JP2008130200A - 回折素子とこれを備えたアクチュエータ、光ピックアップおよび光情報処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回折素子の外形形状を、対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止する構造とし、適切な収差補正機能を得る。
【解決手段】収差補正素子１０７の外形形状は、外周端部において第１回折面５１と第２回折面５２で非対称な形状とする。対物レンズ１０８の光軸に対して垂直方向の収差補正機能を有する回折領域は同心円状の円形状であり、収差補正素子１０７の残り領域の外周端部は、第１回折面外径６１に対して、第２回折面外径６２を大きくし、第１回折面５１の外周端部を外周から内周に凸状の段差形状とする。第１回折面５１側は、対物レンズ保持体１０８ｂの開口部と同等かそれ以下の外径とし、第２回折面５２側は、対物レンズ保持体１０８ｂの開口部より大きな外径とする。これにより表裏が逆のときは対物レンズ保持体１０８ｂに正しく固定されず、収差補正素子１０７の裏表の逆取付けを防止し、適切な収差補正機能を得る。
【選択図】図５

Description

本発明は、光情報記録装置、光ピックアップ、アクチュエータ等に設けられ、記録密度が異なる３種類以上の光記録媒体を記録，再生する互換機器において、単一の対物レンズで光源の波長または透明基板厚が異なることにより生じる収差を補正する回折素子に取付け誤り防止構造を有した回折素子とこれを備えたアクチュエータ、光ピックアップおよび光情報処理装置に関するものである。

映像情報、音声情報、またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。

このような光記録媒体の記録密度を向上させる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（以下、ＮＡという）を大きくすること、あるいは光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。

そこで、例えば「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズのＮＡが０．６５、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれており、そのためには、対物レンズのＮＡを０．６５よりもさらに大きく、あるいは光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。

このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、青色の波長領域の光源とＮＡ０．８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足する「Ｂlu-ray Ｄisc」の規格（以下、ＢＤという）が提案されている。

また、青色の波長領域の光源は同じであるが、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いて、２０ＧＢ相当の容量確保を満足する「ＨＤ−ＤＶＤ」の規格（以下、ＨＤという）がある。

前者はＤＶＤ系に比べ短波長化、高ＮＡ化の変更により大容量化を行い、後者は高ＮＡ化を行わない代わりに信号処理の工夫により線記録密度の向上を可能とし、ランド・グルーブ記録の採用により大容量化を行っている。

また、ＢＤとＨＤは、光源の発振波長が４０５ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源を用いる点で共通しているが、光記録媒体は基板厚さがそれぞれ０．１ｍｍ、０．６ｍｍと異なる。

このような高密度な情報の記録および／または再生を行える光ピックアップであっても、従来から大量に供給されたＣＤ、ＤＶＤに対しても情報の記録および／または再生を確保する必要がある。記録，再生すべき光記録媒体の種類に応じて、適切な波長の光源を選択し、この選択した光束に対して適切な光学処理を施し、それぞれの光記録媒体の基板厚さの違いによって生じる球面収差を補正することが望ましい。その収差を補正する手段として、回折構造を有する収差補正素子が提案されている。
特開２００６−１２３９３号公報

しかしながら、このような構成の収差補正素子（回折素子）は、平板の素子表面に微細な同軸同心円の回折構造を有するもので、かつこの回折構造は収差補正素子（回折素子）の両面に形成されている。そして、各面には異なる回折構造を有しており、それぞれ異なる光源の波長や光記録媒体の規格に対する収差補正機能を備えている。

