JP2000293882A - 光ヘッド及び光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ディスクの記録・再生においてＣＤ、ＣＤ
−Ｒ、ＤＶＤといった異なる種類の光ディスクを扱うた
めに２波長の光源が必要である。複数の光源を用いなが
ら、且つ小型で信頼性の高い光ヘッド装置、光情報処理
装置を実現するための光ヘッドを提供することを目的と
する。 【解決手段】 ２波長光源をもつ受発光ユニットから出
射した発散光を、光軸がほぼ垂直に入射する面をもつプ
リズム７に入射させ、このプリズムに接合した光透過平
板９の第１面でＣＤ光を反射し、第１面を透過し第２面
でＤＶＤ光を反射して各々の光の光軸をほぼ一致させ
る。さらにプリズム７からは光軸が垂直になるように出
射させることで２波長を合成し、２波長ヘッドを構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクあるい
は光カードなど、光媒体もしくは光磁気媒体上に情報を
記録・再生あるいは消去を行う光情報記録再生装置に関
するものであって、特に、基材厚の異なる光ディスクに
情報を記録・再生あるいは消去を行うことができる光ヘ
ッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高密度・大容量の記憶媒体として、ピッ
ト状パターンを有する光ディスクを用いる光メモリ技術
は、ディジタルオーディオディスク、ビデオディスク、
文書ファイルディスク、さらにはデータファイルなどそ
の応用が拡大しつつある。この光メモリ技術では、情報
は微小に絞られた光ビームを介して光ディスクへ高い精
度と信頼性をもって記録再生される。この記録再生動作
は、ひとえにその光学系に依存している。その光学系の
主要部である光ヘッドの基本的な機能は、回折限界の微
小スポットを形成する収束系と、前記光学系のフォーカ
ス制御とトラッキング制御及びピット信号の検出系に大
別される。これらの機能は、その目的と用途に応じて各
種の光学系と光電変換検出方式の組み合わせによって実
現されている。

【０００３】一方、近年、ＤＶＤと称する高密度・大容
量の光ディスクが実用化され、動画のような大量の情報
を扱える情報媒体として脚光を浴びている。このＤＶＤ
光ディスクは従来の光ディスクであるコンパクトディス
ク（以下ＣＤと略記する）と比較して記録密度を大きく
するために、情報記録面でのピットサイズを小さくして
いる。従ってＤＶＤ光ディスクを記録再生する光ヘッド
においては、スポット径を決定する光源の波長や、対物
レンズの開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒ
ｅ：以下ＮＡと略記する）がＣＤの場合と異なってい
る。ちなみに、ＣＤでは、光源の波長は略７８０ｎｍ、
ＮＡは略０．４５であるのに対し、ＤＶＤでは光源の波
長は略６５０ｎｍ、ＮＡは略０．６である。従って、Ｃ
ＤとＤＶＤの光ディスクを一つの光情報記録再生装置で
記録再生しようとすると、２つの光学系を有する光ヘッ
ドが必要になる。特に近年、多用されるようになったＣ
Ｄ−Ｒはディスク上の情報記録膜がＣＤ用の波長に対し
て最適化されているため、ＤＶＤ用の波長では再生が困
難である。ことからＤＶＤ、ＣＤに加えてＣＤ−Ｒの記
録再生を行う情報記録再生装置では波長７８０ｎｍと６
５０ｎｍの２光源を備える必要がある。一方、光ヘッド
の小型化、薄型化、低コスト化の要求からは、ＣＤとＤ
ＶＤの光学系はできる限り共用化する方向にあり、たと
えば、対物レンズだけを切り替えて、ＤＶＤとＣＤを記
録再生したり、ＮＡだけをＤＶＤ記録再生時に大きく
し、ＣＤ記録再生時には小さくするように機械的または
光学的に変えるなどの方式がとられている。また、最近
はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズによりＮＡさえも切り替
えることなくＤＶＤとＣＤを記録再生する方式が開発さ
れている。以下、上述した光ヘッドの内、ＤＶＤ／ＣＤ
互換対物レンズの方式について図面を参照しながら説明
する。

