光ピックアップ装置及び光ディスク装置
【課題】記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する多層光ディスクに対しても互換性を持たせると共に小型化し得ることが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】第２の光ディスクの記録再生時に、第１のレーザ光を第２の光ディスクのトラックガイド層に集光し、第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、第２の対物レンズは、第１のレーザ光は回折させ、第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、第１のレンズにおいて回折された第１のレーザ光を第２の光ディスクのトラックガイド層に集光すると共に、第１のレンズを透過した第２のレーザ光を第２の光ディスクの記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【解決手段】第２の光ディスクの記録再生時に、第１のレーザ光を第２の光ディスクのトラックガイド層に集光し、第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、第２の対物レンズは、第１のレーザ光は回折させ、第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、第１のレンズにおいて回折された第１のレーザ光を第２の光ディスクのトラックガイド層に集光すると共に、第１のレンズを透過した第２のレーザ光を第２の光ディスクの記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【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及び光ディスク装置に関し、特に、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する光ディスクに対して情報の読み書きを行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル放送の多チャンネル化及びハイビジョン化が進み、これに伴いハイビジョン対応の映像情報機器が普及しつつある。そのため、個人の取扱うデータ量は増加する一方の状況にある。このような状況下で従来のＢＤ（Blu-ray Disc）よりも大容量化を図ったＢＤＸＬ規格（３層で約100GB、４層で約128GBの容量）が策定され、この規格に対応した光ディスク装置が商品化されている。
【０００３】
特許文献１では、さらなる大容量化を目指し、トラックガイド層と複数の記録層とが分離して形成された多層光ディスクが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５９０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１では、上記多層光ディスクと、従来の光ディスクであるＢＤ（ＢＤＸＬを含む）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)及び又はＣＤ(Compact Disc)との互換性を図ることについては考慮されておらず、そのための技術については何らの開示もない。
【０００６】
また、従来の光ピックアップ装置でトラックガイド層と複数の記録層とが分離して形成された多層光ディスクの情報の読み書きを行う場合、波長の異なる２種類のレーザ光をレーザ光の光軸の中心が一致している状態で共通の対物レンズに入射させ、一方のレーザ光を記録層に集光させるにより情報の読み取り及び書込みを行い、他方のレーザ光をトラックガイド層に集光させることによりトラッキング誤差信号を検出している。しかしながら、このように従来技術によると、トラッキングガイド層上にレーザ光を集光させるために、コリメートレンズの移動量を大きくしなければならず、これにより、球面収差補正手段が大型化してしまうので光ピックアップ装置全体としてサイズが大きくなる問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する多層光ディスクに対しても互換性を持たせると共に小型化し得ることが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために本発明においては、記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ピックアップ装置において、前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、前記第２の対物レンズは、前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【０００９】
また、本発明においては、光ディスク装置において、記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ディスク装置において、前記第１及び第２の光ディスクに対し光学的に情報を読み書きする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第１及び第２のレーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置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再生回路と、光ディスクに書き込まれた情報信号を再生する情報信号再生回路とを備え、前記光ピックアップ装置は、前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、前記第２の対物レンズは、前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する多層光ディスクに対しても互換性を持たせると共に小型化することが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図３】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図４】（Ａ）はトラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、トラックガイド層のカバー層厚Ｔ５とＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズへの入射光収束角度との関係を示すグラフである。
【図５】ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【図６】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図７】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図８】（Ａ）はトラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、トラックガイド層のカバー層厚Ｔ５とＢＤ用対物レンズへの入射光収束角度との関係を示すグラフである。
【図９】ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【図１０】第１の実施の形態による光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図１１】第１の実施の形態による光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図１２】第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズの構造の説明に供する側面図である。
【図１３】（Ａ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズのレンズにおける曲率半径の情報であり、（Ｂ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズを構成する各レンズの中心厚、中心間の間隔及び光ディスクの表面層までの距離の情報であり、（Ｃ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズにおける非球面定数の情報である。
【図１４】（Ａ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズのレンズにおける曲率半径の情報であり、（Ｂ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズを構成する各レンズの中心厚、中心間の間隔及び光ディスクの表面層までの距離の情報であり、（Ｃ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズにおける非球面定数の情報である。
【図１５】（Ａ）は、トラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）本実施の形態による光ディスク装置の構成
図１において、１は全体として本実施の形態による光ディスク装置を示す。この光ディスク装置１は、スピンドルモータ２、スピンドルモータ駆動回路４、光ピックアップ装置５、レーザ点灯回路６、情報信号再生回路７、情報信号出力端子８、サーボ信号再生回路９、対物レンズ駆動制御回路１０、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１、球面収差補正素子駆動回路１２、アクセス制御回路１３、システム制御回路１４、ユーザ入力処理回路１５、ユーザ入力装置１６、表示処理回路１７及び表示装置１８を備えて構成される。
【００１４】
光ディスク３は、円盤状の情報記録体であり、その中心がスピンドルモータ２の回転軸に固定されている。このスピンドルモータ２は、スピンドルモータ駆動回路４によって電力が供給されることにより、回転軸を回転駆動する。
【００１５】
また光ピックアップ装置５は、光ディスク３に対して光学的に情報を記録及び再生する光学部品である。レーザ点灯回路６から光ピックアップ装置５内に組み込まれた後述する半導体レーザに所定のレーザ駆動電流が供給されることで、当該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６は光ピックアップ装置５内に組み込むこともできる。
【００１６】
光ピックアップ装置５の出力信号は、情報信号再生回路７及びサーボ信号再生回路９に送信される。情報信号再生回路７は、情報信号出力端子８と接続されており、この情報信号出力端子８を介して光ピックアップ装置５からの出力信号に基づいて光ディスク３に記録された情報信号であるＲＦ（Radio Frequency）信号を再生する。そして、サーボ信号再生回路９では、光ピックアップ装置５からの出力信号に基づいてフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などのサーボ信号が生成され、これを基に対物レンズ駆動制御回路１０を経て光ピックアップ装置５に搭載されたＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の位置制御がなされる。また、球面収差補正素子駆動回路１２は、この生成されたサーボ信号を基に光ピックアップ装置５に搭載された後述するコリメートレンズを光軸方向へ移動させることによって球面収差を補正する。
【００１７】
さらに光ピックアップ装置５には、光ディスク３のラジアル方向に沿って光ピックアップ装置５を駆動するための機構が設けられており、アクセス制御回路１３からのアクセス信号に応じて位置制御される。
【００１８】
システム制御回路１４は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリなどを備えるマイクロコンピュータである。システム制御回路１４には、スピンドルモータ駆動回路４、レーザ点灯回路６、情報信号再生回路７、サーボ信号再生回路９、球面収差補正素子駆動回路１２及びアクセス制御回路１３などが接続され、スピンドルモータ駆動回路４、情報信号再生回路７、サーボ信号再生回路９及びアクセス制御回路１３からの信号に基づいてスピンドルモータ駆動回路４、レーザ点灯回路６、サーボ信号再生回路９、球面収差補正素子駆動回路１２及びアクセス制御回路１３それぞれに制御信号を送信し、光ディスク３を回転させるスピンドルモータ２の回転制御、光ピックアップ装置５の位置制御、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の位置制御、球面収差補正及び光ピックアップ装置５内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。
【００１９】
なお、上述の光ディスク装置１をユーザが制御する場合、ユーザは、ユーザ入力装置１６からユーザ入力処理回路１５に指示することによって制御を行う。その際、光ディスク装置１の処理状態等の表示は表示処理回路１７によって行われ、表示装置１８にその処理状態が表示される。
【００２０】
（２）従来の光ピックアップ装置の構成
続いて、図１の光ディスク装置１に搭載された本実施の形態による光ピックアップ装置５を説明する。これに際し、まず従来の光ピックアップ装置２０の構成について説明する。
【００２１】
図２は、従来の光ピックアップ装置２０の構成例を示す。なお、図２では光ディスク３としてＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの表面層３０及び各記録層３１Ａ〜３１Ｃを同一紙面に記載しており、３１ＡはＢＤのある記録層を、３１ＢはＤＶＤの記録層を、また、３１ＣはＣＤの記録層を示す。図中、Ｔ１は光ディスク３の表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚さを示しており、最大約0.1〔mm〕である。また、Ｔ２は光ディスク３の表面層３０からＤＶＤの記録層３１Ｂまでのカバー層厚さを示しており、約0.6〔mm〕である。Ｔ３は光ディスク３の表面層３０からＣＤの記録層３１Ｃまでのカバー層厚さを示しており、約1.2〔mm〕である。
【００２２】
光ピックアップ装置２０は、図２に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００２３】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を備えて構成される。
【００２４】
