JP2000357341A - 回折素子およびそれを搭載した光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常のＤＶＤ専用レンズを用いて、ＣＤ／ＤＶ
Ｄ互換光ピックアップを構成すると、ＣＤ再生光を発散
光の状態で対物レンズに入射させる必要があるため、検
出系をＤＶＤ系とＣＤ系で共通化することが困難であっ
た。 【解決手段】上記課題解決のため、本発明ではレンズ機
能を有する回折素子を光ピックアップ装置の光路中に配
置することにより、例えばこの回折素子をそのまま透過
するＤＶＤ再生光（０次光）と前記回折素子で回折分離
したＣＤ再生光の+１次回折光が共通の光検出器に入射
するようにした。このように前記回折素子で回折分離さ
れるＤＶＤ再生光およびＣＤ再生光の±１次回折光また
は０次光を選択的に共通の光検出器に導くことにより検
出系の共通化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的情報記録媒
体（以下、光ディスクと記す）に記録されたデータ信号
を再生するために用いられる光ピックアップ装置に係わ
り、特に互いに異なる複数種類の光ディスクの再生を可
能にする互換光ピックアップ装置の簡略化、低価格化に
関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、高密度の光ディスクとしてＤＶＤ
ディスクが注目され急速に普及しつつある。一方、すで
に市場にはＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭなどの再生専用ディスク
が広く普及している。したがって光ディスクから情報信
号を再生する光ピックアップ装置としては、同一の装置
でＣＤとＤＶＤのようにディスク基板厚さや信号記録密
度が異なる複数種類の光ディスクをすべて再生できるこ
とが望ましい。このような要求を満足するものとして従
来は、１個の装置内に各ディスクに適応した半導体レー
ザ光源、対物レンズおよび光検出系をそれぞれ独立して
備えた２個の光源、２個の対物レンズ、２系統の検出系
で構成される光ピックアップ装置を用いることが一般的
であった。しかしながら、このような２光源＋２対物レ
ンズ＋２検出系の光ピックアップ装置は、事実上ほぼ光
ピックアップ２台分の部品が必要であり、通常の専用光
ピックアップ装置に比べ部品点数が大幅に増加およびそ
れに伴う高価化が免れない。このような問題に対して、
最近、同一の対物レンズでＤＶＤディスクとＣＤディス
クを再生を共に可能ならしめる技術がいくつか開発され
注目されている。このような技術を用いると、対物レン
ズを１個に集約できるので、ＤＶＤ／ＣＤの互換機能を
備えた光ピックアップ装置の小型化、低価格化に非常に
有効である。

【０００３】ところで、この１対物レンズによるＤＶＤ
／ＣＤ互換技術は、現在のところ大きく分けて２種類の
技術が開発されている。一つはＤＶＤ専用の対物レンズ
を用い、図２に示すようにＣＤ再生時にはその有効開口
径を制限しかつ入射光を所定の発散光とすることによ
り、ＣＤ再生時に生ずる球面収差を抑制する手法であ
り、他の一つは、対物レンズ自体の形状を特殊な形状に
することにより図３のようにＤＶＤディスクとＣＤディ
スクの両方の再生を可能ならしめる手法である（なお、
前者についての公知例としては例えば特開平８−５５３
６３号公報等がある。また後者についての公知例として
は例えば特開平１０−２５５３０５号公報等がある）。

【０００４】特に後者の特殊形状の対物レンズを用いる
手法は、ＤＶＤ、ＣＤいずれのディスクに対しても対物
レンズに平行光を入射させて再生用光スポットをディス
クに照射することができるため、対物レンズの共通化に
対して光源あるいは光検出系をも共通化させることで光
ピックアップ装置の大幅に簡略化できるという利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方、前者のＤＶＤ専
用対物レンズの有効開口径と対物レンズ入射光ビームの
収束、発散状態を変化させてＤＶＤ／ＣＤ互換に対応さ
せる技術は、特殊形状の対物レンズを用いた場合に比
べ、ＤＶＤ，ＣＤ共により良好な集光スポットをディス
ク上に照射でき良好な再生信号が得られるという利点が
ある。しかしながらその反面、対物レンズに入射する光
ビームの収束、発散状態がＤＶＤ再生時とＣＤ再生時で
異なるため、特殊形状の対物レンズを用いた場合と異な
り従来の構成では光源または光検出系を共通化して光ピ
ックアップ装置を簡略化することが非常に困難であっ
た。