【０００４】図８は従来の光ヘッドの構成を示す図であ
る。図において５１はＤＶＤ用受発光ユニット、６１は
ＣＤ用受発光ユニットであり、それぞれ半導体レーザと
受光素子が一つのパッケージ内に設けられたものであ
る。図８（ａ）は基材厚０．６ｍｍのＤＶＤ用光ディス
ク５８を記録再生する場合、図８（ｂ）は基材厚１．２
ｍｍのＣＤ用光ディスク６３を記録再生する場合を示し
ている。図８（ａ）において、ＤＶＤ用受発光ユニット
５１の半導体レーザ５１ａから出射した波長６５０ｎｍ
のＤＶＤ用の光ビーム５２はＳ偏光で複合プリズム５３
に入射する。複合プリズム５３の接合面には図９に示す
ような特性をもつ光学膜５４が形成されている。光ビー
ム５２は広がり角±７゜程度の範囲を使用するため、複
合プリズム５３の硝材中では光ビーム５２は光学膜５４
に対しては少なくとも４５±４．６゜の範囲のＳ偏光は
透過するよう構成されている。従って、発散光で入射す
る光ビーム５２はここを透過し、コリメートレンズ５５
で集光されて略平行な光ビームになる。集光された光ビ
ーム５２はミラー５６で反射し、対物レンズ５７により
絞り込まれて基材厚０．６ｍｍのＤＶＤ用光ディスク５
８の記録面上に光スポット５９を形成する。対物レンズ
５７は図１０（ａ）に示すように内周部５７ａと外周部
５７ｂは特性が異なり、ＮＡ０．４５相当の内周部５７
ａは０．９ｍｍの透明基材を通して光を収束したときに
収差が小さくなるように構成され、ＮＡ０．４５〜０．
６の外周部５７ｂは０．６ｍｍの透明基材を通して光を
収束したときに収差が小さくなるように構成されてい
る。さらに対物レンズ５７の出射側の面には内周部５７
ａと外周部５７ｂの段差が設けられ、この内周部と外周
部を通って合成される光は３次の球面収差と５次の球面
収差が少なくなるように構成されている。このため、波
長６５０ｎｍの光ビーム５２はＮＡ０．６に相当する範
囲で記録・再生に十分な絞り性能を得ることができる。
光ディスク５８で反射した光ビーム６０は、再び対物レ
ンズ５７を通ってミラー５６で反射し、コリメートレン
ズ５５で絞られ複合プリズム５３を透過して、ＤＶＤ用
受発光ユニット５１に入射する。ここに入射した光ビー
ム６０は、回折素子５１ｃで回折して光検出器５１ｂ上
に入射し、光電変換換され電気信号として検出され、フ
ォーカス制御信号、トラッキング制御信号および再生信
号を検出するように構成されている。

【０００５】次に、図８（ｂ）においＣＤ用受発光ユニ
ット６１から出射した波長７８０ｎｍの光ビーム６２は
Ｓ偏光で複合プリズム５３に入射し、図９に示す特性を
もつ光学膜５４に入射する。硝材中で４５±４．６゜の
広がり角をもつ波長７８０ｎｍのＳ偏光は全て反射する
よう構成されているため光ビーム６２はここで反射し
て、コリメートレンズ５５に集光されほぼ平行な光ビー
ムになる。ミラー５６で反射した光ビーム６２は、対物
レンズ５７に入射し、ＮＡ０．４５に相当する内周部が
絞られ、基材厚１．２ｍｍのＣＤ用光ディスク６３の情
報記録面上に光スポット６４を形成す。図１０（ｂ）に
示すようにＮＡ０．４５〜０．６の外周部５７ｂを通っ
た光は基材厚１．２ｍｍに対してな大きな球面収差をも
つため情報記録面上では拡散して記録・再生には寄与し
ない。このため、ＣＤのような基材厚１．２ｍｍの光デ
ィスク６４に対応できるようになっている。光ディスク
６４で反射した光ビーム６５は、再び対物レンズ５７、
ミラー５６を通って、コリメートレンズ５５で絞られ複
合プリズム５３で反射してＣＤ用受発光ユニット６１に
入射する。ここに入射した光ビーム６５は、回折素子６
１ｃで回折して光検出器６１ｂに入射し、フォーカス制
御信号と、トラッキング制御信号および再生信号を検出
するように構成されている。

