JP3726979B2 - 光ピックアップ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に用いられる光ピックアップに関し、特に基板の厚さなどが異なる複数の種類の光ディスクに用いる光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスク装置が大容量記録再生装置としてよく利用されている。この光ディスク装置は、通常、光ビームを照射する光源と、その光ビームを収束して光記録媒体である光ディスクに照射する対物レンズと、光ビームを対物レンズに導く光学系と、光ディスクの記録面に垂直な方向（以下、フォーカシング方向という）および光ディスクの半径方向（以下、トラッキング方向という）に対物レンズを移動する対物レンズ駆動機構とを備えた光ピックアップを搭載している。
【０００３】
図２０は、従来の光ピックアップ、特に光磁気記録媒体に適用する光ピックアップの構成を示す斜視図である。光磁気記録媒体としては、例えばミニディスク（ＭＤ）が挙げられる。図２０に示す従来の光ピックアップは、光ビームを出射する半導体レーザ等の光源１１５、光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ１０２、および光源１１５から対物レンズ１０２に光ビームを導く光学系を有している。
【０００４】
従来の光ピックアップでは、図２０に示すように、１つの対物レンズ１０２がレンズホルダ１０３に収納されており、対物レンズ駆動装置１０１によって、フォーカシング方向およびトラッキング方向に移動される。レンズホルダ１０３の両側面には基板１０４が取り付けられていて、その上には、レンズホルダ１０３をベース１０７に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持する弾性体１０８の一端１０８ａが、はんだ１０９によって固着されている。弾性体１０８の他端１０８ｂは、ベース１０７に固定された基板１１０上に、はんだ１１１によって固着されている。この対物レンズ駆動装置１０１には、レンズホルダ１０３の中央部の穴に固着されたフォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、ならびに永久磁石１１３が設けられており、コイル１０５および／あるいは１０６に電流を流すことにより、磁界と電流との相互作用によって、対物レンズ１０２がフォーカシング方向および／あるいはトラッキング方向に移動される。
【０００５】
なお、対物レンズ駆動装置１０１には、さらに、対物レンズ１０２がフォーカシング方向および／あるいはトラッキング方向に移動する際に発生し得る共振を抑えるダンパー材１１２と、ストッパ１１４とが設けられている。
【０００６】
光源１１５としては、例えば、半導体レーザと、サーボ信号検出用の光検出器（図示せず）とを内蔵するものが用いられ得る。この光検出器によって検出されたサーボ信号に基づいて、対物レンズ１０２のフォーカシング方向およびトラッキング方向における移動が制御される。
【０００７】
上述したように、この光ピックアップのレンズホルダ１０３には、１つの対物レンズ１０２が搭載され、その下方には、光源１１５からの光ビームＰを対物レンズ１０２の方へ曲げるための立ち上げミラー１１６が、やはりただ１つ配置されている。光源１１５から立ち上げミラー１１６までの間の光路上には、図２０に示すように、光ビームＰを平行光にするためのコリメートレンズ１１７と、入射してきた光の偏光に応じて一部を透過し、残りを反射する偏光ビームスプリッタ１１８とが配置されている。この例では、偏光ビームスプリッタ１１８は、ｐ偏光の８０％程度を透過し、ｓ偏光はほぼ１００％を反射するように設定されている。偏光ビームスプリッタ１１８によって反射された光は、モニタ用光検出器１１９に入射し、ここで検出される信号に基づいて光源１１５の出力がモニタされる。
【０００８】
次に、図２１を参照して、図２０の光ピックアップを用いた光磁気信号の検出原理を説明する。
【０００９】
光源１１５内の半導体レーザは、直線偏光、ここではｐ偏光の光ビームＰを出射する。光ビームＰが偏光ビームスプリッタ１１８に入射すると、その約２０％は反射されてモニター用光検出器１１９に入射し、残りの約８０％は偏光ビームスプリッタ１１８を透過して、立ち上げミラー１１６を介して、光ディスク（図示せず）に入射する。ここでは、光ディスクは、光磁気記録媒体である。
【００１０】
光ディスクによって反射された光ビームは、カー効果によってその偏光方向がわずかに回転した状態で（すなわち、わずかにｓ偏光を含む状態で）、偏光ビームスプリッタ１１８に戻ってくる。このとき、偏光方向の回転角は、光ビームが入射した光ディスク上の位置に記録されていた信号に応じたものとなる。
【００１１】
偏光ビームスプリッタ１１８のｐ偏光に対する反射率は約２０％で、ｓ偏光に対する反射率はほぼ１００％であるため、偏光ビームスプリッタ１１８で反射された光ビームは、ｐ偏光成分のみが減少し、結果的に偏光方向の回転角が増大する。偏光方向の回転角が増大した光ビームは、ウォラストンプリズム１２０に入射し、ここで偏光方向に応じて２本の光ビームに分けられる。ウォラストンプリズム１２０からの２本の光ビームは、反射ミラー１２１、スポットレンズ１２２、および反射ミラー１２３を経て、光検出器１２４に入射する。これらの２本の光ビームを用いて、光磁気信号、つまり光ビームが入射した位置に記録されていた信号が検出される。
【００１２】
ところで、光ディスクには、コンパクトディスク（ＣＤ）に代表されるような再生のみが可能なもの、１回だけ記録が可能な追記（ライトワンス）型のもの、光磁気方式および相変化方式などの何回でも記録および消去が可能なものなど様々なものがある。また、これら光ディスクにおいては、近年、大容量化および高密度化に対する要求がある。これらの要求を満足するためには、光源の波長を短くすること、および対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることによって、スポット径を小さくすればよい。ＮＡを大きくするとき、クロストークやトラッキングサーボに対するディスクのスキューの影響が小さくなるように、ディスクの基板の厚さを薄くしてもよい。
【００１３】
しかし、図２０に示した光ピックアップは、ある基板の厚さと、ある屈折率とを有する光ディスクに対して用いられるように設計されている。特に、対物レンズの焦点距離等の光学特性は、光ディスクの基板の厚さおよび屈折率を考慮して設計されているので、これらのいずれかが設計時の値から変わると、収差などのために、光ビームを適切な集光状態（光スポットのサイズ等を含む）で光ディスク上に集光させることができなくなる。したがって、図２０に示すような光ピックアップは、対物レンズの設計時に考慮された基板の厚さおよび屈折率を有する光ディスク以外には、用いることができない。
【００１４】
この問題を解決するために、対物レンズ駆動装置の可動部に２個の対物レンズを搭載し、ディスクの種類に応じて使い分ける方法が知られている（特開平６−３３３２５５号公報、以下、第１の従来例という）。この例では、２つの対物レンズに対して、２つのミラー面を有するビーム分離ミラーをその下方に配置し、光源に近い側のミラー面をハーフミラーとし、もう一方を反射ミラーとしている。これにより、このビーム分離ミラーに入射した光ビームは、２つの対物レンズに入射する。
【００１５】
また２つの対物レンズを備えた光磁気信号検出用の光ピックアップも知られている（特公昭６３−６０４５１号公報、以下、第２の従来例という）。この例では、１／２波長板を光路に対して抜き差しすることで偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替え、偏光ビームスプリッタで反射される光ビームを用いて光磁気信号を検出し、偏光ビームスプリッタを透過する光ビームを用いて光磁気ディスクに信号を記録できるようになっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の従来例では、光磁気信号の検出については全く言及されていない。第１の従来例を光磁気ディスクに適用する場合、ビーム分離手段としてハーフミラーを用いているのでカー回転角の増大効果が得られず、十分なＣ／Ｎが得られないという問題がある。また、ハーフミラーを使用しているため、往復の光路での光量のロスが大きくなる。
【００１７】
第２の従来例では、光磁気信号の検出について説明されており、１／２波長板を光路に対して抜き差しすることで偏光方向を切り替えている。そのため、往路での光量のロスはないが、２つに分離された光ビームは、どちらも同じ光磁気ディスクに対応する。異なる種類のディスク、例えば基板の厚さや屈折率が異なるディスクを用いることはできない。また、光磁気信号検出用の光ビームは、ディスクで反射された後、偏光ビームスプリッタに戻って信号が検出されるのではなく、別途、光路の途中にハーフミラーを配置して光ビームの一部を分割し、この分割された光ビームで信号を検出している。したがって部品点数が増える問題があるとともに、カー回転角の増大効果も得られないという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに対応でき、使用する光ディスクに適合する対物レンズに高い効率で光ビームを導くことができ、かつ、光磁気信号を検出する場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる光ピックアップを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップは、光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、光を出射する光源と、該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、を備えており、前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する透過率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する反射率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光ピックアップは、光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、光を出射する光源と、該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、を備えており、前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する反射率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する透過率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体または前記第２の記録媒体の半径方向に並べられていてもよい。
【００２２】
前記光源と前記偏光ビームスプリッタとの間に、前記光源からの光の偏光方向を変化させるための偏向方向変換素子が設けられていてもよい。
【００２３】
前記偏光ビームスプリッタと前記第１の対物レンズとの間、あるいは該偏光ビームスプリッタと前記第２対物レンズとの間に、偏光状態を変更する偏光状態変換素子が設けられていてもよい。
【００２４】
前記光ピックアップは、前記光磁気記録媒体に対して磁界をかける浮上型磁気ヘッドをさらに備えており、該磁気ヘッドは、該磁界を発生するコア部、および、該コア部を支持し、該光磁気記録媒体の回転によって生じる空気流によって浮上するスライダー部を有しており、前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体あるいは前記第２の記録媒体の接線方向に並んでおり、該第１の対物レンズおよび該第２の対物レンズのうちの該光磁気記録媒体に対応する方のレンズは、その光軸中心と、該磁気ヘッドのコアの中心とは実質的に一致するように配置されており、かつもう一方のレンズは、該光磁気記録媒体に対応する対物レンズに対して、該空気流の上流側に位置していてもよい。
【００３２】
以下、作用について説明する。
【００３３】
カー回転角を増大させる偏光ビームスプリッタと、２つの対物レンズに光ビームを分離、分割するためのプリズムとを兼用しており、少ない部品点数で、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに適用することができるとともに、光磁気信号検出の場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる。
【００３４】
光磁気ディスク用の対物レンズを用いて、光磁気ディスク以外の、基板厚さや屈折率などが同じ記録媒体にも適用できるので、３種類以上の光ディスクに対応することができる。
【００３５】
偏光ビームスプリッタの、ｐ偏光に対する透過率を６０〜８０％に、ｓ偏光に対する反射率を９５〜１００％に設定してあるので、光磁気信号を検出する場合にカー回転角を増大させることができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズへの光ビームの入射光量を、適当な値にすることができる。また、この場合には、光ピックアップの端部に配置される第１の対物レンズを光磁気ディスク用に使うことになるので、再生専用型の光ディスクと比べて高密度化が図りにくい光磁気ディスクに対して、より内周側まで使用できる可能性がある。
【００３６】
光源と偏光ビームスプリッタとの間に、偏光方向変換素子を設けているので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させる場合には、光ビームの偏光方向を切り換えることで、光量のロスをなくすことができる。
【００３７】
１／２波長板を光路から抜き差しするか、所定の角度だけ回転させることで、偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替えることができ、効率よく、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させることができる。
【００３８】
ＴＮ液晶層を有する液晶パネルを用いて光ビームの偏光方向を切り替えるので、切り替えのための駆動機構などが不要になる。
【００３９】