【０００６】本発明の目的は、以上の状況に鑑みＤＶＤ
専用対物レンズを用いたＤＶＤ／ＣＤ互換１対物レンズ
光ピックアップ装置において、ＤＶＤ系とＣＤ系で検出
系を共通化させることによりその構成を大幅に簡略化し
た光ピックアップ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を実現するため
に本発明においては、第１および第２の少なくとも２個
のレーザ光源と、該第１および第２の各半導体レーザ光
源から出射された光ビームを集光し光ディスク上の所定
位置に各々別個の光スポットを照射する対物レンズと、
前記光ディスクを反射した各光ビームを受光する光検出
器と、該光検出器から得られる光電変換信号に所定の演
算処理を施すことにより前記光学的情報記録媒体上に照
射された光スポットの焦点ずれ信号およびトラッキング
誤差信号の生成と前記光学的情報記録媒体に記録されて
いるデータ信号の再生をおこなう所定の信号処理回路と
を少なくとも備えた光ピックアップ装置において、前記
対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、前記第１
および第２のレーザ光源を発し前記光ディスクを反射し
た第１および第２の各光ビームをそれぞれ回折もしくは
透過させて共に前記光検出器の所定の検出面上に集光さ
せる機能を備えた回折素子を設けた。

【０００８】なお前記回折素子は、前記第１のレーザ光
源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折格子に入
射した第１の光ビームの一部もしくは全部を透過させ、
該回折格子を透過した前記第１の光ビームが前記検出器
の所定の検出面上に集光するように配置されるととも
に、前記第２のレーザ光源を発し前記光ディスクを反射
した後、前記回折格子に入射した第２の光ビームの一部
もしくは全部を回折させ、かつ該回折格子を回折した前
記第２の光ビームの＋１次回折光ビームまたは−１次回
折光ビームのいずれか一方の回折光ビームを前記検出器
の所定の検出面上に集光させる機能を備えている。

【０００９】あるいはまた前記回折素子は、前記第１の
レーザ光源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折
格子に入射した第１の光ビームの一部もしくは全部を回
折させ、かつ該回折格子を回折した前記第１の光ビーム
の＋１次回折光ビームまたは−１次回折光ビームのいず
れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
に集光させる機能を備えるとともに、前記第２のレーザ
光源を発し前記光ディスクを反射した後、前記回折格子
に入射した第２の光ビームの一部もしくは全部を透過さ
せ、該回折格子を透過した前記第２の光ビームが前記検
出器の所定の検出面上に集光するように配置されてい
る。

【００１０】あるいはまた前記回折素子は、前記第１の
レーザ光源を発し前記光ディスクを反射した後、該回折
格子に入射した第１の光ビームの一部もしくは全部を回
折させ、かつ該回折格子を回折した前記第１の光ビーム
の＋１次回折光ビームまたは−１次回折光ビームのいず
れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
に集光させる機能を備えるとともに、前記第２のレーザ
光源を発し前記光ディスクを反射した後、前記回折格子
に入射した第２の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
せ、かつ該回折格子を回折した前記第２の光ビームの−
１次回折光ビームまたは＋１次回折光ビームのいずれか
一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
光させる機能を備えている。

【００１１】また前記回折素子は、同心円状の格子溝パ
ターンを有し、該回折素子に入射した光ビームに対して
所定の発散光もしくは収束光を回折するレンズ作用をも
った素子である。

【００１２】あるいは前記回折素子は、その格子溝の断
面が台形状もしくは鋸歯状の形状を有し、該回折素子を
回折素子を回折した＋１次光および−１次光のうち一方
の回折光の光強度を他方の回折光の光強度よりも増大さ
せる機能を備えた素子である。

【００１３】あるいは前記回折素子は、所定の偏光方向
を有する第１の直線偏光の光ビームは回折せず、前記第
１の直線偏光ビームの偏光方向に対して直交する偏光方
向を有する第２の直線偏光の光ビームは所定の回折効率
で回折する機能を備えた偏光異方性回折素子と、前記第
１の直線偏光有する光ビームの波面に対して前記第２の
直線偏光を有する光ビームの波面の位相を相対的に所定
量だけずらせる機能を備えた波長板からなる素子であ
る。

【００１４】なお前記波長板は、所定の波長λを有し前
記第１の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同
じく波長λを有し前記第２の直線偏光からなる光ビーム
の波面の位相を波長λの２分の３だけずらせる機能を備
えている。

【００１５】あるいはまた前記波長板は、所定の波長λ
を有し前記第１の直線偏光からなる光ビームの波面に対
して、同じく波長λを有し前記第２の直線偏光からなる
光ビームの波面の位相を波長λの４分の５だけずらせる
機能を備えている。

【００１６】なお前記光ピックアップ装置において、前
記第１のレーザ光源を発した第１の光ビームは、波長６
３０ｎｍ乃至６６０ｎｍを有し、かつ前記第２のレーザ
光源を発した第２の光ビームは、波長７８０ｎｍ乃至７
９０ｎｍを有する。