【０００６】以上のような光学系を用いることにより、
波長６５０ｎｍのＤＶＤ光ディスク５８を記録再生する
場合は、半導体レーザ５１ａを点灯させ、光ディスク５
８に焦点を結び、その反射光を光検出器５１ｂで受光す
ることにより、再生信号および制御信号を得ることがで
き、波長７８０ｎｍ対応のＣＤ光ディスク６３を記録再
生する場合は、半導体レーザ６１ａを点灯させ、光ディ
スク６３に焦点を結び、その反射光を光検出器６１ｂで
受光することにより、再生信号および制御信号を得るこ
とができ、厚みと対応波長の異なる２種類の光ディスク
を記録再生している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、ＤＶＤ用受発光ユニット５１とＣＤ用受
発光ユニット６１が分離しているため光ヘッド、ひいて
は光情報処理装置の小型化の点で１つの受発光ユニット
を用いた光ヘッドより不利である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に波長の異なる第１および第２の光源と受光素子をもつ
受発光ユニットと、平行な２つの面をもち第１の面で第
２の波長の光を反射し、第１の面を透過した第１の波長
の光を第２の面で反射して各々の光の光軸をほぼ一致さ
せる光透過平板と、この光透過平板を出射した光を情報
記録媒体上に収束させる対物レンズと、この情報記録媒
体からの反射光を前記受発光ユニットに設けられた受光
素子に導く回折素子とからなるよう構成したものであ
る。

【０００９】また、波長の異なる第１および第２の光源
とこれらの光源に対応して設けられた第１および第２の
受光素子をもつ受発光ユニットと、平行な２つの面をも
ち第１の面で第２の波長の光を反射し、第１の面を透過
した第１の波長の光を第２の面で反射して各々の光の光
軸をほぼ一致させる光透過平板と、この光透過平板と同
一の屈折率をもち前記光透過平板に接合された面と第１
および第２の波長の光の光軸がほぼ垂直に入射する面と
各々の光軸がほぼ垂直に出射する面を有するプリズム
と、このプリズムから出射した光を基材厚の異なる第１
または第２の情報記録媒体上に収束させる対物レンズ
と、第１の情報記録媒体からの反射した第１の波長の光
を前記受発光ユニットに設けられた第１の受光素子に導
く第１の回折素子と、第２の情報記録媒体からの反射し
た第２の波長の光を前記受発光ユニットに設けられた第
２の受光素子に導く第２の回折素子とからなるなるよう
構成したものである。

【００１０】また、情報記録媒体と、情報記録媒体の駆
動機構と、本発明の光ヘッド、前記光ヘッドより得られ
るフォーカス制御信号とトラッキング制御信号のそれぞ
れを用いたフォーカスサーボ機構とトラッキングサーボ
機構と、前記サーボ機構を実現するための電気回路とを
備えた物である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、説明する。