このような平板の回折素子を光ピックアップ等に搭載する際、素子の取付け裏表を誤ると、適切な収差補正機能が得られない。しかも、従来の素子形状では、円筒形状の収差補正素子面の領域を除く外周端部の一方の面と他方の面で板厚方向に対称な外形構造であるため、対物レンズ保持体に対して、表裏を逆に取付けてしまう可能性が高いという課題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、単一の対物レンズにより３種類以上の光記録媒体に集光可能とする回折素子において、回折素子の外形形状を、対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止する構造とし、適切な収差補正機能を得る回折素子とこれを備えたアクチュエータ、光ピックアップおよび光情報処理装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した回折素子は、少なくとも３つの波長の光源に対する３種類以上の規格の光記録媒体に応じた互換性を付与する回折素子であって、回折素子は、同心円状の回折構造であり、一方の面と他方の面にそれぞれ異なる波長および規格に応じた収差補正機能を有する領域と、外周端部の残り領域とを備え、外周端部を一方の面と他方の面で非対称な外形形状としたことにより、複数の光束に対して球面収差を補正でき、単一の対物レンズで記録密度の異なる３種類以上の光記録媒体に集光機能を有する光ピックアップを実現でき、回折素子の外周端部で一方の面と他方の面で非対称な外形形状とすることで、対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止することができる。

また、請求項２，３に記載した回折素子は、請求項１の回折素子において、外周端部の一方の面または他方の面のいずれかの外形形状を外周から内周に凸状の段差形状としたこと、または、外周端部の一方の面または他方の面のいずれかの外形形状を外周から内周に凸状のテーパー形状としたことにより、凸状の段差形状、またはテーパー形状とすることで、対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止する構造を実現できる。

また、請求項４に記載した回折素子は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回折素子において、外周端部の外形形状を、収差補正機能を有する領域面の光軸が対物レンズの光軸に対して所定量傾くように形成したことにより、収差を補正し低減できるとともに、信号光においてフレア光が入射することを低減できる。

また、請求項５に記載したアクチュエータは、請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことにより、良好な集光スポットを得られるアクチュエータを得ることができる。

また、請求項６に記載した光ピックアップは、請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことにより、高精度な光情報の記録および再生処理ができる光ピックアップを得ることができる。

また、請求項７に記載した光情報処理装置は、請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことにより、高精度な光情報の記録および再生処理ができ、光情報処理装置を得ることができる。

本発明によれば、回折素子の外形形状を、裏表を逆に配置することが不可能な構造として、製造過程において回折素子の対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止することができ、かつ適切な収差補正機能を得ることができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態１における光ピックアップの概略構成を示す図である。図１に示すように、単一の対物レンズ１０８で、異なる光源波長を用いて、例えば３種類の光記録媒体（ＢＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系）を異なる開口数：ＮＡで記録または再生を行う互換型の光ピックアップである。

ＢＤ系、ＤＶＤ系，ＣＤ系の光記録媒体１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃの基板厚は、それぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍ，１．２ｍｍであり、またＢＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系の光記録媒体１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃに対応する。開口数（ＮＡ）は、それぞれＮＡ０．８５，ＮＡ０．６５，ＮＡ０．５０であり、第１，第２，第３の光源の波長λ１，λ２，λ３は、それぞれλ１＝３９５〜４１５ｎｍ，λ２＝６５０〜６７０ｎｍ，λ３＝７７０〜８０５ｎｍである。

図１に示す光ピックアップは、ＢＤ系光記録媒体１０９ａに対して、半導体レーザ１０１，コリメートレンズ１０２，偏光ビームスプリッタ１０３，波長選択性ビームスプリッタ１０４，偏向プリズム１０５，１／４波長板１０６，収差補正素子（回折素子）１０７，対物レンズ１０８，検出レンズ１１０，受光素子１１２により構成される。第１の光源である半導体レーザ１０１の中心波長は４０５ｎｍであり、対物レンズ１０８の開口数（ＮＡ）は０．８５である。また、ＢＤ系光記録媒体１０９ａの基板厚は０．１ｍｍである。

半導体レーザ１０１の出射光は、コリメートレンズ１０２により略平行光にされる。コリメートレンズ１０２を通過した光は偏光ビームスプリッタ１０３に入射し、偏向プリズム１０５により偏向される。そして、１／４波長板１０６で円偏光に変換され、収差補正素子１０７，対物レンズ１０８を介してＢＤ系光記録媒体１０９ａに集光されることにより、情報の記録，再生がされる。そして、ＢＤ系光記録媒体１０９ａからの反射光は１／４波長板１０６を通過した後、往路の光の偏光方向とは直交する直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３により反射，入射光と分離して偏向され、検出レンズ１１０により受光素子１１２上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