ＢＤ用半導体レーザ２１は、ＢＤ規格に対応した405〔nm〕帯の波長を有するレーザ光を発射するレーザダイオードである。このＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２において平行化された後、例えば偏光ビームスプリッタなどから構成される合成素子２４を介してＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射し、このＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット３２Ａを形成する。なお、第１の光学系では、コリメートレンズ２２を矢印２３に示す光軸方向に移動させることで球面収差を補正することができる。
【００２５】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、合成素子２４を介してコリメートレンズ２２に入射し、このコリメートレンズ２２において収束光に変換された後に、図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、この光検出器の受光面に入射したレーザ光Ｌ１は、光検出器により光電変換される。光検出器は、得られた信号を情報信号再生回路７及びサーボ信号再生回路９に送信する。かくして、光検出器からの信号に基づいて、情報信号再生回路７において再生信号であるＲＦ信号が生成され、サーボ信号再生回路９においてサーボ信号であるフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などが生成される。
【００２６】
一方、第２の光学系は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６、コリメートレンズ２７、合成素子２４及びＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を備えて構成される。
【００２７】
ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６は、ＣＤ規格に対応した785〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ２と、ＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ３とを発射可能なレーザダイオードである。このＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、合成素子２４を介してＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射し、このＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＤＶＤ又はＣＤ）の記録層３１Ｂ，３１Ｃ上に集光されて、光スポット３２Ｂ，３２Ｃを形成する。
【００２８】
なお、ＣＤ及びＤＶＤに対して情報の読み書きを行う際には、球面収差の補正をする必要がない。これは、ＢＤでは、ＣＤ及びＤＶＤよりも高開口数の対物レンズを使用して情報の読み書きを行うので、例えば２層以上の記録層を有する光ディスク３に対して情報の読み書きをしようとすると、記録層間のフォーカスジャンプの際に光ディスク３（ＢＤ）の表面層３０からそれぞれの記録層までの厚さの違いによって球面収差が大きく発生してしまうためである。従って、ＢＤでは、記録層間のフォーカスジャンプを行う際は、対物レンズのフォーカシングを行うと同時に球面収差の補正も行わなければならない。また、光ディスク３のカバー層の厚み誤差により生じる球面収差によって適切な情報の読み書きを妨げられるということもある。この球面収差は対物レンズの開口数の４乗に比例して発生する。従ってＢＤと比べて開口数が比較的小さい従来のＣＤやＤＶＤの場合には保護層の厚さの誤差による球面収差の発生量は十分小さいので、特別に球面収差を補正する必要はなくなる。
【００２９】
光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、合成素子２４を介してコリメートレンズ２７に入射する。そしてこのレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において収束光に変換された後に、図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、光検出器の受光面に入射したレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、この光検出器によって光電変換される。
【００３０】
図２との対応部分に同一符号を有した図３は、図２について上述した従来の光ピックアップ装置２０により、記録層とは別にトラックガイド層を有する光ディスク３に情報を読み書きする場合の様子を示す。
【００３１】
なお、図３において、３０は光ディスク３の表面層を、３１Ａは光ディスク３のある記録層を、３３は光ディスク３のトラックガイド層を示す。また、図３中、Ｔ４は光ディスク３の表面層３０から記録層３１Ａまでのカバー層厚さを示し、Ｔ５は光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さを示す。
【００３２】
また、以下では、説明を簡単にするため、光ディスク３をＢＤとして、また、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５を0.3〔mm〕として説明する。さらに、以下では、光ピックアップ装置２０が、ＢＤに対して読み書きする場合についてのみ説明するが、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３に切り替えることによって、ＣＤ及びＤＶＤに対してもＢＤの情報を読み書きする場合と同様にして読み書きすることができるものとする。
【００３３】
図３に示すような記録層３１Ａとは別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置２０は、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。
【００３４】
具体的に、光ピックアップ装置２０は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から出射するレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３を光ディスク３のトラックガイド層３３に照射する。この際、光ピックアップ装置２０は、トラックガイド層３３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。なお、以下では、説明を簡単にするため、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いる場合について説明する。
【００３５】
実際上、上述の光ディスク３（ＢＤ）の読み取りを行うには、まず、ＢＤを読み取るためのレーザ光Ｌ１をＢＤ用半導体レーザ２１より出射させる。レーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２を介して合成素子２４に入射され、この合成素子２４によってレーザ光Ｌ３と合成されてＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射する。そして、レーザ光Ｌ１は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット２２Ａを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ１に基づいて再生信号であるＲＦ信号が生成される。
【００３６】
このとき、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６からも、レーザ光Ｌ３が発射され、このレーザ光Ｌ３が、コリメートレンズ２７において平行化された後、合成素子２４よってレーザ光Ｌ１と合成されてＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射する。そして、レーザ光Ｌ３は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を介して光ディスク３（ＢＤ）のトラックガイド層３３上に集光されて、光スポット２２Ｂを形成し、そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ３は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５、合成素子２４及びコリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ３に基づいてサーボ信号であるフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などが生成される。なお、第２の光学系では、コリメートレンズ２７を矢印２８に示す光軸方向に移動させることで球面収差を補正することができる。
【００３７】
ここで、光ピックアップ装置２０において、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ３が光ディスク３の表面層３０からＤＶＤの記録層３１Ｂまでのカバー層厚さ約0.6〔mm〕の位置で集光し、光スポット３２Ｂを形成するように設計されている。このため、レーザ光Ｌ３を表面層３０からのカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光させるためには、コリメートレンズ２７を矢印２８に示す光軸方向で移動させることにより焦点距離を変更しなければならない。
【００３８】
従って、カバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上にレーザ光Ｌ３を集光するようにしたことで生じる問題について、図４及び図５を用いて以下に説明する。
【００３９】
図４（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってコリメートレンズ２７の光軸方向移動量がプラス（＋）方向、すなわちＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に向かう方向に増加する。例えば、カバー層厚Ｔ５が0.3〔mm〕の場合には光軸方向移動量が約13〔mm〕という大きな値となることが分かる。
【００４１】
また、図４（Ｂ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５への入射光収束角度との関係を示す。
【００４２】
図４（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってレーザ光Ｌ３のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５への入射光収束角度（半角）が増加する。例えば、カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合には入射光収束角度（半角）が約1.8度という大きな値となることが分かる。
【００４３】
さらに、図５は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５のシフト量と３次コマ収差量との関係を示す。
【００４４】
図５に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５のラジアル方向のシフト量が大きくなり、トラックガイド層３３に集光された光スポット３２Ｂに発生する３次コマ収差量が顕著に大きくなる。例えば，カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合にはＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５がラジアル方向に0.3〔mm〕シフトすると約0.07〔λrms〕という大きなコマ収差が発生することが分かる。
【００４５】
上述のようにＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのどの光ディスクを読み書きする場合も、共通のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を使用した従来の光ピックアップ装置２０がＢＤに対して情報の読み書きを行うためには、例えばＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出しなければならない。
【００４６】
この場合、ＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするレーザ光Ｌ３は、ＢＤのトラックガイド層３３上に集光するように調整しなければならず、このため、レーザ光Ｌ３が、大きな収束角度でＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射することが必要となる。従って、コリメートレンズ２７の必要移動量が大きくなり、球面収差補正手段が大型化する。また、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射するレーザ光Ｌ３の収束角度が大きくなることで、例えばＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を少しだけラジアル方向にシフトさせた場合でもトラックガイド層３３での光スポット２２Ｂに大きなコマ収差が発生してしまい、トラッキングサーボ特性や記録再生品質が著しく劣化する。
【００４７】
以上から、この従来の光ピックアップ装置２０では、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等との互換性を持たせた光ピックアップ装置２０を実現するのは困難であることが分かる。
【００４８】
続いて、図６〜図９を用いて、図２〜図５で説明した光ピックアップ装置２０と構成の異なる光ピックアップ装置１００のもう１つの構成例について説明する。
【００４９】
図６に示す光ピックアップ装置１００は、ＢＤ用対物レンズ１０１とＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３との２つの対物レンズを用いることによって光ディスク３に対する情報の読み書きを行うことが異なる点を除いて図２に示した光ピックアップ装置と同様に構成されている。
【００５０】
実際上、図２に示した光ピックアップ装置２０において、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのいずれの光ディスク３に情報を読み書きする場合も共通のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を使用した場合について説明したが、図６に示す光ピックアップ装置１００では、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤを読み書きする場合にそれぞれ別々の専用レンズであるＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用する。
