説明

光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置

【課題】光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置を提供する。
【解決手段】回折格子付きミラー5は、青紫レーザ光源1から出射された青紫レーザ光が入射する第1の面5aと、第1の面5aに対向する第2の面5bとを含み、第1の面5aと第2の面5bとは互いに平行であり、第1の面5aには、青紫レーザ光を、所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第2の面5bには、青紫レーザ光に対する反射率R1が、0.01より小さい反射防止膜が形成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、当該光ディスク装置を具備した情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドは、特に記録に際して光源から出射されるレーザ光の出力をより正確にコントロールするために、光源から出射されたレーザ光の一部を検出するフロントモニタセンサを備えている。このフロントモニタセンサにおける検出信号がAPC(Auto Power Control:自動パワーコントロール)信号となる。APC信号は、光源の出力を制御する制御部にフィードバックされる。APC信号は、情報の記録及び/又は再生に必要な適正なパワーが得られるよう、光源の出力を制御するのに用いられる。
【0003】
しかしながら、光源から出射されたレーザ光が例えばコリメートレンズ等によって平行光に変換される場合、平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーで透過又は反射された後にフロントモニタセンサへ向かうレーザ光の光軸と、平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーにおいて内部反射された後にフロントモニタセンサへ向かうレーザ光の光軸とが、互いに平行となって干渉が起こる。その結果、フロントモニタセンサにおけるAPC信号が光源の出力に対して正確に比例しなくなる。
【0004】
図17は、従来の平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。例えば、図17に示すように、コリメートレンズの有効領域内から出射された平行光P1は、平板型ビームスプリッタ105に入射する。このとき、平行光P1は、第1の面105aで反射された反射光Rと、第1の面105aと第2の面105bとを透過してフロントモニタセンサに向かう透過光T1とに分割される。ここで、コリメートレンズの別の有効領域内から出射された平行光P2は、第1の面105aを透過した後、第2の面105bで反射される。さらに、第2の面105bで反射した平行光P2は、第1の面105aで反射した後、第2の面105bを透過して、透過光T2として出射される。
【0005】
ここで、平行光P1の光軸と平行光P2の光軸とが互いに平行であり、かつ、平板型ビームスプリッタ105の第1の面105aと第2の面105bとが互いに平行であると、透過光T1の光軸と透過光T2の光軸とが互いに平行となり、フロントモニタセンサの有効領域内で干渉を引き起こす。このため、光源の出力を線形的に変化させたとしても、フロントモニタセンサで検出されて電気信号に変換されたAPC信号は線形的に変化しなくなる。
【0006】
以上のように、光入射面と光出射面とが平行である平板型ビームスプリッタ又は平板型反射ミラーに平行光を入射させるような光学構成においては、光源の出力を正確にコントロールすることが困難となる。
【0007】
そこで、特許文献1には、平板型ビームスプリッタに収束光又は発散光が入射するような光学構成とすることで、平板型ビームスプリッタでの内部反射によるレーザ光の干渉を抑制する光ピックアップが示されている。また、特許文献1には、くさび型ビームスプリッタを用いることで、ビームスプリッタでの内部反射によるレーザ光の干渉を抑制する光ピックアップが示されている。
【0008】
特許文献1に示された従来の光ピックアップについて、図18を用いて説明する。図18は、従来の光ピックアップの概略構成を示す図である。
【0009】
図18において、光ピックアップ150は、それぞれ波長の異なる光を出射する第1及び第2の光源110,120、平板型ビームスプリッタ125、第1及び第2の光源110,120と平板型ビームスプリッタ125との間に配された第1及び第2のコリメートレンズ114,124、フロントモニタセンサ126、ミラー127及び対物レンズ129で構成される。
【0010】
従来の光ピックアップ150において、フロントモニタセンサ126は、APC信号の検出に用いられる。この場合、第1のコリメートレンズ114は、第1の光源110から発散光として出射されるレーザ光を、収束光又は発散光に変換するように配置されている。すなわち、第1のコリメートレンズ114は、第1の光源110から出射されるレーザ光を平行光に変える位置よりも、第1の光源110に近づく位置へ、あるいは、第1の光源110から遠ざかる位置へ移動させた状態で配置されている。
【0011】
例えば、第1のコリメートレンズ114により第1の光源110から出射されたレーザ光を発散光に変換する場合について、図19を用いて説明する。図19は、図18に示す従来の光ピックアップの平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【0012】
図19において、平板型ビームスプリッタ125は、第1の光源110から出射されたレーザ光が入射する第1の面125aと、第1の面125aに対向する第2の面125bとを含む。第1のコリメートレンズ114の有効領域内から出射された発散光Q3は、平板型ビームスプリッタ125に入射する。このとき、発散光Q3は第1の面125aで反射された反射光Rと、第1の面125aと第2の面125bとを透過してフロントモニタセンサ126に向かう透過光T3とに分割される。ここで、第1のコリメートレンズ114の別の有効領域内から出射された発散光Q4は、第1の面125aを透過した後、第2の面125bで反射される。さらに、第2の面125bで反射した発散光Q4は、第1の面125aで反射した後、第2の面125bを透過して、透過光T4として出射される。
【0013】
ここで、発散光Q3と発散光Q4とは、第1のコリメートレンズ114の異なる有効領域から出射されているので、発散光Q3の光軸と発散光Q4の光軸とは平行にならない。従って、平板型ビームスプリッタ125の第1の面125aと第2の面125bとが互いに平行であっても、透過光T3の光軸と透過光T4の光軸とは平行にならない。
【0014】
以上のように、第1の光源110と第1のコリメートレンズ114との間隔が、第1のコリメートレンズ114の焦点距離よりも短くなるようにコリメートレンズ114が配置されることにより、平板型ビームスプリッタ125へ向かうレーザ光は発散光となり、フロントモニタセンサ126は、第1の光源110から出射されたレーザ光を受光するように配置される。このとき、平板型ビームスプリッタ125を透過してフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光の光軸と、平板型ビームスプリッタ125において2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光の光軸とは、互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ126の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができる。
【0015】
このような従来の光ピックアップでは、フロントモニタセンサ126によって、第1の光源110の光量に正確に比例するAPC信号を生成することができる。このAPC信号を第1の光源110を駆動する制御部にフィードバックして第1の光源110の出力を制御すれば、線形性を有する記録パワーでレーザ光を出射させることができる。そのため、光ディスクに情報を記録する際、出射されるレーザ光が所望の記録パワーを有するように第1の光源110を正確に制御することができる。
【0016】
一方、第2のコリメートレンズ124は、第2の光源120から発散光として出射されるレーザ光を、発散光又は収束光に変換するように配置される。そのため、フロントモニタセンサ126は、第2の光源120についても、出射されるレーザ光が所望の記録パワーを有するように正確に制御することができる。
【0017】
次に、特許文献1に示されたくさび型ビームスプリッタを備えた従来の光ピックアップについて説明する。くさび型ビームスプリッタを備えた光ピックアップは、図18に示した光ピックアップ150の平板型ビームスプリッタ125に替えてくさび型ビームスプリッタ145を備えた点に特徴がある。
【0018】
図20は、従来の光ピックアップのくさび型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。くさび型ビームスプリッタ145は、図20に示すように、第1の面145aと第2の面145bとが互いに所定の角度をなしている。なお、第1のコリメートレンズ114及び/又は第2のコリメートレンズ124は、第1の光源110及び第2の光源120から発散光として出射されたレーザ光を、平行光に変えるように配置されている。くさび型ビームスプリッタ145は、2回以上の内部反射が原因となってフロントモニタセンサ126の有効領域内において干渉が起こらないように、第1の面145aと第2の面145bとがなす角度が決定される。
【0019】
図20において、第1のコリメートレンズ114の有効領域内から出射された平行光P5は、くさび型ビームスプリッタ145に入射する。このとき、平行光P5は、第1の面145aで反射された反射光Rと、第1の面145aと第2の面145bとを透過してフロントモニタセンサ126に向かう透過光T5とに分割される。第1のコリメートレンズ114の別の有効領域内から出射された平行光P6は、第1の面145aを透過した後、第2の面145bで反射される。さらに、第2の面145bで反射された平行光P6は、第1の面145aで反射した後、第2の面145bを透過して、透過光T6として出射される。
【0020】
ここで、平行光P5の光軸と平行光P6の光軸とは互いに平行であるが、くさび型ビームスプリッタ145の第1の面145aと第2の面145bとが所定の角度をなしているので、透過光T5の光軸と透過光T6の光軸とは平行にならない。
【0021】
以上のように、光入射面と光出射面とが所定の角度をなす、くさび型ビームスプリッタ145が用いられることで、第1の光源110から出射されてくさび型ビームスプリッタ145を透過した後にフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光と、くさび型ビームスプリッタ145において少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光とは互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ126の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制し、第1の光源110の光量に正確に比例するAPC信号を生成することができ、第1の光源110の光出力を正確にコントロールすることが可能になる。
【0022】
また、くさび型ビームスプリッタ145が用いられることにより、第2の光源120から出射されてくさび型ビームスプリッタ145において1回だけ内部反射された後にフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光と、くさび型ビームスプリッタ145において少なくとも3回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ126へ向かうレーザ光とは互いに平行にならない。従って、フロントモニタセンサ126の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制し、第2の光源120の光量に正確に比例するAPC信号を生成することができ、第2の光源120の光出力を正確にコントロールすることが可能になる。
【0023】
ところで、青紫半導体レーザの実用化に伴い、CD(Compact Disc)及びDVD(Digital Versatile Disc)と同じ大きさで、高密度かつ大容量の光情報記録媒体(以下、光ディスクとも言う)であるBlu−ray Disc(以下、BDとする)が実用化されている。このBDは、波長400nm程度の青紫光を出射する青紫レーザ光源と、開口数(Numerical Aperture:NA)が約0.85である対物レンズとを用いて、光透過層の厚さが約0.1mmの情報記録面に対して情報を記録又は再生する光ディスクである。
【0024】
BD等の高密度の光ディスクにおいては、複数の情報記録面に対して情報を記録又は再生することになるが、情報記録面毎に光透過層の厚さが異なるため、対物レンズの最適光透過層厚からずれた情報記録面では、最適光透過層厚から情報記録面までの距離に応じて3次球面収差が発生する。なお、対物レンズの最適光透過層厚とは、対物レンズに平行光が入射した時に3次球面収差が最小となる光透過層の厚さを意味する。レーザ光の波長が400nm、対物レンズのNAが0.85である場合、光透過層の厚さずれ10μmに対して、約100mλの3次球面収差が発生する。そのため、このような光ディスク用の光学ヘッドは、一般的に3次球面収差を補正する手段を備えている。
【0025】
例えば、特許文献2には、コリメートレンズをコリメートレンズ用アクチュエータに搭載し、光透過層の厚さずれに起因する3次球面収差を打ち消すように、光源と対物レンズとの間に配置されたコリメートレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズに入射するレーザ光の発散角又は収束角を変化させる光学ヘッドが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0026】
【特許文献1】特開2004−5944号公報
【特許文献2】特開平11−259906号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0027】
BDでは、光透過層の厚さが100μmの単一の情報記録面を備えた単層ディスクと、光透過層の厚さが100μmと75μmとの2つの情報記録面を備えた2層ディスクとが実用化されている。このような複数の情報記録面を備えた光ディスクでは、情報記録面毎に光透過層の厚さが異なるため、光透過層の厚さずれや各種誤差に起因する3次球面収差を打ち消すように、コリメートレンズを広範囲に移動させる必要がある。すなわち、コリメートレンズから出射されるレーザ光は、収束光、平行光及び発散光の広範囲で使用することになる。従って、複数の情報記録面を有する光ディスクから情報を記録又は再生する光学ヘッドでは、従来の平板型ビームスプリッタを用いた構成を使用することができず、製造コストが高いくさび型ビームスプリッタを使用せざるを得ない。
【0028】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0029】