【００１２】（実施の形態１）図１は第１の実施の形態
の光ヘッドの構成を示す図である。図１（ａ）は基材厚
０．６ｍｍのＤＶＤ用光ディスク１３を記録再生する場
合、図１（ｂ）は基材厚１．２ｍｍのＣＤ用光ディスク
１７を記録再生する場合を示している。図において１は
受発光ユニットであり、図２に示すような構造になって
いる。図２（ａ）は受発光ユニット１の側面図、図２
（ｂ）はＡ−Ａ’矢視図、図２（ｃ）はＢ−Ｂ’断面図
である。図２において２ａは第１の波長の光を出射する
半導体レーザであって、その波長はＤＶＤの記録・再生
に適した６５０ｎｍである。２ｂは第２の波長の光を出
射する半導体レーザで、波長はＣＤ、ＣＤ−Ｒの記録・
再生に適した７８０ｎｍである。３はシリコン基板、３
ａ、３ｂはエッチドミラーであり、シリコン基板３を異
方性エッチングして形成したものである。このエッチド
ミラ３ａ、３ｂは図２（ｃ）に示すように、各々半導体
レーザ２ａ、２ｂから出射した光を垂直に立ち上げる反
射ミラーの役割をしている。４ａ、４ｂは光検出素子あ
り、たとえば、シリコン基板３上に形成されたフォトダ
イオードからなる。５は回折素子で、ＤＶＤの検出光を
形成するホログラム５ａとＣＤの検出光を形成するホロ
グラム５ｂから成る。図１（ａ）において、受発光ユニ
ット１の半導体レーザ２ａから出射した波長６５０ｎｍ
のＤＶＤ用の光ビーム６はＰ偏光でプリズム７の面７ａ
に光軸が垂直になるように入射する。プリズム７には屈
折率の等しい光透過平板９が接合され、その接合面には
光学膜８が形成されている。光ビーム６は光透過平板９
に入射角２６°で入射する。光ビーム６は広がり角±７
゜程度の範囲を使用するため、プリズム７の屈折率を
１．５１とすると硝材中の広がり角は４．６°となり光
ビーム６は光学膜８に対しては少なくとも２６±４．６
゜の範囲が透過するよう構成する必要がある。光学膜８
は図３に示すような特性をもっており入射角２６±４．
６°の範囲の波長６５０ｎｍのＰ偏光は透過し、波長７
８０ｎｍのＰ偏光は反射する。従って、発散光で入射す
る光ビーム６はここを透過し、反射膜１０で反射して再
び光学膜８を透過しプリズム７の面７ｂから出射する。
プリズム７から出射した光ビーム６はコリメートレンズ
１１で集光されて略平行な光ビームになり、対物レンズ
１２により絞り込まれて基材厚０．６ｍｍのＤＶＤ用光
ディスク１３の記録面上に光スポット１４を形成する。
対物レンズ１３は従来例同様に内周部と外周部が異なる
特性をもち、ＮＡ０．４５相当の内周部は０．９ｍｍの
透明基材を通して光を収束したときに収差が小さくなる
ように構成され、ＮＡ０．４５〜０．６の外周部は０．
６ｍｍの透明基材を通して光を収束したときに収差が小
さくなるように構成されている。また、対物レンズ１２
の出射側の面には内周部と外周部の段差が設けられ、内
周部と外周部を通って合成される光の３次の球面収差と
５次の球面収差が少なくなるように構成されている。こ
のため、波長６５０ｎｍの光ビーム６はＮＡ０．６に相
当する範囲で基材厚０．６ｍｍの光ディスク１３に対し
て記録・再生に十分な絞り性能を得ることができる。光
ディスク１３で反射した光ビーム１５は、再び対物レン
ズ１２を通り、コリメートレンズ１１で絞られてプリズ
ム７の面７ｃに入射する、プリズムに入射した光ビーム
１５は光透過平板９を通り、反射膜１０で反射してプリ
ズム７の面７ａから出射する。さらに、光ビーム１５は
回折素子５に形成されたホログラム５ａで回折して受発
光ユニット１の光検出素子４ａに入射する。ここに入射
した光ビーム１５は、光電変換され電気信号として検出
され、フォーカス制御信号、トラッキング制御信号およ
び再生信号が得られる。

【００１３】次に、図１（ｂ）におい受発光ユニット１
の半導体レーザ２ｂから出射した波長７８０ｎｍの光ビ
ーム１６はプリズム７の面７ａに光軸が垂直になるよう
に入射する。プリズム７に入射した光ビーム１６は、光
学膜８に入射角２６±４．６°のＰ偏光で入射する。光
学膜８は図３に示すようにこの角度範囲の波長７８０ｎ
ｍの光を反射する。従って、発散光で入射する光ビーム
１６はここで反射し、上記光ビーム６とほぼ同一の光軸
に沿ってプリズム７の面７ｂから出射する。ここを出射
した光ビーム１６は、コリメートレンズ１１で集光され
てほぼ平行な光ビームになり、対物レンズ１２でＮＡ
０．４５に相当する内周部が絞られ、基材厚１．２ｍｍ
のＣＤ用光ディスク１７の情報記録面上に光スポット１
８を形成する。対物レンズのＮＡ０．４５〜０．６に相
当する外周部を通った光は基材厚１．２ｍｍに対しては
大きな球面収差をもつため情報記録面上では拡散した光
となり記録・再生には寄与しない。光ディスク１７で反
射した光ビーム１９は、再び対物レンズ１２を通り、コ
リメートレンズ１１で絞られプリズム７に入射し光学膜
８で反射してプリズム７から出射する。さらに、光ビー
ム１９は回折素子５のホログラム５ｂで回折して受発光
ユニット１の光検出素子４ｂに入射する。ここに入射し
た光ビーム１９は、光電変換され電気信号として検出さ
れ、フォーカス制御信号、トラッキング制御信号および
再生信号が得られる。

【００１４】以上のような光学系を用いることにより、
波長６５０ｎｍのＤＶＤ光ディスク８を記録再生する場
合は、半導体レーザ２ａを点灯させ、光ディスク１３の
情報記録面上に焦点を結び、その反射光を光検出素子４
ａで受光することにより、再生信号および制御信号を得
ることができ、波長７８０ｎｍ対応のＣＤ光ディスク１
７を記録再生する場合は、半導体レーザ２ｂを点灯さ
せ、光ディスク１７の情報記録面上に焦点を結び、その
反射光を光検出素子４ｂで受光することにより、再生信
号および制御信号を得ることができ、厚みと対応波長の
異なる光ディスク１３と１７を再生する事ができる。