偏光ビームスプリッタと光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズとの間に偏光状態変換素子を配置しているので、第１の対物レンズで光磁気ディスクの記録、再生、消去を行なう場合に、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズにも入射してしまう不要な光ビームが、ディスクで反射されて、光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【００４０】
偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構などを必要とせず、１／４波長板を往復通ることで、偏光方向を変換することができるので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズを通った不要なディスクからの反射光が光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【００４１】
偏光方向変換素子と偏光状態変換素子とを連動して制御するので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに効率よく光ビームを入射させることができる。
【００４２】
第１の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路中に入れるので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐとともに、第２の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路から抜くので、ディスクからの反射光を効率よくホログラムレーザに戻すことができる。また、第２の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に偏光状態変換素子を配置することになるので、第１の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に配置する場合よりも、偏光方向変換素子との距離が近くなり、連動した駆動が容易になる。
【００４３】
偏光方向変換素子である１／２波長板と、偏光状態変換素子とを、同一の駆動源により駆動するので、駆動機構が簡単になる。
【００４４】
偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構等を必要とせず、部品点数を少なくすることができる。また、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録、再生、消去を行う場合でも、レーザパワーの切り替えや光検出器のゲインの切り替えが不要になる。
【００４５】
さらに、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で２種類の光検出器のそれぞれに入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録、再生、消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えは不要であり、かつどちらの光検出器に対してもゲインの切り替えを行う必要はなくなる。
【００４６】
本発明の光ピックアップには、浮上可能なスライダー部を有する磁気ヘッドが取り付けられている。テーパ部をスライダー部に設け、このテーパ部を２つの対物レンズの中間、かつディスクの中心を通る線上近くに配置することにより、安定した浮上が可能になる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の光ピックアップを説明する。図面を通じて、同じ構成要素には、同じ参照符号を付すものとする。
【００４８】
本発明の光ピックアップは、２つの対物レンズと、偏光方向によって異なる反射率および透過率をもつ偏光ビームスプリッタとを備えており、２つの対物レンズは、基板の厚さおよび屈折率の少なくとも一方が異なる２種類の光ディスクにそれぞれ合わせて設計されている。２種類の光ディスクのうち、少なくとも一方は光磁気ディスク以外のディスクであり、もう一方は、光磁気ディスクであってもその他の光ディスクであってもよい。以下に説明する各実施の形態では、一方の対物レンズが、基板の厚さ１．２ｍｍ、屈折率１．５５の光磁気ディスクに対応して設計されており、もう一方の対物レンズが、基板の厚さ０．６ｍｍ、屈折率１．５５の光ディスクに対応して設計されている例を説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光ピックアップの第１の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１における対物レンズ駆動装置の構造を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、対物レンズの下方に配置された各対物レンズに対応するプリズムをも示す。
【００５０】
光ピックアップ１は、対物レンズ駆動装置２、および光学系３を備えており、これらはハウジング（不図示）に搭載されている。対物レンズ駆動装置２は、光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための２つの対物レンズ４および５を備えている。２つの対物レンズ４および５は、上述したように異なった種類の光ディスクに対応するように設計されており、その仕様は異なる。ここでは、対物レンズ４は光磁気ディスクに用い、対物レンズ５は、光磁気ディスク以外の光ディスクに用いる。ここで対物レンズの「仕様」とは、開口数（ＮＡ）、焦点距離、対応するカバーガラス厚さなどをいう。また、光ディスクの「基板」とは、書き込み・読み出し用の光ビームが通過する材料をいう。したがって「基板の厚さ」とは、光ディスクの対物レンズ側の面から記録膜までの距離をいう。
【００５１】
対物レンズ駆動装置２の可動部は、対物レンズ４および５と、対物レンズ４および５を保持するレンズホルダー６と、レンズホルダー６の両側面に取り付けられた基板７と、レンズホルダー６の両端の凹部に固着されたフォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９とを備えている。基板７の側面の上下には、レンズホルダー６をベース１０に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持するための弾性体１１が配置されている。弾性体１１の一端１１ａは、はんだ１２によって基板７に固着され、弾性体１１の他端１１ｂは、はんだ１３によって基板１４に固着されている。弾性体１１の一方の端部１１ｂ付近の根元部にはダンパー材１５が固着されており、弾性体１１の共振を抑えるはたらきがある。
【００５２】
ベース１０上には、ほぼＵ字形のヨーク１６が載置され、ヨーク１６の一方の壁面には永久磁石１７が固着されている。基板１４は、スペーサ１８を介して、ベース１０からの立設部１０ａに対して固定ねじ１９により固定されている。フォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９の一部は、ヨーク１６と永久磁石１７により形成された磁気回路２０の磁気ギャップ２０ａ中に配置され、フォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９の端子は、基板７、弾性体１１を介して、基板１４に電気的に接続されている。
【００５３】
このような構成の対物レンズ駆動装置１において、フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９に電流を流すと、それぞれフォーカシング方向（すなわち、光ビームの光軸に平行な方向）およびトラッキング方向（すなわち、光ディスクの半径方向）に独立して可動部を駆動することができる。
【００５４】
光学系３は、反射ミラー２１、偏光ビームスプリッタ２２、ホログラムレーザ２３、コリメートレンズ２４、ウォラストンプリズム２５、反射ミラー２６、スポットレンズ２７、反射ミラー２８、および光検出器２９を備えている。反射ミラー２１および偏光ビームスプリッタ２２は、それぞれ対物レンズ４および５の下方に配置されている。
【００５５】
図４は、ホログラムレーザ２３の構造を示す斜視図である。
【００５６】
ホログラムレーザ２３は、図４に示すように、一つのパッケージ３２の中に収納された半導体レーザ３０およびフォトダイオード３１を備えている。パッケージ３２の上面には、ホログラム素子３３および回折格子３４が両面に形成されたガラス基板３５が固定されている。半導体レーザ３０から出射された光ビームは、回折格子３４によって、メインビームと２つのサブビームとの計３つのビームに分けられる。３つのビームはホログラム素子３３に入射し、０次光として透過される。このようにしてホログラムレーザ２３から出射された光ビームは、光学系３の他の光学素子を経て、光ディスクに照射される。また、光ディスクによって反射された光ビームの一部は、同様のルートを通ってホログラム素子３３に戻り、回折される。回折光のうちの１次回折光の一方が５分割された検出面を有するフォトダイオード３１上に導かれ、これをもとにフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を含むサーボ信号が検出される。
【００５７】
図５は、ホログラム素子３３の回折領域の形状とフォトダイオード３１の検出面の配置との関係を示す図である。
【００５８】
ホログラム素子３３は、格子周期の異なる２つの回折領域３６および３７を有している。メインビームの反射光のうち、一方の領域３６に入射したものは光検出部Ｄ2、Ｄ3の分割線上に、他方の領域３７に入射したものは光検出部Ｄ4上に集光される。また、サブビームの反射光は、それぞれ光検出部Ｄ1、Ｄ5上に集光される。ここで５分割フォトダイオード３１の光検出部Ｄ1〜Ｄ5からの出力を、それぞれＳ1〜Ｓ5とすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、
ＦＥＳ＝Ｓ2−Ｓ3 ・・・（１）
で与えられる。トラッキング誤差信号ＴＥＳは、いわゆる３ビーム法で検出され、
ＴＥＳ＝Ｓ1−Ｓ5 ・・・（２）
で与えられる。これらのフォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳを用いて、フォーカシング方向における対物レンズの位置制御およびトラッキング方向における対物レンズの位置制御をおこなうことができる。
【００５９】
なお、フォトダイオード３１からの出力を用いれば、反射光の強弱を検出する方式の光ディスク（すなわち光磁気ディスク以外の光ディスク）の再生信号を得ることもできる。この場合、再生信号ＲＦは、
ＲＦ＝Ｓ2＋Ｓ3＋Ｓ4 ・・・（３）
で与えられる。
【００６０】
図６は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図６を参照して、２つの対物レンズ４および５に光ビームを入射させる動作と光磁気信号の検出とを説明する。
【００６１】
ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２は、ｐ偏光に対しては約８０％の透過率を、ｓ偏光に対してはほぼ１００％の反射率を有するように設計されている。したがって、コリメートレンズ２４で平行光にされたｐ偏光の光ビームは、その約８０％が偏光ビームスプリッタ２２を透過して、反射ミラー２１で反射され、対物レンズ４に入射する。一方、偏光ビームスプリッタ２２に入射したｐ偏光の光ビームの約２０％は対物レンズ５に入射する。
【００６２】
光ディスク４１が光磁気ディスクである場合、それにあわせて設計されている方のレンズ、すなわち対物レンズ４を使用する。対物レンズ４により、光磁気ディスク４１の記録面に照射された光ビームは、カー効果を受けて、その偏光方向がわずかに変化して（すなわち、わずかにｓ偏光成分をもって）、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる。このとき、偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光成分の反射率が約２０％で、ｓ偏光成分の反射率が約１００％である。そのため、偏光ビームスプリッタ２２で反射される光ビームは、ｐ偏光成分が減少し、ｓ偏光成分はほとんど減少しないので、偏光方向の回転角が増大する。
【００６３】
回転角が増大した光ビームは、ウォラストンプリズム２５によってｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の角度成分をもつ２本の光ビームに分けられる。２本の光ビームは、反射ミラー２６、スポットレンズ２７および反射ミラー２８を通って、光検出器２９に入射する。光検出器２９は、入射した光ビームに応じた光磁気信号を出力する。
【００６４】
ディスク４１で反射された光ビームのうち、偏光ビームスプリッタ２２を透過した光（ｐ偏光）は、ホログラムレーザ２３に戻り、ホログラム素子３３によって内蔵されたフォトダイオード３１に導かれる。フォトダイオード３１は、入射した光ビームに応じて、サーボ信号（すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳ）を検出する。
【００６５】
なお、対物レンズ４に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ５にも対物レンズ４に入射した光ビームの残りである、偏光ビームスプリッタ２２に入射した光ビームの２０％の光ビームが入射し、光ディスク４１で反射された光ビームが光磁気信号を検出するための光検出器２９およびホログラムーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に入射する。しかし対物レンズ５は、対物レンズ４とは仕様が異なるため、光ビームを、光ディスク４１の表面上に適切なサイズの光スポットを形成するように集光させることができない。その結果、光検出器２９およびフォトダイオード３１における光ビームは、ぼけた状態（十分に収束していない状態）であり、対物レンズ４を用いた記録、再生、消去に悪影響を及ぼすことはほとんどない。
【００６６】