本発明の一局面に係る光学ヘッドは、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射する第1の光源と、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第1の平板型光学素子と、前記第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第1の対物レンズと、前記第1の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する第1の光検出器と、前記第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第2の光検出器とを備え、前記第1の平板型光学素子は、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを含み、前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、前記第1の面には、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第2の面には、回折格子が形成されている。
【0030】
この構成によれば、第1の光源は、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射し、第1の平板型光学素子は、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。そして、第1の対物レンズは、第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第1の光検出器は、第1の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する。また、第2の光検出器は、第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第1の平板型光学素子は、第1の光源から出射された第1のレーザ光が入射する第1の面と、第1の面に対向する第2の面とを含み、第1の面と第2の面とは互いに平行である。第1の面には、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第2の面には、回折格子が形成されている。
【発明の効果】
【0031】
本発明によれば、光源のレーザパワーを制御するための光検出器の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】本発明の実施の形態1における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態1における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態1における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【図4】本発明の実施の形態1におけるコリメートレンズアクチュエータの概略構成を模式的に示す図である。
【図5】(A)は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、(B)は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、(C)は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【図6】本発明の実施の形態1における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態1における回折格子付きミラーによる透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図8】回折格子の深さと、透過した0次光、透過した±1次回折光、内部反射した0次光及び内部反射した±1次回折光の各回折効率との関係を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態1の変形例における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態2における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態3における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図12】本発明の実施の形態4における光学ヘッドの概略構成を示す図である。
【図13】本発明の実施の形態5における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【図14】本発明の実施の形態6におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【図15】本発明の実施の形態7における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【図16】本発明の実施の形態8における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【図17】従来の平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図18】従来の光ピックアップの概略構成を示す図である。
【図19】図18に示す従来の光ピックアップの平板型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【図20】従来の光ピックアップのくさび型ビームスプリッタにおける透過光及び反射光の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0033】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【0034】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における光学ヘッドの概略構成を示す図である。図2は、本発明の実施の形態1における多層光ディスクの概略構成を示す図である。
【0035】
図1において、光学ヘッド30は、青紫レーザ光源1、リレーレンズ2、偏光ビームスプリッタ3、コリメートレンズ4、回折格子付きミラー5、1/4波長板6、回折レンズ7、対物レンズ8、対物レンズアクチュエータ9、コリメートレンズアクチュエータ14、検出ホログラム21、検出レンズ22、受光素子23及びフロントモニタセンサ24を備える。
【0036】
また、多層光ディスク60は、図2に示すように、4つの情報記録面L0〜L3を有している。情報記録面L0の光透過層の厚さd3は、例えば100μmであり、情報記録面L1の光透過層の厚さd2は、例えば83μmであり、情報記録面L2の光透過層の厚さd1は、例えば69μmであり、情報記録面L3の光透過層の厚さd0は、例えば55μmである。
【0037】
なお、本明細書において、光透過層とは、情報記録面から光入射面61までの間の層を表している。そのため、情報記録面の光透過層の厚さとは、情報記録面から光入射面61までの距離を表している。
【0038】
なお、光透過層の厚さが大きくなると、対物レンズのNAが大きいBD等の高密度の光ディスクでは、光ディスク又は対物レンズの傾きによって発生する3次コマ収差が急激に大きくなる。具体的には、3次コマ収差は、NAの3乗に比例して大きくなる。すなわち、複数の情報記録面を有する光ディスクにおいては、対物レンズのNAに因って光透過層の厚さの最大値が決まる。そのため、情報記録面を3層以上備えた多層化した高密度光ディスクでは、すでに実用化されているBD等よりも、情報記録面同士の間隔を小さくせざるを得ない。
【0039】
青紫レーザ光源1は、第1の波長λ1(例えば、約405nm)を有する青紫レーザ光を出射する。回折格子付きミラー5は、青紫レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。また、回折格子付きミラー5は、多層光ディスク60の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、青紫レーザ光を反射させる。
【0040】
対物レンズ8は、青紫レーザ光を多層光ディスク60の情報記録面に収束させる。受光素子23は、多層光ディスク60の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する。フロントモニタセンサ24は、回折格子付きミラー5の透過光又は反射光を受光して、青紫レーザ光源1の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。
【0041】
コリメートレンズアクチュエータ14は、多層光ディスク60の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する。具体的に、コリメートレンズアクチュエータ14は、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面L0への情報の記録又は再生時に、対物レンズ8に発散光を入射させ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面L3への情報の記録又は再生時に、対物レンズ8に収束光を入射させる。
【0042】
次に、多層光ディスク60に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド30の動作について述べる。青紫レーザ光源1から出射された約405nmの波長を有する青紫レーザ光は、リレーレンズ2によってNAの異なる発散光に変換され、偏光ビームスプリッタ3にS偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ4で略平行光に変換され、回折格子付きミラー5に入射する。回折格子付きミラー5に入射した青紫レーザ光の一部は、1/4波長板6の方向に反射される。回折格子付きミラー5に入射した青紫レーザ光の他部は、回折格子付きミラー5を透過した後、フロントモニタセンサ24に入射する。そして、フロントモニタセンサ24の出力に基づいて青紫レーザ光源1の出力が制御される。
【0043】
一方、回折格子付きミラー5で反射した青紫レーザ光は、1/4波長板6で円偏光に変換された後、回折レンズ7を透過する。回折レンズ7を透過した青紫レーザ光は、対物レンズ8によって、多層光ディスク60の情報記録面L0〜L3の何れかに光スポットとして収束される。
【0044】
多層光ディスク60の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ8及び回折レンズ7を透過し、1/4波長板6で往路とは異なる直線偏光に変換された後、回折格子付きミラー5で反射される。回折格子付きミラー5で反射された青紫レーザ光は、コリメートレンズ4を透過した後、偏光ビームスプリッタ3にP偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3を透過した青紫レーザ光は、検出ホログラム21及び検出レンズ22を介して、受光素子23に導かれる。受光素子23で検出された青紫レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク60の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク60の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【0045】
なお、本実施の形態1において、青紫レーザ光が第1のレーザ光及びレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源1が第1の光源の一例に相当し、回折格子付きミラー5が第1の平板型光学素子及び回折格子付き光学素子の一例に相当し、多層光ディスク60が第1の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ8が第1の対物レンズの一例に相当し、受光素子23が第1の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ24が第2の光検出器及び光検出器の一例に相当し、コリメートレンズアクチュエータ14が球面収差補正部の一例に相当する。
【0046】
次に、本実施の形態1の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号の検出及びトラッキング誤差信号の検出について説明する。
【0047】
多層光ディスク60の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ22によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子23内の4分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いて検出される。
【0048】
一方、多層光ディスク60の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号は、検出ホログラム21を透過する際に生成された0次光と±1次回折光とを、受光素子23の所定の受光領域で検出することにより、生成される。これにより、多層光ディスク60に形成される情報トラックの溝の位置、幅及び深さにばらつきがある場合に生じるトラッキング誤差信号の変動と、情報トラックに情報が記録され、反射率が変わることで生じるトラッキング誤差信号の変動とを抑制することが可能である。また、記録又は再生の対象となる情報記録面とは異なる情報記録面で反射された不要な光(迷光)が、トラッキング誤差信号を検出する受光領域に入射することを避けることもできる。
【0049】
なお、フォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号の検出は、これらの検出方法に限定されるものではなく、例えば、トラッキング誤差信号の検出は、回折格子によって生成されたメインビームとサブビームとを用いた差動プッシュプル法(DPP法)等を用いることが可能である。
【0050】
次に、本実施の形態における対物レンズアクチュエータについて説明する。図3は、本発明の実施の形態1における対物レンズアクチュエータの構成を模式的に示す図である。
【0051】
対物レンズアクチュエータ9は、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とによって、回転する多層光ディスク60の情報トラックに光スポットが追従するよう、対物レンズ8を2軸方向に駆動する。
【0052】
図3に示すように、複数のサスペンションワイヤ9aによって、対物レンズ8を保持する対物レンズホルダ9b(可動部)が支持されている。対物レンズアクチュエータ9は、回転する多層光ディスク60の情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とを用いて、フォーカス方向FD及びトラッキング方向TDに対物レンズ8を駆動する。
【0053】
また、対物レンズアクチュエータ9は、フォーカス方向FD及びトラッキング方向TDの変位に加えて、多層光ディスク60の半径方向RDに対物レンズ8を傾けることも可能である。
【0054】
次に、本実施の形態1におけるコリメートレンズアクチュエータについて説明する。コリメートレンズ4は、コリメートレンズアクチュエータ14によって、コリメートレンズ4の光軸方向に移動可能となっている。