なお、この光ピックアップにおいては、ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂ用のレーザ光と、ＣＤ系光記録媒体１０９ｃ用のレーザ光と発生する２波長レーザユニット１２０を有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を出射することができる。

ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂに対して、中心波長が６６０ｎｍのＤＶＤ系半導体レーザ１１３ａから出射した光は、コリメートレンズ１１５，波長選択性ビームスプリッタ１０４を経て、偏向プリズム１０５により偏向される。そして、１／４波長板１０６，収差補正素子１０７，対物レンズ１０８を介して、ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂに集光される。このＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂの基板厚は０．６ｍｍであり、開口数（ＮＡ）は０．６５である。ＮＡの切り替えは、収差補正素子１０７により制限される。そして、ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂからの反射光は対物レンズ１０８，１／４波長板１０６を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ１０４により偏向され、ホログラム素子１１４により入射光と分離してＤＶＤ系受光素子１１３ｃ上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

ＣＤ系光記録媒体１０９ｃに対して、中心波長が７８５ｎｍのＣＤ系半導体レーザ１１６ａから出射した光は、コリメートレンズ１１５，波長選択性ビームスプリッタ１０４を経て、偏向プリズム１０５により偏向される。そして、１／４波長板１０６，収差補正素子１０７，対物レンズ１０８を介して、ＣＤ系光記録媒体１０９ｃに集光される。このＣＤ系光記録媒体１０９ｃの基板厚は１．２ｍｍであり、対物レンズの開口数（ＮＡ）は０．５０である。ＮＡの切り替えは、収差補正素子１０７により制限される。そして、ＣＤ系光記録媒体１０９ｃからの反射光は対物レンズ１０８，１／４波長板１０６を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ１０４により偏向され、ホログラム素子１１４により入射光と分離してＣＤ系受光素子１１６ｃ上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

また、図２、図３（ａ），（ｂ）は収差補正素子１０７を説明するための図であり、図２は拡大された断面図、図３（ａ），（ｂ）は各回折面を示す図である。そして、図２に示す一方の回折面でＤＶＤ系に対する収差補正機能を有し、他方の面でＣＤ系に対する収差補正機能を有する。

図１に示すように、収差補正素子１０７は、ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂに対して、６６０ｎｍのＤＶＤ系半導体レーザ１１３ａから出射した光が、対物レンズ１０８で基板厚の違いにより発生する球面収差を補正、および対物レンズ１０８のＮＡを切り替えするための開口制限の機能を有するとともに、ＣＤ系光記録媒体１０９ｃに対して、７８５ｎｍのＣＤ系半導体レーザ１１６ａから出射した光が、対物レンズ１０８で基板厚の違いにより発生する球面収差を補正、および対物レンズ１０８のＮＡを切り替えするための開口制限の機能を有する互換素子である。

収差補正素子１０７の回折領域の断面は図２に示されるように同心円状に形成された複数の輪帯凹凸部からなる。各輪帯凹凸部は階段形状であり、輪帯凹凸部のピッチは、この回折構造がレンズ効果を有するように内側から外側に向かって徐々に狭くなっている。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、収差補正素子１０７は、光線有効径内に、回折溝が形成されている円形の中央領域（第１の領域５１ａ，５２ａ）と、その周辺領域（第２の領域５１ｂ，５２ｂ）の平坦部とを有する。回折領域は、情報記録媒体の基板厚の違いと、波長の違いより生じる球面収差を補正するように、光束を回折させる。この回折構造が素子両面に形成され、各面で異なる収差補正機能をもつ。そして、有効径から外径に向かい外周端部として残りの領域が形成されている。

また、図４は収差補正素子１０７と対物レンズ１０８の構成を模式的に示す断面図である。図４に示すように、収差補正素子１０７と対物レンズ１０８は、対物レンズ保持体１０８ｂにより同軸で一体化されている。具体的には、一端に、収差補正素子１０７を固定し、他端に対物レンズ１０８を固定して、これらを光軸に沿って同軸に一体化した構成となっている。