【００５１】
このように、光ディスク３に情報を読み書きする際に、それぞれ別々の専用レンズであるＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用することによって、再生信号であるＲＦ信号の精度を上げることが可能となる。
【００５２】
図６は、このような光ピックアップ装置１００の構成例を示す。なお、図６では光ディスク３としてＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの表面層３０及び各記録層３１Ａ〜３１Ｂを同一紙面に記載しており、３１ＡはＢＤのある記録層を、３１ＢはＤＶＤの記録層を、また、３１ＣはＣＤの記録層を示す。
【００５３】
光ピックアップ装置１００は、図６に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００５４】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を備えて構成される。
【００５５】
そして、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２及び合成素子２４を順次介してＢＤ用互換対物レンズ９０に入射し、このＢＤ用対物レンズ１０１により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット２２Ａを形成する。
【００５６】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して、図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００５７】
一方、第２の光学系は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６、コリメートレンズ２７、切替え分岐光学素子１０２及びＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を備えて構成される。
【００５８】
そして、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、例えば、液晶を使った変更切換え素子などから構成される切替え分岐光学素子１０２を介してＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３に入射し、このＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３により光ディスク３（ＤＶＤ又はＣＤ）の記録層３１Ｂ，３１Ｃ上に集光されて、光スポット３２Ｂ，３２Ｃを形成する。
【００５９】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、切替え分岐光学素子１０２及びコリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、この光検出器によって受光面に入射したレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、光電変換される。
【００６０】
図６との対応部分に同一符号を付した図７は、図６について上述した従来の光ピックアップ装置１００により、記録層とは別にトラックガイド層を有する光ディスク３に情報を読み書きする場合の様子を示す。
【００６１】
以下では、説明を簡単にするため、光ディスク３をＢＤとして説明する。また、以下では、光ピックアップ装置１００が、ＢＤに対して読み書きする場合についてのみ説明するが、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３に切り替えることによって、ＣＤ及びＤＶＤに対してもＢＤに情報を読み書きする場合と同様にして読み書きすることができるものとする。
【００６２】
図６に示すような、記録層３１Ａとは別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置１００は、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。なお、以下では、説明を簡単にするため、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いる場合について説明する。
【００６３】
実際上、上述の光ディスク３（ＢＤ）から情報の読み出しを行うには、まず、レーザ光Ｌ１をＢＤ用半導体レーザ２１より出射させる。レーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を介して光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて光スポット３２Ａを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ用対物レンズ１０１、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ１に基づいて再生信号であるＲＦ信号が生成される。
【００６４】
一方、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、切替え分岐光学素子１０２によって反射され、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を介して光ディスク３（ＢＤ）のトラックガイド層３３上に集光されて、光スポット３２Ｂを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ３は、ＢＤ用対物レンズ１０１、合成素子２４、切替え分岐光学素子１０２、コリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００６５】
ここで、光ピックアップ装置１００において、ＢＤ用対物レンズ１０１は、入射したレーザ光が光ディスク３の表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚さ約0.1〔mm〕の位置で集光するように設計されている。このため、レーザ光Ｌ３もＢＤ用対物レンズ１０１に入射すると光ディスク３の表面層３０から約0.1〔mm〕の位置で集光してしまう。このため、レーザ光Ｌ３を表面層３０からのカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光させるためには、コリメートレンズ２７を矢印１１０に示す光軸方向で移動させることにより焦点距離を変更しなければならない。
【００６６】
従って、カバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上にレーザ光Ｌ３を集光するようにしたことで生じる問題について、図８及び図９を用いて以下に説明する。
【００６７】
図８（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００６８】
図８（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってコリメートレンズ２７の光軸方向移動量がマイナス（−）方向、すなわちＢＤ用対物レンズ１０１から離れる方向に増加する。例えば、カバー層厚Ｔ５が0.3〔mm〕の場合には光軸方向移動量が約−7.5〔mm〕という大きな値となることが分かる。
【００６９】
また、図８（Ｂ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とＢＤ用対物レンズ１０１への入射光収束角度との関係を示す。
【００７０】
図８（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってＢＤ用対物レンズ１０１への入射光発散角度（半角）が増加する。例えば、カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合には入射光発散角度（半角）が約1.7度という大きな値となることが分かる。
【００７１】
さらに、図９は、ＢＤ用対物レンズ１０１のシフト量と３次コマ収差量との関係を示す。
【００７２】
図９に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってＢＤ用対物レンズ１０１のラジアル方向のシフト量が大きくなり、トラックガイド層３３に集光された光スポット３２Ｂに発生する３次コマ収差量が顕著に大きくなる。例えば，カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合にはＢＤ用対物レンズ１０１がラジアル方向に0.3〔mm〕シフトすると約0.06〔λrms〕という大きなコマ収差が発生することが分かる。
【００７３】
上述のようにＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等の光ディスク３を読み書きする場合において対応するそれぞれ別々のＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用した従来の光ピックアップ装置１００がＢＤに対して情報の読出し及び書込みを行うためには、例えばＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３及びＢＤ用対物レンズ１０１を使用してトラッキング誤差信号を検出しなければならない。
【００７４】
この場合、レーザ光Ｌ３は、ＢＤのトラックガイド層上に集光するように調整しなければならず、このため、レーザ光Ｌ３が、大きな発散角度でＢＤ用対物レンズ１０１に入射することが必要となる。従って、コリメートレンズ２７の必要移動量が大きくなり、球面収差補正手段が大型化する。また、ＢＤ用対物レンズ１０１に入射する発散角度が大きくなることで、例えばＢＤ用対物レンズ１０１を少しだけラジアル方向にシフトさせた場合でもトラックガイド層３３での光スポット２２Ｂに大きなコマ収差が発生してしまい、トラッキングサーボ特性や記録再生品質が著しく劣化する。
【００７５】
以上から、この従来の光ピックアップ装置１００では、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等との互換性を持たせた光ピックアップ装置１００を実現するのは困難であることが分かる。
【００７６】
（３）本実施の形態による光ピックアップ装置の構成
次に、図１の光ディスク装置１に搭載された本実施の形態による光ピックアップ装置５を説明について説明する。
【００７７】
光ピックアップ装置５は、図１０に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００７８】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１を備えて構成される。
【００７９】
そして、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１はコリメートレンズ２２及び合成素子２４を順次介してＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１に入射し、このＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光され、光スポット２２Ａを形成する。
【００８０】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を介して、図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００８１】
第２の光学系については、図６について上述した従来の光ピックアップ装置１００と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００８２】
図８との対応部分に同一符号を付して示す図１１は、本実施の形態による光ピックアップ装置５が記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする状態を示す。
【００８３】
図９に示すような記録層３１Ａと別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置５は、ＢＤに対して情報を読み書きするための第１の光学系を用いて再生信号であるＲＦ信号を生成し、さらに、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。なお、本実施の形態による光ピックアップ装置５では、ＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いてトラッキング誤差信号を検出する。また、トラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して読み書きする本実施の形態による光ピックアップ装置５の動作原理については、図７について上述した従来の光ピックアップ装置１００と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
図１２は、本実施の形態に係るＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の構成例を示す。この図１２に示すように、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１は、第１のレンズ１１Ａ及び第２のレンズ１１Ｂの２枚のレンズから構成される。このうち第１のレンズ１１Ａの表面（第１の面）には、矩形状の複数の格子溝が平行に形成されており、この格子溝のピッチの間隔によって入射したレーザ光を波長によって選択し回折させる、波長選択性の回折特性を有している。本実施の形態の場合、かかる第１のレンズの格子溝のピッチは、例えばＤＶＤに情報を読み書きするときに使用される660[mm]帯の波長を有するレーザ光Ｌ３について回折を生じさせ、ＢＤに情報を読み書きするときに使用される405[mm]帯のレーザ光Ｌ１については回折を生じさせないおおきさに選定されている。また、第２のレンズ１１Ｂは、入射したレーザ光を屈折させる屈折特性を有したレンズである。従って、入射したレーザ光Ｌ１は、第１のレンズ１１Ａによって回折されないので、第１のレンズ１１Ａを透過し、さらに、第２のレンズ１１Ｂによって所定の角度で屈折され、光ディスク３の記録層３１Ａ上に集光する。一方、レーザ光Ｌ２，Ｌ３は、第１のレンズ１１Ａによって所定の角度で回折され、さらに、第２のレンズ１１Ｂによって所定の角度で屈折され、光ディスク３のトラックガイド層３３上に集光する。