上述した説明では、光ディスク４１が基板の厚さ１．２ｍｍ、屈折率１．５５の光磁気ディスクである場合を述べた。しかし、光磁気ディスク以外の光ディスクであっても、基板の厚さおよび屈折率が同じであれば、同じ対物レンズ４を使うことができる場合がある。この場合には、光磁気信号を検出するための光検出器２９を使用せず、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１によって、上述した式（１）〜（３）に基づいて、サーボ信号および再生信号ＲＦの両方を検出することができる。
【００６７】
次に、対物レンズ５に対応する光ディスク、ここでは基板の厚さ０．６ｍｍ、屈折率１．５５の光ディスクを用いる場合の動作を説明する。この光ディスクに対しては、対物レンズ４では、十分に光ビームを集光させることができない。
【００６８】
ホログラムレーザ２３から出射したｐ偏光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に入射し、そこで約２０％が反射されて対物レンズ５に入射する。対物レンズ５によって光ディスク４１上に集光された光は、光ディスク４１によって反射されて、偏光方向はそのままで、対物レンズ５を経て偏光ビームスプリッタ２２に戻る。これは、光ディスク４１が光磁気ディスクではないからである。偏光ビームスプリッタ２２は、戻った光ビームのうち２０％を反射して、ホログラムレーザ２３に入射させる。ホログラムレーザ２３は、入射した光ビームに応じてサーボ信号および再生信号ＲＦを出力する。一方、偏光ビームスプリッタ２２を透過した残り８０％の光ビームは、光検出器２９に入射する。したがって、光検出器２９から出力される検出信号を使ってサーボ信号およびＲＦ信号の検出をおこなってもよい。なお、対物レンズ５に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ４にも光ビームが入射する。しかし前述のように、対物レンズ４は、光ビームを十分に集光することができないので、対物レンズ４からの光ビームは、記録、再生、消去にはほとんど影響を及ぼさない。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光の透過率および反射率は、それぞれ８０％および２０％に限定されない。しかし、光磁気信号検出におけるカー回転角の増大効果も大きく、かつ対物レンズ５に割り当てる光ビームも適度に確保できるので、透過率が６０〜８０％程度であることが好ましい。ｓ偏光の反射率は、できるだけ１００％に近いことが望ましい。しかし、部品製作上、反射率を１００％にすることは困難なため、仕様としては９５％以上であることが好ましい。なお、対物レンズ５を使用する場合には、偏光ビームスプリッタ２２において、光ビームが往復する間に２回、分割されるため、ロスが大きくなる。しかしレーザとして、光磁気ディスク用の高出力レーザが用いられるので、ロスがあっても再生するために必要な光ビームのパワーは確保できる。
【００７０】
以上の説明では、偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光の透過率を６０〜８０％程度に、ｓ偏光の反射率を９５〜１００％程度に設定するとした。しかし、ｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定するという、逆の組み合わせでもよい。この場合、一方の対物レンズを光磁気ディスクに対して用いるときには、ｓ偏光を偏光ビームスプリッタ２２に入射させ、偏光ビームスプリッタ２２で反射される光ビームを用いることになる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２の上方に位置する対物レンズを、光磁気ディスクに対して用いることになる。したがって、図１〜６に示されている配置から、対物レンズ４および５の位置を入れ替える必要が生じる。
【００７１】
通常、光磁気ディスクなどの記録および再生をおこなう光ディスクは、他の再生専用型の光ディスクと比べて記録密度が低い。そのため、記録容量を大きくするために、光ディスクのより内周部分まで使いたい要求がある。これを満たすためには、特に２つの対物レンズが光ディスクの半径方向に並んでいる場合には、光磁気ディスクなど記録・再生型の光ディスク用対物レンズを光ピックアップのできるだけ端部に配置することが好ましい。しかし、ｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定すると、上述したように光磁気ディスク用の対物レンズを偏光ビームスプリッタの上方に配置する必要が生じるため、光磁気ディスク用の対物レンズは、光ピックアップの端部に位置しなくなる。そのため、この場合はｐ偏光の透過率を６０〜８０％程度に、ｓ偏光の反射率を９５〜１００％程度に設定し、偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームを用いて光磁気ディスクの記録、再生、消去をおこなうことが好ましい。
【００７２】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明による光ピックアップの第２の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８を配置した点を除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。
【００７３】
一般的に、偏光状態は、直交する２つの直線偏光の振幅およびそれらの位相差で決まり、通常は楕円偏光となるが、特別な場合として、振幅が同じで位相がπ／２だけずれている場合が円偏光、位相差がない場合が直線偏光となる。この明細書においては、円偏光あるいは楕円偏光と直線偏光とを切り換えることを「偏光状態を変化させる」という。また、直線偏光の実質的に偏光方向だけを変化させることをここでは、「偏光方向を変化させる」という。
【００７４】
第１の実施の形態で述べたように、対物レンズ５を使用する場合に、偏光ビームスプリッタ２２において往復２回、分割されるため、光量のロスが大きくなる。このロスを低減するために、第２の実施の形態は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８を備えている。
【００７５】
図８は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図８を参照して、偏光方向変換素子として１／２波長板を採用し、ホログラムレーザ２３から発せられる光ビームの偏光方向をｐ偏光とした場合について、説明する。
【００７６】
１／２波長板３８は、その結晶軸方向と入射ビームの偏光方向との角度が４５°になるように配置してある。したがって、１／２波長板３８が光路内にあると、光ビームが１／２波長板３８を通過することにより、光ビームの偏光方向が９０°回転し、ｓ偏光となって偏光ビームスプリッタ２２に入射し、偏光ビームスプリッタ２２のｓ偏光に対する反射率がほぼ１００％に設定されているので、ほとんどすべてが反射されて対物レンズ５に入射することになるので、前記のようなロスをなくすことができる。
【００７７】
一方、１／２波長板３８が光路上から抜かれた状態では、ｐ偏光の光ビームが偏光ビームスプリッタ２２に入射し、第１の実施の形態と同様に機能する。すなわち、１／２波長板３８を光路に対して抜き差しすることにより、偏光ビームスプリッタ２２に入射する光ビームの偏光方向を変化させることができ、対物レンズ５を使用する場合の光利用効率を上げることができる。１／２波長板を抜き差しするには、例えば、１／２波長板をスライドテーブルに固定しておき、モータでスライドテーブルを移動させたり、１／２波長板を保持する板を回転させたりすればよいが、これらの方法には限定されない。
【００７８】
また、１／２波長板を抜き差しする代わりに、光ビームの光軸を回転の中心として１／２波長板を４５°だけ回転させる方法も考えられる。１／２波長板の結晶軸方向と入射光ビームの偏光方向とが同じであれば、光ビームの偏光方向は変化せず（ｐ偏光のままであり）、４５°だけ回転させれば、光ビームの偏光方向は９０°回転する（ｓ偏光になる）。１／２波長板を回転させるには、例えば、回転型モータによって直接、１／２波長板を駆動させればよいが、これには限定されない。
【００７９】
偏光方向変換素子３８として、１／２波長板を用いる代わりに、９０°ツイストのツイステッド・ネマティック（twisted nematic）液晶層（以下、ＴＮ液晶層という）を有する液晶パネルを用いてもよい。ＴＮ液晶層は、電圧が印加されていない状態では、入射した光ビームの偏光方向を９０°回転する。一方、電圧が印加された状態では、入射した光ビームの偏光方向を変化させない。したがって、ＴＮ液晶層に電圧を印加するかどうかによって、偏光ビームスプリッタ２２に入射する光ビームの偏光方向をｐ偏光とｓ偏光との間で変化させることができる。他の動作は、上述の１／２波長板を用いる場合と同様である。ＴＮ液晶層を有する液晶パネルを用いれば、電圧の印加によって偏光方向を変えることができるので、機械的な駆動機構が不要になる。その結果、構造が簡単になり、部品点数を削減できるという効果を有する。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明による光ピックアップの第３の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。図１０は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子３９を配置した点を除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。
【００８１】
第１の実施の形態において述べたように、対物レンズ４に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ５にも残りの２０％の光ビームが入射し、光ディスクで反射された光ビームが光磁気信号検出用光検出器２９や、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に入射することになるが、対物レンズ５は対物レンズ４とは仕様が異なるため、記録面で光ビームは十分に集光されず、光検出器上でもぼけた状態になり、影響はほとんどない。しかし、特に光磁気信号検出においては、わずかな偏光方向の変化を検出するため、対物レンズ５を通って光磁気ディスクで反射されたｐ方向成分が光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するとノイズが発生する。そのため、不要な光ビームを光検出器２９に入射させないことが望ましい。
【００８２】
第３の実施の形態では、不要な光ビームが光検出器２９に入射しないようにするために、対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子を配置している。偏光状態変換素子は、例えば１／４波長板である。１／４波長板は、その結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の方向に設定されており、入射した直線偏光の光ビームの偏光状態を変換して、円偏光の光ビームとして出射する。
【００８３】
ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。第１の実施の形態と同様に、偏光ビームスプリッタ２２は、入射したｐ偏光の光ビームの８０％を透過し、２０％を反射する。偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームは、第１の対物レンズ４に入射し、光磁気ディスクの記録、再生、消去に用いられる。
【００８４】
一方、偏光ビームスプリッタ２２によって反射される２０％の光ビームは、１／４波長板３９を通過すると円偏光に変換され、第２の対物レンズ５に入射し、光磁気ディスク４１において反射される。光磁気ディスク４１で反射された光ビームは、円偏光の回転方向が反転される。再び１／４波長板を通過すると、往路の偏光方向から９０°だけ回転した直線偏光（ｓ偏光）となり、偏光ビームスプリッタ２２に戻る。そのため、偏光ビームスプリッタ２２は、戻ってきたｓ偏光の光ビームのほとんどすべてを反射する。これにより、光磁気信号検出に不要な光ビームが、光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するのを防ぐことができる。
【００８５】
このように、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に、１／４波長板を挿入することにより、第２の対物レンズ５を使用する場合の光利用効率も改善することができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２で反射された２０％のｐ偏光成分が第２の対物レンズ５に入射する点は同じだが、第１の実施の形態では、そのままｐ偏光で戻ってくるため、再び偏光ビームスプリッタ２２で分割され、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に戻る光量は減少する。しかし、第３の実施の形態においては、１／４波長板が戻ってきたｐ偏光の光ビームをｓ偏光に変える。そのため、ｓ偏光の光ビームは、すべて偏光ビームスプリッタ２２で反射されて、ホログラムレーザ２３に入射する。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の光ピックアップの第４の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８が配置されている点と、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子３９が配置されている点とを除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。第４の実施の形態は、第２の実施の形態および第３の実施の形態を組み合わせたものに相当する。すなわち、偏光方向を変化させる素子として１／２波長板を、偏光状態を変化させる素子として、結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°をなすように配置されている１／４波長板を第１の実施の形態の構成に付加している。
【００８７】