光記録媒体を記録，再生するときに、対物レンズ１０８はトラッキング制御により、光軸に対して垂直方向に±０．５ｍｍ程度の範囲内で移動する。ところが、ＤＶＤ系光記録媒体１０９ｂやＣＤ系光記録媒体１０９ｃに対しては、収差補正素子１０７により回折を受けるため、収差補正素子１０７が移動せずに、対物レンズ１０８だけが移動すると、収差が発生して集光スポットが劣化してしまう。そこで、収差補正素子１０７と対物レンズ１０８を一体化させ、トラッキング制御時に一体で移動させることにより、良好な集光スポットを得る構成としている。

収差補正素子１０７の材料としては、ガラスや樹脂あるいはガラス基板上にＵＶ樹脂層を設けて、この樹脂層に回折構造を設けたものであればよいが、ガラスと比べて軽く、成型加工が容易で大量生産がしやすいという観点から樹脂が望ましい。本実施形態１の収差補正素子１０７は、対物レンズ保持体１０８ｂに搭載され、フォーカシングやトラッキングのために可動することから、軽い方が望ましい。樹脂としては、例えばＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート：４０５ｎｍ，６６０ｎｍ，７８５ｎｍの各波長での屈折率は、１．５１，１．４９，１．４８）や、吸湿特性がよい日本ゼオン社製の光学樹脂であるゼオネックスなどが挙げられる。

なお、回折構造の作製方法としては、材料がガラスの場合はエッチングやモールディングで行えばよく、また樹脂材料の場合はインプリントやモールディングで行えばよい。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、収差補正素子１０７の光軸に対して垂直方向の面形状は、回折領域と同心円状の円形状とする。前述したように本実施形態１で用いているＰＭＭＡ等の樹脂は、射出成形ができる等の強みがあるため光学部品に最も広く使用され、大量生産しやすいという特徴があるが、一方で吸湿性が弱点として挙げられる。これは屈折率や透過率といった光学特性を変動させるだけでなく、変形としても現れる。回折領域と平坦部との境界と同様の円形状にすることで、ＰＭＭＡの吸湿による形状の変化が均一化され、うねりを低減することができ、高精度な光ピックアップを提供することができる。なお、円形状とは、多角形を含み、六角形においても、同様の効果が得られる。さらに、これらの円形状、多角形形状は外形形状が光束有効径の３０％増しの場合であり、それ以上に外形形状が大きい場合は四角の形状であってもよい。

また、前述した概略構成では、単一の対物レンズ１０８で、異なる光源波長を用いて、３種類の光記録媒体（ＢＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系）に対して、記録または再生を行なう互換型光ピックアップについて述べたが、４種類の光記録媒体（ＢＤ系，ＨＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系）を異なる有効瞳半径で記録または再生を行う互換型の光ピックアップであっても良い。

図４は４種類の光記録媒体を用いる場合の概念図を示し、収差補正素子１０７と対物レンズ１０８の構成を模式的に示した。この場合、図２に示す一方の回折面でＤＶＤ系とＣＤ系に対する収差補正機能を有し、他方の回折面でＨＤ系に対する収差補正機能を持たせる。

収差補正素子（回折素子）は、上述した素子構成と同様に、平板の素子表面に微細な同軸同心円の回折構造を有するもので、かつこの回折構造は収差補正素子（回折素子）の両面に形成されている。そして、各面には異なる回折構造を有しており、それぞれ異なる光源の波長や光記録媒体の規格に対する収差補正機能を備えている。そのため、表裏の構造の違いは目視で確認することは困難である。しかし、回折素子の形状を本構成とすることで、対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止することができ、かつ適切な収差補正機能を得ることができる。

本実施形態１の構成は、従来における光ピックアップおよび回折素子（収差補正素子）の構造に対して、回折素子の対物レンズ保持体に対する取付け方法を除き、共通する要素を使用することになる。このため、以降の構造説明は本件の関連要素のみに絞って説明する。