【0055】
図4は、本発明の実施の形態1におけるコリメートレンズアクチュエータ14の概略構成を模式的に示す図である。図4において、コリメートレンズアクチュエータ14は、ステッピングモータ72、スクリューシャフト73、主軸74、副軸75及びレンズホルダ76を備える。ステッピングモータ72を駆動してスクリューシャフト73を回転させることにより、コリメートレンズ4を保持するレンズホルダ76は、主軸74及び副軸75に沿ってコリメートレンズ4の光軸方向に移動する。
【0056】
図5(A)は、コリメートレンズが基準位置にある場合の出射光を示す図であり、図5(B)は、コリメートレンズが光源側に移動した場合の出射光を示す図であり、図5(C)は、コリメートレンズが対物レンズ側に移動した場合の出射光を示す図である。
【0057】
図5(A)に示すように、コリメートレンズ4が基準位置にある場合、コリメートレンズ4の出射光は略平行光となる。これに対して、図5(B)に示すように、コリメートレンズ4を基準位置から光源側に移動させることによって、コリメートレンズ4の出射光は発散光となり、多層光ディスク60の光透過層が厚くなった場合に発生する3次球面収差を補正することができる。
【0058】
一方、図5(C)に示すように、コリメートレンズ4を基準位置から対物レンズ側に移動させることによって、コリメートレンズ4の出射光は収束光となり、多層光ディスク60の光透過層が薄くなった場合に発生する3次球面収差を補正することができる。すなわち、複数の情報記録面を備えた多層光ディスク60において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じてコリメートレンズ4を移動させることにより3次球面収差を補正することができる。
【0059】
なお、コリメートレンズ4を光軸方向に移動させるコリメートレンズアクチュエータ14の構成は、図4のようなステッピングモータ72を用いた構成に限定されるものではなく、例えば、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータ等のいかなる構成であっても良い。図4に示したステッピングモータ72を用いた構成では、コリメートレンズ4の光軸方向の位置をモニタする必要がなくシステムを簡素化することができる。一方、磁気回路又は圧電素子の駆動によるアクチュエータは駆動部分が小さいため、光学ヘッドの小型化に適している。
【0060】
次に、本実施の形態1における対物レンズについて説明する。本実施の形態1の光学ヘッド30における対物レンズ8の設計条件は以下の通りである。すなわち、設計波長は405nmであり、設計光透過層厚は80μmであり、焦点距離は1.3mmであり、開口数(NA)は0.855であり、作動距離は0.3mmである。なお、設計光透過層厚は、対物レンズに平行光が入射したときに3次球面収差が最小となる光透過層の厚さを表す。
【0061】
本実施の形態1の対物レンズ8は、設計光透過層厚が80μmである。そのため、光透過層の厚さが100μmの情報記録面L0及び光透過層の厚さが83μmの情報記録面L1に集光させる場合、コリメートレンズ4を光源側に移動させることにより、対物レンズ8に発散光を入射させる。これにより、光透過層の厚さが設計光透過層厚からずれていることによって発生する3次球面収差が補正される。一方、光透過層の厚さが69μmの情報記録面L2及び光透過層の厚さが55μmの情報記録面L3に集光させる場合、コリメートレンズ4を対物レンズ側に移動させることにより、対物レンズ8に収束光を入射させる。これにより、光透過層の厚さが設計光透過層厚からずれていることによって発生する3次球面収差が補正される。
【0062】
ただし、情報記録面L0〜L3において、光透過層厚のばらつきは、例えば±5μm=50mλであり、対物レンズ等の光学素子の初期収差は、例えば±20mλであり、温度変化又は光源の波長変化によって発生する3次球面収差は、例えば±20mλである。これらの3次球面収差のばらつきに鑑みると、NA=0.855における3次球面収差10mλは光透過層の厚さ1μmに相当することから、それぞれの情報記録面L0〜L3への情報の記録又は再生時には、光透過層の厚さ±9μmに相当する3次球面収差のばらつきを考慮する必要がある。
【0063】
したがって、情報記録面L0の光透過層の厚さは、100±9μm(91〜109μm)となり、情報記録面L1の光透過層の厚さは、83±9μm(74〜92μm)となり、情報記録面L2の光透過層の厚さは、69±9μm(60〜78μm)となり、情報記録面L3の光透過層の厚さは、55±9μm(46〜64μm)となる。
【0064】
以上のように、所定の情報記録面におけるコリメートレンズ4の必要移動範囲は、隣接する情報記録面のコリメートレンズ4の必要移動範囲とオーバーラップしている。ここで、3次球面収差量が、対物レンズ8の設計光透過層厚に等しい80μm相当である場合、コリメートレンズ4から出射されるレーザ光は平行光となる。従って、本実施の形態1の光学ヘッド30では、情報記録面L1への情報の記録又は再生時に、コリメートレンズ4から出射されるレーザ光が平行光となる場合がある。
【0065】
次に、本実施の形態1における回折格子付きミラーについて説明する。
【0066】
本実施の形態1の回折格子付きミラー5は、図1に示すように、コリメートレンズ4から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した一部の青紫レーザ光を対物レンズ8の方向へ折り曲げる。また、回折格子付きミラー5は、青紫レーザ光の他部を透過し、透過した他部の青紫レーザ光をフロントモニタセンサ24に入射させる。
【0067】
回折格子付きミラー5は、青紫レーザ光源1から出射された青紫レーザ光が入射する第1の面5aと、第1の面5aに対向する第2の面5bとを含む。第1の面5aと第2の面5bとは互いに平行である。第1の面5aには、青紫レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第2の面5bには、回折格子が形成されている。
【0068】
図6は、本発明の実施の形態1における回折格子付きミラー5の概略構成を示す図である。回折格子付きミラー5は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー5の光入射側の面(第1の面)5aには、45degの角度で入射する青紫レーザ光を90%反射し、10%透過する反射膜が形成されている。一方、回折格子付きミラー5の光出射側の面(第2の面)5bには、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。
【0069】
回折格子は、青紫レーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有する。回折格子は、第2の面5bを透過する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割するとともに、第2の面5bで内部反射する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割する。また、第2の面5bには、内部反射を抑制するために、一般的なAR(Anti−Reflection:反射防止)コートが形成されている。なお、第1の面5aと第2の面5bとは互いに平行となっている。
【0070】
このような回折格子付きミラー5は、第1の面5aに上述の反射膜を形成するとともに、第2の面5bに上述の回折格子とARコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【0071】
ここで、回折格子が形成された第2の面5bを透過する青紫レーザ光と、第2の面5bを反射する青紫レーザ光とでは、回折格子の深さdによって生じる位相差が異なるので、それぞれ0次光及び±1次回折光の回折効率が異なる。
【0072】
図7は、本発明の実施の形態1における回折格子付きミラーによる透過光及び反射光の様子を示す図である。図7に示すように、回折格子付きミラー5の第1の面5aに角度θ1(=45deg)で入射した青紫レーザ光は、第1の面5aで屈折し、第2の面5bに角度θ2(=28.75deg)で入射する。回折格子の深さをdとし、回折格子の屈折率をnとすると、回折格子を透過する時に生じる位相差δ1は、下記の(1)式に示すように、d×(1/cos(θ1))と、d×(n/cos(θ2))との差となる。
【0073】
δ1=d×{1/cos(θ1)−n/cos(θ2)}・・・(1)
一方、回折格子の内部反射時に生じる位相差δ2は、下記の(2)式となる。
【0074】
δ2=2d×n×cos(θ2)・・・(2)
図8は、回折格子の深さdと、第2の面5bを透過した0次光、第2の面5bを透過した±1次回折光、第2の面5bを内部反射した0次光及び第2の面5bを内部反射した±1次回折光の各回折効率との関係を示す図である。なお、回折格子の計算条件は以下の通りである。すなわち、回折格子の設計波長λは、405nmであり、第1の面への青紫レーザ光の入射角θ1は、45degであり、回折格子の屈折率nは、1.47である。
【0075】
図8において、横軸は、回折格子の深さdを示しており、縦軸は、透過した0次光、透過した±1次回折光、内部反射した0次光及び内部反射した±1次回折光の回折効率を示している。また、図8において、白丸点は、第2の面5bを透過した0次光を示し、白四角点は、第2の面5bを透過した±1次回折光を示し、黒三角点は、第2の面5bを内部反射した0次光を示し、黒四角点は、第2の面5bを内部反射した±1次回折光を示している。
【0076】
図8に示すように、回折格子の深さdが0.08μmの時、内部反射した0次光の回折効率(反射率)は略ゼロとなり、内部反射した±1次回折光の回折効率はそれぞれ41%となる。この時、透過した0次光の回折効率(透過率)は97%となり、透過した±1次回折光の回折効率は1%となる。
【0077】
以上のように、回折格子付きミラー5の第2の面に形成された回折格子の深さdを所定の値としたときの位相差δ1と位相差δ2との差を利用し、本実施の形態1では、回折格子が下記の(3)式及び(4)式を満たすように設計される。
【0078】
透過した0次光の回折効率>透過した±1次回折光の回折効率・・・(3)
内部反射した0次光の回折効率<内部反射した±1次回折光の回折効率・・・(4)
本実施の形態1の回折格子付きミラー5において、第2の面5bに形成された回折格子の深さdは0.08μmとなっている。そのため、回折格子付きミラー5で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光の0次光の回折効率(反射率)は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付きミラー5で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光の±1次回折光は、45degの角度で入射するレーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付きミラー5内で内部反射した後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付きミラー5に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー5を透過した後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【0079】
以上のように、平板型の回折格子付きミラー5に入射した青紫レーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ24に入射させることによりAPC信号を検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態1の回折格子付きミラー5を用いることにより、回折格子付きミラー5に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ24の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源1の出射光量に正確に比例するAPC信号を得ることができる。
【0080】
従って、隣接する情報記録面同士の間隔が小さく、コリメートレンズの可動範囲において、コリメートレンズから出射されるレーザ光が平行光となる位置で情報を記録又は再生せざるを得ない多層光ディスク用光学ヘッドにおいても、安価な平板型反射ミラーを用いることが可能となる。
【0081】
また、回折格子付きミラー5に入射した青紫レーザ光は、第2の面5bを透過すると共に、第2の面5bと第1の面5aとで内部反射した後、第2の面5bを透過する。このとき、内部反射することなく第2の面5bを透過した青紫レーザ光と、内部反射して第2の面5bを透過した青紫レーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【0082】
したがって、回折格子付きミラー5に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー5内で内部反射した後に第2の面5bを透過する青紫レーザ光の±1次回折光は、回折格子付きミラー5内で内部反射することなく第2の面5bを透過する青紫レーザ光と平行にならないので、青紫レーザ光源1のレーザパワーを制御するためのフロントモニタセンサ24の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源1から出射される青紫レーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【0083】
なお、干渉を抑制するための±1次回折光の回折角を大きくする必要はないので、回折格子のピッチpは、レーザ光の設計波長λよりも十分に大きい、例えば10〜100μm程度でよい。すなわち、回折格子のピッチpは、p>λを満たす。
【0084】
また、上記の(1)式及び(2)式より、内部反射した0次光の回折効率(反射率)が略ゼロになる場合、入射角θ1が大きいほど、透過した0次光の回折効率(透過率)は大きくなる。しかしながら、本実施の形態1の光学ヘッドに適用される回折格子付きミラー5は、多層光ディスクの情報記録面に対して垂直に入射するように、コリメートレンズから出射されたレーザ光を反射させる反射ミラーとして用いる。この場合、入射角θ1は、45±10[deg]であることが好ましく、さらに、入射角θ1は、45±3[deg]であることが好ましい。
【0085】
ところで、図8に示すように、回折格子の深さdが0.08μmからずれることによって、内部反射した0次光の回折効率(反射率)は設計値(=0)からずれる。例えば、回折格子の深さdが0.08±0.01μmの範囲において、内部反射した0次光の回折効率(反射率)は5%未満である。上述のように、回折格子付きミラー5の第2の面5bには、反射防止のARコートが形成されており、内部反射率が2%未満に抑えられている。従って、内部反射した0次光の回折効率(反射率)は、0.1%未満となるので、フロントモニタセンサ24の有効領域内におけるレーザ光の干渉を十分に抑制することができる。
【0086】
具体的には、一般的な屈折率n(1.3≦n≦1.7)を有する硝材であれば、設計波長λ(例えばλ=405nm)に対して、回折格子の深さdがλ/6≦d≦λ/4を満たすことで、実質的に内部反射した0次光の回折効率(反射率)を問題ないレベルに抑制することが可能となる。