【００１７】あるいは前記光ピックアップ装置におい
て、前記第１のレーザ光源を発した第１の光ビームは前
記対物レンズに略平行光の状態で入射し、かつ前記第２
のレーザ光源を発した第２の光ビームは前記対物レンズ
に発散光の状態で入射する構成になっている。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を図
１を用いて説明する。

【００１９】図１は本発明の光ピックアップ装置におけ
る光学部品配置を概略的に示した正面図である。

【００２０】半導体レーザ光源1ａは例えば波長６５０
ｎｍのレーザ光を発する素子である。 ＤＶＤ−ＲＯＭ
ディスクあるいはＤＶＤ−ＲＡＭディスクなどのＤＶＤ
系のディスクを再生する際は、この半導体レーザ光源１
ａを点灯させる。半導体レーザ光源1ａを発したレーザ
光束は回折格子２ａを経てハーフミラー１１を反射し、
回折素子１４に達する。そしてこの回折素子１４をその
まま透過した光束は、波長選択性ビームスプリッタ１３
を経てコリメートレンズ４に入射し、このコリメートレ
ンズ４で平行光束に変換されたのち、立ち上げミラー
５、波長選択性制限開口フィルタ１５、ＤＶＤ用対物レ
ンズ６を経て、光ディスク７の記録面上に集光される。
そしてさらに、この光ディスク７を反射し往路光と同様
の光路をたどって対物レンズ６、波長選択性制限開口フ
ィルタ１５、立ち上げミラー５、コリメートレンズ４、
波長選択性ビームスプリッタ１３を経て再び回折素子１
４に入射し、この回折素子１４をそのまま透過した光束
がハーフミラー１１を透過した後、検出レンズ１２を経
てそれぞれ光検出器９の所定の受光面上に集光される。

【００２１】一方、この光ピックアップ装置には波長７
８０ｎｍの半導体レーザ光源１ｂも搭載されており、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭ等のＣＤ系のディスクを再生する際はこの半
導体レーザ光源１ｂを点灯させる。半導体レーザ光源1
ｂを発したレーザ光束は回折格子２ｂを経て波長選択性
ビームスプリッタ１３に入射する。波長選択性ビームス
プリッタ１３に達する。この波長選択性ビームスプリッ
タ１３は波長６５０ｎｍの光束はほぼ１００％透過する
のに対し、波長７８０ｎｍの光束は所定の反射率、透過
率で反射光と透過光に分離する機能を持つ。そこでこの
波長選択性ビームスプリッタ１３を反射した光束は、半
導体レーザ光源１ａを発したレーザ光束と同一の光路を
たどって対物レンズ６に入射し光ディスク７の記録面上
に集光される。なお、この時半導体レーザ１ｂはコリメ
ートレンズ４の焦点位置より所定距離だけレンズ側に近
づいた位置に配置されているため対物レンズ６には図２
（ｂ）に示すように所定の発散光状態になって入射して
いる。また波長選択性制限開口フィルタ１５はこの半導
体レーザ光源1ｂを発した波長７８０ｎｍのレーザ光束
の外周部を遮光して対物レンズの有効Ｎａを０．４５程
度に制限している。以上の作用により半導体レーザ１ｂ
を発したレーザ光束はＣＤ系のディスクに対して良好な
集光スポットを形成することができる。そして光ディス
ク７を反射し往路光と同様の光路をたどって対物レンズ
６、波長選択性制限開口フィルタ１５、立ち上げミラー
５、コリメートレンズ４、波長選択性ビームスプリッタ
１３に達し、この波長選択性ビームスプリッタを透過し
た光束が回折素子１４に入射する。そして後述するよう
にこの回折素子１４を回折した+１次回折光もしくは-１
次回折光がシリンドリカルレンズ１２を経てそれぞれ光
検出器９の所定の受光面上に集光される。なお光検出器
９から得られたフォーカスサーボ信号およびトラッキン
グサーボ信号は２次元アクチュエータ１０にフィードバ
ックされ、これにより対物レンズ６と波長選択性制限開
口フィルタ１５が位置制御される。

【００２２】なお、以上が本発明の第１の実施例である
光ピックアップ装置の概略構成であるが、回折格子２
ａ，２ｂの具体的機能と光検出器の具体的構成について
説明は後述する。

【００２３】ところで、図１のような光ピックアップ装
置では上記したようにＤＶＤ再生光は対物レンズに平行
光の状態で入射し、ＣＤ再生光は発散光の状態で入射す
るため、各々ディスクを反射し再度対物レンズを通過し
た光束はお互いに大きく離間した位置に集光されること
になる。具体的には半導体レーザ光源１ｂを発したＣＤ
再生光の方が、半導体レーザ光源１ａを発したＤＶＤ再
生光よりも対物レンズ寄りの位置に集光してしまう。し
たがって、従来のの光ピックアップ装置の構成では、単
一の光検出器でこれらの光束を共に受光してサーボ信号
や情報信号を検出することは困難である。この問題を解
決するため、本発明では光ピックアップ装置内に回折素
子１４を設けている。