【００８５】
第１のレンズ１１Ａは、ＢＤ用半導体レーザ２１又はＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ１〜Ｌ３が入射する凸状の第１の面と、第２のレンズと対向する凹状の第２の面とを有し、第２のレンズは、第１のレンズと対向する凸上の第３の面と、光ディスクと対向する凸状の第４の面とを有する。これら第１〜第４の面は、いずれも次式
【数１】
……（１）
により曲面形状が与えられる非球面である。なお、この（１）式において、ｃはそのレンズ面の曲率半径の逆数、ｈは光軸からの距離、Ｋは円錐定数、Ａ４〜Ａ２０はそれぞれ４次〜２０次の非球面定数をそれぞれ示す。
【００８６】
そして本実施の形態の場合、かかる第１〜第４の面の曲率半径は、図１３（Ａ）に示すように、それぞれ4.865〔mm〕、5.575〔mm〕、1.486〔mm〕及び-5.108〔mm〕に選定され、これら第１〜第４の面の円錐定数Ｋ及び４〜２０次の非球面定数は、それぞれ図１３（Ｃ）のように選定されている。
【００８７】
また本実施の形態の場合、第１のレンズ１１Ａの中心厚をＤ１、第１及び第２のレンズ１１Ａ，１１Ｂの中心間の間隔をＤ２、第２のレンズの中心厚をＤ３、第２のレンズ１１Ｂから光ディスク３の表面層３０までの距離をＤ４として、これらＤ１〜Ｄ４がそれぞれ図１３（Ｂ）に示すように、0.5〔mm〕、0.5〔mm〕、2.355〔mm〕及び0.662〔mm〕に選定されている。
【００８８】
ただし、本実施の形態に係るＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１においては、図１４に示すように、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されるレーザ光Ｌ１を第１のレンズによって何も作用されることなく透過させるため、第１及び第２の面の形状は、レーザ光Ｌ１に対しては球面形状を有さない平面状となる。従ってレーザ光Ｌ１に対しては、かかる第１のレンズの第１及び第２の面の曲率半径は、図１４（Ａ）に示すように、無限大となり、また、４〜２０次の非球面定数は、図１４（Ｃ）に示すように、すべて「０」となる。
【００８９】
ここで、本実施の形態にかかるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１を使用した場合に、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにすることで生じる問題が解消出来たか否かについて図１５を用いて以下に説明する。
【００９０】
図１５（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００９１】
図１５（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕から±0.05〔mm〕変動した場合、コリメートレンズ２７の移動量は、約±0.2〔mm〕となり、この値は従来の光ピックアップ装置における図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において説明したコリメートレンズ２７の必要移動量の約２０％に相当し、十分小さな値になっている。従って、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにしても、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コリメートレンズ２７の移動量を小さく抑えることができたといえる。
【００９２】
また、図１５（Ｂ）は、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１のシフト量と、３次コマ収差量との関係を示す。
【００９３】
図１５（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面２０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕から±0.05〔mm〕変動し、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が増加しても発生する３次コマ収差量は0.01〔λrms〕未満となり、非常に小さい値である。これはＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１に入射する発散光角度、収束光角度が図４（Ｂ）及び図８（Ｂ）の場合と比較して十分に小さく、０に近いためである。従って、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにしても、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コマ収差の発生を小さく抑えることができたといえる。
【００９４】
（４）本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態によれば、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３を読み書きする場合において、トラッキング誤差信号検出用のＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するように設計することができ、従来のようにコリメートレンズ２７を移動させることでレーザ光Ｌ３の焦点距離を変更する場合と比べて、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コリメートレンズ２７の移動量を小さくおさえ、さらに、コマ収差の発生を抑えることができる。かくするにつき、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対しても互換性を持たせると共に小型化し得る光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現できる。
【００９５】
（５）他の実施の形態
なお上述の本実施の形態においては、ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を備えた光ピックアップ装置５について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を省略し、ＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ２６をＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯のレーザ光Ｌ３のみを出射するＤＶＤ用半導体レーザに置換えるようにしてもよい。
【００９６】
また、上述の本実施の形態においては、ＢＤに対して読み書きする場合に、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を使用したが、本発明はこれに限らず、例えばＣＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ２をトラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光として使用してもよい。
【００９７】
さらに、上述の本実施の形態においては、記録層にレーザ光を照射し、レーザ光の記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスク３としてＣＤを適用したが、本発明はこれに限らず、例えばＤＶＤを適用するようにしてもよい。
【００９８】
さらに、上述の本実施の形態においては、録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光のトラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスク３としてＢＤを適用したが、本発明はこれに限らず、録層とは別個にトラックガイド層が設けられている光ディスク３に適用するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、上述の本実施の形態においては、第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源として、半導体レーザ光源２１，２６を使用したが、本発明はこれに限らず、レーザ光源は、半導体レーザ光源２１，２６以外のものを使用するようにしてもよい。
【０１００】
第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光として、ＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ３を、また、第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光として、ＢＤ規格に対応した405〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ１を使用したが、本発明はこれに限らず、ＤＶＤ及びＢＤ以外の規格に対応したレーザ光を使用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、例えば記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する光ディスクに対して情報の読み書きを行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１……光ディスク装置、３……光ディスク、５，２０，１００……光ピックアップ装置、１１……ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ、２２，２７……コリメートレンズ、２４……合成素子、２５……ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ、２１……ＢＤ用半導体レーザ、２６……ＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ、１０１……ＢＤ用対物レンズ、１０２……切替え分岐光学素子、１０３……ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ、Ｌ１〜Ｌ３……レーザ光、Ｔ１〜Ｔ５……カバー層厚。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関し、特に、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する光ディスクに対して情報の読み書きを行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル放送の多チャンネル化及びハイビジョン化が進み、これに伴いハイビジョン対応の映像情報機器が普及しつつある。そのため、個人の取扱うデータ量は増加する一方の状況にある。このような状況下で従来のＢＤ（Blu-ray Disc）よりも大容量化を図ったＢＤＸＬ規格（３層で約100GB、４層で約128GBの容量）が策定され、この規格に対応した光ディスク装置が商品化されている。
【０００３】
特許文献１では、さらなる大容量化を目指し、トラックガイド層と複数の記録層とが分離して形成された多層光ディスクが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−５９０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１では、上記多層光ディスクと、従来の光ディスクであるＢＤ（ＢＤＸＬを含む）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)及び又はＣＤ(Compact Disc)との互換性を図ることについては考慮されておらず、そのための技術については何らの開示もない。
【０００６】
また、従来の光ピックアップ装置でトラックガイド層と複数の記録層とが分離して形成された多層光ディスクの情報の読み書きを行う場合、波長の異なる２種類のレーザ光をレーザ光の光軸の中心が一致している状態で共通の対物レンズに入射させ、一方のレーザ光を記録層に集光させるにより情報の読み取り及び書込みを行い、他方のレーザ光をトラックガイド層に集光させることによりトラッキング誤差信号を検出している。しかしながら、このように従来技術によると、トラッキングガイド層上にレーザ光を集光させるために、コリメートレンズの移動量を大きくしなければならず、これにより、球面収差補正手段が大型化してしまうので光ピックアップ装置全体としてサイズが大きくなる問題があった。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する多層光ディスクに対しても互換性を持たせると共に小型化し得ることが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる課題を解決するために本発明においては、記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ピックアップ装置において、前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、前記第２の対物レンズは、前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【０００９】
また、本発明においては、光ディスク装置において、記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ディスク装置において、前記第１及び第２の光ディスクに対し光学的に情報を読み書きする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第１及び第２のレーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置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再生回路と、光ディスクに書き込まれた情報信号を再生する情報信号再生回路とを備え、前記光ピックアップ装置は、前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズとを有し、前記第２の対物レンズは、前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズとを備えるようにした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する多層光ディスクに対しても互換性を持たせると共に小型化することが可能な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態による光ディスク装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図３】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図４】（Ａ）はトラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、トラックガイド層のカバー層厚Ｔ５とＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズへの入射光収束角度との関係を示すグラフである。