【0087】
以上、本実施の形態1の回折格子付きミラー5は、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成された場合について説明を行ったが、回折格子はこのような形状に限定されるものではない。すなわち、内部反射の±1次光が回折格子付きミラーを透過してフロントモニタセンサへ向かうレーザ光と平行にならないような形状とすることが本願発明の主旨であって、例えば、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に直角な回折格子を形成してもよく、輪帯状の回折格子を形成してもよい。また、断面形状は図6に示すようなバイナリ型の回折格子に限らず、ブレーズ型の回折格子であってもよい。バイナリ型の回折格子は、エッチング等のプロセスにて簡易に形成可能であるので、本実施の形態の回折格子付きミラーとして、より好ましい。
【0088】
図9は、本発明の実施の形態1の変形例における回折格子付きミラーの概略構成を示す図である。図9に示す回折格子付きミラー5’は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー5’の光入射側の面(第1の面)5a’には、45degの角度で入射する青紫レーザ光を90%反射し、10%透過する反射膜が形成されている。一方、回折格子付きミラー5’の光出射側の面(第2の面)5b’には、青紫レーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有する回折格子が形成されている。
【0089】
回折格子は、第2の面5b’を透過する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割するとともに、第2の面5b’で内部反射する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割する。また、第2の面5b’には、内部反射を抑制するために、一般的なAR(Anti−Reflection:反射防止)コートが形成されている。なお、第1の面5a’と第2の面5b’とは互いに平行となっている。
【0090】
このような回折格子付きミラー5’は、第1の面5a’に上述の反射膜を形成するとともに、第2の面5b’に上述の回折格子とARコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【0091】
なお、回折格子付きミラー5’は、回折格子のパターン以外は回折格子付きミラー5と同じ機能及び特性を有しているので、詳細な説明は省略する。
【0092】
なお、内部反射した±1次光が、周辺素子の光学面又は光学ヘッド内の平坦面で反射して受光素子等に侵入しないように、すなわち、内部反射した±1次光が迷光とならないように、回折格子付きミラー5は適切な形状を選択することが好ましい。
【0093】
なお、情報記録面同士の間隔が比較的大きな多層光ディスクは、所定の情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲と、所定の情報記録面に隣接する情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲とがオーバーラップしない。この場合、コリメートレンズから出射されるレーザ光が平行光となるコリメートレンズの位置が、いずれの情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲から外れるように光学ヘッドを構成することが好ましい。
【0094】
このような構成とすることで、いずれの情報記録面にレーザ光を集光する際のコリメートレンズの必要移動範囲内で、コリメートレンズから出射されるレーザ光が収束光又は発散光となるので、回折格子を備えていない平板型ビームスプリッタを用いても、フロントモニタセンサの有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができる。
【0095】
(実施の形態2)
図10は、本発明の実施の形態2における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態2において、実施の形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【0096】
図10に示す光学ヘッド40は、青紫レーザ光源1、リレーレンズ2、偏光ビームスプリッタ3、コリメートレンズ4、回折格子付きミラー25、1/4波長板6、回折レンズ7、対物レンズ8、対物レンズアクチュエータ9、2波長レーザ光源11、回折格子12、平板型ビームスプリッタ13、コリメートレンズアクチュエータ14、平板型ミラー15、1/4波長板16、互換対物レンズ18、検出ホログラム21、検出レンズ22、受光素子23及びフロントモニタセンサ24を備える。
【0097】
また、多層光ディスク60は、図2に示すように、光透過層の厚さd0〜d3が、それぞれ55μm,69μm,83μm,100μmである4つの情報記録面L0〜L3を有している。
【0098】
2波長レーザ光源11は、第1の波長λ1(例えば、約405nm)よりも大きい第2の波長λ2(例えば、約660nm)を有する赤色レーザ光を出射するとともに、第2の波長λ2よりも大きい第3の波長λ3(例えば、約785nm)を有する赤外レーザ光を出射する。平板型ミラー15は、赤色レーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、青紫レーザ光を実質的に透過する。また、平板型ミラー15は、赤外レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。
【0099】
互換対物レンズ18は、多層光ディスク60とは異なる種類のDVD70の情報記録面に赤色レーザ光を収束させる。また、互換対物レンズ18は、多層光ディスク60及びDVD70とは異なる種類のCD80の情報記録面に赤外レーザ光を収束させる。
【0100】
コリメートレンズアクチュエータ14は、DVD70又はCD80の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ18に発散光又は収束光を入射させる。より具体的には、コリメートレンズアクチュエータ14は、DVD70の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ18に収束光を入射させ、CD80の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ18に発散光を入射させる。
【0101】
次に、多層光ディスク60に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド40の動作について述べる。青紫レーザ光源1から出射された約405nmの波長を有する青紫レーザ光は、リレーレンズ2によってNAの異なる発散光に変換され、偏光ビームスプリッタ3にS偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3で反射されたレーザ光は、コリメートレンズ4で略平行光に変換され、平板型ミラー15を透過し、回折格子付きミラー25に入射する。回折格子付きミラー25に入射した青紫レーザ光の一部は、1/4波長板6の方向に反射される。回折格子付きミラー25に入射したレーザ光の他部は、回折格子付きミラー25を透過した後、フロントモニタセンサ24に入射する。そして、フロントモニタセンサ24の出力に基づいて青紫レーザ光源1の出力が制御される。
【0102】
一方、回折格子付きミラー25で反射したレーザ光は、1/4波長板6で円偏光に変換された後、回折レンズ7を透過する。回折レンズ7を透過したレーザ光は、対物レンズ8によって、多層光ディスク60の情報記録面L0〜L3の何れかに光スポットとして収束される。
【0103】
多層光ディスク60の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ8及び回折レンズ7を透過し、1/4波長板6で往路とは異なる直線偏光に変換された後、回折格子付きミラー25で反射される。回折格子付きミラー25で反射されたレーザ光は、平板型ミラー15とコリメートレンズ4とを透過した後、偏光ビームスプリッタ3にP偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3を透過したレーザ光は、検出ホログラム21及び検出レンズ22を介して、受光素子23に導かれる。受光素子23で検出されたレーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク60の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク60の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【0104】
次に、DVD70に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド40の動作について述べる。2波長レーザ光源11から出射された約660nmの波長を有する赤色レーザ光は、回折格子12によって、0次光であるメインビームと、±1次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、平板型ビームスプリッタ13で反射され、偏光ビームスプリッタ3を透過する。偏光ビームスプリッタ3を透過した赤色レーザ光は、コリメートレンズ4で収束光に変換され、平板型ミラー15に入射する。平板型ミラー15に入射した赤色レーザ光の一部は、1/4波長板16の方向に反射される。平板型ミラー15に入射した赤色レーザ光の他部は、平板型ミラー15と回折格子付きミラー25とを透過した後、フロントモニタセンサ24に入射する。そして、フロントモニタセンサ24の出力に基づいて2波長レーザ光源11の赤色レーザ光の出力が制御される。
【0105】
一方、平板型ミラー15で反射した赤色レーザ光は、1/4波長板16で円偏光に変換された後、互換対物レンズ18によって、DVD70の情報記録面に光スポットとして収束される。
【0106】
DVD70の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び互換対物レンズ18を透過し、1/4波長板16で往路とは異なる直線偏光に変換された後、平板型ミラー15で反射される。平板型ミラー15で反射された赤色レーザ光は、コリメートレンズ4を透過した後、偏光ビームスプリッタ3と平板型ビームスプリッタ13とにP偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3と平板型ビームスプリッタ13とを透過した赤色レーザ光は、検出ホログラム21及び検出レンズ22を介して、受光素子23に導かれる。受光素子23で検出された赤色レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、DVD70の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、DVD70の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【0107】
次に、CD80に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド40の動作について述べる。2波長レーザ光源11から出射された約785nmの波長を有する赤外レーザ光は、回折格子12によって、0次光であるメインビームと、±1次回折光であるサブビームとに分離される。メインビームとサブビームとは、平板型ビームスプリッタ13で反射され、偏光ビームスプリッタ3を透過する。偏光ビームスプリッタ3を透過した赤外レーザ光は、コリメートレンズ4でNAの異なる発散光に変換され、平板型ミラー15に入射する。平板型ミラー15に入射した赤外レーザ光の一部は、1/4波長板16の方向に反射される。平板型ミラー15に入射した赤外レーザ光の他部は、平板型ミラー15と回折格子付きミラー25とを透過した後、フロントモニタセンサ24に入射する。そして、フロントモニタセンサ24の出力に基づいて2波長レーザ光源11の赤外レーザ光の出力が制御される。
【0108】
一方、平板型ミラー15で反射した赤外レーザ光は、1/4波長板16で円偏光に変換された後、互換対物レンズ18によって、CD80の情報記録面に光スポットとして収束される。
【0109】
CD80の情報記録面で反射した赤外レーザ光は、再び互換対物レンズ18を透過し、1/4波長板16で往路とは異なる直線偏光に変換された後、平板型ミラー15で反射される。平板型ミラー15で反射された赤外レーザ光は、コリメートレンズ4を透過したのち、偏光ビームスプリッタ3と平板型ビームスプリッタ13とにP偏光で入射する。偏光ビームスプリッタ3と平板型ビームスプリッタ13とを透過した赤外レーザ光は、検出ホログラム21及び検出レンズ22を介して、受光素子23に導かれる。受光素子23で検出された赤外レーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、CD80の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、CD80の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【0110】
なお、本実施の形態2において、青紫レーザ光が第1のレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源1が第1の光源の一例に相当し、回折格子付きミラー25が第1の平板型光学素子の一例に相当し、多層光ディスク60が第1の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ8が第1の対物レンズの一例に相当し、受光素子23が第1の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ24が第2の光検出器の一例に相当し、コリメートレンズアクチュエータ14が球面収差補正部の一例に相当し、赤色レーザ光が第2のレーザ光の一例に相当し、赤外レーザ光が第3のレーザ光の一例に相当し、2波長レーザ光源11が第2の光源及び第3の光源の一例に相当し、平板型ミラー15が第2の平板型光学素子の一例に相当し、DVD70が第2の情報記録媒体の一例に相当し、互換対物レンズ18が第2の対物レンズの一例に相当し、CD80が第3の情報記録媒体の一例に相当する。
【0111】
次に、本実施の形態2の光学ヘッドにおけるフォーカス誤差信号の検出及びトラッキング誤差信号の検出について説明する。
【0112】
DVD70及びCD80の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ22によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子23内の4分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いて検出される。
【0113】
一方、DVD70及びCD80の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号は、回折格子12によって生成されたメインビームとサブビームとを用いた、いわゆる3ビーム法又は差動プッシュプル法(DPP法)等を用いて検出される。