第１の対物レンズ４を用いて、光磁気ディスクに光ビームを照射する場合について説明する。第１の対物レンズ４を用いるときは、１／２波長板３８は、光路上に配置せず、１／４波長板３９を光路上に配置する。第１の実施の形態と同様に、ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、ｐ偏光のまま偏光ビームスプリッタ２２に入射する。８０％の光ビームが偏光ビームスプリッタ２２を透過して第１の対物レンズ４に入射し、光磁気ディスク用に使われる。
【００８８】
偏光ビームスプリッタ２２で反射される２０％の光ビームは、第２の対物レンズ５に入射するが、このとき、往復の光路において１／４波長板を２回通過するため、ｓ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ２２に戻る。第３の実施の形態と同様に、偏光ビームスプリッタ２２は、ｓ偏光の光ビームを反射するため、不要な光ビームは光磁気信号を検出する光検出器２９に入射しない。
【００８９】
第１の対物レンズ４を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合も、上述のように１／２波長板３８および１／４波長板３９を用いる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２に反射されてホログラムレーザ２３に戻る光ビームを用いて、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１によってサーボ信号および再生信号ＲＦを検出する。また光磁気信号を検出する光検出器によってサーボ信号および再生信号ＲＦを検出してもよい。
【００９０】
図１２は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図１２を参照して、第２の対物レンズ５を用いて、光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合について説明する。入射光ビームの偏光方向に対して４５°の結晶軸方向をもつ１／２波長板３８を光路上に差し入れ、１／４波長板３９は光路上から抜いておく。ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、１／２波長板３８に入射する。１／２波長板３８は、入射したｐ偏光の光ビームをｓ偏光の光ビームに変換する。ｓ偏光に変換された光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２は、入射した光ビームのほぼ１００％を反射し、第２の対物レンズ５に入射させる。
【００９１】
光ディスク４１で反射された光ビームは、１／４波長板３９が光路上から抜かれているため、その偏光方向は変換されない。そのため、１／４波長板を通らなかったｓ偏光の光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に戻る。偏光ビームスプリッタ２２は、入射したｓ偏光の光ビームのほぼ１００％を反射するので、入射した光ビームは、効率よくホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１に到達する。
【００９２】
このように、偏光方向変換素子３８と偏光状態変換素子３９とを連動させて制御することで、光ビームの利用効率を改善することができるとともに、光磁気信号検出用光検出器２９に不要な光ビームが入射することも防ぐことができる。
【００９３】
偏光方向変換素子３８が１／２波長板の場合、偏光方向変換のために光路から抜き差ししたり、所定の角度だけ回転させるなど、何らかの機械的に駆動する機構が必要となる。したがって、偏光方向変換素子３８および偏光状態変換素子３９の駆動機構を共通化すれば、構造を簡単にすることができる。また、第１の実施の形態においても述べたように、偏光ビームスプリッタのｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定して、対物レンズ４と５との位置を入れ替える構成も考えられるが、この場合には光源から離れた方の対物レンズ側に１／４波長板を配置することになるので、１／２波長板との距離が大きくなってしまう。１／２波長板と１／４波長板とを連動させることを考えるならば、両者の距離が近くなる図１２の構成の方が望ましい。
【００９４】
なお、図２０に示す従来の光ピックアップでは、図２０に示すような位置に配置された光検出器１１９を用いてレーザのパワーをモニタしていた。しかし、本発明の光ピックアップのように、偏光ビームスプリッタで分離された光ビームを他の光ディスクの記録、再生あるいは消去に用いるという目的を有する光ピックアップでは、図２０に示すような位置にレーザパワーのモニタ用の光検出器を配置することはできない。このため、本発明の光ピックアップでは、レーザのモニターピンを用いて、レーザパワーをモニタするか、あるいは図１３に示すように、コリメートレンズ２４の開口を制限する部材（アパーチャ）４０を光検出器として用いている。開口制限部材４０は、中央に開口部（アパーチャ）をもつ光検出器であり、この開口部によってコリメートレンズ２４の開口数ＮＡが所定の値に設定される。開口部の周辺部が光検出部になっており、開口制限部材４０によって制限される不要な光ビームによってパワーモニタ用の信号を得ることができるので、パワーモニタをおこなうために光ビームのパワーがロスすることがない。
【００９５】
（第５の実施の形態）
図１４は、本発明の光ピックアップの第５の実施の形態における構成を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成を有しているので、説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態と、第１から第４の実施の形態との相違点の１番目は、ウォラストンプリズム２５、反射ミラー２６および２８、スポットレンズ２７および光検出器２９を、光学系３を構成するほかの光学素子と同一の水平面内に配置し、さらに、偏光ビームスプリッタ２２を、反射された光が偏光ビームスプリッタ２２の上方にではなく、光学系３が配置されている水平面内に平行な方向に出射されるように配置していることである。このような配置にすると、偏光ビームスプリッタ２２からの光を対物レンズ４および５にそれぞれ入射させるために、立ち上げミラー４１および４２を対物レンズ４および５の直下に付加する必要がある。しかし、光学系３を構成する光学素子を全て同一水平面上に配置しているので、光ピックアップ全体としては薄型化を実現することができる。
【００９７】
相違点の２番目は、偏光ビームスプリッタ２２からの透過光を受け取ることができるような位置に配置されたミラー２１を、全反射ミラーではなく、一部の光を透過するハーフミラーとし、ミラー２１を透過した光を受け取ることができるような位置に、レーザのパワーモニタ用の光検出器４３を配置したことである。ハーフミラー２１は、偏光方向には関係なく入射光の一部を透過し、残りの部分を反射して立ち上げミラー４２に入射させる。本実施の形態では、ハーフミラー２１として、入射光の約１０％を透過し、残り約９０％を反射するものを用いている。
【００９８】
図１３に示すようにコリメータレンズ２４の開口を制限する部材４０を、レーザパワーモニタ用の光検出器として用いる場合、光のロスは少ないものの、開口の外側に光検出器として機能する部分を配置することになるので、部材４０が大型化してしまい、光ピックアップ全体の大型化につながる。また、開口制限部材としても機能させなければならないために、市販の光検出器を用いることができず、特殊な光検出器を設ける必要が生じる。しかし、本実施の形態のような構成とすれば、レーザパワーモニタ用の光検出器４３として市販の光検出器を用いることができ、さらに光検出器４３もまた、偏光ビームスプリッタ２２等の光学系３の他の構成要素と同一の水平面上に配置されているので、光ピックアップの大型化にもつながらない。
【００９９】
本実施の形態と、第１から第４の実施の形態との相違点の３番目は、ホログラムレーザ２３から出射される光ビームをｓ偏光としている点である。この場合には、偏光ビームスプリッタ２２の反射率および透過率を、上記実施の形態１で述べたように、ｓ偏光に対しては反射率が６０〜８０％、ｐ偏光に対しては９５〜１００％となるように設定し、光磁気ディスクに対応する方の対物レンズ４を、偏光ビームスプリッタ２２からの反射光が入射する側に配置する。このような対物レンズ４の配置は、光磁気ディスクの記録容量という点では不利である。しかし、ホログラムレーザ２３からの出射光がｓ偏光であるときに、ｐ偏光を偏光ビームスプリッタ２２に入射させようとすると、どうしても上記実施の形態２で述べたような偏光方向変換素子を設ける必要が生じる。このような偏光方向変換素子の付加は、光学系３を構成する光学素子同士の位置調整を複雑にするとともに、コストの増加にもつながる。しかし、本実施の形態５のような配置によれば、このような問題が生じるのを防ぐことができる。
【０１００】
本実施の形態と第１から第４の実施の形態との相違点の４番目は、第３の実施の形態で示したように偏光状態変換素子としての１／４波長板を用いているものの、その目的が第３の実施の形態とは異なることである。第３の実施の形態では、一方の対物レンズ４に対応する光磁気ディスクの記録、再生、消去を行う場合に、他の光ディスクに合わせて設計された他方の対物レンズ５からの光ビームが、光磁気ディスクによって反射され、光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するのを防ぐために、１／４波長板を用いている。これに対して、本実施の形態では、対物レンズ４を用いた記録、再生、消去の場合と、対物レンズ５を用いた記録、再生、消去の場合とで、光検出器２９に入射する光ビームの光量をほぼ同じにし、かつホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１に入射する光ビームの光量もほぼ同じにする目的で、偏光状態を変えるために１／４波長板を用いている。このため、１／４波長板の結晶軸の方向は、この目的を達成するように設定されている。
【０１０１】
以下、図１４および図１５を参照しながら、１／４波長板３９の配置を説明する。
【０１０２】
図１４に示す構成の光ピックアップにおいて、偏光ビームスプリッタ２２におけるｓ偏光の反射率および透過率をそれぞれ７５％および２３％とし、ｐ偏光の透過率を９６％とする。また、ハーフミラー２１の反射率を９０％、１／４波長板３９の透過率を９８％、対物レンズ４と対物レンズ５との有効面積比を０．８５（対物レンズ５／対物レンズ４）、対物レンズ４に対応する光磁気ディスクの反射率を１５％、対物レンズ５に対応する光ディスクの反射率を７０％とする。さらに、立ち上げミラー４１および４２の反射率をほぼ１００％とする。偏光ビームスプリッタ２２に入射するｓ偏光ビームの光量を１００％としたときに、対物レンズ４を通って光磁気ディスク上に集光され、その後光磁気ディスクによって反射されてから偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる光ビームの光量Ｐ4と、対物レンズ５を通って光磁気ディスク以外の光ディスク上に集光され、反射されてから偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる光ビームの光量Ｐ5との比は、
となる。つまり、上述したように、各光学素子の透過率および反射率を設定した場合には、対物レンズ４を用いる場合と、対物レンズ５を用いる場合とで、ほぼ同じ光量が偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる。対物レンズ４を使用している場合には、光磁気ディスクからの反射光は、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってきた光量のうちの約２３％が偏光ビームスプリッタ２２を透過して、光検出器２９に向かい、約７５％が偏光ビームスプリッタ２２によって反射されて、ホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１に向かう。このため、対物レンズ５を使用している場合にも、光検出器２９に向かう光と、フォトダイオード３１に向かう光とが同じ比率になるように、光ディスクから反射されて偏光ビームスプリッタ２２に入射する光の偏光状態を変換してやればよい。これを実現するために、本実施の形態５では、１／４波長板３９を用いる。
【０１０３】
図１５は、１／４波長板３９の働きを説明するための図である。いま、１／４波長板３９を、その結晶軸がｓ偏光に対して２８．４°の角度をなすように配置されているものとする。図１５（ａ）は、１／４波長板３９に入射する前の光ビームの偏光状態を示すものである。この図に示すように、１／４波長板３９に入射する前は、光ビームは、ホログラムレーザ２３から出射された偏光状態のまま、つまりｓ偏光のままである。なお、通常は、偏光ビームスプリッタの透過・反射方向を含む面内で振動する直線偏光をｐ偏光と定義し、それに直交する面内で振動する直線偏光をｓ偏光と定義し、本願明細書においてもこれらの定義を採用している。偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームは、１／４波長板３９を通過することによって偏光状態が変換され、図１５（ｂ）に示すように、ｓ偏光に対して２８．４°傾いた方向に軸を持つ楕円偏光となって、対物レンズ５に入射する。
【０１０４】
対物レンズ５によって光ディスク上に集光された光ビームは、光ディスクによって反射されることにより逆方向に回転する楕円偏光となって、再び、対物レンズ５を経て１／４波長板３９を通過する。図１５（ｃ）に、光ディスクによって反射された光ビームが１／４波長板３９を通過した後の偏光状態を示す。この図に示すように、１／４波長板３９を通過することによって、光ビームの偏光方向はさらに２８．４°回転して、ｓ偏光の偏光面に対して５６．８°をなす偏光面を有する直線偏光となる。このとき、ｓ偏光とｐ偏光との振幅比は、ｓ偏光：ｐ偏光＝０．６５：１となり、光量比はその２乗で０．４２：１となる。すなわち、ｓ偏光成分３０％、ｐ偏光成分７０％の光量の光ビームが、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくることになる。
【０１０５】