【００２４】回折素子１４は、図４に示すように同心円
状で不等間隔の格子溝パターン２０を有しており、この
回折素子４に入射した光束から、より発散状態の光束
と、より収束状態の光束を回折分離する機能を備えてい
る。図５はその様子を具体的に示した図である。光軸上
の点Ｐ０に集光される光束２５が回折素子１４に入射す
ると、その光束は、そのまま回折素子１４を透過して点
Ｐ０に集光する０次光３０と、点Ｐ０よりも所定距離だ
け遠い位置にある点Ｐ＋１に集光する＋１次回折光３１
ａと、点Ｐ０よりも所定距離だけ近い位置にある点Ｐ−
１に集光する−１次回折光３１ｂと３本の光束に分離さ
れる。そこで光ピックアップ装置内にこの回折素子１４
を配置し、この回折素子１４を通過するＤＶＤ再生光の
０次光とＣＤ再生光の＋１次光がほぼ同一の位置に集光
されるようにすると、これらの光束を同一の光検出器で
受光し、それぞれ独立にサーボ信号や情報信号を検出す
ることができる。

【００２５】図６および図９は上記した回折素子１４の
具体的機能を説明するための光ピックアップ装置実施例
を示した正面図である。まず図６はＤＶＤ−ＲＯＭやＤ
ＶＤ−ＲＡＭなどのＤＶＤ系のディスクを再生するため
に半導体レーザ光源１ａを点灯した状態をあらわしてい
る。半導体レーザ光源１ａを発した波長６５０ｎｍのレ
ーザ光束は、まず回折格子２ａによって３本の光束に回
折分離される（なお簡単のため、図６では３本に分離さ
れた光束の内、中央の１本だけが表示している）。そし
てこれら３本の光束はハーフミラー１１を反射した後、
回折素子１４に入射する。回折素子１４に入射した光束
は上記したようにそのまま透過する０次光と入射光束に
対してより発散、収束した状態に変換された±１次回折
光とに回折分離されるが、そのうち０次光だけがそれぞ
れ波長選択性ビームスプリッタ１３、コリメートレンズ
４、立ち上げミラー５、波長選択性制限開口フィルタ１
５、ＤＶＤ用対物レンズ６を経て、光ディスク７の記録
面上に集光される。この時、ディスク上に集光される３
個の光スポットは、例えばディスクがＤＶＤ−ＲＡＭデ
ィスクの場合、図７に示すようにディスク溝部３００お
よび溝間部３０１のピッチＴｐ１に対し光スポットのデ
ィスク半径方向に関する間隔がＴｐ１／２に略一致する
ようになっており、中央の光スポット１００ａが図のよ
うに溝間部に照射される時に前後の光スポット１０１
ａ，１０２ａが溝部に照射される（あるいはその逆）よ
うに配置されている。

【００２６】次に光ディスク７を反射した各光束は、往
路と同じ光路を逆にたどり再び回折素子１４に入射す
る。そして再び０次光と±１次回折光に回折分離される
が、そのうち回折素子１４をそのまま透過した０次光だ
けが、ハーフミラー１１、検出レンズ１２を経て光検出
器９の所定の受光面上に集光される。

【００２７】なお光検出器９は、例えば図８に示すよう
に１２個の受光面に分割されており、それらが４個ずつ
田の字型に配置され並列している。そして光ディスク７
上に集光された３個の光スポット１１００ａ，１０１
ａ，１０２ａの反射光は、それぞれ田の字型に配置され
た受光面の中央に照射され、検出光スポット１１０およ
び１１１，１１２を形成する。そして各受光面から得ら
れた各出力信号に所定の演算処理を施すことにより、非
点収差方式によるフォーカスサーボ信号とＤＰＤ（Diff
erential Phase Detection）方式またはＤＰＰ（Differ
ential Push-Pull）方式によるトラッキングサーボ信号
を検出しかつ記録情報信号を再生する。なお図８に示す
信号検出手段については本発明の内容と直接関係なく、
かつ特願平１０−１８８５０９号公報に記載されている
ので、詳細な説明は省略する。