【0114】
次に、本実施の形態2における互換対物レンズについて説明する。
【0115】
互換対物レンズ18は、DVD70に情報を記録又は再生するための赤色レーザ光及びCD80に情報を記録又は再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして集光するための回折構造を備えている。
【0116】
本実施の形態2において、DVD70に情報を記録又は再生する場合、コリメートレンズ4を対物レンズ側に移動させることにより、互換対物レンズ18に所定収束角の収束光を入射させる。また、CD80に情報を記録又は再生する場合、コリメートレンズ4を光源側に移動させることにより、互換対物レンズ18に所定発散角の発散光を入射させる。本実施の形態2における互換対物レンズ18は、DVD70又はCD80の光透過層の厚さに対して、3次球面収差が最小となるように設計されている。
【0117】
なお、図5(A)に示すように、コリメートレンズ4が基準位置にある場合、コリメートレンズ4の出射光は略平行光となる。これに対して、図5(B)に示すように、コリメートレンズ4を基準位置よりも光源側の所定位置に移動させることによって、コリメートレンズ4の出射光は所定発散角を有する発散光となる。これにより、CD80に情報が記録又は再生される。一方、図5(C)に示すように、コリメートレンズ4を基準位置よりも対物レンズ側の所定位置に移動させることによって、コリメートレンズ4の出射光は所定収束角を有する収束光となる。これにより、DVD70に情報が記録又は再生される。
【0118】
また、実施の形態1と同様に、複数の情報記録面を有する多層光ディスク60において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じてコリメートレンズ4を移動させることにより3次球面収差を補正することができる。
【0119】
なお、互換対物レンズ18は、このような回折構造を備えた対物レンズに限定されるものではなく、複数の硝材の波長分散特性を利用した屈折型の対物レンズ、又は、回折型及び屈折型のレンズを複数組み合わせた組レンズであってもよい。
【0120】
以上のように、本実施の形態2の光学ヘッド40は、互換性を備え、それぞれ異なる種類の光ディスク、例えば多層光ディスク60、DVD70及びCD80に対して、情報を記録又は再生することができる。
【0121】
次に、本実施の形態2における回折格子付きミラーについて説明する。
【0122】
本実施の形態2の回折格子付きミラー25は、図10に示すように、コリメートレンズ4から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を対物レンズ8の方向へ折り曲げる。また、回折格子付きミラー25は、青紫レーザ光の一部、赤色レーザ光のほぼ全て及び赤外レーザ光のほぼ全てを透過し、透過した各レーザ光をフロントモニタセンサ24に入射させる。
【0123】
回折格子付きミラー25は、平板型ミラーである。回折格子付きミラー25の光入射側の面(第1の面)25aには、45degの角度で入射する青紫レーザ光を90%反射し、10%透過させると共に、赤色レーザ光と赤外レーザ光とをほぼ100%透過させる波長選択性を有する反射膜が形成されている。
【0124】
一方、回折格子付きミラー25の光出射側の面(第2の面)25bには、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。回折格子は、第2の面25bを透過する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割するとともに、第2の面25bで内部反射する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割する。また、第2の面25bには、内部反射を防止するために、青紫レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の3つの波長に対応したARコートが形成されている。なお、第1の面25aと第2の面25bとは互いに平行となっている。
【0125】
このような回折格子付きミラー25は、第1の面25aに上述の波長選択性を有する反射膜を形成し、第2の面25bに上述の回折格子とARコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【0126】
本実施の形態2の回折格子付きミラー25において、実施の形態1で述べた回折格子付きミラー5と同様、第2の面25bに形成された回折格子の深さdは0.08μmとなっている。そのため、回折格子付きミラー25で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光の0次光の回折効率(反射率)は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付きミラー25で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光の±1次回折光は、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付きミラー25内で内部反射した後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付きミラー25に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付きミラー25を透過した後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【0127】
一方、第2の面25bを透過した後にフロントモニタセンサ24へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の0次光の回折効率(透過率)は98%以上となる。なお、回折格子における青紫レーザ光の0次光透過率η1は、回折格子における赤色レーザ光及び赤外レーザ光の0次光透過率η2よりも小さい。また、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の、第1の面25aにおける反射率は十分小さく、5%未満である。そのため、回折格子付きミラー25で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の光量は十分小さくなる。
【0128】
なお、赤色レーザ光及び赤外レーザ光は、平板型ミラー15に対してそれぞれ収束光及び発散光で入射する。すなわち、コリメートレンズアクチュエータ14は、DVD70の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ18に収束光を入射させ、CD80の情報記録面への情報の記録又は再生時に、互換対物レンズ18に発散光を入射させる。そのため、平板型ミラー15と回折格子付きミラー25とを透過した後、フロントモニタセンサ24へ向かうレーザ光の光軸と、平板型ミラー15において2回以上内部反射された後、回折格子付きミラー25に入射し、回折格子付きミラー25を透過した後、フロントモニタセンサ24へ向かうレーザ光の光軸とは互いに平行にならない。
【0129】
以上のように、平板型の回折格子付きミラー25に入射したレーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ24に入射させることによりAPC信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態2の回折格子付きミラー25を用いることにより、回折格子付きミラー25に入射するレーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ24の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源1及び2波長レーザ光源11の出射光量に正確に比例するAPC信号を得ることができる。
【0130】
なお、本実施の形態2において、回折格子付きミラー25の第2の面25bには、青紫レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の3つの波長に対応したARコートが形成されているが、本発明は特にこれに限定されない。回折格子付きミラー25の第2の面25bには、青紫レーザ光の内部反射を防止するために、青紫レーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有するARコートが形成されていてもよい。このARコートは、青紫レーザ光に対して最適化されているので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の数%は内部反射する。具体的には、青紫レーザ光に対する反射率が1%未満であり、赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率は2%以上である。
【0131】
すなわち、ARコート(反射防止膜)における青紫レーザ光に対する反射率R1と、ARコートにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率R2とは、R1<(R2)/2を満たす。
【0132】
また、本実施の形態2では、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源1と、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を出射する2波長レーザ光源11を備えているが、本発明は特にこれに限定されず、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源1と、赤色レーザ光及び赤外レーザ光のいずれかを出射するレーザ光源とを備えてもよい。
【0133】
(実施の形態3)
図11は、本発明の実施の形態3における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態3において、実施の形態1及び実施の形態2と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【0134】
図11における光学ヘッド41は、図10における光学ヘッド40の回折格子付きミラー25に替えて、波長選択ミラー35を備える。波長選択ミラー35は、コリメートレンズ4から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を対物レンズ8の方向へ折り曲げる。また、波長選択ミラー35は、青紫レーザ光の一部、赤色レーザ光のほぼ全て及び赤外レーザ光のほぼ全てを透過し、透過した各レーザ光をフロントモニタセンサ24に入射させる。なお、本実施の形態3において、波長選択ミラー35が第1の平板型光学素子の一例に相当する。
【0135】
波長選択ミラー35は、波長選択性を有する平板型ミラーである。波長選択ミラー35の光入射側の面(第1の面)35aには、45degの角度で入射する青紫レーザ光を90%反射し、10%透過させると共に、赤色レーザ光と赤外レーザ光とをほぼ100%透過させる波長選択性を有する反射膜が形成されている。
【0136】
一方、波長選択ミラー35の光出射側の面(第2の面)35bには、青紫レーザ光の内部反射を防止するために、青紫レーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有するARコートが形成されている。このARコートは、青紫レーザ光に対して最適化されているので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の数%は内部反射する。具体的には、青紫レーザ光に対する反射率が1%未満であり、赤色レーザ光及び赤外レーザ光に対する反射率は2%以上である。なお、第1の面35aと第2の面35bとは互いに平行となっている。
【0137】
このような波長選択ミラー35は、第1の面35aに上述の波長選択性を有する反射膜を形成し、第2の面35bに上述のARコートを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型ビームスプリッタ等と比較して、非常に安価に作成することが可能である。
【0138】
本実施の形態3の波長選択ミラー35は、第2の面35bにおける青紫レーザ光の反射率が1%未満である。すなわち、ARコート(反射防止膜)における青紫レーザ光に対する反射率R1は、0.01より小さい。そのため、波長選択ミラー35で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう青紫レーザ光の光量は十分小さくなる。
【0139】
一方、第2の面35bにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光の反射率は2%以上であるが、第1の面35aにおける赤色レーザ光及び赤外レーザ光の反射率は十分小さく、5%未満である。そのため、波長選択ミラー35で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ24へ向かう赤色レーザ光及び赤外レーザ光の光量は十分小さくなる。
【0140】
以上のように、平板型の波長選択ミラー35に入射したレーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ24に入射させることによりAPC信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態3の波長選択ミラー35を用いることにより、波長選択ミラー35に入射するレーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ24の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源1及び2波長レーザ光源11の出射光量に正確に比例するAPC信号を得ることができる。
【0141】
なお、実施の形態1及び実施の形態2で述べた回折格子付きミラー5及び回折格子付きミラー25に、本実施の形態3で述べた青紫レーザ光に対して最適化されたARコートを施すことで、フロントモニタセンサ24の有効領域内におけるレーザ光の干渉をより抑制することができる。
【0142】
(実施の形態4)
図12は、本発明の実施の形態4における光学ヘッドの概略構成を示す図である。なお、本実施の形態4において、実施の形態1と共通の構成要素については同一の符号を付して、以下その説明を省略する。
【0143】
図12において、光学ヘッド42は、青紫レーザ光を出射する青紫レーザ光源1、コリメートレンズ44、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33、反射ミラー45、1/4波長板6、回折レンズ7、対物レンズ8、対物レンズアクチュエータ9、検出レンズ46、受光素子23及びフロントモニタセンサ34を備える。
【0144】
次に、多層光ディスク60に情報を記録又は再生する場合の光学ヘッド42の動作について述べる。青紫レーザ光源1から出射された約405nmの波長を有する青紫レーザ光は、コリメートレンズ44によって略平行光に変換され、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33にS偏光で入射する。回折格子付き平板型ビームスプリッタ33に入射した青紫レーザ光の一部は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33を透過した後、フロントモニタセンサ34に入射する。そして、フロントモニタセンサ34の出力に基づいて青紫レーザ光源1の出力が制御される。