まず、本実施形態１における収差補正素子の外形形状について、詳細に説明する。図２、図３（ａ），（ｂ）に示すように、収差補正素子１０７の表面に形成された回折構造は微細な輪帯形状であり、表裏の構造の違いは目視で確認することは困難である。しかし、この回折構造は、各面で異なる収差補正機能をもち、表裏の向きが正確に取付けられない場合、適切な収差補正機能は得られない。そして、従来の素子形状は、図４に示したような外形が円筒形状で外周端部が第１，第２回折面５１，５２の板厚方向に対称な構造である。そのため、対物レンズ保持体１０８ｂに対して、表裏逆に配置されるという取付け誤りが生じやすい。

本実施形態１における実施例１として、図５（ａ）に示すように、収差補正素子１０７の外形形状は、外周端部において第１回折面５１と第２回折面５２で非対称な形状とする。対物レンズ１０８の光軸に対して収差補正機能を有する回折領域は同心円状の円形状であるが、収差補正素子１０７の残りの領域となる外周端部においては、第１回折面外径６１に対して、第２回折面外径６２を大きくし、第１回折面５１の外周端部を外周から内周に凸状の段差形状とする。

第１回折面５１側は、対物レンズ保持体１０８ｂの開口部と同等かそれ以下の外径（第１回折面外径６１）とし、第２回折面５２側は、対物レンズ保持体１０８ｂの開口部より大きな外径（第２回折面外径６２）とする。これにより表裏が逆であると、対物レンズ保持体１０８ｂに正しく固定されないため、収差補正素子１０７の裏表の逆取付けを防止することができる。また、図５（ｂ）に示すように、収差補正機能を有する領域が確保できれば、対物レンズ保持体１０８ｂ、収差補正素子の外径を四角形状としてもよい。

本実施形態１における実施例２として、図６（ａ），（ｂ）に示すように、収差補正素子１０７の外形形状を第１回折面５１と第２回折面５２で非対称な外形形状とする。前述した実施例１と同様に収差補正素子１０７の外周端部において、第１回折面外径６１に対して、第２回折面外径６２を大きくし、第１回折面５１の外周端部を外周から内周に凸状のテーパー形状とする。対物レンズ保持体１０８ｂの開口部にも同様の勾配をつけることで、表裏が逆であると対物レンズ保持体１０８ｂに正しく固定されないため、裏表の逆取付けを防止することができる。

また、本実施形態１における収差補正素子１０７のような平板素子を用いる場合、フレア光に対する配慮が必要である。光源から対物レンズ１０８へ向かう光の一部は、光学部品の入射面で、透過せずに正反射光となる。収差補正素子１０７を入射光に対して垂直に配置した場合、その正反射光が光記録媒体１０９からの反射光、すなわち信号光と図７（ａ）に示すように受光素子上に重なってしまい、ノイズ光となる場合がある。そこで対処手段として、光学部品への入射面をわずかに傾ける方法がある。図７（ｂ）に示すように収差補正素子１０７を傾斜配置させることにより、信号光への正反射光を重畳させずに済む。

このため本実施形態１における実施例３として、収差補正素子１０７を図８（ａ），（ｂ），図９（ａ），（ｂ）に示すように、前述した実施例１，２の外形形状とし、さらに回折構造が形成された面のみが対物レンズ１０８の光軸に対して傾いた構造とする。これにより、対物レンズ保持体１０８ｂに信号光への正反射光を重畳させることなく、収差補正素子１０７を取付ける際はその裏表の逆取付けを防止することができる。

本発明の実施形態２として、実施形態１の回折素子（収差補正素子）を備えたアクチュエータ、光情報処理装置を説明する。図１０に光ピックアップのアクチュエータの概略構成を示す。光ピックアップのアクチュエータは対物レンズ１０８と、この対物レンズ１０８を保持する対物レンズ保持体１０８ｂとを備えている。また、対物レンズ保持体１０８ｂを支持するベース部２５と、このベース部２５と対物レンズ保持体１０８ｂとの間に介在される弾性支持機構２６，２７とを備えている。弾性支持機構２６，２７は、対物レンズ保持体１０８ｂをフォーカス方向，トラッキング方向の計２方向に動けるよう、ベース部２５に対して弾性的に支持している。ここで、前述のフォーカス方向とは図１３のＺ軸方向（対物レンズ１０８の光軸方向）をいい、トラッキング方向とは図１３のＸ軸方向（光記録媒体１０９の半径方向）をいう。