【００１５】また、本実施例では光学膜８への入射角を
２６°としたが、この入射角は３５°以下であれば６５
０ｎｍと７８０ｎｍの光は発散光であってもＰ偏光、Ｓ
偏光とも分離することができる。従来例のように入射角
が４５°の場合はＳ偏光を分離することはできるがＰ偏
光の拡散光は図８に示すように十分分離できない。図１
ではコリメートレンズ１１と対物レンズ１２を同一光線
上に示したが、実際の光ヘッドにおいてはこの間にミラ
ーを設け図面の真上に立ち上げることで光ヘッドを薄く
構成することができる。この場合受発光ユニットから出
射する光ビームはＤＶＤ・ＣＤ共にＰ偏光になり上記の
ように入射角を３５°以下にするに必要がある。これは
トラック方向の絞り性能を良くするため半導体レーザか
ら出射する光の強度分布が広がっている方向をトラック
方向にするためである。

【００１６】さらに、ＣＤの発光点はＤＶＤの発光点よ
り若干コリメートレンズに近づけることにより、フォー
カス制御信号のオフセットを低減することができる。こ
れは、ＣＤ用の光ビーム１６を光学膜８で反射させ、Ｄ
ＶＤ用の光ビーム６を反射膜１０で反射させることで、
半導体レーザ２ｂとコリメートレンズ１１の距離を、半
導体レーザ２ａとコリメートレンズ１１の距離より短く
することで実現している。この光路差はフォーカス制御
信号の性能上からも必要なものである。

【００１７】（実施の形態２）図４は第２の実施の形態
の光ヘッドの構成を示す図である。図４（ａ）は基材厚
０．６ｍｍのＤＶＤ用光ディスクを記録再生する場合、
図１（ｂ）は基材厚１．２ｍｍのＣＤ用光ディスクを記
録再生する場合を示している。図において２１は受発光
ユニットであり、図５に示すような構造になっている。
図５（ａ）は受発光ユニット２１の側面図、図５（ｂ）
はＣ−Ｃ’矢視図、図５（ｃ）はＤ−Ｄ’断面図であ
る。図５において２２ａは第１の波長の光を出射する半
導体レーザであって、その波長はＤＶＤの記録・再生に
適した６５０ｎｍである。２２ｂは第２の波長の光を出
射する半導体レーザで、波長はＣＤ、ＣＤ−Ｒの記録・
再生に適した７８０ｎｍである。２３はシリコン基板、
２３ａ、２３ｂはエッチドミラーである。このエッチド
ミラ２３ａ、２３ｂは図５（ｃ）に示すように、各々半
導体レーザ２２ａ、２２ｂから出射した光を垂直に立ち
上げる反射ミラーの役割をしている。２４ａ、２４ｂは
光検出素子であり、２５は回折素子で、ＣＤの検出光を
形成するホログラム２５ｂが設けられている。図４
（ａ）において、受発光ユニット２１の半導体レーザ２
２ａから出射した波長６５０ｎｍのＤＶＤ用の光ビーム
２６はＰ偏光でプリズム２７の面２７ａに光軸が垂直に
なるように入射する。プリズム２７には屈折率の等しい
光透過平板２９が接合され、その接合面には光学膜２８
が形成されている。光ビーム２６は光透過平板２９に入
射角２６°で入射する。光ビーム２６は上記実施例同様
に硝材中の広がり角は４．６°となり光学膜２８に対し
ては少なくとも２６±４．６゜の範囲が透過するよう構
成されている。光学膜２８は上記同様図３に示すような
特性をもっており入射角２６±４．６°の範囲の波長６
５０ｎｍのＰ偏光は透過し、波長７８０ｎｍのＰ偏光は
反射する。従って、発散光で入射する光ビーム２６はこ
こを透過し、反射膜３０で反射して再び光学膜２９を透
過しプリズム２７の面２７ｂから出射する。プリズム２
７から出射した光ビーム２６はコリメートレンズ３１で
集光されて略平行な光ビームになり、偏光性ホログラム
３２に入射する。偏光性ホログラム３２は例えば図６に
示すように複屈折材料のＬiＮb基板にプロトン交換でホ
ログラムを形成して作られるもので、異常光を透過し、
常光を回折するように構成されている。光ビーム２６は
偏光性ホログラム３２に対して異常光となるよう配置す
ることで、回折作用を受けずに透過する。波長板３３は
波長６５０ｎｍの光は直線偏光から略円偏光に変換し、
波長７８０ｎｍの光は偏光方向を変えないよう構成され
ており、光ビーム２６は円偏光に変換される。円偏光に
なった光ビーム２６は対物レンズ３４により絞り込まれ
て基材厚０．６ｍｍのＤＶＤ用光ディスク３５の情報記
録面上に光スポット３６を形成する。対物レンズ３４は
上記同様ＮＡ０．６に相当する範囲で基材厚０．６ｍｍ
の光ディスク３５に対して記録・再生に十分な絞り性能
を得ることができる。光ディスク３５で反射した光ビー
ム３７は、再び対物レンズ３４を通り、波長板３３で円
偏光から光ビ−ム２６の偏光方向と直交する偏光方向の
直線偏光に変換されて、偏光性ホログラム３２に入射す
る。光ビーム３７は偏光性ホログラム３２に対して常光
で入射するため、ここで回折する。回折により光ビーム
３７は光ビーム３７ａとなり、コリメートレンズ３１に
より絞られてプリズム２７の面２７ｂに入射する。プリ
ズム２７に入射した光ビーム３７ａは光透過平板２９を
通り、反射膜３０で反射してプリズム２７の面２７ａか
ら出射し、受発光ユニット２１の光検出素子２４ａに入
射する。ここに入射した光ビーム３７ａは、光電変換さ
れ電気信号として検出され、フォーカス制御信号、トラ
ッキング制御信号と再生信号が得られる。