したがって、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合は、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってきた光量のうち、偏光ビームスプリッタ２２によって反射され、光検出器２９に向かう光量は、0.3×0.75≒0.23となる。一方、偏光ビームスプリッタ２２を透過して、ホログラムレーザ２３に内蔵されているフォトダイオード３１に向かう光量は、0.7×0.96＋0.3×0.23≒0.75となる。したがって、光検出器２９およびフォトダイオード３１に入射する光ビームの比率は、光磁気ディスクを用いる場合と同じ比率になる。
【０１０６】
このように、対物レンズ４を用いて光磁気ディスクに光ビームを照射する場合と、対物レンズ５を用いて光ディスクに光ビームを照射する場合とで、各光検出器に入射する光量をほぼ同じにすることができる。このため、光ディスクの種類によって、レーザパワーを切り替えたり、光検出器のゲインを切り替えたりといった条件の変更が不要になる。
【０１０７】
上記の説明では、１／４波長板３９の結晶軸の方向を、ｓ偏光に対して２８．４°としているが、光学系３を構成する光学素子のばらつき等による誤差も考えられるので、結晶軸方向を光ピックアップ上で調整可能としてもよい。また、光磁気ディスクの場合と光ディスクの場合とで光検出器２９およびフォトダイオード３１に入射する光量の比率を、同じ比率にしているが、いずれか１つの光学素子の仕様（反射率あるいは透過率）が変わると、この比率も変わってしまう。この場合には、例えばハーフミラー２１の反射率を変更するなどによって対応してもよい。あるいは、同じ比率にするのが無理であれば、光検出器２９およびフォトダイオード３１のうちの一方に入射する光量を光磁気ディスクの場合と光ディスクの場合とで同じにするように、１／４波長板３９の結晶軸方向を設定することもできる。そうすれば、少なくともその光検出器に関しては、ゲインの切り替えが不要である。
【０１０８】
なお、上記の説明からわかるように、本実施の形態５では、対物レンズ４を用いて光磁気ディスクに光ビームを照射する場合だけではなく、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合にも、光検出器２９に光ビームを入射させている。光検出器２９に入射した光は、ＲＦ信号の検出に用いられる。
【０１０９】
上記実施の形態３では、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクの光ビームを照射する場合には、光検出器２９には光ビームが入射しないようにし、ＲＦ信号は、ホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１によって検出していた。しかしこの場合、ホログラムレーザ２３に入射した光ビームは、ホログラム素子３３での回折によってフォトダイオード３１に導かれるので、光のロスが生じる。このロスをなくすために、本実施の形態５では、ＲＦ信号の検出に光検出器２９を用いている。
【０１１０】
また、上述した光のロスを考えると、フォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳを含むサーボ信号も光検出器２９によって検出することも考えられる。しかし、サーボ信号を光検出器２９によって検出しようとすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳを検出する方法に応じて、光学素子の配置の変更および／あるいは光学素子の追加が必要になってくる。例えば、非点収差法を用いるためには、シリンドリカルレンズを追加しなければならない。したがって、本実施の形態５では、ＲＦ信号は光検出器２９で検出し、サーボ信号はフォトダイオード３１で検出する構成を採用している。
【０１１１】
（第６の実施の形態）
図１６は、本発明の光ピックアップの第６の実施の形態の構成を示す平面図である。第１から第５の実施の形態において、対物レンズ駆動装置２は、２つの対物レンズをトラッキング方向に並べた構造で説明したが、これには限定されない。２つの対物レンズをトラッキング方向とは垂直なタンジェンシャル方向（すなわち、光ディスクのトラックの接線方向）に並べてもよい。この場合、２つの対物レンズの中間位置近傍を中心として、２つの対物レンズを回転させることによってトラッキング駆動を行う構成にすると、駆動系のバランスがよい。また、このように２つの対物レンズをタンジェンシャル方向に並べると、記録容量を大きくするために、どちらのレンズを内周側に配置するか、というような問題は考慮しなくてもよくなるので、上記実施の形態５で述べたように、ホログラムレーザから出射される光ビームがｓ偏光である場合に有効である。本実施の形態６では、２つの対物レンズをタンジェンシャル方向に並べた例を説明する。
【０１１２】
光学系３は、上記実施の形態５と同様なので、説明を省略する。図１６に基づいて、対物レンズ駆動装置２の構成を簡単に説明する。対物レンズ駆動装置２は、２つの対物レンズ４および５、対物レンズ４および５を保持するレンズホルダ６、レンズホルダ６の上下面に取り付けられた基板７、ならびに、レンズホルダ６の両側面の凹部に固着されたフォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９によって構成された可動部を有している。基板７の上下には、レンズホルダ６をベース１０に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持するための弾性体１１が、それぞれ２本ずつ配置され、これらは可動部の重心位置近傍を延長線上の交点とする略Ｖ字状に配置されている。弾性体１１の両端は、それぞれ基板７と基板１４とに固定されている。フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９の一部は、ヨーク１６および永久磁石１７により形成される磁気回路のギャップ内に配置されており、フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９の端子は、基板７および弾性体７を介して、基板１４に電気的に接続されている。
【０１１３】
以上のような構成において、フォーカシングコイル８に電流を流すとフォーカシング方向に２つの対物レンズ４および５を駆動することができ、また、トラッキングコイル９に電流を流すと、トラッキング方向に対物レンズ４および５を駆動することができる。
【０１１４】
（第７の実施の形態）
以下、図１７〜図１９を参照しながら、本発明の第７の実施の形態を説明する。図１７は、本実施の形態における光ピックアップと磁気ヘッドとの位置関係を示す側面図であり、図１８（ａ）および（ｂ）は磁気ヘッドと２つの対物レンズとの位置関係を示す平面図である。また、図１９は、磁気ヘッドのスライダー部と２つの対物レンズとの位置関係を示す側面図である。
【０１１５】
対物レンズ駆動装置２の構成は、上記実施の形態６と同様であるので説明を省略する。図１７〜図１９からわかるように、本実施の形態７においても、対物レンズ４および５は、タンジェンシャル方向に並んで設けられている。
【０１１６】
磁気ヘッド４４は、スライダー部４５、バネ部４６、支持部４７、およびコア部４８を有している。図１７に示すように、スライダー部４５は、光ディスク４１の回転によって生じる空気流によって浮上し、それにより光ディスク４１とスライダー部４５との間に一定の間隔が保たれる。支持部４７は、通常、光ピックアップ１に連結されており、磁気ヘッド４４は光ピックアップ１と一体的に光ディスク４１の半径方向に移動可能に設けられている。
【０１１７】
磁気ヘッド４４のコア部４８には磁界発生のためのコイルが巻かれている。このコア部４８は、図１８に示すように、スライダー部４５に設けられており、コア部４８の中心と光磁気ディスクの記録、再生、消去に用いられる対物レンズ４の光軸中心とがほぼ一致するように配置されている。図１８は、光ディスク４１が、磁気ヘッド４４の面からみて時計回りに回転している例を示しており、この場合には、光ディスク４１の回転によって生じる空気流は、図中Ａの方向に（つまり、光ディスク４１の演習方向に沿って）流れる。図１８（ａ）は、２つの対物レンズ４および５のうち光磁気ディスクに対して用いられる対物レンズ４が空気流の下流側に位置している例を示し、図１８（ｂ）は対物レンズ４が空気流の上流側に位置している例を示している。
【０１１８】
図１９に示すように、スライダー部４５の空気流の上流側には、テーパ部４９が設けられており、空気流によるスライダー部４５の浮上に寄与している。浮上の安定化のためには、空気流は、テーパ部４９の空気流流入側端面に対してできるだけ垂直に流入することが好ましい。しかし対物レンズ４が対物レンズ５よりも空気流の上流側に位置している配置では、図１８（ｂ）に示すように、テーパ部４９の空気流流入側端面に対して空気流が斜めに流入することになってしまう。これに対して図１８（ａ）に示す配置では、コア部４８の中心および対物レンズ４の光軸中心からみて、テーパ部４９ともう一方の対物レンズ５とが同じ方向にあるため、テーパ部４９の位置を２つの対物レンズの中間、かつ光ディスク４１の中心を通る直線上により近く配置することができる。
【０１１９】
テーパ部４９とコア部４８との位置関係は、本実施の形態７における位置関係に限定されるものではない。しかし、テーパ部４９内にコア部４８を設けると、スライダー部４５の浮上が不安定になるため、テーパ部４９とコア部４８とは一定の間隔を有して配置される。したがって、テーパ部４９が、２つの対物レンズの中間、かつ光ディスク４１の中心を通る直線にできるだけ近くなるように、テーパ部４９、コア部４８ならびに対物レンズ４および５の位置を設定することは可能である。
【０１２０】
なお、上述した各実施の形態では、基板厚さおよび屈折率のうち少なくとも１つが異なる光ディスクにあわせてそれぞれ設計された２つの対物レンズを用いる場合を説明した。しかし、２つの対物レンズを、基板厚さおよび屈折率がともに同じディスクに対応し、ＮＡが異なるように設計した場合にも、本発明を適用することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明による光ピックアップでは、カー回転角を増大させる偏光ビームスプリッタと、２つの対物レンズに光ビームを分離、分割するためのプリズムとを兼用しており、少ない部品点数で、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに適用することができるとともに、光磁気信号検出の場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる。
【０１２２】
本発明による光ピックアップでは、光磁気ディスク用の対物レンズを用いて、光磁気ディスク以外の、基板厚さや屈折率などが同じ記録媒体にも適用できるので、３種類以上の光ディスクに対応することができる。
【０１２３】
本発明による光ピックアップでは、偏光ビームスプリッタの、ｐ偏光に対する透過率を６０〜８０％に、ｓ偏光に対する反射率を９５〜１００％に設定してあるので、光磁気信号を検出する場合にカー回転角を増大させることができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズへの光ビームの入射光量を、適当な値にすることができる。
【０１２４】
本発明による光ピックアップでは、光源と偏光ビームスプリッタとの間に、偏光方向変換素子を設けているので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させる場合には、光ビームの偏光方向を切り換えることで、光量のロスをなくすことができる。
【０１２５】
本発明による光ピックアップでは、１／２波長板を光路から抜き差しするか、所定の角度だけ回転させることで、偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替えることができ、効率よく、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させることができる。
【０１２６】
本発明による光ピックアップでは、ＴＮ液晶パネルを用いて光ビームの偏光方向を切り替えるので、切り替えのための駆動機構などが不要になる。
【０１２７】
本発明による光ピックアップでは、偏光ビームスプリッタと光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の第２の対物レンズとの間に偏光状態変換素子を配置しているので、第１の対物レンズで光磁気ディスクの記録、再生、消去を行なう場合に、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズにも入射してしまう不要な光ビームが、ディスクで反射されて、光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。あるいは、２種類の記録媒体のどちらの記録・再生・消去を行う場合でも、記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するようにできるので、光記録媒体に応じてレーザパワーを切り替えたり、光検出器のゲインを切り替えたりする必要がなくなる。
【０１２８】
本発明による光ピックアップでは、偏光状態変換素子として、その結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の角度をなしている１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構などを必要とせず、１／４波長板を往復通ることで、偏光方同を変換することができるので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズを通った不要なディスクからの反射光が光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【０１２９】
本発明による光ピックアップでは、偏光方向変換素子と偏光状態変換素子とを連動して制御するので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに効率よく光ビームを入射させることができる。
【０１３０】
本発明による光ピックアップでは、第１の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路中に入れるので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐとともに、第２の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路から抜くので、ディスクからの反射光を効率よくホログラムレーザに戻すことができる。また、第２の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に偏光状態変換素子を配置することになるので、第１の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に配置する場合よりも、偏光方向変換素子との距離が近くなり、連動した駆動が容易になる。