また、図１０には示されない駆動手段を備えており、この駆動手段は、例えば対物レンズ保持体１０８ｂに設けられた永久磁石と、ベース部２５に対して相対的に固定された駆動コイルとからなる、いわゆるボイスコイルモータによって構成されている。そして、この駆動手段は、駆動コイルへの入力電流に応じて、対物レンズ保持体１０８ｂを前記２方向に駆動するようになっている。駆動手段の駆動コイルへの入力電流を制御して、光記録媒体１０９の情報記録面における記録トラック上に所定のレーザ光スポットを追従させるフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを行う。

また、図１１は光情報処理装置の概略構成を示すブロック図である。これは光情報処理装置の一形態であり、前述の実施形態１の回折素子を有する光ピックアップを用いて、光記録媒体に対する情報の再生、記録、消去のうちの、少なくとも１つを行う装置である。

前述した光ピックアップに相当する光ピックアップ９１を備えて構成されている。そして光記録媒体１０９を回転駆動するスピンドルモータ９８と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ９１と、光ピックアップ９１を光記録媒体１０９の内外周に移動操作するための送りモータ９２と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路９４と、光ピックアップ９１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路９３と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ９６とを備えている。

スピンドルモータ９８は、サーボ制御回路９３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体１０９は、スピンドルモータ９８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路９３により駆動制御される。このスピンドルモータ９８によって、所定の回転数で回転駆動される。

光ピックアップ９１は、光記録媒体１０９に対する情報信号の記録および再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体１０９に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ９１は、変復調回路９４に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路９５から入力され変復調回路９４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ９１に供給される。光ピックアップ９１は、変復調回路９４から供給される信号に基づいて、光記録媒体１０９に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ９１は、回転駆動される光記録媒体１０９に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、この再生信号が変復調回路９４に供給される。

また、光ピックアップ９１は、サーボ制御回路９３にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体１０９によって反射されて戻ってきた戻り光から、前述したように、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路９３に供給される。

変復調回路９４は、システムコントローラ９６および外部回路９５に接続されている。この変復調回路９４は、情報信号を光記録媒体１０９に記録するときには、システムコントローラ９６による制御のもとで、光記録媒体１０９に記録する信号を外部回路９５から受け取り、この信号に対して所定の変調処理を施す。

変復調回路９４によって変調された信号は、光ピックアップ９１に供給される。また、変復調回路９４は、情報信号を光記録媒体１０９から再生するときには、システムコントローラ９６による制御のもとで、光記録媒体１０９から再生された再生信号を光ピックアップ９１から受け取り、再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路９４によって復調された信号は、変復調回路９４から外部回路９５へ出力される。

送りモータ９２は、情報信号の記録および再生を行うとき、光ピックアップ９１を光記録媒体１０９の半径方向で所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路９３からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、送りモータ９２は、サーボ制御回路９３に接続されており、サーボ制御回路９３により制御される。

サーボ制御回路９３は、システムコントローラ９６による制御のもとで、光ピックアップ９１が光記録媒体１０９に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ９２を制御する。また、サーボ制御回路９３は、スピンドルモータ９８にも接続されており、システムコントローラ９６による制御のもとで、スピンドルモータ９８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路９３は、光記録媒体１０９に対する情報信号の記録および再生時に、光記録媒体１０９が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ９８を制御する。

また、光記録媒体１０９の種類を判別する方法として、トラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信号を用いてもよい。複数種の光記録媒体に記録および再生処理する光情報処理装置に本発明の光ピックアップを具備することで、基板厚の異なる光記録媒体１０９に情報の記録，再生を行う品質の精度を高めることができる。

以上のように、本実施形態２によれば、アクチュエータ，光ピックアップ，光情報処理装置に用いる対物レンズ保持体１０８ｂに収差補正素子（回折素子）１０７を取付ける際、その裏表の逆取付けを防止して、単一の対物レンズにより異なる基板厚さを有する複数種類の光記録媒体（例えば、ＢＤ系，ＨＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系）の面上に良好なスポットが形成でき光記録媒体に対して情報信号の記録，再生または消去の最適な処理を行う適切な収差補正機能を得ることができる。