【図５】ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【図６】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図７】従来の光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図８】（Ａ）はトラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、トラックガイド層のカバー層厚Ｔ５とＢＤ用対物レンズへの入射光収束角度との関係を示すグラフである。
【図９】ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【図１０】第１の実施の形態による光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図１１】第１の実施の形態による光ピックアップ装置の構成例を示す平面図である。
【図１２】第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズの構造の説明に供する側面図である。
【図１３】（Ａ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズのレンズにおける曲率半径の情報であり、（Ｂ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズを構成する各レンズの中心厚、中心間の間隔及び光ディスクの表面層までの距離の情報であり、（Ｃ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズにおける非球面定数の情報である。
【図１４】（Ａ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズのレンズにおける曲率半径の情報であり、（Ｂ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズを構成する各レンズの中心厚、中心間の間隔及び光ディスクの表面層までの距離の情報であり、（Ｃ）は、第１の実施の形態によるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズにおける非球面定数の情報である。
【図１５】（Ａ）は、トラックガイド層のカバー層厚とコリメートレンズの移動量との関係を示すグラフであり、（Ｂ）は、ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズのシフト量と、３次コマ収差量との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００１３】
（１）本実施の形態による光ディスク装置の構成
図１において、１は全体として本実施の形態による光ディスク装置を示す。この光ディスク装置１は、スピンドルモータ２、スピンドルモータ駆動回路４、光ピックアップ装置５、レーザ点灯回路６、情報信号再生回路７、情報信号出力端子８、サーボ信号再生回路９、対物レンズ駆動制御回路１０、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１、球面収差補正素子駆動回路１２、アクセス制御回路１３、システム制御回路１４、ユーザ入力処理回路１５、ユーザ入力装置１６、表示処理回路１７及び表示装置１８を備えて構成される。
【００１４】
光ディスク３は、円盤状の情報記録体であり、その中心がスピンドルモータ２の回転軸に固定されている。このスピンドルモータ２は、スピンドルモータ駆動回路４によって電力が供給されることにより、回転軸を回転駆動する。
【００１５】
また光ピックアップ装置５は、光ディスク３に対して光学的に情報を記録及び再生する光学部品である。レーザ点灯回路６から光ピックアップ装置５内に組み込まれた後述する半導体レーザに所定のレーザ駆動電流が供給されることで、当該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６は光ピックアップ装置５内に組み込むこともできる。
【００１６】
光ピックアップ装置５の出力信号は、情報信号再生回路７及びサーボ信号再生回路９に送信される。情報信号再生回路７は、情報信号出力端子８と接続されており、この情報信号出力端子８を介して光ピックアップ装置５からの出力信号に基づいて光ディスク３に記録された情報信号であるＲＦ（Radio Frequency）信号を再生する。そして、サーボ信号再生回路９では、光ピックアップ装置５からの出力信号に基づいてフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などのサーボ信号が生成され、これを基に対物レンズ駆動制御回路１０を経て光ピックアップ装置５に搭載されたＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の位置制御がなされる。また、球面収差補正素子駆動回路１２は、この生成されたサーボ信号を基に光ピックアップ装置５に搭載された後述するコリメートレンズを光軸方向へ移動させることによって球面収差を補正する。
【００１７】
さらに光ピックアップ装置５には、光ディスク３のラジアル方向に沿って光ピックアップ装置５を駆動するための機構が設けられており、アクセス制御回路１３からのアクセス信号に応じて位置制御される。
【００１８】
システム制御回路１４は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）及びメモリなどを備えるマイクロコンピュータである。システム制御回路１４には、スピンドルモータ駆動回路４、レーザ点灯回路６、情報信号再生回路７、サーボ信号再生回路９、球面収差補正素子駆動回路１２及びアクセス制御回路１３などが接続され、スピンドルモータ駆動回路４、情報信号再生回路７、サーボ信号再生回路９及びアクセス制御回路１３からの信号に基づいてスピンドルモータ駆動回路４、レーザ点灯回路６、サーボ信号再生回路９、球面収差補正素子駆動回路１２及びアクセス制御回路１３それぞれに制御信号を送信し、光ディスク３を回転させるスピンドルモータ２の回転制御、光ピックアップ装置５の位置制御、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の位置制御、球面収差補正及び光ピックアップ装置５内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。
【００１９】
なお、上述の光ディスク装置１をユーザが制御する場合、ユーザは、ユーザ入力装置１６からユーザ入力処理回路１５に指示することによって制御を行う。その際、光ディスク装置１の処理状態等の表示は表示処理回路１７によって行われ、表示装置１８にその処理状態が表示される。
【００２０】
（２）従来の光ピックアップ装置の構成
続いて、図１の光ディスク装置１に搭載された本実施の形態による光ピックアップ装置５を説明する。これに際し、まず従来の光ピックアップ装置２０の構成について説明する。
【００２１】
図２は、従来の光ピックアップ装置２０の構成例を示す。なお、図２では光ディスク３としてＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの表面層３０及び各記録層３１Ａ〜３１Ｃを同一紙面に記載しており、３１ＡはＢＤのある記録層を、３１ＢはＤＶＤの記録層を、また、３１ＣはＣＤの記録層を示す。図中、Ｔ１は光ディスク３の表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚さを示しており、最大約0.1〔mm〕である。また、Ｔ２は光ディスク３の表面層３０からＤＶＤの記録層３１Ｂまでのカバー層厚さを示しており、約0.6〔mm〕である。Ｔ３は光ディスク３の表面層３０からＣＤの記録層３１Ｃまでのカバー層厚さを示しており、約1.2〔mm〕である。
【００２２】
光ピックアップ装置２０は、図２に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００２３】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を備えて構成される。
【００２４】
ＢＤ用半導体レーザ２１は、ＢＤ規格に対応した405〔nm〕帯の波長を有するレーザ光を発射するレーザダイオードである。このＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２において平行化された後、例えば偏光ビームスプリッタなどから構成される合成素子２４を介してＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射し、このＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット３２Ａを形成する。なお、第１の光学系では、コリメートレンズ２２を矢印２３に示す光軸方向に移動させることで球面収差を補正することができる。
【００２５】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、合成素子２４を介してコリメートレンズ２２に入射し、このコリメートレンズ２２において収束光に変換された後に、図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、この光検出器の受光面に入射したレーザ光Ｌ１は、光検出器により光電変換される。光検出器は、得られた信号を情報信号再生回路７及びサーボ信号再生回路９に送信する。かくして、光検出器からの信号に基づいて、情報信号再生回路７において再生信号であるＲＦ信号が生成され、サーボ信号再生回路９においてサーボ信号であるフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などが生成される。
【００２６】
一方、第２の光学系は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６、コリメートレンズ２７、合成素子２４及びＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を備えて構成される。
【００２７】
ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６は、ＣＤ規格に対応した785〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ２と、ＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ３とを発射可能なレーザダイオードである。このＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、合成素子２４を介してＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射し、このＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＤＶＤ又はＣＤ）の記録層３１Ｂ，３１Ｃ上に集光されて、光スポット３２Ｂ，３２Ｃを形成する。
【００２８】
なお、ＣＤ及びＤＶＤに対して情報の読み書きを行う際には、球面収差の補正をする必要がない。これは、ＢＤでは、ＣＤ及びＤＶＤよりも高開口数の対物レンズを使用して情報の読み書きを行うので、例えば２層以上の記録層を有する光ディスク３に対して情報の読み書きをしようとすると、記録層間のフォーカスジャンプの際に光ディスク３（ＢＤ）の表面層３０からそれぞれの記録層までの厚さの違いによって球面収差が大きく発生してしまうためである。従って、ＢＤでは、記録層間のフォーカスジャンプを行う際は、対物レンズのフォーカシングを行うと同時に球面収差の補正も行わなければならない。また、光ディスク３のカバー層の厚み誤差により生じる球面収差によって適切な情報の読み書きを妨げられるということもある。この球面収差は対物レンズの開口数の４乗に比例して発生する。従ってＢＤと比べて開口数が比較的小さい従来のＣＤやＤＶＤの場合には保護層の厚さの誤差による球面収差の発生量は十分小さいので、特別に球面収差を補正する必要はなくなる。
【００２９】
光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、合成素子２４を介してコリメートレンズ２７に入射する。そしてこのレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において収束光に変換された後に、図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、光検出器の受光面に入射したレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、この光検出器によって光電変換される。
【００３０】
図２との対応部分に同一符号を有した図３は、図２について上述した従来の光ピックアップ装置２０により、記録層とは別にトラックガイド層を有する光ディスク３に情報を読み書きする場合の様子を示す。
【００３１】
なお、図３において、３０は光ディスク３の表面層を、３１Ａは光ディスク３のある記録層を、３３は光ディスク３のトラックガイド層を示す。また、図３中、Ｔ４は光ディスク３の表面層３０から記録層３１Ａまでのカバー層厚さを示し、Ｔ５は光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さを示す。
【００３２】
また、以下では、説明を簡単にするため、光ディスク３をＢＤとして、また、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５を0.3〔mm〕として説明する。さらに、以下では、光ピックアップ装置２０が、ＢＤに対して読み書きする場合についてのみ説明するが、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３に切り替えることによって、ＣＤ及びＤＶＤに対してもＢＤの情報を読み書きする場合と同様にして読み書きすることができるものとする。
【００３３】