【０１３１】
本発明による光ピックアップでは、偏光方向変換素子である１／２波長板と、偏光状態変換素子とを、同一の駆動源により駆動するので、駆動機構が簡単になる。
【０１３２】
本発明による光ピックアップでは、偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに機械的な駆動機構等を必要とせず、部品点数を少なくすることができる。また、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するように、１／４波長板の結晶軸の方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録・再生・消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えや光検出器のゲインの切り替えは必要ない。
【０１３３】
さらに、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で２種類の光検出器のそれぞれに入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録・再生・消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えは不要であり、かつどちらの光検出器に対してもゲインの切り替えを行う必要はなくなる。
【０１３４】
本発明の光ピックアップには、浮上可能なスライダー部を有する磁気ヘッドが取り付けられている。テーパ部をスライダー部に設け、このテーパ部を２つの対物レンズの中間、かつディスクの中心を通る線上近くに配置することにより、安定した浮上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１の対物レンズ駆動装置の構造を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図にプリズムの一部を加えた図である。
【図４】ホログラムレーザの構造を示す斜視図である。
【図５】ホログラムとフォトダイオードとの位置関係を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図８】第２の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図９】第３の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図１１】第４の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１２】第４の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図１３】レーザのパワーモニター用光検出器の配置方法の例を示す側面図である。
【図１４】第５の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１５】１／４波長板の働きを説明するための図であり、（ａ）は、１／４波長板に入射する前の光ビームの偏光状態を示すもの、（ｂ）は、１／４波長板を通過した後の光ビームの偏光状態を示すもの、（ｃ）は、光ディスクで反射された後に、１／４波長板を通過した光ビームの偏光状態を示すものである。
【図１６】第６の実施の形態の光ピックアップの構造を示す平面図である。
【図１７】第７の実施の形態における磁気ヘッドと光ピックアップとの位置関係を示す側面図である。
【図１８】第７の実施の形態における磁気ヘッドと２つの対物レンズとの位置関係を示す平面図である。
【図１９】第７の実施の形態における磁気ヘッドのスライダー部と２つの対物レンズとの位置関係を示す側面図である。
【図２０】従来の光ピックアップの主要部の構造を示す斜視図である。
【図２１】光磁気信号の検出原理を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ
２ 対物レンズ駆動装置
３ 光学系
４、５ 対物レンズ
２１ 反射ミラー
２２ 偏光ビームスプリッタ
２３ ホログラムレーザ
２４ コリメートレンズ
２５ ウォラストンプリズム
２６ 反射ミラー
２７ スポットレンズ
２８ 反射ミラー
２９ 光検出器
４４ 磁気ヘッド
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク装置に用いられる光ピックアップに関し、特に基板の厚さなどが異なる複数の種類の光ディスクに用いる光ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスク装置が大容量記録再生装置としてよく利用されている。この光ディスク装置は、通常、光ビームを照射する光源と、その光ビームを収束して光記録媒体である光ディスクに照射する対物レンズと、光ビームを対物レンズに導く光学系と、光ディスクの記録面に垂直な方向（以下、フォーカシング方向という）および光ディスクの半径方向（以下、トラッキング方向という）に対物レンズを移動する対物レンズ駆動機構とを備えた光ピックアップを搭載している。
【０００３】
図２０は、従来の光ピックアップ、特に光磁気記録媒体に適用する光ピックアップの構成を示す斜視図である。光磁気記録媒体としては、例えばミニディスク（ＭＤ）が挙げられる。図２０に示す従来の光ピックアップは、光ビームを出射する半導体レーザ等の光源１１５、光ビームを光ディスク上に集光する対物レンズ１０２、および光源１１５から対物レンズ１０２に光ビームを導く光学系を有している。
【０００４】
従来の光ピックアップでは、図２０に示すように、１つの対物レンズ１０２がレンズホルダ１０３に収納されており、対物レンズ駆動装置１０１によって、フォーカシング方向およびトラッキング方向に移動される。レンズホルダ１０３の両側面には基板１０４が取り付けられていて、その上には、レンズホルダ１０３をベース１０７に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持する弾性体１０８の一端１０８ａが、はんだ１０９によって固着されている。弾性体１０８の他端１０８ｂは、ベース１０７に固定された基板１１０上に、はんだ１１１によって固着されている。この対物レンズ駆動装置１０１には、レンズホルダ１０３の中央部の穴に固着されたフォーカシングコイル１０５およびトラッキングコイル１０６、ならびに永久磁石１１３が設けられており、コイル１０５および／あるいは１０６に電流を流すことにより、磁界と電流との相互作用によって、対物レンズ１０２がフォーカシング方向および／あるいはトラッキング方向に移動される。
【０００５】
なお、対物レンズ駆動装置１０１には、さらに、対物レンズ１０２がフォーカシング方向および／あるいはトラッキング方向に移動する際に発生し得る共振を抑えるダンパー材１１２と、ストッパ１１４とが設けられている。
【０００６】
光源１１５としては、例えば、半導体レーザと、サーボ信号検出用の光検出器（図示せず）とを内蔵するものが用いられ得る。この光検出器によって検出されたサーボ信号に基づいて、対物レンズ１０２のフォーカシング方向およびトラッキング方向における移動が制御される。
【０００７】
上述したように、この光ピックアップのレンズホルダ１０３には、１つの対物レンズ１０２が搭載され、その下方には、光源１１５からの光ビームＰを対物レンズ１０２の方へ曲げるための立ち上げミラー１１６が、やはりただ１つ配置されている。光源１１５から立ち上げミラー１１６までの間の光路上には、図２０に示すように、光ビームＰを平行光にするためのコリメートレンズ１１７と、入射してきた光の偏光に応じて一部を透過し、残りを反射する偏光ビームスプリッタ１１８とが配置されている。この例では、偏光ビームスプリッタ１１８は、ｐ偏光の８０％程度を透過し、ｓ偏光はほぼ１００％を反射するように設定されている。偏光ビームスプリッタ１１８によって反射された光は、モニタ用光検出器１１９に入射し、ここで検出される信号に基づいて光源１１５の出力がモニタされる。
【０００８】
次に、図２１を参照して、図２０の光ピックアップを用いた光磁気信号の検出原理を説明する。
【０００９】
光源１１５内の半導体レーザは、直線偏光、ここではｐ偏光の光ビームＰを出射する。光ビームＰが偏光ビームスプリッタ１１８に入射すると、その約２０％は反射されてモニター用光検出器１１９に入射し、残りの約８０％は偏光ビームスプリッタ１１８を透過して、立ち上げミラー１１６を介して、光ディスク（図示せず）に入射する。ここでは、光ディスクは、光磁気記録媒体である。
【００１０】
光ディスクによって反射された光ビームは、カー効果によってその偏光方向がわずかに回転した状態で（すなわち、わずかにｓ偏光を含む状態で）、偏光ビームスプリッタ１１８に戻ってくる。このとき、偏光方向の回転角は、光ビームが入射した光ディスク上の位置に記録されていた信号に応じたものとなる。
【００１１】
偏光ビームスプリッタ１１８のｐ偏光に対する反射率は約２０％で、ｓ偏光に対する反射率はほぼ１００％であるため、偏光ビームスプリッタ１１８で反射された光ビームは、ｐ偏光成分のみが減少し、結果的に偏光方向の回転角が増大する。偏光方向の回転角が増大した光ビームは、ウォラストンプリズム１２０に入射し、ここで偏光方向に応じて２本の光ビームに分けられる。ウォラストンプリズム１２０からの２本の光ビームは、反射ミラー１２１、スポットレンズ１２２、および反射ミラー１２３を経て、光検出器１２４に入射する。これらの２本の光ビームを用いて、光磁気信号、つまり光ビームが入射した位置に記録されていた信号が検出される。
【００１２】
ところで、光ディスクには、コンパクトディスク（ＣＤ）に代表されるような再生のみが可能なもの、１回だけ記録が可能な追記（ライトワンス）型のもの、光磁気方式および相変化方式などの何回でも記録および消去が可能なものなど様々なものがある。また、これら光ディスクにおいては、近年、大容量化および高密度化に対する要求がある。これらの要求を満足するためには、光源の波長を短くすること、および対物レンズの開口数ＮＡを大きくすることによって、スポット径を小さくすればよい。ＮＡを大きくするとき、クロストークやトラッキングサーボに対するディスクのスキューの影響が小さくなるように、ディスクの基板の厚さを薄くしてもよい。
【００１３】
しかし、図２０に示した光ピックアップは、ある基板の厚さと、ある屈折率とを有する光ディスクに対して用いられるように設計されている。特に、対物レンズの焦点距離等の光学特性は、光ディスクの基板の厚さおよび屈折率を考慮して設計されているので、これらのいずれかが設計時の値から変わると、収差などのために、光ビームを適切な集光状態（光スポットのサイズ等を含む）で光ディスク上に集光させることができなくなる。したがって、図２０に示すような光ピックアップは、対物レンズの設計時に考慮された基板の厚さおよび屈折率を有する光ディスク以外には、用いることができない。
【００１４】
この問題を解決するために、対物レンズ駆動装置の可動部に２個の対物レンズを搭載し、ディスクの種類に応じて使い分ける方法が知られている（特開平６−３３３２５５号公報、以下、第１の従来例という）。この例では、２つの対物レンズに対して、２つのミラー面を有するビーム分離ミラーをその下方に配置し、光源に近い側のミラー面をハーフミラーとし、もう一方を反射ミラーとしている。これにより、このビーム分離ミラーに入射した光ビームは、２つの対物レンズに入射する。
【００１５】
また２つの対物レンズを備えた光磁気信号検出用の光ピックアップも知られている（特公昭６３−６０４５１号公報、以下、第２の従来例という）。この例では、１／２波長板を光路に対して抜き差しすることで偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替え、偏光ビームスプリッタで反射される光ビームを用いて光磁気信号を検出し、偏光ビームスプリッタを透過する光ビームを用いて光磁気ディスクに信号を記録できるようになっている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の従来例では、光磁気信号の検出については全く言及されていない。第１の従来例を光磁気ディスクに適用する場合、ビーム分離手段としてハーフミラーを用いているのでカー回転角の増大効果が得られず、十分なＣ／Ｎが得られないという問題がある。また、ハーフミラーを使用しているため、往復の光路での光量のロスが大きくなる。
【００１７】
第２の従来例では、光磁気信号の検出について説明されており、１／２波長板を光路に対して抜き差しすることで偏光方向を切り替えている。そのため、往路での光量のロスはないが、２つに分離された光ビームは、どちらも同じ光磁気ディスクに対応する。異なる種類のディスク、例えば基板の厚さや屈折率が異なるディスクを用いることはできない。また、光磁気信号検出用の光ビームは、ディスクで反射された後、偏光ビームスプリッタに戻って信号が検出されるのではなく、別途、光路の途中にハーフミラーを配置して光ビームの一部を分割し、この分割された光ビームで信号を検出している。したがって部品点数が増える問題があるとともに、カー回転角の増大効果も得られないという問題がある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに対応でき、使用する光ディスクに適合する対物レンズに高い効率で光ビームを導くことができ、かつ、光磁気信号を検出する場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる光ピックアップを提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光ピックアップは、光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、光を出射する光源と、該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、を備えており、前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する透過率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する反射率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光ピックアップは、光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、光を出射する光源と、該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、を備えており、前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する反射率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する透過率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体または前記第２の記録媒体の半径方向に並べられていてもよい。
