素子１７ｂにＴＥ偏光として入射する。この光は波長板１８ｃをＴＥ偏光のままで透過し、回折格子２０ｂに入射する。従って、回折格子２０ｂをほぼ完全に透過する。この光は波長板１８ｄをＴＥ偏光のままで透過し、波長板１８ｅを透過してＴＥ偏光からＴＭ偏光に変換され、回折格子２０ｃに入射する。従って、回折格子２０ｃで１次回折光としてほぼ完全に回折される。この光は波長板１８ｆを透過してＴＭ偏光からＴＥ偏光に変換され、回折光学素子１７ｂからＴＥ偏光として出射する。【０１０１】
半導体レーザ１ｅに収納されているＨＤ  ＤＶＤ用の半導体レーザの発光点を対物レンズ５ｂの光軸に一致させると、半導体レーザ１ｅに収納されているＤＶＤ用、ＣＤ用の半導体レーザの発光点は対物レンズ５ｂの光軸からずれる。このとき、回折格子２０ｂ、２０ｃの鋸歯の向き、ピッチを、ＨＤ  ＤＶＤ用、ＤＶＤ用、ＣＤ用の半導体レーザの発光点のずれの向き、間隔に応じて適切に定めることにより、ＤＶＤ用、ＣＤ用の半導体レーザの見かけ上の発光点を対物レンズ５ｂの光軸に一致させることができる。回折格子２０ｂ、２０ｃの位相差は、１次回折光の回折効率が最大になるように定められる。【０１０２】
第８実施例における回折光学素子７ｄの断面図は、図１８に示すものと同じである。第８実施例における回折光学素子７ｄの平面図は、図７に示すものと同じである。本実施例における、光検出器９ａの受光部のパターンと光検出器９ａ上の光スポットの配置は、図８に示すものと同じである。第８実施例においては、第１実施例において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、ＲＦ信号が得られる。第８実施例においては、第５実施例において説明した方法と同様の方法により、回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇのピッチ、位相差が定められる。【０１０３】
第８実施例における波長板１０ｃ、１０ｄ、１０ｅの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。また、本実施例における回折格子１２ｅ、１２ｆ、１２ｇの作用は、第５実施例において説明した理由と同様の理由により、必ずしも図１８で説明した通りでなくても良い。【０１０４】
本発明の光ヘッド装置の実施例としては、第８実施例における回折光学素子７ｄを回折光学素子７ｅに置き換えた形態でも良い。また、第８実施例における回折光学素子７ｄを回折光学素子７ｆに置き換え、光検出器９ａを光検出器９ｂに置き換えた形態でも良い。【０１０５】
一般に、光ヘッド装置に用いられる対物レンズは、特定の波長および特定の光記録媒体の保護層の厚さに対して球面収差が補正されるように設計されているため、別の波長または別の光記録媒体の保護層の厚さに対しては球面収差を生じる。従って、複数種類の光記録媒体に対して記録／再生を行うためには、光記録媒体に応じて球面収差を補正することが必要である。このため、本発明の光ヘッド装置の実施例においては、光記録媒体に応じて球面収差を補正するための球面収差補正素子が、必要に応じて光学系中に設けられる。球面収差補正素子は、光記録媒体に応じて対物レンズの倍率を変化させる働きをする。対物レンズの倍率を変化させると、対物レンズにおける球面収差が変化する。そこで、波長または光記録媒体の保護層の厚さが設計と異なるために生じる球面収差が、対物レンズの倍率変化に伴って生じる球面収差により相殺されるように、球面収差補正素子により対物レンズの倍率を制御する。また、複数種類の光記録媒体に対して記録／再生を行うためには、光記録媒体に応じて対物レンズの開口数を制御することが必要である。このため、本発明の光ヘッド装置の実施例においては、光記録媒体に応じて対物レンズの開口数を制御するための開口制御素子が、必要に応じて光学系中に設けられる。【０１０６】
［光学式情報記録／再生装置］
図２４に、本発明の光学式情報記録／再生装置の実施例を示す。本実施例は、図５に示される本発明の第１実施例による光ヘッド装置に、コントローラ２２、変調回路２３、記録信号生成回路２４、半導体レーザ駆動回路２５ａ、２５ｂ、増幅回路２６、再生信号処理回路２７、復調回路２８、誤差信号生成回路２９、対物レンズ駆動回路３０を付加したものである。【０１０７】
変調回路２３は、ディスク６へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記録信号生成回路２４は、変調回路２３で変調された信号を基に、記録ストラテジに従って半導体レーザ１ａまたは１ｂを駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路２５ａまたは２５ｂは、記録信号生成回路２４で生成された記録信号を基に、半導体レーザ１ａまたは１ｂへ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１ａまたは１ｂを駆動する。これによりディスク６へのデータの記録が行われる。【０１０８】
増幅回路２６は、光検出器９ａの各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理回路２７は、増幅回路２６で増幅された信号を基に、ＲＦ信号の生成、波形等化および２値化を行う。復調回路２８は、再生信号処理回路２７で２値化された信号を復調規則に従って復調する。これによりディスク６からのデータの再生が行われる。【０１０９】
誤差信号生成回路２９は、増幅回路２６で増幅された信号を基に、フォーカス誤差信号およびトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路３０は、誤差信号生成回路２９で生成された誤差信号を基に、対物レンズ５ａを駆動する図示しないアクチュエータへ誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ５ａを駆動する。【０１１０】
さらに、ディスク６を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク６の半径方向へ駆動され、ディスク６は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これによりフォーカス、トラック、ポジショナおよびスピンドルのサーボが行われる。【０１１１】
変調回路２３から半導体レーザ駆動回路２５ａ、２５ｂまでのデータの記録に関わる回路、増幅回路２６から復調回路２８までのデータの再生に関わる回路、増幅回路２６から対物レンズ駆動回路３０までのサーボに関わる回路は、コントローラ２２により制御される。【０１１２】
本実施例は、ディスク６に対して記録／再生を行う記録再生装置である。これに対し、本発明の光学式情報記録／再生装置の実施例としては、ディスク６に対して再生のみを行う再生専用装置でも良い。この場合、半導体レーザ１ａまたは１ｂは、半導体レーザ駆動回路２５ａまたは２５ｂにより記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定の値になるように駆動される。【０１１３】
本発明の光学式情報記録／再生装置の実施例としては、本発明の光ヘッド装置の第２〜第８実施例に、コントローラ、変調回路、記録信号生成回路、半導体レーザ駆動回路、増幅回路、再生信号処理回路、復調回路、誤差信号生成回路、対物レンズ駆動回路を付加した形態でも良い。【０１１４】
本発明の光ヘッド装置、光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置においては、往路の光と復路の光を分離する光分離手段と光検出器の間に、複屈折性を有する材料を含み、波長が異なる複数の光のそれぞれから複数の回折光を生成する回折光学素子を設けることにより、複数の回折光の光量の比、複数の回折光の光検出器上での間隔が、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して独立に設計される。そして、複数種類の光記録媒体用に光検出器の受光部を共通化することができる。また、光検出器における信号の出力に必要なピン数を減少させることができる。さらに、回折光学素子における回折効率を、波長が異なる複数の光のそれぞれに対して高めることができる。その結果、複数種類の光記録媒体に対して記録／再生を行うための、小型で効率が高い光ヘッド装置、上記光ヘッド装置を備えた光学式情報記録／再生装置が実現される。
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【国際調査報告】
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