【００２８】一方、ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−ＲなどのＣＤ
系光ディスクを再生する際は、図９に示すように波長７
８０ｎｍを有する半導体レーザ光源１ｂを点灯させる。
半導体レーザ光源１ｂを発したレーザ光束は回折格子２
ｂで３本の光ビームに回折分離した後、波長選択性ビー
ムスプリッタ１３を反射し、ＤＶＤ再生光とほぼ同様の
光路をたどってコリメートレンズ４、立ち上げミラー
５、波長選択性制限開口フィルタ１５、ＤＶＤ用対物レ
ンズ６を経て、光ディスク７の記録面上に集光される
（なお簡単のため、図９においても図６と同様３本に分
離された光束の内、中央の１本だけを表示している）。
この時、前記したように半導体レーザ光源１ｂの位置を
コリメートレンズ４の焦点位置に対して所定量だけコリ
メートレンズ寄りに配置することで、レーザ光束は対物
レンズ６に所定の発散光の状態で入射している。また波
長選択性制限開口フィルターに１５によりディスク側の
有効ＮＡが０．４５〜０．５程度になるように開口制限
されている。

【００２９】光ディスク７上に集光されたレーザ光束は
３個の光スポットを形成するが、これらは図１０に示す
ようにディスク半径方向に関するスポット間隔が、ディ
スクのトラックピッチＴｐ１の約１／４になるように配
置される。そして光ディスク７を反射した各光束は往路
と同じ光路を逆にたどり再び波長選択性ビームスプリッ
タ１３に達すると一部がこのビームスプリッタを透過し
て回折素子１４に入射する。そして前記したように０次
光と±１次回折光に回折分離されるが、そのうち回折素
子１４に入射した光束に対してより発散状態（収束光の
収束点がより回折素子から離れる状態）になって出射す
る＋１次回折光だけが、ハーフミラー１１、検出レンズ
１２を経てＤＶＤ再生光と同一の光検出器９の所定の受
光面上に集光し、図１１に示すようにそれぞれ検出光ス
ポット１２０，１２１，１２２を形成する。そして各受
光面から得られた出力信号に所定の演算処理を施すこと
により、非点収差方式によるフォーカスサーボ信号と３
スポット方式によるトラッキングサーボ信号を検出しか
つ記録情報信号を再生する。なお図１１に示す信号検出
手段については、図８と同様本発明の内容と直接関係な
く、かつ特願平１０−１８８５０９号公報に記載されて
いるので、詳細な説明は省略する。

【００３０】以上が本発明の第１の実施例である。なお
本発明の光ピックアップ装置に用いられる信号検出系は
図８および図１１において説明したような本発明の第１
の実施例に限定されるものではなく、当然どのような検
出手段でも構わない。さらに回折素子１４も図１、図６
および図９に示した位置に限定して配置されるものでは
なく、対物レンズ６から光検出器９に到るまでの光路中
であればどこに配置しても構わない。また光ピックアッ
プ装置の光学部品構成も図１、図６および図９に示した
実施例に限定される物ではなく、例えばＤＶＤ再生系と
ＣＤ再生系で別々のコリメートレンズを搭載するような
構成でももちろん構わない。さらに回折素子１４自身も
上記した構成に限定されるものではなく、例えば回折素
子１４で回折分離されるＤＶＤ再生光のうち回折素子１
４に入射した光束に対してより収束状態（収束光の収束
点がより回折素子に近づく状態）になって出射する−１
次回折光が光検出器９の所定の受光面に正しく集光し、
かつ回折素子１４で回折分離されるＣＤ再生光のうちそ
のまま回折素子１４を透過する０次光が同じ光検出器９
の所定の受光面に正しく集光する組み合わせでもかまわ
ないし、例えば回折素子１４で回折分離されるＤＶＤ再
生光のうち回折素子１４に入射した光束に対してより収
束状態（収束光の収束点がより回折素子に近づく状態）
になって出射する−１次回折光が光検出器９の所定の受
光面に正しく集光し、かつ回折素子１４で回折分離され
るＣＤ再生光のうち回折素子１４に入射した光束に対し
てより発散状態（収束光の収束点がより回折素子から離
れる状態）になって出射する＋１次回折光が同じ光検出
器９の所定の受光面に正しく集光する組み合わせでも一
向に構わない。

【００３１】ところで、上記第１の実施例では回折素子
１４で回折分離される光束のうち実際に信号再生に用い
られる光束は０次光または＋１次回折光のみであり、-
１次回折光は不要な迷光となる。そこで、不要な−１次
回折光の回折効率を出来るだけ低くし、逆に０次光、＋
１次回折光の回折効率を向上できれば、本発明の光ピッ
クアップ装置の光利用効率を向上させることができる。
このように回折素子で生じる±１次回折光の一方の回折
効率を向上させ他方を低下させる手段しては、格子溝の
ブレーズ化（鋸歯状化）という技術がある。これは例え
ば図１２に示す本発明の回折素子に関する第２の実施例
のように、回折素子１４の格子溝を中心方向に向って傾
斜した斜面を持つ三角状または台形状の断面形状になる
ように形成すると、回折素子１４をそのまま透過する０
次光３０とこの０次光に対してより発散状態になる＋１
次回折光３１ａの強度を増やし、逆に−１次回折光の強
度を大幅に低減することができる。これにより、不要な
迷光成分を減少させ、光利用効率を向上させることがで
きる。