【００２２】
前記光源と前記偏光ビームスプリッタとの間に、前記光源からの光の偏光方向を変化させるための偏向方向変換素子が設けられていてもよい。
【００２３】
前記偏光ビームスプリッタと前記第１の対物レンズとの間、あるいは該偏光ビームスプリッタと前記第２対物レンズとの間に、偏光状態を変更する偏光状態変換素子が設けられていてもよい。
【００２４】
前記光ピックアップは、前記光磁気記録媒体に対して磁界をかける浮上型磁気ヘッドをさらに備えており、該磁気ヘッドは、該磁界を発生するコア部、および、該コア部を支持し、該光磁気記録媒体の回転によって生じる空気流によって浮上するスライダー部を有しており、前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体あるいは前記第２の記録媒体の接線方向に並んでおり、該第１の対物レンズおよび該第２の対物レンズのうちの該光磁気記録媒体に対応する方のレンズは、その光軸中心と、該磁気ヘッドのコアの中心とは実質的に一致するように配置されており、かつもう一方のレンズは、該光磁気記録媒体に対応する対物レンズに対して、該空気流の上流側に位置していてもよい。
【００３２】
以下、作用について説明する。
【００３３】
カー回転角を増大させる偏光ビームスプリッタと、２つの対物レンズに光ビームを分離、分割するためのプリズムとを兼用しており、少ない部品点数で、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに適用することができるとともに、光磁気信号検出の場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる。
【００３４】
光磁気ディスク用の対物レンズを用いて、光磁気ディスク以外の、基板厚さや屈折率などが同じ記録媒体にも適用できるので、３種類以上の光ディスクに対応することができる。
【００３５】
偏光ビームスプリッタの、ｐ偏光に対する透過率を６０〜８０％に、ｓ偏光に対する反射率を９５〜１００％に設定してあるので、光磁気信号を検出する場合にカー回転角を増大させることができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズへの光ビームの入射光量を、適当な値にすることができる。また、この場合には、光ピックアップの端部に配置される第１の対物レンズを光磁気ディスク用に使うことになるので、再生専用型の光ディスクと比べて高密度化が図りにくい光磁気ディスクに対して、より内周側まで使用できる可能性がある。
【００３６】
光源と偏光ビームスプリッタとの間に、偏光方向変換素子を設けているので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させる場合には、光ビームの偏光方向を切り換えることで、光量のロスをなくすことができる。
【００３７】
１／２波長板を光路から抜き差しするか、所定の角度だけ回転させることで、偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替えることができ、効率よく、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させることができる。
【００３８】
ＴＮ液晶層を有する液晶パネルを用いて光ビームの偏光方向を切り替えるので、切り替えのための駆動機構などが不要になる。
【００３９】
偏光ビームスプリッタと光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズとの間に偏光状態変換素子を配置しているので、第１の対物レンズで光磁気ディスクの記録、再生、消去を行なう場合に、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズにも入射してしまう不要な光ビームが、ディスクで反射されて、光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【００４０】
偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構などを必要とせず、１／４波長板を往復通ることで、偏光方向を変換することができるので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズを通った不要なディスクからの反射光が光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【００４１】
偏光方向変換素子と偏光状態変換素子とを連動して制御するので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに効率よく光ビームを入射させることができる。
【００４２】
第１の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路中に入れるので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐとともに、第２の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路から抜くので、ディスクからの反射光を効率よくホログラムレーザに戻すことができる。また、第２の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に偏光状態変換素子を配置することになるので、第１の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に配置する場合よりも、偏光方向変換素子との距離が近くなり、連動した駆動が容易になる。
【００４３】
偏光方向変換素子である１／２波長板と、偏光状態変換素子とを、同一の駆動源により駆動するので、駆動機構が簡単になる。
【００４４】
偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構等を必要とせず、部品点数を少なくすることができる。また、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録、再生、消去を行う場合でも、レーザパワーの切り替えや光検出器のゲインの切り替えが不要になる。
【００４５】
さらに、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で２種類の光検出器のそれぞれに入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録、再生、消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えは不要であり、かつどちらの光検出器に対してもゲインの切り替えを行う必要はなくなる。
【００４６】
本発明の光ピックアップには、浮上可能なスライダー部を有する磁気ヘッドが取り付けられている。テーパ部をスライダー部に設け、このテーパ部を２つの対物レンズの中間、かつディスクの中心を通る線上近くに配置することにより、安定した浮上が可能になる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の光ピックアップを説明する。図面を通じて、同じ構成要素には、同じ参照符号を付すものとする。
【００４８】
本発明の光ピックアップは、２つの対物レンズと、偏光方向によって異なる反射率および透過率をもつ偏光ビームスプリッタとを備えており、２つの対物レンズは、基板の厚さおよび屈折率の少なくとも一方が異なる２種類の光ディスクにそれぞれ合わせて設計されている。２種類の光ディスクのうち、少なくとも一方は光磁気ディスク以外のディスクであり、もう一方は、光磁気ディスクであってもその他の光ディスクであってもよい。以下に説明する各実施の形態では、一方の対物レンズが、基板の厚さ１．２ｍｍ、屈折率１．５５の光磁気ディスクに対応して設計されており、もう一方の対物レンズが、基板の厚さ０．６ｍｍ、屈折率１．５５の光ディスクに対応して設計されている例を説明する。
【００４９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明による光ピックアップの第１の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。図２は、図１における対物レンズ駆動装置の構造を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、対物レンズの下方に配置された各対物レンズに対応するプリズムをも示す。
【００５０】
光ピックアップ１は、対物レンズ駆動装置２、および光学系３を備えており、これらはハウジング（不図示）に搭載されている。対物レンズ駆動装置２は、光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための２つの対物レンズ４および５を備えている。２つの対物レンズ４および５は、上述したように異なった種類の光ディスクに対応するように設計されており、その仕様は異なる。ここでは、対物レンズ４は光磁気ディスクに用い、対物レンズ５は、光磁気ディスク以外の光ディスクに用いる。ここで対物レンズの「仕様」とは、開口数（ＮＡ）、焦点距離、対応するカバーガラス厚さなどをいう。また、光ディスクの「基板」とは、書き込み・読み出し用の光ビームが通過する材料をいう。したがって「基板の厚さ」とは、光ディスクの対物レンズ側の面から記録膜までの距離をいう。
【００５１】
対物レンズ駆動装置２の可動部は、対物レンズ４および５と、対物レンズ４および５を保持するレンズホルダー６と、レンズホルダー６の両側面に取り付けられた基板７と、レンズホルダー６の両端の凹部に固着されたフォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９とを備えている。基板７の側面の上下には、レンズホルダー６をベース１０に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持するための弾性体１１が配置されている。弾性体１１の一端１１ａは、はんだ１２によって基板７に固着され、弾性体１１の他端１１ｂは、はんだ１３によって基板１４に固着されている。弾性体１１の一方の端部１１ｂ付近の根元部にはダンパー材１５が固着されており、弾性体１１の共振を抑えるはたらきがある。
【００５２】
ベース１０上には、ほぼＵ字形のヨーク１６が載置され、ヨーク１６の一方の壁面には永久磁石１７が固着されている。基板１４は、スペーサ１８を介して、ベース１０からの立設部１０ａに対して固定ねじ１９により固定されている。フォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９の一部は、ヨーク１６と永久磁石１７により形成された磁気回路２０の磁気ギャップ２０ａ中に配置され、フォーカシングコイル８及びトラッキングコイル９の端子は、基板７、弾性体１１を介して、基板１４に電気的に接続されている。
【００５３】
このような構成の対物レンズ駆動装置１において、フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９に電流を流すと、それぞれフォーカシング方向（すなわち、光ビームの光軸に平行な方向）およびトラッキング方向（すなわち、光ディスクの半径方向）に独立して可動部を駆動することができる。
【００５４】
光学系３は、反射ミラー２１、偏光ビームスプリッタ２２、ホログラムレーザ２３、コリメートレンズ２４、ウォラストンプリズム２５、反射ミラー２６、スポットレンズ２７、反射ミラー２８、および光検出器２９を備えている。反射ミラー２１および偏光ビームスプリッタ２２は、それぞれ対物レンズ４および５の下方に配置されている。
【００５５】
図４は、ホログラムレーザ２３の構造を示す斜視図である。
【００５６】
ホログラムレーザ２３は、図４に示すように、一つのパッケージ３２の中に収納された半導体レーザ３０およびフォトダイオード３１を備えている。パッケージ３２の上面には、ホログラム素子３３および回折格子３４が両面に形成されたガラス基板３５が固定されている。半導体レーザ３０から出射された光ビームは、回折格子３４によって、メインビームと２つのサブビームとの計３つのビームに分けられる。３つのビームはホログラム素子３３に入射し、０次光として透過される。このようにしてホログラムレーザ２３から出射された光ビームは、光学系３の他の光学素子を経て、光ディスクに照射される。また、光ディスクによって反射された光ビームの一部は、同様のルートを通ってホログラム素子３３に戻り、回折される。回折光のうちの１次回折光の一方が５分割された検出面を有するフォトダイオード３１上に導かれ、これをもとにフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を含むサーボ信号が検出される。
【００５７】
図５は、ホログラム素子３３の回折領域の形状とフォトダイオード３１の検出面の配置との関係を示す図である。
【００５８】
ホログラム素子３３は、格子周期の異なる２つの回折領域３６および３７を有している。メインビームの反射光のうち、一方の領域３６に入射したものは光検出部Ｄ2、Ｄ3の分割線上に、他方の領域３７に入射したものは光検出部Ｄ4上に集光される。また、サブビームの反射光は、それぞれ光検出部Ｄ1、Ｄ5上に集光される。ここで５分割フォトダイオード３１の光検出部Ｄ1〜Ｄ5からの出力を、それぞれＳ1〜Ｓ5とすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳは、