【0145】
一方、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33で反射された青紫レーザ光の他部は、反射ミラー45によって1/4波長板6の方向に反射される。反射ミラー45で反射した青紫レーザ光は、1/4波長板6で円偏光に変換された後、回折レンズ7を透過する。回折レンズ7を透過した青紫レーザ光は、対物レンズ8によって、多層光ディスク60の情報記録面L0〜L3の何れかに光スポットとして収束される。
【0146】
多層光ディスク60の所定の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ8及び回折レンズ7を透過し、1/4波長板6で往路とは異なる直線偏光に変換された後、反射ミラー45で反射される。反射ミラー45で反射された青紫レーザ光は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33にP偏光で入射する。回折格子付き平板型ビームスプリッタ33を透過した青紫レーザ光は、検出レンズ46を介して、受光素子23に導かれる。受光素子23で検出されたレーザ光は、光電変換される。光電変換により生成された信号は、後述する制御部で演算され、多層光ディスク60の面ぶれに追従するためのフォーカス誤差信号と、多層光ディスク60の偏心に追従するためのトラッキング誤差信号とが生成される。
【0147】
なお、本実施の形態4において、青紫レーザ光が第1のレーザ光の一例に相当し、青紫レーザ光源1が第1の光源の一例に相当し、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33が第1の平板型光学素子の一例に相当し、多層光ディスク60が第1の情報記録媒体の一例に相当し、対物レンズ8が第1の対物レンズの一例に相当し、受光素子23が第1の光検出器の一例に相当し、フロントモニタセンサ34が第2の光検出器の一例に相当する。
【0148】
次に、本実施の形態4における回折格子付き平板型ビームスプリッタについて説明する。
【0149】
本実施の形態4の回折格子付き平板型ビームスプリッタ33は、図12に示すように、コリメートレンズ44から出射された青紫レーザ光を概ね反射し、反射した大部分の青紫レーザ光を反射ミラー45の方向へ折り曲げる。また、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33は、青紫レーザ光の一部を透過し、透過した一部の青紫レーザ光をフロントモニタセンサ34に入射させる。
【0150】
回折格子付き平板型ビームスプリッタ33の光入射側の面(第1の面)33aには、45degの角度で入射するS偏光の青紫レーザ光を90%反射し、10%透過させる偏光膜が形成されている。
【0151】
一方、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33の光出射側の面(第2の面)33bには、45degの角度で入射する青紫レーザ光の入射面に平行な回折格子が形成されている。回折格子は、第2の面33bを透過する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割するとともに、第2の面33bで内部反射する青紫レーザ光を0次光と±1次回折光とに分割する。また、第2の面33bには内部反射を防止するために、一般的なARコートが形成されている。なお、第1の面33aと第2の面33bとは互いに平行となっている。
【0152】
なお、実施の形態4における回折格子付き平板型ビームスプリッタ33の第2の面33bに形成される回折格子は、実施の形態1における回折格子付きミラー5の第2の面5bに形成される回折格子と同じ機能及び特性を有している。
【0153】
このような回折格子付きの平板型ビームスプリッタ33は、第1の面33aに上述の偏光膜を形成するとともに、第2の面33bに上述の回折格子とARコートとを形成した平行平面基板を切断することにより作成することが可能である。したがって、くさび型反射ミラー及びくさび型偏光ビームスプリッタ等と比較して、安価に作成することが可能である。
【0154】
本実施の形態4の回折格子付き平板型ビームスプリッタ33において、実施の形態1で述べた回折格子付きミラー5と同様、第2の面33bに形成された回折格子の深さdは0.08μmとなっている。そのため、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ34へ向かう青紫レーザ光の0次光の効率(反射率)は、実質的にゼロとなる。また、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33で少なくとも2回以上内部反射された後にフロントモニタセンサ34へ向かう青紫レーザ光の±1次回折光は、45degの角度で入射するレーザ光の入射面に平行な回折格子によって回折される。したがって、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33内で内部反射した後にフロントモニタセンサ34へ向かう青紫レーザ光は、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33を透過した後にフロントモニタセンサ34へ向かう青紫レーザ光とは平行にならない。
【0155】
以上のように、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33に入射した青紫レーザ光の一部を透過させ、フロントモニタセンサ34に入射させることによりAPC信号検出する光学ヘッドにおいて、本実施の形態4の回折格子付き平板型ビームスプリッタ33を用いることにより、回折格子付き平板型ビームスプリッタ33に入射する青紫レーザ光が平行光であっても、フロントモニタセンサ34の有効領域内における青紫レーザ光の干渉を抑制することができ、青紫レーザ光源1の出射光量に正確に比例するAPC信号を得ることができる。
【0156】
以上、実施の形態1から実施の形態4においては、光透過層の厚さd0〜d3がそれぞれ55μm,69μm,83μm,100μmである4つの情報記録面L0〜L3を有する多層光ディスク60に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッドについて説明を行っているが、多層光ディスク60はこのような構造に限るものではない。本実施の形態1〜4の光学ヘッドは、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有する多層光ディスク、すなわち、すでに実用化されているBDと比較して、隣接する情報記録面同士の間隔が小さい多層光ディスクに対して、広く適用可能であることは言うまでもない。
【0157】
(実施の形態5)
図13は、本発明の実施の形態5における光ディスク装置の概略構成を示す図である。
【0158】
図13において、光ディスク装置50は、内部に光ディスク駆動部51、制御部52及び光学ヘッド53を備える。
【0159】
光ディスク駆動部51は、多層光ディスク60(又はDVD70又はCD80)を回転駆動する。光学ヘッド53は、実施の形態1から実施の形態4で述べたいずれかの光学ヘッドである。制御部52は、光ディスク駆動部51及び光学ヘッド53の駆動を制御すると共に、光学ヘッド53で光電変換された制御信号及び情報信号の信号処理を行う。また、制御部52は、情報信号を光ディスク装置50の外部と内部とでインタフェースさせる機能を有する。
【0160】
制御部52は、光学ヘッド53から得られる制御信号を受け、制御信号に基づいて、フォーカス制御、トラッキング制御、情報再生制御及び光ディスク駆動部51の回転制御を行う。また、制御部52は、情報信号から情報の再生を行うと共に、記録信号の光学ヘッド53への送出を行う。
【0161】
光ディスク装置50は、実施の形態1から実施の形態4で述べたいずれかの光学ヘッドを搭載しているので、本実施の形態5における光ディスク装置50は、少なくとも3つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができる。
【0162】
(実施の形態6)
図14は、本発明の実施の形態6におけるコンピュータの概略構成を示す図である。
【0163】
図14において、コンピュータ500は、実施の形態5の光ディスク装置50と、情報を入力するためのキーボード、マウス又はタッチパネルなどの入力装置501と、入力装置501から入力された情報及び光ディスク装置50から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置(CPU)などの演算装置502と、演算装置502によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置503とを備える。
【0164】
なお、本実施の形態6において、コンピュータ500が情報処理装置の一例に相当し、演算装置502が情報処理部の一例に相当する。
【0165】
コンピュータ500は、実施の形態5の光ディスク装置50を備えるので、少なくとも3つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【0166】
(実施の形態7)
図15は、本発明の実施の形態7における光ディスクプレーヤの概略構成を示す図である。
【0167】
図15において、光ディスクプレーヤ600は、実施の形態5の光ディスク装置50と、光ディスク装置50から得られる情報信号を画像信号に変換するデコーダ601とを備える。
【0168】
なお、光ディスクプレーヤ600は、GPS等の位置センサ及び中央演算装置(CPU)を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、光ディスクプレーヤ600は、液晶モニタなどの表示装置602を備えてもよい。
【0169】
また、本実施の形態7において、光ディスクプレーヤ600が情報処理装置の一例に相当し、デコーダ601が情報処理部の一例に相当する。
【0170】
光ディスクプレーヤ600は、実施の形態5の光ディスク装置50を備えるので、少なくとも3つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【0171】
(実施の形態8)
図16は、本発明の実施の形態8における光ディスクレコーダの概略構成を示す図である。
【0172】
図16において、光ディスクレコーダ700は、実施の形態5の光ディスク装置50と、光ディスク装置50によって光ディスクへ記録するための情報信号に画像情報を変換するエンコーダ701とを備える。望ましくは、光ディスク装置50から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダ702も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお、光ディスクレコーダ700は、情報を表示するブラウン管又は液晶表示装置あるいは情報を印刷するプリンタなどの出力装置703を備えてもよい。
【0173】
なお、本実施の形態8において、光ディスクレコーダ700が情報処理装置の一例に相当し、エンコーダ701及びデコーダ702が情報処理部の一例に相当する。
【0174】
光ディスクレコーダ700は、実施の形態5の光ディスク装置50を備えるので、少なくとも3つの情報記録面を備えた多層光ディスクに対して、良好に情報を記録又は再生することができ、広い用途に適用することができる。
【0175】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【0176】
本発明の一局面に係る光学ヘッドは、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射する第1の光源と、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第1の平板型光学素子と、前記第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第1の対物レンズと、前記第1の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する第1の光検出器と、前記第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第2の光検出器とを備え、前記第1の平板型光学素子は、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを含み、前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、前記第1の面には、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第2の面には、回折格子が形成されている。
【0177】
この構成によれば、第1の光源は、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射し、第1の平板型光学素子は、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。そして、第1の対物レンズは、第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第1の光検出器は、第1の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する。また、第2の光検出器は、第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第1の平板型光学素子は、第1の光源から出射された第1のレーザ光が入射する第1の面と、第1の面に対向する第2の面とを含み、第1の面と第2の面とは互いに平行である。第1の面には、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第2の面には、回折格子が形成されている。
【0178】
第1の平板型光学素子に入射した第1のレーザ光は、第2の面を透過すると共に、第2の面と第1の面とで内部反射した後、第2の面を透過する。このとき、内部反射することなく第2の面を透過した第1のレーザ光と、内部反射して第2の面を透過した第1のレーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【0179】
したがって、第1の平板型光学素子に入射する第1のレーザ光が平行光であっても、第1の平板型光学素子内で内部反射した後に第2の面を透過する第1のレーザ光の±1次回折光は、第1の平板型光学素子内で内部反射することなく第2の面を透過する第1のレーザ光と平行にならないので、第1の光源のレーザパワーを制御するための第2の光検出器の有効領域内における第1のレーザ光の干渉を抑制することができ、第1の光源から出射される第1のレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【0180】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第1の平板型光学素子は、平板型偏光ビームスプリッタを含むことが好ましい。この構成によれば、第1の平板型光学素子として平板型偏光ビームスプリッタを用いることができる。