【００３２】また、上記第１の実施例では、半導体レー
ザ光源１ａを発する波長６５０ｎｍのＤＶＤ再生光につ
いては、往路も復路も回折素子１４をそのまま透過する
０次光だけが信号再生に寄与する有効な光束であり、回
折光は全て不要な迷光になる。そこで、回折素子１４で
は波長６５０ｎｍのＤＶＤ再生光は、できるだけ±１次
回折光の回折効率を落とし、０次光の効率をあげた方が
有利である。このような場合は、例えば格子溝の溝深さ
を波長６５０ｎｍの整数倍に設定することにより、この
波長の光束の回折効率をほぼゼロにすることができる。

【００３３】図１３は本発明の第２の実施例を示した光
ピックアップ装置の概略正面図である。図１および図
６、図９に示した実施例と同じ部品には同じ符号を付し
ている。本実施例では回折素子１４を偏光異方性を有す
る材質で形成された偏光異方性回折素子とし、さらにこ
の回折素子１４に所定の波長板１６を貼りあわせた構成
にすることで本発明の光ピックアップ装置の光利用率を
向上させている。

【００３４】すなわち、例えば図１４に示す本発明の回
折素子における第３の実施例のように、回折素子１４
を、所謂Ｐ偏光状態でこの回折素子に入射する光束に対
しては±１次回折光をほとんど回折分離せず、Ｐ偏光に
対して垂直な偏光成分であるＳ偏光を有する光束に対し
ては、所定の回折効率で±１次回折光を回折分離する偏
光異方性回折素子とし、さらに波長λ１＝６５０ｎｍの
ＤＶＤ再生光に対して３／２λ１板として機能する波長
板１６を貼りあわせた部品を光ピックアップ装置の光路
中に配置する。そして、波長λ１＝６５０ｎｍのＤＶＤ
再生光と波長λ２＝７８０ｎｍのＣＤ再生光を往路にお
いてＰ偏光状態で上記回折素子に入射させる。するとＤ
ＶＤ再生光については、まず往路では不要な±１次回折
光は回折分離せず、光ディスクを反射してきた復路光は
上記波長板１６を２回通過し、ふたたびＰ偏光状態にな
って偏光異方性回折素子１４に入射するので、復路にお
いても不要な±１次回折光は回折分離しない。一方、波
長λ２＝７８０ｎｍのＣＤ再生光に対しては上記３／２
λ１板１６は、５／４λ２板すなわち１／４λ２板とし
て機能する。したがってＰ偏光状態で偏光異方性回折素
子１４に入射する往路光は不要な±１次回折光を回折分
離しないが、光ディスクを反射してきた復路光は上記波
長板１６を２回通過することでＳ偏光状態で偏光異方性
回折素子１４に入射することになり、結局所定の回折効
率で±１次回折光を回折分離し光検出器に導くことがで
きる。

【００３５】なお、上記に示した回折素子の実施例は図
１および図６、図９に示した光ピックアップ装置の実施
例のように、波長７８０ｎｍを有するＣＤ再生光の復路
回折光を光検出器に導く場合に適用される例であるが、
逆に波長６５０ｎｍを有するＤＶＤ再生光の復路回折光
を光検出器に導き、波長７８０ｎｍのＣＤ再生光は往
路、復路とも回折素子１４をそのまま透過する光束を検
出光として光検出器に導く構成の光ピックアップ装置に
おいては、以下に示すような回折素子を用いれば良い。

【００３６】すなわち、例えば図１５に示す本発明の回
折素子における第４の実施例のように、回折素子１４
を、所謂Ｐ偏光状態でこの回折素子に入射する光束に対
しては±１次回折光をほとんど回折分離せず、Ｐ偏光に
対して垂直な偏光成分であるＳ偏光を有する光束に対し
ては、所定の回折効率で±１次回折光を回折分離する偏
光異方性回折素子とし、さらに波長λ１＝６５０ｎｍの
ＤＶＤ再生光に対して５／４λ１板として機能する波長
板１６を貼りあわせた部品を光ピックアップ装置の光路
中に配置する。するとこの波長板１６は波長λ１＝６５
０ｎｍのＤＶＤ再生光に対しては５／４λ１板すなわち
１／４λ１板として機能するが、波長λ２＝７８０ｎｍ
のＣＤ再生光に対しては約１λ２として機能する。この
ため、上記と同様の原理により、波長λ１＝６５０ｎｍ
のＤＶＤ再生光については復路でのみ±１次回折光を回
折分離するが、波長λ２＝７８０ｎｍのＤＶＤ再生光に
ついては往路、復路とも不要な±１次回折光を回折分離
することはない。