本発明に係る回折素子とこれを備えたアクチュエータ、光ピックアップおよび光情報処理装置は、回折素子の外形形状を、裏表を逆に配置することが不可能な構造として、製造過程において、回折素子の対物レンズに対する裏表の逆取付けを防止することができ、かつ適切な収差補正機能を得ることができ、記録密度が異なる３種類以上の光記録媒体を扱う互換機器として有用である。

本発明の実施形態１における光ピックアップの概略構成を示す図 収差補正素子を拡大した断面図 収差補正素子の（ａ）は第１回折面、（ｂ）は第２回折面の上面図を示す図 収差補正素子の近傍を拡大した断面図 対物レンズ保持体に取付ける収差補正素子の段差状の外形形状であり（ａ）は円形、（ｂ）は四角形を示す図 対物レンズ保持体に取付ける収差補正素子のテーパー状の外形形状であり（ａ）は円形、（ｂ）は四角形を示す図 フレア光の（ａ）は受光素子へ入射、（ｂ）は受光素子を回避した状態を説明する図 対物レンズ保持体に取付ける収差補正素子のフレア光を考慮した段差状の外形形状であり（ａ）は円形、（ｂ）は四角形を示す図 対物レンズ保持体に取付ける収差補正素子のフレア光を考慮したテーパー状の外形形状であり（ａ）は円形、（ｂ）は四角形を示す図 光ピックアップのアクチュエータの概略構成を示す斜視図 光情報処理装置の概略構成を示す図

符号の説明

２５ ベース部
２６，２７ 弾性支持機構
５１ 第１回折面
５２ 第２回折面
５１ａ，５２ａ 第１の領域
５１ｂ，５２ｂ 第２の領域
６１ 第１回折面外径
６２ 第２回折面外径
９１ 光ピックアップ
９２ 送りモータ
９３ サーボ制御回路
９４ 変復調回路
９５ 外部回路
９６ システムコントローラ
９８ スピンドルモータ
１０１ 半導体レーザ
１０２，１１５ コリメートレンズ
１０３ 偏光ビームスプリッタ
１０４ 波長選択性ビームスプリッタ
１０５ 偏向プリズム
１０６ １／４波長板
１０７ 収差補正素子
１０８ 対物レンズ
１０８ｂ 対物レンズ保持体
１０９ 光記録媒体
１０９ａ ＢＤ系光記録媒体
１０９ｂ ＤＶＤ系光記録媒体
１０９ｃ ＣＤ系光記録媒体
１１０ 検出レンズ
１１２ 受光素子
１１３ａ ＤＶＤ系半導体レーザ
１１３ｃ ＤＶＤ系受光素子
１１４ ホログラム素子
１１６ａ ＣＤ系半導体レーザ
１１６ｃ ＣＤ系受光素子
１２０ ２波長レーザユニット

Claims (7)

1. 少なくとも３つの波長の光源に対する３種類以上の規格の光記録媒体に応じた互換性を付与する回折素子であって、
   前記回折素子は、同心円状の回折構造であり、一方の面と他方の面にそれぞれ異なる前記波長および前記規格に応じた収差補正機能を有する領域と、外周端部の残り領域とを備え、前記外周端部を一方の面と他方の面で非対称な外形形状としたことを特徴とする回折素子。
2. 請求項１の回折素子において、前記外周端部の一方の面または他方の面のいずれかの外形形状を外周から内周に凸状の段差形状としたことを特徴とする回折素子。
3. 請求項１の回折素子において、前記外周端部の一方の面または他方の面のいずれかの外形形状を外周から内周に凸状のテーパー形状としたことを特徴とする回折素子。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回折素子において、前記外周端部の外形形状を、収差補正機能の領域面の光軸が対物レンズの光軸に対して所定量傾くように形成したことを特徴とする回折素子。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことを特徴とするアクチュエータ。
6. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことを特徴とする光ピックアップ。
7. 請求項１〜４のいずれか１項に記載した回折素子を搭載したことを特徴とする光情報処理装置。

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