図３に示すような記録層３１Ａとは別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置２０は、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。
【００３４】
具体的に、光ピックアップ装置２０は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から出射するレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３を光ディスク３のトラックガイド層３３に照射する。この際、光ピックアップ装置２０は、トラックガイド層３３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３に基づいてトラッキング誤差信号を生成する。なお、以下では、説明を簡単にするため、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いる場合について説明する。
【００３５】
実際上、上述の光ディスク３（ＢＤ）の読み取りを行うには、まず、ＢＤを読み取るためのレーザ光Ｌ１をＢＤ用半導体レーザ２１より出射させる。レーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２を介して合成素子２４に入射され、この合成素子２４によってレーザ光Ｌ３と合成されてＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射する。そして、レーザ光Ｌ１は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット２２Ａを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ１に基づいて再生信号であるＲＦ信号が生成される。
【００３６】
このとき、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６からも、レーザ光Ｌ３が発射され、このレーザ光Ｌ３が、コリメートレンズ２７において平行化された後、合成素子２４よってレーザ光Ｌ１と合成されてＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射する。そして、レーザ光Ｌ３は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を介して光ディスク３（ＢＤ）のトラックガイド層３３上に集光されて、光スポット２２Ｂを形成し、そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ３は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５、合成素子２４及びコリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ３に基づいてサーボ信号であるフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号などが生成される。なお、第２の光学系では、コリメートレンズ２７を矢印２８に示す光軸方向に移動させることで球面収差を補正することができる。
【００３７】
ここで、光ピックアップ装置２０において、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ３が光ディスク３の表面層３０からＤＶＤの記録層３１Ｂまでのカバー層厚さ約0.6〔mm〕の位置で集光し、光スポット３２Ｂを形成するように設計されている。このため、レーザ光Ｌ３を表面層３０からのカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光させるためには、コリメートレンズ２７を矢印２８に示す光軸方向で移動させることにより焦点距離を変更しなければならない。
【００３８】
従って、カバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上にレーザ光Ｌ３を集光するようにしたことで生じる問題について、図４及び図５を用いて以下に説明する。
【００３９】
図４（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００４０】
図４（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってコリメートレンズ２７の光軸方向移動量がプラス（＋）方向、すなわちＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に向かう方向に増加する。例えば、カバー層厚Ｔ５が0.3〔mm〕の場合には光軸方向移動量が約13〔mm〕という大きな値となることが分かる。
【００４１】
また、図４（Ｂ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５への入射光収束角度との関係を示す。
【００４２】
図４（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってレーザ光Ｌ３のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５への入射光収束角度（半角）が増加する。例えば、カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合には入射光収束角度（半角）が約1.8度という大きな値となることが分かる。
【００４３】
さらに、図５は、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５のシフト量と３次コマ収差量との関係を示す。
【００４４】
図５に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚Ｔ５が光ディスク３（ＤＶＤ）の表面層３０から光ディスク３（ＤＶＤ）の記録層３１Ｂまでのカバー層厚Ｔ２である約0.6〔mm〕から小さくなるに従ってＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５のラジアル方向のシフト量が大きくなり、トラックガイド層３３に集光された光スポット３２Ｂに発生する３次コマ収差量が顕著に大きくなる。例えば，カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合にはＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５がラジアル方向に0.3〔mm〕シフトすると約0.07〔λrms〕という大きなコマ収差が発生することが分かる。
【００４５】
上述のようにＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのどの光ディスクを読み書きする場合も、共通のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を使用した従来の光ピックアップ装置２０がＢＤに対して情報の読み書きを行うためには、例えばＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出しなければならない。
【００４６】
この場合、ＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするレーザ光Ｌ３は、ＢＤのトラックガイド層３３上に集光するように調整しなければならず、このため、レーザ光Ｌ３が、大きな収束角度でＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射することが必要となる。従って、コリメートレンズ２７の必要移動量が大きくなり、球面収差補正手段が大型化する。また、ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５に入射するレーザ光Ｌ３の収束角度が大きくなることで、例えばＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を少しだけラジアル方向にシフトさせた場合でもトラックガイド層３３での光スポット２２Ｂに大きなコマ収差が発生してしまい、トラッキングサーボ特性や記録再生品質が著しく劣化する。
【００４７】
以上から、この従来の光ピックアップ装置２０では、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等との互換性を持たせた光ピックアップ装置２０を実現するのは困難であることが分かる。
【００４８】
続いて、図６〜図９を用いて、図２〜図５で説明した光ピックアップ装置２０と構成の異なる光ピックアップ装置１００のもう１つの構成例について説明する。
【００４９】
図６に示す光ピックアップ装置１００は、ＢＤ用対物レンズ１０１とＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３との２つの対物レンズを用いることによって光ディスク３に対する情報の読み書きを行うことが異なる点を除いて図２に示した光ピックアップ装置と同様に構成されている。
【００５０】
実際上、図２に示した光ピックアップ装置２０において、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのいずれの光ディスク３に情報を読み書きする場合も共通のＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ２５を使用した場合について説明したが、図６に示す光ピックアップ装置１００では、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤを読み書きする場合にそれぞれ別々の専用レンズであるＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用する。
【００５１】
このように、光ディスク３に情報を読み書きする際に、それぞれ別々の専用レンズであるＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用することによって、再生信号であるＲＦ信号の精度を上げることが可能となる。
【００５２】
図６は、このような光ピックアップ装置１００の構成例を示す。なお、図６では光ディスク３としてＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの表面層３０及び各記録層３１Ａ〜３１Ｂを同一紙面に記載しており、３１ＡはＢＤのある記録層を、３１ＢはＤＶＤの記録層を、また、３１ＣはＣＤの記録層を示す。
【００５３】
光ピックアップ装置１００は、図６に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００５４】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を備えて構成される。
【００５５】
そして、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２及び合成素子２４を順次介してＢＤ用互換対物レンズ９０に入射し、このＢＤ用対物レンズ１０１により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて、光スポット２２Ａを形成する。
【００５６】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して、図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００５７】
一方、第２の光学系は、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６、コリメートレンズ２７、切替え分岐光学素子１０２及びＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を備えて構成される。
【００５８】
そして、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、例えば、液晶を使った変更切換え素子などから構成される切替え分岐光学素子１０２を介してＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３に入射し、このＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３により光ディスク３（ＤＶＤ又はＣＤ）の記録層３１Ｂ，３１Ｃ上に集光されて、光スポット３２Ｂ，３２Ｃを形成する。
【００５９】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、切替え分岐光学素子１０２及びコリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、この光検出器によって受光面に入射したレーザ光Ｌ２，Ｌ３は、光電変換される。
【００６０】
図６との対応部分に同一符号を付した図７は、図６について上述した従来の光ピックアップ装置１００により、記録層とは別にトラックガイド層を有する光ディスク３に情報を読み書きする場合の様子を示す。
【００６１】
以下では、説明を簡単にするため、光ディスク３をＢＤとして説明する。また、以下では、光ピックアップ装置１００が、ＢＤに対して読み書きする場合についてのみ説明するが、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ２又はレーザ光Ｌ３に切り替えることによって、ＣＤ及びＤＶＤに対してもＢＤに情報を読み書きする場合と同様にして読み書きすることができるものとする。
【００６２】
図６に示すような、記録層３１Ａとは別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置１００は、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。なお、以下では、説明を簡単にするため、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いる場合について説明する。
【００６３】
実際上、上述の光ディスク３（ＢＤ）から情報の読み出しを行うには、まず、レーザ光Ｌ１をＢＤ用半導体レーザ２１より出射させる。レーザ光Ｌ１は、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を介して光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光されて光スポット３２Ａを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ用対物レンズ１０１、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。そして、このレーザ光Ｌ１に基づいて再生信号であるＲＦ信号が生成される。