【００３７】このように波長と往路光か復路光かによっ
て選択的に必要な±１次回折光を回折分離させたり、単
に透過させるだけで不要な±１次回折光を回折分離させ
なかったりすることができるので、光ピックアップ装置
の光利用効率を大幅に向上させることができる。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いれば、
互いに異なる複数種類の光ディスクの再生を可能にする
互換光ピックアップ装置において対物レンズを特に特殊
なものにすることなく容易に１対物レンズ+Ｉ検出系の
光ピックアップ装置を構成することができ、互換光ピッ
クアップ装置の簡略化、低価格化に極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップ装置における第１の実
施例を示す概略正面図。

【図２】互換光ピックアップ装置に用いられる対物レン
ズの一例を示す概略正面図。

【図３】互換光ピックアップ装置に用いられる対物レン
ズの他の一例を示す概略正面図。

【図４】本発明の回折素子における第１の実施例を示す
概略正面図。

【図５】本発明の回折素子における第１の実施例の原理
を説明するための回折素子の拡大図および光線図。

【図６】上記第１の実施例におけるＤＶＤ再生原理を説
明するための光ピックアップ装置の概略正面図。

【図７】上記第１の実施例におけるＤＶＤ再生用光スポ
ットのディスク上配置を示すディスクの部分拡大図。

【図８】上記第１の実施例におけるＤＶＤ再生時の光検
出器受光面と検出光スポットの位置関係および信号検出
原理を説明するための検出器の部分拡大図およびブロッ
ク図。

【図９】上記第１の実施例におけるＣＤ再生原理を説明
するための光ピックアップ装置の概略正面図。

【図１０】上記第１の実施例におけるＣＤ再生用光スポ
ットのディスク上配置を示すディスクの部分拡大図。

【図１１】上記第１の実施例におけるＣＤ再生時の光検
出器受光面と検出光スポットの位置関係および信号検出
原理を説明するための検出器の部分拡大図およびブロッ
ク図。

【図１２】本発明の回折素子における第２の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および光線図。

【図１３】本発明の光ピックアップ装置における第２の
実施例を示す概略正面図。

【図１４】本発明の回折素子における第３の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および模式図。

【図１５】本発明の回折素子における第４の実施例の原
理を説明するための回折素子の拡大図および模式図。

【符号の説明】

１ａ… ＤＶＤ再生用半導体レーザ光源、１ｂ…ＣＤ再
生用半導体レーザ光源、２ａ，２ｂ… 回折格子、４…
コリメートレンズ、６… 対物レンズ、７… 光ディス
ク、９… 光検出器、１１… ハーフミラー、１３… 波
長選択性ビームスプリッタ、１４… 回折素子、１５…
波長選択性制限開口、１６… 波長板。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲尾 武司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部内 Ｆターム(参考） 5D119 AA05 AA40 AA41 FA05 FA08 JA24 JA28 JA31 JA46 LB04