【００１８】次に、図４（ｂ）におい受発光ユニット２
１の半導体レーザ２２ｂから出射した波長７８０ｎｍの
光ビーム３８はプリズム２７の面２７ａに光軸が垂直に
なるように入射する。プリズム２７に入射した光ビーム
３８は、光学膜２８に入射角２６±４．６°のＰ偏光で
入射する。光学膜２８は図３に示すようにこの角度範囲
の波長７８０ｎｍの光を反射する。従って、発散光で入
射する光ビーム３８はここで反射し、光ビーム２６とほ
ぼ同一の光軸に沿ってプリズム２７の面２７ｂから出射
する。ここを出射した光ビーム３８は、コリメートレン
ズ３１で集光されてほぼ平行な光ビームになり、偏光性
ホログラム３２と波長板３３を通り、対物レンズ３４に
入射する。光ビーム３８を偏光性ホログラム３２に対し
て異常光となすよう構成することで、回折作用を受けず
に透過する。上記のように波長板３３は波長７８０ｎｍ
の光に対しては偏光方向を変えないから、光ビーム３８
の偏光面はそのまま維持される。対物レンズ３４でＮＡ
０．４５に相当する内周部が絞られ、基材厚１．２ｍｍ
のＣＤ用光ディスク３９の情報記録面上に光スポット４
０を形成する。従来例同様に対物レンズのＮＡ０．４５
〜０．６に相当する外周部は大きな球面収差をもってい
るため情報記録面上では拡散した光になり記録・再生に
は寄与しない。光ディスク３９で反射した光ビーム４１
は、再び対物レンズ３４を通り、波長板３３と偏光性ホ
ログラム３２を透過する。波長板３３は波長７８０ｎｍ
の光に対しては偏光方向を変化させないから光ビーム４
１は直線偏光でそのまま波長板３３を透過する。従っ
て、光ビーム４１は偏光性ホログラム３２に異常光で入
射するため、回折作用は受けない。ここを透過した光ビ
ーム４１はコリメートレンズ３１で絞られプリズム２７
に入射し光学膜２８で反射してプリズム２７から出射す
る。さらに、光ビーム４１は回折素子２５のホログラム
２５ｂで回折して受発光ユニット２１の光検出素子２４
ｂに入射する。ここに入射した光ビーム４１は、光電変
換され電気信号として検出され、再生信号、フォーカス
制御信号、トラッキング制御信号が得られる。