【0181】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第1の平板型光学素子は、前記第1の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、前記第1のレーザ光を反射させる平板型反射ミラーを含むことが好ましい。この構成によれば、第1の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、第1のレーザ光を反射させることができる。
【0182】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第1の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有し、前記第1の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、前記球面収差補正部は、前記光透過層の厚さが最も大きい情報記録面L0への情報の記録又は再生時に、前記第1の対物レンズに発散光を入射させ、前記光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Lnへの情報の記録又は再生時に、前記第1の対物レンズに収束光を入射させることが好ましい。
【0183】
この構成によれば、第1の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有し、球面収差補正部は、第1の情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する。そして、球面収差補正部は、光透過層の厚さが最も大きい情報記録面L0への情報の記録又は再生時に、第1の対物レンズに発散光を入射させ、光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Lnへの情報の記録又は再生時に、第1の対物レンズに収束光を入射させる。
【0184】
したがって、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有する第1の情報記録媒体において、それぞれの情報記録面の光透過層の厚さに応じて3次球面収差を補正することができる。
【0185】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子の格子深さdは、(λ1)/6≦d≦(λ1)/4を満たすことが好ましい。この構成によれば、回折格子の深さdが(λ1)/6≦d≦(λ1)/4を満たすことで、実質的に内部反射した0次光の回折効率を適切なレベルに抑制することができる。
【0186】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第1の波長λ1よりも大きい第2の波長λ2を有する第2のレーザ光を出射する第2の光源と、前記第2のレーザ光を、所定の割合で透過及び反射させ、前記第1のレーザ光を実質的に透過する第2の平板型光学素子と、前記第1の情報記録媒体とは異なる種類の第2の情報記録媒体の情報記録面に前記第2のレーザ光を収束させる第2の対物レンズとをさらに備えることが好ましい。
【0187】
この構成によれば、第2の光源は、第1の波長λ1よりも大きい第2の波長λ2を有する第2のレーザ光を出射し、第2の平板型光学素子は、第2のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第1のレーザ光を実質的に透過し、第2の対物レンズは、第1の情報記録媒体とは異なる種類の第2の情報記録媒体の情報記録面に第2のレーザ光を収束させる。
【0188】
したがって、第1の情報記録媒体に対してだけでなく、第1の情報記録媒体とは異なる種類の第2の情報記録媒体に対しても、情報を記録又は再生することができる。
【0189】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記球面収差補正部は、前記第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第2の対物レンズに発散光又は収束光を入射させることが好ましい。
【0190】
この構成によれば、球面収差補正部は、第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第2の対物レンズに発散光又は収束光を入射させる。したがって、第2の平板型光学素子と第1の平板型光学素子とを透過した後、第2の光検出器へ向かう第2のレーザ光の光軸と、第2の平板型光学素子において2回以上内部反射された後、第1の平板型光学素子に入射し、第1の平板型光学素子を透過した後、第2の光検出器へ向かう第2のレーザ光の光軸とは互いに平行にならないので、第2の光検出器の有効領域内における第2のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【0191】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子における前記第1のレーザ光の0次光透過率η1は、前記回折格子における前記第2のレーザ光の0次光透過率η2よりも小さいことが好ましい。
【0192】
この構成によれば、回折格子における第1のレーザ光の0次光透過率η1は、回折格子における第2のレーザ光の0次光透過率η2よりも小さいので、第2の光検出器における第2のレーザ光の検出光量を十分に確保することができる。
【0193】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第1の面における前記第2のレーザ光の反射率は、5%未満であることが好ましい。この構成によれば、第1の面における第2のレーザ光の反射率は、5%未満であるので、第2の光検出器における第2のレーザ光の検出光量を十分に確保することができる。さらに、第1の平板型光学素子において2回以上内部反射された後、第2の光検出器へ向かう第2のレーザ光の光量は十分小さくなり、第2の光検出器における第2のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【0194】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第2の面には、前記第1のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることが好ましい。この構成によれば、第2の面には、第1のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されているので、第1のレーザ光が第1の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【0195】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記反射防止膜における前記第1のレーザ光に対する反射率R1と、前記反射防止膜における前記第2のレーザ光に対する反射率R2とは、R1<(R2)/2を満たすことが好ましい。
【0196】
この構成によれば、反射防止膜における第1のレーザ光に対する反射率R1と、反射防止膜における第2のレーザ光に対する反射率R2とは、R1<(R2)/2を満たすので、第1のレーザ光が第1の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【0197】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第2の波長λ2よりも大きい第3の波長λ3を有する第3のレーザ光を出射する第3の光源をさらに備え、前記第2の対物レンズは、前記第1の情報記録媒体及び前記第2の情報記録媒体とは異なる種類の第3の情報記録媒体の情報記録面に前記第3のレーザ光を収束させ、前記第2の平板型光学素子は、前記第3のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させることが好ましい。
【0198】
この構成によれば、第3の光源は、第2の波長λ2よりも大きい第3の波長λ3を有する第3のレーザ光を出射し、第2の対物レンズは、第1の情報記録媒体及び第2の情報記録媒体とは異なる種類の第3の情報記録媒体の情報記録面に第3のレーザ光を収束させ、第2の平板型光学素子は、第3のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる。
【0199】
したがって、第1の情報記録媒体及び第2の情報記録媒体に対してだけでなく、第1の情報記録媒体及び第2の情報記録媒体とは異なる種類の第3の情報記録媒体に対しても、情報を記録又は再生することができる。
【0200】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記球面収差補正部は、前記第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第2の対物レンズに収束光を入射させ、前記第3の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記第2の対物レンズに発散光を入射させることが好ましい。
【0201】
この構成によれば、球面収差補正部は、第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第2の対物レンズに収束光を入射させ、第3の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、第2の対物レンズに発散光を入射させる。
【0202】
したがって、第2の平板型光学素子と第1の平板型光学素子とを透過した後、第2の光検出器へ向かう第2のレーザ光又は第3のレーザ光の光軸と、第2の平板型光学素子において2回以上内部反射された後、第1の平板型光学素子に入射し、第1の平板型光学素子を透過した後、第2の光検出器へ向かう第2のレーザ光又は第3のレーザ光の光軸とは互いに平行にならないので、第2の光検出器の有効領域内における第2のレーザ光又は第3のレーザ光の干渉を抑制することができる。
【0203】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記第2の面には、前記第1のレーザ光、前記第2のレーザ光及び前記第3のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されていることが好ましい。
【0204】
この構成によれば、第2の面には、第1のレーザ光、第2のレーザ光及び第3のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されているので、第1のレーザ光、第2のレーザ光及び第3のレーザ光が第1の平板型光学素子内で内部反射するのを抑制することができる。
【0205】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、前記第1のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有することが好ましい。この構成によれば、第1のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有する回折格子を用いて、第1のレーザ光を回折させることができる。
【0206】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、前記第1のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有することが好ましい。この構成によれば、第1のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有する回折格子を用いて、第1のレーザ光を回折させることができる。
【0207】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記回折格子は、バイナリ型の回折格子であることが好ましい。この構成によれば、エッチング等のプロセスにて簡易に形成可能であるので、回折格子を安価に作成できる。
【0208】
本発明の他の局面に係る光学ヘッドは、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射する第1の光源と、前記第1の波長λ1よりも大きい第2の波長λ2を有する第2のレーザ光を出射する第2の光源と、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第1の平板型光学素子と、前記第2のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記第1のレーザ光を実質的に透過する第2の平板型光学素子と、前記第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第1の対物レンズと、前記第1の情報記録媒体とは異なる種類の第2の情報記録媒体の情報記録面に前記第2のレーザ光を収束させる第2の対物レンズと、前記第1の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する第1の光検出器と、前記第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、前記第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第2の光検出器とを備え、前記第1の平板型光学素子は、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを含み、前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、前記第1の面には、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、前記第2の面には、前記第1のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されている。
【0209】
この構成によれば、第1の光源は、第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射し、第2の光源は、第1の波長λ1よりも大きい第2の波長λ2を有する第2のレーザ光を出射する。第1の平板型光学素子は、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第2の平板型光学素子は、第2のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、第1のレーザ光を実質的に透過する。第1の対物レンズは、第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、第2の対物レンズは、第1の情報記録媒体とは異なる種類の第2の情報記録媒体の情報記録面に第2のレーザ光を収束させる。第1の光検出器は、第1の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する。第2の光検出器は、第1の平板型光学素子の透過光又は反射光を受光して、第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する。第1の平板型光学素子は、第1の光源から出射された第1のレーザ光が入射する第1の面と、第1の面に対向する第2の面とを含み、第1の面と第2の面とは互いに平行である。第1の面には、第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、第2の面には、第1のレーザ光に対して規定の反射率及び透過率を有する反射防止膜が形成されている。