【００６４】
一方、ＤＶＤ/ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ３は、コリメートレンズ２７において平行化された後、切替え分岐光学素子１０２によって反射され、合成素子２４及びＢＤ用対物レンズ１０１を介して光ディスク３（ＢＤ）のトラックガイド層３３上に集光されて、光スポット３２Ｂを形成する。そして、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ３は、ＢＤ用対物レンズ１０１、合成素子２４、切替え分岐光学素子１０２、コリメートレンズ２７を順次介して図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００６５】
ここで、光ピックアップ装置１００において、ＢＤ用対物レンズ１０１は、入射したレーザ光が光ディスク３の表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚さ約0.1〔mm〕の位置で集光するように設計されている。このため、レーザ光Ｌ３もＢＤ用対物レンズ１０１に入射すると光ディスク３の表面層３０から約0.1〔mm〕の位置で集光してしまう。このため、レーザ光Ｌ３を表面層３０からのカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光させるためには、コリメートレンズ２７を矢印１１０に示す光軸方向で移動させることにより焦点距離を変更しなければならない。
【００６６】
従って、カバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上にレーザ光Ｌ３を集光するようにしたことで生じる問題について、図８及び図９を用いて以下に説明する。
【００６７】
図８（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００６８】
図８（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってコリメートレンズ２７の光軸方向移動量がマイナス（−）方向、すなわちＢＤ用対物レンズ１０１から離れる方向に増加する。例えば、カバー層厚Ｔ５が0.3〔mm〕の場合には光軸方向移動量が約−7.5〔mm〕という大きな値となることが分かる。
【００６９】
また、図８（Ｂ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とＢＤ用対物レンズ１０１への入射光収束角度との関係を示す。
【００７０】
図８（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってＢＤ用対物レンズ１０１への入射光発散角度（半角）が増加する。例えば、カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合には入射光発散角度（半角）が約1.7度という大きな値となることが分かる。
【００７１】
さらに、図９は、ＢＤ用対物レンズ１０１のシフト量と３次コマ収差量との関係を示す。
【００７２】
図９に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５がＢＤの表面層３０からＢＤの記録層３１Ａまでのカバー層厚Ｔ１である約0.1〔mm〕から大きくなるに従ってＢＤ用対物レンズ１０１のラジアル方向のシフト量が大きくなり、トラックガイド層３３に集光された光スポット３２Ｂに発生する３次コマ収差量が顕著に大きくなる。例えば，カバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕の場合にはＢＤ用対物レンズ１０１がラジアル方向に0.3〔mm〕シフトすると約0.06〔λrms〕という大きなコマ収差が発生することが分かる。
【００７３】
上述のようにＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等の光ディスク３を読み書きする場合において対応するそれぞれ別々のＢＤ用対物レンズ１０１又はＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を使用した従来の光ピックアップ装置１００がＢＤに対して情報の読出し及び書込みを行うためには、例えばＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３及びＢＤ用対物レンズ１０１を使用してトラッキング誤差信号を検出しなければならない。
【００７４】
この場合、レーザ光Ｌ３は、ＢＤのトラックガイド層上に集光するように調整しなければならず、このため、レーザ光Ｌ３が、大きな発散角度でＢＤ用対物レンズ１０１に入射することが必要となる。従って、コリメートレンズ２７の必要移動量が大きくなり、球面収差補正手段が大型化する。また、ＢＤ用対物レンズ１０１に入射する発散角度が大きくなることで、例えばＢＤ用対物レンズ１０１を少しだけラジアル方向にシフトさせた場合でもトラックガイド層３３での光スポット２２Ｂに大きなコマ収差が発生してしまい、トラッキングサーボ特性や記録再生品質が著しく劣化する。
【００７５】
以上から、この従来の光ピックアップ装置１００では、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤ等との互換性を持たせた光ピックアップ装置１００を実現するのは困難であることが分かる。
【００７６】
（３）本実施の形態による光ピックアップ装置の構成
次に、図１の光ディスク装置１に搭載された本実施の形態による光ピックアップ装置５を説明について説明する。
【００７７】
光ピックアップ装置５は、図１０に示すように、ＢＤに対して情報を光学的に読み書きするための第１の光学系と、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系とを備える。
【００７８】
このうち、第１の光学系は、ＢＤ用半導体レーザ２１、コリメートレンズ２２、合成素子２４及びＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１を備えて構成される。
【００７９】
そして、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されたレーザ光Ｌ１はコリメートレンズ２２及び合成素子２４を順次介してＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１に入射し、このＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１により光ディスク３（ＢＤ）の記録層３１Ａ上に集光され、光スポット２２Ａを形成する。
【００８０】
また、光ディスク３を反射した反射光であるレーザ光Ｌ１は、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１、合成素子２４及びコリメートレンズ２２を介して、図示しない光検出器の受光面上に集光される。
【００８１】
第２の光学系については、図６について上述した従来の光ピックアップ装置１００と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
【００８２】
図８との対応部分に同一符号を付して示す図１１は、本実施の形態による光ピックアップ装置５が記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする状態を示す。
【００８３】
図９に示すような記録層３１Ａと別にトラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して情報を読み書きする場合、光ピックアップ装置５は、ＢＤに対して情報を読み書きするための第１の光学系を用いて再生信号であるＲＦ信号を生成し、さらに、ＣＤ又はＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするための第２の光学系を用いてトラッキング誤差信号を検出する。なお、本実施の形態による光ピックアップ装置５では、ＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を用いてトラッキング誤差信号を検出する。また、トラックガイド層３３を有する光ディスク３に対して読み書きする本実施の形態による光ピックアップ装置５の動作原理については、図７について上述した従来の光ピックアップ装置１００と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００８４】
図１２は、本実施の形態に係るＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１の構成例を示す。この図１２に示すように、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１は、第１のレンズ１１Ａ及び第２のレンズ１１Ｂの２枚のレンズから構成される。このうち第１のレンズ１１Ａの表面（第１の面）には、矩形状の複数の格子溝が平行に形成されており、この格子溝のピッチの間隔によって入射したレーザ光を波長によって選択し回折させる、波長選択性の回折特性を有している。本実施の形態の場合、かかる第１のレンズの格子溝のピッチは、例えばＤＶＤに情報を読み書きするときに使用される660[mm]帯の波長を有するレーザ光Ｌ３について回折を生じさせ、ＢＤに情報を読み書きするときに使用される405[mm]帯のレーザ光Ｌ１については回折を生じさせないおおきさに選定されている。また、第２のレンズ１１Ｂは、入射したレーザ光を屈折させる屈折特性を有したレンズである。従って、入射したレーザ光Ｌ１は、第１のレンズ１１Ａによって回折されないので、第１のレンズ１１Ａを透過し、さらに、第２のレンズ１１Ｂによって所定の角度で屈折され、光ディスク３の記録層３１Ａ上に集光する。一方、レーザ光Ｌ２，Ｌ３は、第１のレンズ１１Ａによって所定の角度で回折され、さらに、第２のレンズ１１Ｂによって所定の角度で屈折され、光ディスク３のトラックガイド層３３上に集光する。
【００８５】
第１のレンズ１１Ａは、ＢＤ用半導体レーザ２１又はＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ２６から発射されたレーザ光Ｌ１〜Ｌ３が入射する凸状の第１の面と、第２のレンズと対向する凹状の第２の面とを有し、第２のレンズは、第１のレンズと対向する凸上の第３の面と、光ディスクと対向する凸状の第４の面とを有する。これら第１〜第４の面は、いずれも次式
【数１】
……（１）
により曲面形状が与えられる非球面である。なお、この（１）式において、ｃはそのレンズ面の曲率半径の逆数、ｈは光軸からの距離、Ｋは円錐定数、Ａ４〜Ａ２０はそれぞれ４次〜２０次の非球面定数をそれぞれ示す。
【００８６】
そして本実施の形態の場合、かかる第１〜第４の面の曲率半径は、図１３（Ａ）に示すように、それぞれ4.865〔mm〕、5.575〔mm〕、1.486〔mm〕及び-5.108〔mm〕に選定され、これら第１〜第４の面の円錐定数Ｋ及び４〜２０次の非球面定数は、それぞれ図１３（Ｃ）のように選定されている。
【００８７】
また本実施の形態の場合、第１のレンズ１１Ａの中心厚をＤ１、第１及び第２のレンズ１１Ａ，１１Ｂの中心間の間隔をＤ２、第２のレンズの中心厚をＤ３、第２のレンズ１１Ｂから光ディスク３の表面層３０までの距離をＤ４として、これらＤ１〜Ｄ４がそれぞれ図１３（Ｂ）に示すように、0.5〔mm〕、0.5〔mm〕、2.355〔mm〕及び0.662〔mm〕に選定されている。
【００８８】
ただし、本実施の形態に係るＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１においては、図１４に示すように、ＢＤ用半導体レーザ２１から発射されるレーザ光Ｌ１を第１のレンズによって何も作用されることなく透過させるため、第１及び第２の面の形状は、レーザ光Ｌ１に対しては球面形状を有さない平面状となる。従ってレーザ光Ｌ１に対しては、かかる第１のレンズの第１及び第２の面の曲率半径は、図１４（Ａ）に示すように、無限大となり、また、４〜２０次の非球面定数は、図１４（Ｃ）に示すように、すべて「０」となる。
【００８９】
ここで、本実施の形態にかかるＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１を使用した場合に、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにすることで生じる問題が解消出来たか否かについて図１５を用いて以下に説明する。
【００９０】
図１５（Ａ）は、トラックガイド層３３のカバー層厚Ｔ５とコリメートレンズ２７の移動量との関係を示す。
【００９１】
図１５（Ａ）に示すように、光ディスク３の表面層３０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕から±0.05〔mm〕変動した場合、コリメートレンズ２７の移動量は、約±0.2〔mm〕となり、この値は従来の光ピックアップ装置における図４（Ａ）及び図４（Ｂ）において説明したコリメートレンズ２７の必要移動量の約２０％に相当し、十分小さな値になっている。従って、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにしても、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コリメートレンズ２７の移動量を小さく抑えることができたといえる。
【００９２】
また、図１５（Ｂ）は、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１のシフト量と、３次コマ収差量との関係を示す。
【００９３】
図１５（Ｂ）に示すように、光ディスク３の表面２０からトラックガイド層３３までのカバー層厚さＴ５が0.3〔mm〕から±0.05〔mm〕変動し、ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１のラジアル方向のシフト量が増加しても発生する３次コマ収差量は0.01〔λrms〕未満となり、非常に小さい値である。これはＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ１１に入射する発散光角度、収束光角度が図４（Ｂ）及び図８（Ｂ）の場合と比較して十分に小さく、０に近いためである。従って、レーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するようにしても、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コマ収差の発生を小さく抑えることができたといえる。