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１および第２の少なくとも２個のレーザ
   光源と、該第１および第２の各半導体レーザ光源から出
   射された光ビームを集光し光学的情報記録媒体上の所定
   位置に各々別個の光スポットを照射する対物レンズと、
   前記光学的情報記録媒体を反射した各光ビームを受光す
   る光検出器と、該光検出器から得られる光電変換信号に
   所定の演算処理を施すことにより前記光学的情報記録媒
   体上に照射された光スポットの焦点ずれ信号およびトラ
   ッキング誤差信号の生成と前記光学的情報記録媒体に記
   録されているデータ信号の再生をおこなう所定の信号処
   理回路とを少なくとも備えた光ピックアップ装置におい
   て、前記対物レンズと前記光検出器との間の光路中に、
   前記第１および第２のレーザ光源を発し前記光学的情報
   記録媒体を反射した第１および第２の各光ビームをそれ
   ぞれ回折もしくは透過させて共に前記光検出器の所定の
   検出面上に集光させる機能を備えた回折素子を設けたこ
   とを特長とする回折素子およびそれを搭載した光ピック
   アップ装置。
2. 【請求項２】前記回折素子は、前記第１のレーザ光源を
   発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
   に入射した第１の光ビームの一部もしくは全部を透過さ
   せ、該回折格子を透過した前記第１の光ビームが前記検
   出器の所定の検出面上に集光するように配置されるとと
   もに、前記第２のレーザ光源を発し前記光学的情報記録
   媒体を反射した後、前記回折格子に入射した第２の光ビ
   ームの一部もしくは全部を回折させ、かつ該回折格子を
   回折した前記第２の光ビームの＋１次回折光ビームまた
   は−１次回折光ビームのいずれか一方の回折光ビームを
   前記検出器の所定の検出面上に集光させる機能を備えた
   ことを特長とする請求項１に記載の回折素子およびそれ
   を搭載した光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】前記回折素子は、前記第１のレーザ光源を
   発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
   に入射した第１の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
   せ、かつ該回折格子を回折した前記第１の光ビームの＋
   １次回折光ビームまたは−１次回折光ビームのいずれか
   一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
   光させる機能を備えるとともに、前記第２のレーザ光源
   を発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、前記回折
   格子に入射した第２の光ビームの一部もしくは全部を透
   過させ、該回折格子を透過した前記第２の光ビームが前
   記検出器の所定の検出面上に集光するように配置される
   ことを特長とする請求項１に記載の回折素子およびそれ
   を搭載した光ピックアップ装置。
4. 【請求項４】前記回折素子は、前記第１のレーザ光源を
   発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、該回折格子
   に入射した第１の光ビームの一部もしくは全部を回折さ
   せ、かつ該回折格子を回折した前記第１の光ビームの＋
   １次回折光ビームまたは−１次回折光ビームのいずれか
   一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上に集
   光させる機能を備えるとともに、前記第２のレーザ光源
   を発し前記光学的情報記録媒体を反射した後、前記回折
   格子に入射した第２の光ビームの一部もしくは全部を回
   折させ、かつ該回折格子を回折した前記第２の光ビーム
   の−１次回折光ビームまたは＋１次回折光ビームのいず
   れか一方の回折光ビームを前記検出器の所定の検出面上
   に集光させる機能を備えたことを特長とする請求項１に
   記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックアップ装
   置。
5. 【請求項５】前記回折素子は、同心円状の格子溝パター
   ンを有し、該回折素子に入射した光ビームに対して所定
   の発散光もしくは収束光を回折するレンズ作用をもった
   素子であることを特長とする請求項１乃至４のいずれか
   １項に記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックア
   ップ装置。
6. 【請求項６】前記回折素子は、その格子溝の断面が台形
   状もしくは鋸歯状の形状を有し、該回折素子を回折素子
   を回折した＋１次光および−１次光のうち一方の回折光
   の光強度を他方の回折光の光強度よりも増大させる機能
   を備えたことを特長とする請求項１乃至５のいずれか１
   項に記載の回折素子およびそれを搭載した光ピックアッ
   プ装置。
7. 【請求項７】前記回折素子は、所定の偏光方向を有する
   第１の直線偏光の光ビームは回折せず、前記第１の直線
   偏光ビームの偏光方向に対して直交する偏光方向を有す
   る第２の直線偏光の光ビームは所定の回折効率で回折す
   る機能を備えた偏光異方性回折素子と、前記第１の直線
   偏光有する光ビームの波面に対して前記第２の直線偏光
   を有する光ビームの波面の位相を相対的に所定量だけず
   らせる機能を備えた波長板からなることを特長とする請
   求項１乃至６のいずれか１項に記載の回折素子およびそ
   れを搭載した光ピックアップ装置。
8. 【請求項８】前記波長板は所定の波長λを有し前記第１
   の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同じく波
   長λを有し前記第２の直線偏光からなる光ビームの波面
   の位相を波長λの２分の３だけずらせる機能を有するこ
   とを特長とする請求項７記載の回折素子およびそれを搭
   載した光ピックアップ装置。
9. 【請求項９】前記波長板は所定の波長λを有し前記第１
   の直線偏光からなる光ビームの波面に対して、同じく波
   長λを有し前記第２の直線偏光からなる光ビームの波面
   の位相を波長λの４分の５だけずらせる機能を有するこ
   とを特長とする請求項７記載の回折素子およびそれを搭
   載した光ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】前記第１のレーザ光源を発した第１の光
    ビームは、波長６３０ｎｍ乃至６６０ｎｍを有し、かつ
    前記第２のレーザ光源を発した第２の光ビームは、波長
    ７８０ｎｍ乃至７９０ｎｍを有することを特長とする請
    求項１乃至９のいずれか１項に記載の光ピックアップ装
    置。
11. 【請求項１１】前記第１のレーザ光源を発した第１の光
    ビームは前記対物レンズに略平行光の状態で入射し、か
    つ前記第２のレーザ光源を発した第２の光ビームは前記
    対物レンズに発散光の状態で入射することを特長とする
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光ピックアッ
    プ装置。