【0210】
第1の平板型光学素子に入射した第1のレーザ光は、第2の面を透過する。このとき、第2の面には反射防止膜が形成されているので、第1のレーザ光の内部反射が抑制され、第1の平板型光学素子で少なくとも2回以上内部反射された後に第2の光検出器へ向かう第1のレーザ光の光量を十分小さくすることができる。
【0211】
したがって、第1の平板型光学素子に入射する第1のレーザ光が平行光であっても、第1のレーザ光は、第1の平板型光学素子内で実質的に内部反射することなく第2の面を透過するので、第1の光源のレーザパワーを制御するための第2の光検出器の有効領域内における第1のレーザ光の干渉を抑制することができ、第1の光源から出射される第1のレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【0212】
また、上記の光学ヘッドにおいて、前記反射防止膜における前記第1のレーザ光に対する反射率R1は、0.01より小さいことが好ましい。
【0213】
この構成によれば、反射防止膜における第1のレーザ光に対する反射率R1は、0.01より小さいので、第1の平板型光学素子で少なくとも2回以上内部反射された後に第2の光検出器へ向かう第1のレーザ光の光量を十分小さくすることができる。
【0214】
本発明の他の局面に係る回折格子付き光学素子は、所定の波長λを有するレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、前記レーザ光を出射する光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する光検出器に前記レーザ光を導く回折格子付き光学素子であって、前記レーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを備え、前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、前記第2の面には、回折格子が形成されており、前記回折格子の格子深さdは、λ/6≦d≦λ/4を満たし、前記回折格子のピッチpは、p>λを満たす。
【0215】
この構成によれば、回折格子付き光学素子は、所定の波長λを有するレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、レーザ光を出射する光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する光検出器にレーザ光を導く。回折格子付き光学素子は、レーザ光が入射する第1の面と、第1の面に対向する第2の面とを備え、第1の面と第2の面とは互いに平行である。第2の面には、回折格子が形成されている。回折格子の格子深さdは、λ/6≦d≦λ/4を満たし、回折格子のピッチpは、p>λを満たす。
【0216】
回折格子付き光学素子に入射した第1のレーザ光は、第2の面を透過すると共に、第2の面と第1の面とで内部反射した後、第2の面を透過する。このとき、内部反射することなく第2の面を透過したレーザ光と、内部反射して第2の面を透過したレーザ光とは、回折格子によって、それぞれ異なる回折効率で回折される。
【0217】
したがって、回折格子付き光学素子に入射するレーザ光が平行光であっても、回折格子付き光学素子内で内部反射した後に第2の面を透過するレーザ光は、回折格子付き光学素子内で内部反射することなく第2の面を透過するレーザ光と平行にならないので、光源のレーザパワーを制御するための光検出器の有効領域内におけるレーザ光の干渉を抑制することができ、光源から出射されるレーザ光のレーザパワーを正確に制御することができる。
【0218】
また、上記の回折格子付き光学素子において、前記第1の面には、前記レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成されていることが好ましい。
【0219】
この構成によれば、第1の面には、レーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成されているので、透過光及び反射光のうちの一方を情報記録媒体に導き、他方を光検出器に導くことができる。
【0220】
また、上記の回折格子付き光学素子において、前記第1の面に入射する前記レーザ光の入射角θは、45±10[deg]であることが好ましい。この構成によれば、第1の面に入射するレーザ光の入射角θは、45±10[deg]であるので、第1の面において、情報記録媒体の情報記録面に対して垂直に入射するように、レーザ光を反射させることができる。
【0221】
本発明の他の局面に係る光ディスク装置は、上記のいずれかに記載の光学ヘッドと、情報記録媒体を回転駆動するモータと、前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを光ディスク装置に適用することができる。
【0222】
本発明の他の局面に係る情報処理装置は、上記に記載の光ディスク装置と、前記光ディスク装置に記録する情報及び/又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備える。この構成によれば、上記の光学ヘッドを備える光ディスク装置を情報処理装置に適用することができる。
【0223】
なお、発明を実施するための形態の項においてなされた具体的な実施態様又は実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、種々変更して実施することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0224】
本発明に係る光学ヘッド、光ディスク装置及び回折格子付き光学素子は、少なくとも3つの情報記録面を有する多層化された高密度光ディスクにおいて、平板型光学素子を用いた安価な構成でAPC信号を検出することができ、光ディスク等の情報記録媒体に対して、情報を記録又は再生する光学ヘッド、当該光学ヘッドを具備した光ディスク装置、及び光源の出力を制御するための自動パワー制御信号を生成する光検出器に透過光又は反射光を導く回折格子付き光学素子として有用である。
【符号の説明】
【0225】
1 青紫レーザ光源
2 リレーレンズ
3 偏光ビームスプリッタ
4 コリメートレンズ
5 回折格子付きミラー
6 1/4波長板
7 回折レンズ
8 対物レンズ
9 対物レンズアクチュエータ
11 2波長レーザ光源
12 回折格子
13 平板型ビームスプリッタ
14 コリメートレンズアクチュエータ
15 平板型ミラー
16 1/4波長板
18 互換対物レンズ
21 検出ホログラム
22 検出レンズ
23 受光素子
24 フロントモニタセンサ
25 回折格子付きミラー
30,40,41,42,53 光学ヘッド
33 回折格子付き平板型ビームスプリッタ
34 フロントモニタセンサ
35 波長選択ミラー
44 コリメートレンズ
45 反射ミラー
46 検出レンズ
50 光ディスク装置
51 光ディスク駆動部
52 制御部
60 多層光ディスク
500 コンピュータ
501 入力装置
502 演算装置
503 出力装置
600 光ディスクプレーヤ
601 デコーダ
602 表示装置
700 光ディスクレコーダ
701 エンコーダ
702 デコーダ
703 出力装置

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射する第1の光源と、
前記第1の波長λ1よりも大きい第2の波長λ2を有する第2のレーザ光を出射する第2の光源と、
前記第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させ、前記第2のレーザ光を第2の情報記録媒体の情報記録面に収束させる対物レンズと、
前記第1のレーザ光及び前記第2のレーザ光を、前記第1の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、所定の割合で透過及び反射させる平板型反射ミラーと、
前記第1の情報記録媒体の情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する第1の光検出器と、
前記第1の情報記録媒体の光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部と、
前記平板型反射ミラーの透過光を受光して、前記第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第2の光検出器とを備え、
前記平板型反射ミラーは、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを含み、
前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、
前記第1の面には、前記第1のレーザ光を、所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、
前記第2の面には、前記第1のレーザ光に対する反射率R1が、0.01より小さい反射防止膜が形成され、
前記第1の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有し、
前記球面収差補正部は、前記光透過層の厚さが最も大きい情報記録面L0への情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに発散光を入射させ、前記光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Lnへの情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに収束光を入射させ、
前記球面収差補正部は、前記第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに発散光又は収束光を入射させることを特徴とする光学ヘッド。
【請求項2】
前記第2の波長λ2よりも大きい第3の波長λ3を有する第3のレーザ光を出射する第3の光源をさらに備え、
前記対物レンズは、前記第1の情報記録媒体及び前記第2の情報記録媒体とは異なる種類の第3の情報記録媒体の情報記録面に前記第3のレーザ光を収束させ、
前記平板型反射ミラーは、前記第3のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させ、
前記球面収差補正部は、前記第3の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに発散光又は収束光を入射させることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
【請求項3】
前記球面収差補正部は、
前記第2の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに収束光を入射させ、
前記第3の情報記録媒体の情報記録面への情報の記録又は再生時に、前記対物レンズに発散光を入射させることを特徴とする請求項2記載の光学ヘッド。
【請求項4】
第1の波長λ1を有する第1のレーザ光を出射する第1の光源と、
前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる第1の平板型光学素子と、
前記第1のレーザ光を第1の情報記録媒体の情報記録面に収束させる第1の対物レンズと、
前記第1の情報記録媒体の前記情報記録面からの反射光を受光して、情報信号及び/又は誤差信号を生成する第1の光検出器と、
前記第1の平板型光学素子の透過光を受光して、前記第1の光源の出力を制御するための自動パワーコントロール信号を生成する第2の光検出器とを備え、
前記第1の平板型光学素子は、前記第1の光源から出射された前記第1のレーザ光が入射する第1の面と、前記第1の面に対向する第2の面とを含み、
前記第1の面と前記第2の面とは互いに平行であり、
前記第1の面には、前記第1のレーザ光を所定の割合で透過及び反射させる反射膜が形成され、
前記第2の面には、回折格子が形成され、
前記第1の情報記録媒体は、光透過層の厚さがそれぞれ異なる少なくとも3つの情報記録面を有し、
前記第1の情報記録媒体の前記光透過層の厚さに応じて発生する球面収差を補正する球面収差補正部をさらに備え、
前記球面収差補正部は、前記光透過層の厚さが最も大きい情報記録面L0への情報の記録又は再生時に、前記第1の対物レンズに発散光を入射させ、前記光透過層の厚さが最も小さい情報記録面Lnへの情報の記録又は再生時に、前記第1の対物レンズに収束光を入射させ、
前記回折格子の格子深さdは、
(λ1)/6≦d≦(λ1)/4
を満たすことを特徴とする光学ヘッド。
【請求項5】
前記第1の平板型光学素子は、平板型偏光ビームスプリッタを含むことを特徴とする請求項4記載の光学ヘッド。
【請求項6】
前記第1の平板型光学素子は、前記第1の情報記録媒体の情報記録面に対して実質的に垂直に入射するように、前記第1のレーザ光を反射させる平板型反射ミラーを含むことを特徴とする請求項4記載の光学ヘッド。
【請求項7】
前記回折格子は、前記第1のレーザ光の入射面に平行な複数の直線が平行に並んだ凹凸パターンを有することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項8】
前記回折格子は、前記第1のレーザ光の入射光軸を中心とした輪帯状の凹凸パターンを有することを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載の光学ヘッド。
【請求項9】
前記回折格子は、バイナリ型の回折格子であることを特徴とする請求項7又は8記載の光学ヘッド。
【請求項10】
請求項1〜9のいずれかに記載の光学ヘッドと、
情報記録媒体を回転駆動するモータと、
前記光学ヘッドと前記モータとを制御する制御部とを備えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項11】
請求項10に記載の光ディスク装置と、
前記光ディスク装置に記録する情報及び/又は前記光ディスク装置から再生された情報を処理する情報処理部とを備えることを特徴とする情報処理装置。

【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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【公開番号】特開2012−178222(P2012−178222A)
【公開日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−117771(P2012−117771)
【出願日】平成24年5月23日(2012.5.23)
【分割の表示】特願2010−526517(P2010−526517)の分割
【原出願日】平成21年8月11日(2009.8.11)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.BLU−RAY DISC
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】