【００１９】以上のような光学系を用いることにより、
波長６５０ｎｍのＤＶＤ光ディスク３５を記録再生する
場合は、半導体レーザ２２ａを点灯させ、光ディスク３
５の情報記録面上に焦点を結び、その反射光を光検出素
子２４ａで受光することにより、再生信号および制御信
号を得ることができ、波長７８０ｎｍ対応のＣＤ光ディ
スク３９を記録再生する場合は、半導体レーザ２２ｂを
点灯させ、光ディスク３７の情報記録面上に焦点を結
び、その反射光を光検出素子２４ｂで受光することによ
り、再生信号および制御信号を得ることができ、厚みと
対応波長の異なる光ディスクを再生する事ができる。

【００２０】また、本実施形態では光学膜８への入射角
を２６°としたが、実施形態１と同様この入射角は３５
°以下であれば６５０ｎｍと７８０ｎｍの光は発散光で
あってもＰ偏光、Ｓ偏光とも分離することができ、コリ
メートレンズ３１と対物レンズ３４の間にミラーを設け
図面の真上に立ち上げることで光ヘッドを薄く構成する
ことができる。

【００２１】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態の情報記録再生装置について図７を用いて説明する。
図７において４２は発明の実施の形態１及び２で説明し
た光ヘッドであり、４３は光ディスク、４４はモータで
あり、光ディスク４３を支持・回転させる。４５は回路
基板であり、４６は電源である。光ディスク４３は、モ
ータ４４によって回転される。光ヘッド４２は、光ディ
スク４３との位置関係に対応する信号を回路基板４５へ
送る。回路基板４５はこの信号を演算して、光ヘッド４
３もしくは光ヘッド４３内の対物レンズを駆動させるた
めの信号を出力する。光ヘッド４３もしくは光ヘッド４
３内の対物レンズは図示しない駆動機構によって、光デ
ィスク４３に対してフォーカス制御と、トラッキング制
御を行い、光ディスク４３に対して、情報の読み出し、
または書き込みもしくは消去を行う。４６は電源または
外部電源との接続部であり、ここから回路基板４５、光
ヘッドの駆動機構、モータ４４及び対物レンズ駆動装置
へ電気を供給する。なお、電源もしくは外部電源との接
続端子は各駆動回路にそれぞれ設けられていても何ら問
題ない。

【００２２】本発明の光ヘッド装置を用いて構成された
情報記録再生装置は、ＣＤとＤＶＤの光源及び受光素子
が一体化されているため、小型で信頼性の高い構成とす
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明の光ヘッドによれ
ば、波長の異なる２つの光源と受光部を一体にしたユニ
ットを用い、このユニットから出射する光ビームをほぼ
同一の光軸に沿って合成することができるため、光学系
を簡素化しやすくなると共に、受発光部が一体化されて
いるため、信頼性や、小型化・コストの点で有利にな
る。また、受発光ユニットと光軸を合成する光透明平板
が分離され、広がった光ビームで光軸を合成できるた
め、高度の組立精度を必要とせず組立調整が容易であ
る。

【００２４】また、本発明の光ヘッドによれば、受発光
部が一体化されており、共通光路系を取ることにより、
安定で小型のＣＤ・ＤＶＤ両用の光ヘッドを実現するこ
とができる。また、本発明によれば、小型で信頼性が高
く、種々の光ディスクメディアに対応可能な情報記録再
生装置を実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態による光ヘッドの構成
を示す図

【図２】本発明の第１の実施の形態に用いる受発光ユニ
ットの構成を示す図

【図３】本発明の第１の実施の形態に用いる光学膜の特
性を示す図

【図４】本発明の第２の実施の形態による光ヘッドの構
成を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態に用いる受発光ユニ
ットの構成を示す図