【００９４】
（４）本実施の形態の効果
以上のように、本実施の形態によれば、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３を読み書きする場合において、トラッキング誤差信号検出用のＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３をカバー層厚が0.3〔mm〕であるトラックガイド層３３上で集光するように設計することができ、従来のようにコリメートレンズ２７を移動させることでレーザ光Ｌ３の焦点距離を変更する場合と比べて、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置５では、コリメートレンズ２７の移動量を小さくおさえ、さらに、コマ収差の発生を抑えることができる。かくするにつき、記録層と別にトラックガイド層を有する光ディスク３に対しても互換性を持たせると共に小型化し得る光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現できる。
【００９５】
（５）他の実施の形態
なお上述の本実施の形態においては、ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を備えた光ピックアップ装置５について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ１０３を省略し、ＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ２６をＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯のレーザ光Ｌ３のみを出射するＤＶＤ用半導体レーザに置換えるようにしてもよい。
【００９６】
また、上述の本実施の形態においては、ＢＤに対して読み書きする場合に、トラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光としてＤＶＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ３を使用したが、本発明はこれに限らず、例えばＣＤに対して情報を光学的に読み書きするためのレーザ光Ｌ２をトラッキング誤差信号を検出するためのレーザ光として使用してもよい。
【００９７】
さらに、上述の本実施の形態においては、記録層にレーザ光を照射し、レーザ光の記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスク３としてＣＤを適用したが、本発明はこれに限らず、例えばＤＶＤを適用するようにしてもよい。
【００９８】
さらに、上述の本実施の形態においては、録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光のトラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスク３としてＢＤを適用したが、本発明はこれに限らず、録層とは別個にトラックガイド層が設けられている光ディスク３に適用するようにしてもよい。
【００９９】
さらに、上述の本実施の形態においては、第１のレーザ光源及び第２のレーザ光源として、半導体レーザ光源２１，２６を使用したが、本発明はこれに限らず、レーザ光源は、半導体レーザ光源２１，２６以外のものを使用するようにしてもよい。
【０１００】
第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光として、ＤＶＤ規格に対応した660〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ３を、また、第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光として、ＢＤ規格に対応した405〔nm〕帯の波長を有するレーザ光Ｌ１を使用したが、本発明はこれに限らず、ＤＶＤ及びＢＤ以外の規格に対応したレーザ光を使用するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、例えば記録層とは別に設けられたトラックガイド層を有する光ディスクに対して情報の読み書きを行う光ピックアップ装置及び光ディスク装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１……光ディスク装置、３……光ディスク、５，２０，１００……光ピックアップ装置、１１……ＢＤ／トラックガイド層互換対物レンズ、２２，２７……コリメートレンズ、２４……合成素子、２５……ＢＤ/ＤＶＤ/ＣＤ互換対物レンズ、２１……ＢＤ用半導体レーザ、２６……ＤＶＤ／ＣＤ互換半導体レーザ、１０１……ＢＤ用対物レンズ、１０２……切替え分岐光学素子、１０３……ＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズ、Ｌ１〜Ｌ３……レーザ光、Ｔ１〜Ｔ５……カバー層厚。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ピックアップ装置において、
前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、
前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、
前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、
前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズと
を有し、
前記第２の対物レンズは、
前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、
前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズと
を備える
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第２のレーザ光源から発射された前記第２のレーザ光を前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光と合成する合成素子を備え、
前記合成素子により合成された前記第１及び第２のレーザ光が前記第２の対物レンズに入射される
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１の対物レンズにおける前記第１のレンズは、
第１及び第２のレーザ光が入射する凸状の第１の面と、
前記第２のレンズと対向する凹状の第２の面と
を有し、
前記第１の対物レンズにおける前記第２のレンズは、
第１及び第２のレーザ光が入射し、第１のレンズと対向する凸状の第３の面と、
前記第１及び第２の光ディスクと対向する凹状の第４の面とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第２のレーザ光の前記第２の波長は、
前記第１のレーザ光の前記第１の波長よりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１の光ディスクは、
ＢＤ（Blu-ray Disc）であり、前記第２の光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）又はＤＶＤ（Digital Versatile Disk）である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ディスク装置において、
前記第１及び第２の光ディスクに対し光学的に情報を読み書きする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第１及び第２のレーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置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再生回路と、
光ディスクに書き込まれた情報信号を再生する情報信号再生回路と
を備え、
前記光ピックアップ装置は、
前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、
前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、
前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、
前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズと
を有し、
前記第２の対物レンズは、
前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、
前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズと
を備える
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１】
記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ピックアップ装置において、
前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、
前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、
前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、
前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズと
を有し、
前記第２の対物レンズは、
前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、
前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズと
を備える
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記第２のレーザ光源から発射された前記第２のレーザ光を前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光と合成する合成素子を備え、
前記合成素子により合成された前記第１及び第２のレーザ光が前記第２の対物レンズに入射される
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第１の対物レンズにおける前記第１のレンズは、
第１及び第２のレーザ光が入射する凸状の第１の面と、
前記第２のレンズと対向する凹状の第２の面と
を有し、
前記第１の対物レンズにおける前記第２のレンズは、
第１及び第２のレーザ光が入射し、第１のレンズと対向する凸状の第３の面と、
前記第１及び第２の光ディスクと対向する凹状の第４の面とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第２のレーザ光の前記第２の波長は、
前記第１のレーザ光の前記第１の波長よりも長い
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１の光ディスクは、
ＢＤ（Blu-ray Disc）であり、前記第２の光ディスクは、ＣＤ（Compact Disc）又はＤＶＤ（Digital Versatile Disk）である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
記録層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記記録層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第１の光ディスクと、記録層とは別個にトラックガイド層が設けられ、当該トラックガイド層にレーザ光を照射し、当該レーザ光の前記トラックガイド層における反射光に基づいてトラッキング制御を行う第２の光ディスクとの双方に対応した光ディスク装置において、
前記第１及び第２の光ディスクに対し光学的に情報を読み書きする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第１及び第２のレーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置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再生回路と、
光ディスクに書き込まれた情報信号を再生する情報信号再生回路と
を備え、
前記光ピックアップ装置は、
前記第１の光ディスクの規格に応じた第１の波長の第１のレーザ光を発射する第１のレーザ光源と、
前記第１の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光源から発射された前記第１のレーザ光を前記第１の光ディスクの前記記録層に集光する第１の対物レンズと、
前記第２の光ディスクの規格に応じた第２の波長の第２のレーザ光を発射する第２のレーザ光源と、
前記第２の光ディスクの記録再生時に、前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光し、前記第２のレーザ光を当該第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２の対物レンズと
を有し、
前記第２の対物レンズは、
前記第１のレーザ光は回折させ、前記第２のレーザ光は回折させない波長選択性の回折特性を有する第１のレンズと、
前記第１のレンズにおいて回折された前記第１のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記トラックガイド層に集光すると共に、前記第１のレンズを透過した前記第２のレーザ光を前記第２の光ディスクの前記記録層に集光する第２のレンズと
を備える
ことを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１２２６３（Ｐ２０１３−１２２６３Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３２１７（Ｐ２０１１−１４３２１７）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００１５３５３５）株式会社日立メディアエレクトロニクス (452)
【Ｆターム（参考）】
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