【図６】本発明の第２の実施の形態に用いる偏光性ホロ
グラムの構成を示す図

【図７】本発明の第３の実施の形態による情報記録再生
装置の構成を示す図

【図８】従来の光ヘッドの構成を示す図

【図９】従来の光ヘッドに用いる光学膜の特性を示す図

【図１０】従来の光ヘッドおよび本発明の光ヘッドに用
いる対物レンズの構成を示す図

【符号の説明】

１ 受発光ユニット ２ａ，２ｂ 半導体レーザ ３ シリコン基板 ３ａ，３ｂ エッチドミラー ４ａ，４ｂ 受光素子 ５ 回折素子 ７ プリズム ８ 光学膜 ９ 光透過平板 １０ 反射膜 １１ コリメータレンズ １２ 対物レンズ １３，１７ 光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 達男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA01 AA05 AA11 AA38 BA01 BA02 BB03 CA10 DA01 DA05 EA02 EA03 FA05 FA08 JA07 JA25 JA57 KA02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長の異なる第１および第２の光源と受
   光素子をもつ受発光ユニットと、平行な２つの面をもち
   第１の面で第２の波長の光を反射し、第１の面を透過し
   た第１の波長の光を第２の面で反射して各々の光の光軸
   をほぼ一致させる光透過平板と、この光透過平板を出射
   した光を情報記録媒体上に収束させる対物レンズと、こ
   の情報記録媒体からの反射光を前記受発光ユニットに設
   けられた受光素子に導く回折素子とからなる光ヘッド。
2. 【請求項２】 波長の異なる第１および第２の光源と受
   光素子をもつ受発光ユニットと、平行な２つの面をもち
   第１の面で第２の波長の光を反射し、第１の面を透過し
   た第１の波長の光を第２の面で反射して各々の光の光軸
   をほぼ一致させる光透過平板と、この光透過平板と同一
   の屈折率をもち前記光透過平板に接合された面と第１お
   よび第２の波長の光の光軸がほぼ垂直に入射する面と各
   々の光軸がほぼ垂直に出射する面を有するプリズムと、
   このプリズムから出射した光を基材厚の異なる第１また
   は第２の情報記録媒体上に収束させる対物レンズと、第
   １の情報記録媒体または第２の情報記録媒体から反射し
   た光を前記受発光ユニットに導く回折素子とからなる光
   ヘッド。
3. 【請求項３】 波長の異なる第１および第２の光源とこ
   れらの光源に対応して設けられた第１および第２の受光
   素子をもつ受発光ユニットと、平行な２つの面をもち第
   １の面で第２の波長の光を反射し、第１の面を透過した
   第１の波長の光を第２の面で反射して各々の光の光軸を
   ほぼ一致させる光透過平板と、この光透過平板と同一の
   屈折率をもち前記光透過平板に接合された面と第１およ
   び第２の波長の光の光軸がほぼ垂直に入射する面と各々
   の光軸がほぼ垂直に出射する面を有するプリズムと、こ
   のプリズムから出射した光を基材厚の異なる第１または
   第２の情報記録媒体上に収束させる対物レンズと、第１
   の情報記録媒体から反射した第１の波長の光を前記受発
   光ユニットに設けられた第１の受光素子に導く第１の回
   折素子と、第２の情報記録媒体からの反射した第２の波
   長の光を前記受発光ユニットに設けられた第２の受光素
   子に導く第２の回折素子とからなる光ヘッド。
4. 【請求項４】 前記第１の回折素子と第２の回折素子を
   前記受発光ユニットと一体化したことを特徴とする請求
   項３記載の光ヘッド。
5. 【請求項５】 前記第２の回折素子を前記受発光ユニッ
   トと一体化し、第１の回折素子を偏光性ホログラムで構
   成したことを特徴とする請求項３記載の光ヘッド。
6. 【請求項６】 前記光透過平板の第１の面に入射または
   反射する第１および第２の波長の光の光軸の入射角を３
   ５°以内にしたことを特徴とする請求項２〜５記載の光
   ヘッド。
7. 【請求項７】 前記受光素子はシリコン基板上に形成さ
   れたフォトダイオードであり、前記２つの光源は半導体
   レーザであって、前記受発光ユニットを前記シリコン基
   板に集積化したとを特徴とする請求項１〜６記載の光ヘ
   ッド。
8. 【請求項８】 前記受光素子は前記２つの光源に対して
   共用されることを特徴とする請求項１および２記載の光
   ヘッド。
9. 【請求項９】 前記第１の情報記録媒体の基材厚を略
   ０．６ｍｍとし、前記第２の情報記録媒体の基材厚を略
   １．２ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜８記載の
   光ヘッド。
10. 【請求項１０】 前記第１の波長を６３０ｎｍ〜６８０
    ｎｍとし、前記第２の波長を７６０ｎｍ〜８３０ｎｍと
    したことを特徴とする請求項１〜９記載の光ヘッド。
11. 【請求項１１】 情報記録媒体と、情報記録媒体の駆動
    機構と、請求項１〜１０記載の光ヘッドと、前記光ヘッ
    ドより得られるフォーカス制御信号とトラッキング制御
    信号のそれぞれを用いたフォーカスサーボ機構とトラッ
    キングサーボ機構と、前記サーボ機構を実現するための
    電気回路とを有する光情報記録再生装置。