ＦＥＳ＝Ｓ2−Ｓ3 ・・・（１）
で与えられる。トラッキング誤差信号ＴＥＳは、いわゆる３ビーム法で検出され、
ＴＥＳ＝Ｓ1−Ｓ5 ・・・（２）
で与えられる。これらのフォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳを用いて、フォーカシング方向における対物レンズの位置制御およびトラッキング方向における対物レンズの位置制御をおこなうことができる。
【００５９】
なお、フォトダイオード３１からの出力を用いれば、反射光の強弱を検出する方式の光ディスク（すなわち光磁気ディスク以外の光ディスク）の再生信号を得ることもできる。この場合、再生信号ＲＦは、
ＲＦ＝Ｓ2＋Ｓ3＋Ｓ4 ・・・（３）
で与えられる。
【００６０】
図６は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図６を参照して、２つの対物レンズ４および５に光ビームを入射させる動作と光磁気信号の検出とを説明する。
【００６１】
ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２は、ｐ偏光に対しては約８０％の透過率を、ｓ偏光に対してはほぼ１００％の反射率を有するように設計されている。したがって、コリメートレンズ２４で平行光にされたｐ偏光の光ビームは、その約８０％が偏光ビームスプリッタ２２を透過して、反射ミラー２１で反射され、対物レンズ４に入射する。一方、偏光ビームスプリッタ２２に入射したｐ偏光の光ビームの約２０％は対物レンズ５に入射する。
【００６２】
光ディスク４１が光磁気ディスクである場合、それにあわせて設計されている方のレンズ、すなわち対物レンズ４を使用する。対物レンズ４により、光磁気ディスク４１の記録面に照射された光ビームは、カー効果を受けて、その偏光方向がわずかに変化して（すなわち、わずかにｓ偏光成分をもって）、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる。このとき、偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光成分の反射率が約２０％で、ｓ偏光成分の反射率が約１００％である。そのため、偏光ビームスプリッタ２２で反射される光ビームは、ｐ偏光成分が減少し、ｓ偏光成分はほとんど減少しないので、偏光方向の回転角が増大する。
【００６３】
回転角が増大した光ビームは、ウォラストンプリズム２５によってｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の角度成分をもつ２本の光ビームに分けられる。２本の光ビームは、反射ミラー２６、スポットレンズ２７および反射ミラー２８を通って、光検出器２９に入射する。光検出器２９は、入射した光ビームに応じた光磁気信号を出力する。
【００６４】
ディスク４１で反射された光ビームのうち、偏光ビームスプリッタ２２を透過した光（ｐ偏光）は、ホログラムレーザ２３に戻り、ホログラム素子３３によって内蔵されたフォトダイオード３１に導かれる。フォトダイオード３１は、入射した光ビームに応じて、サーボ信号（すなわち、フォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳ）を検出する。
【００６５】
なお、対物レンズ４に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ５にも対物レンズ４に入射した光ビームの残りである、偏光ビームスプリッタ２２に入射した光ビームの２０％の光ビームが入射し、光ディスク４１で反射された光ビームが光磁気信号を検出するための光検出器２９およびホログラムーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に入射する。しかし対物レンズ５は、対物レンズ４とは仕様が異なるため、光ビームを、光ディスク４１の表面上に適切なサイズの光スポットを形成するように集光させることができない。その結果、光検出器２９およびフォトダイオード３１における光ビームは、ぼけた状態（十分に収束していない状態）であり、対物レンズ４を用いた記録、再生、消去に悪影響を及ぼすことはほとんどない。
【００６６】
上述した説明では、光ディスク４１が基板の厚さ１．２ｍｍ、屈折率１．５５の光磁気ディスクである場合を述べた。しかし、光磁気ディスク以外の光ディスクであっても、基板の厚さおよび屈折率が同じであれば、同じ対物レンズ４を使うことができる場合がある。この場合には、光磁気信号を検出するための光検出器２９を使用せず、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１によって、上述した式（１）〜（３）に基づいて、サーボ信号および再生信号ＲＦの両方を検出することができる。
【００６７】
次に、対物レンズ５に対応する光ディスク、ここでは基板の厚さ０．６ｍｍ、屈折率１．５５の光ディスクを用いる場合の動作を説明する。この光ディスクに対しては、対物レンズ４では、十分に光ビームを集光させることができない。
【００６８】
ホログラムレーザ２３から出射したｐ偏光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に入射し、そこで約２０％が反射されて対物レンズ５に入射する。対物レンズ５によって光ディスク４１上に集光された光は、光ディスク４１によって反射されて、偏光方向はそのままで、対物レンズ５を経て偏光ビームスプリッタ２２に戻る。これは、光ディスク４１が光磁気ディスクではないからである。偏光ビームスプリッタ２２は、戻った光ビームのうち２０％を反射して、ホログラムレーザ２３に入射させる。ホログラムレーザ２３は、入射した光ビームに応じてサーボ信号および再生信号ＲＦを出力する。一方、偏光ビームスプリッタ２２を透過した残り８０％の光ビームは、光検出器２９に入射する。したがって、光検出器２９から出力される検出信号を使ってサーボ信号およびＲＦ信号の検出をおこなってもよい。なお、対物レンズ５に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ４にも光ビームが入射する。しかし前述のように、対物レンズ４は、光ビームを十分に集光することができないので、対物レンズ４からの光ビームは、記録、再生、消去にはほとんど影響を及ぼさない。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光の透過率および反射率は、それぞれ８０％および２０％に限定されない。しかし、光磁気信号検出におけるカー回転角の増大効果も大きく、かつ対物レンズ５に割り当てる光ビームも適度に確保できるので、透過率が６０〜８０％程度であることが好ましい。ｓ偏光の反射率は、できるだけ１００％に近いことが望ましい。しかし、部品製作上、反射率を１００％にすることは困難なため、仕様としては９５％以上であることが好ましい。なお、対物レンズ５を使用する場合には、偏光ビームスプリッタ２２において、光ビームが往復する間に２回、分割されるため、ロスが大きくなる。しかしレーザとして、光磁気ディスク用の高出力レーザが用いられるので、ロスがあっても再生するために必要な光ビームのパワーは確保できる。
【００７０】
以上の説明では、偏光ビームスプリッタ２２におけるｐ偏光の透過率を６０〜８０％程度に、ｓ偏光の反射率を９５〜１００％程度に設定するとした。しかし、ｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定するという、逆の組み合わせでもよい。この場合、一方の対物レンズを光磁気ディスクに対して用いるときには、ｓ偏光を偏光ビームスプリッタ２２に入射させ、偏光ビームスプリッタ２２で反射される光ビームを用いることになる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２の上方に位置する対物レンズを、光磁気ディスクに対して用いることになる。したがって、図１〜６に示されている配置から、対物レンズ４および５の位置を入れ替える必要が生じる。
【００７１】
通常、光磁気ディスクなどの記録および再生をおこなう光ディスクは、他の再生専用型の光ディスクと比べて記録密度が低い。そのため、記録容量を大きくするために、光ディスクのより内周部分まで使いたい要求がある。これを満たすためには、特に２つの対物レンズが光ディスクの半径方向に並んでいる場合には、光磁気ディスクなど記録・再生型の光ディスク用対物レンズを光ピックアップのできるだけ端部に配置することが好ましい。しかし、ｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定すると、上述したように光磁気ディスク用の対物レンズを偏光ビームスプリッタの上方に配置する必要が生じるため、光磁気ディスク用の対物レンズは、光ピックアップの端部に位置しなくなる。そのため、この場合はｐ偏光の透過率を６０〜８０％程度に、ｓ偏光の反射率を９５〜１００％程度に設定し、偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームを用いて光磁気ディスクの記録、再生、消去をおこなうことが好ましい。
【００７２】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明による光ピックアップの第２の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８を配置した点を除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。
【００７３】
一般的に、偏光状態は、直交する２つの直線偏光の振幅およびそれらの位相差で決まり、通常は楕円偏光となるが、特別な場合として、振幅が同じで位相がπ／２だけずれている場合が円偏光、位相差がない場合が直線偏光となる。この明細書においては、円偏光あるいは楕円偏光と直線偏光とを切り換えることを「偏光状態を変化させる」という。また、直線偏光の実質的に偏光方向だけを変化させることをここでは、「偏光方向を変化させる」という。
【００７４】
第１の実施の形態で述べたように、対物レンズ５を使用する場合に、偏光ビームスプリッタ２２において往復２回、分割されるため、光量のロスが大きくなる。このロスを低減するために、第２の実施の形態は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８を備えている。
【００７５】
図８は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図８を参照して、偏光方向変換素子として１／２波長板を採用し、ホログラムレーザ２３から発せられる光ビームの偏光方向をｐ偏光とした場合について、説明する。
【００７６】
１／２波長板３８は、その結晶軸方向と入射ビームの偏光方向との角度が４５°になるように配置してある。したがって、１／２波長板３８が光路内にあると、光ビームが１／２波長板３８を通過することにより、光ビームの偏光方向が９０°回転し、ｓ偏光となって偏光ビームスプリッタ２２に入射し、偏光ビームスプリッタ２２のｓ偏光に対する反射率がほぼ１００％に設定されているので、ほとんどすべてが反射されて対物レンズ５に入射することになるので、前記のようなロスをなくすことができる。
【００７７】
一方、１／２波長板３８が光路上から抜かれた状態では、ｐ偏光の光ビームが偏光ビームスプリッタ２２に入射し、第１の実施の形態と同様に機能する。すなわち、１／２波長板３８を光路に対して抜き差しすることにより、偏光ビームスプリッタ２２に入射する光ビームの偏光方向を変化させることができ、対物レンズ５を使用する場合の光利用効率を上げることができる。１／２波長板を抜き差しするには、例えば、１／２波長板をスライドテーブルに固定しておき、モータでスライドテーブルを移動させたり、１／２波長板を保持する板を回転させたりすればよいが、これらの方法には限定されない。
【００７８】
また、１／２波長板を抜き差しする代わりに、光ビームの光軸を回転の中心として１／２波長板を４５°だけ回転させる方法も考えられる。１／２波長板の結晶軸方向と入射光ビームの偏光方向とが同じであれば、光ビームの偏光方向は変化せず（ｐ偏光のままであり）、４５°だけ回転させれば、光ビームの偏光方向は９０°回転する（ｓ偏光になる）。１／２波長板を回転させるには、例えば、回転型モータによって直接、１／２波長板を駆動させればよいが、これには限定されない。
【００７９】
偏光方向変換素子３８として、１／２波長板を用いる代わりに、９０°ツイストのツイステッド・ネマティック（twisted nematic）液晶層（以下、ＴＮ液晶層という）を有する液晶パネルを用いてもよい。ＴＮ液晶層は、電圧が印加されていない状態では、入射した光ビームの偏光方向を９０°回転する。一方、電圧が印加された状態では、入射した光ビームの偏光方向を変化させない。したがって、ＴＮ液晶層に電圧を印加するかどうかによって、偏光ビームスプリッタ２２に入射する光ビームの偏光方向をｐ偏光とｓ偏光との間で変化させることができる。他の動作は、上述の１／２波長板を用いる場合と同様である。ＴＮ液晶層を有する液晶パネルを用いれば、電圧の印加によって偏光方向を変えることができるので、機械的な駆動機構が不要になる。その結果、構造が簡単になり、部品点数を削減できるという効果を有する。
【００８０】
（第３の実施の形態）
図９は、本発明による光ピックアップの第３の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。図１０は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子３９を配置した点を除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。
【００８１】
第１の実施の形態において述べたように、対物レンズ４に光ビームが入射するのと同時に、対物レンズ５にも残りの２０％の光ビームが入射し、光ディスクで反射された光ビームが光磁気信号検出用光検出器２９や、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に入射することになるが、対物レンズ５は対物レンズ４とは仕様が異なるため、記録面で光ビームは十分に集光されず、光検出器上でもぼけた状態になり、影響はほとんどない。しかし、特に光磁気信号検出においては、わずかな偏光方向の変化を検出するため、対物レンズ５を通って光磁気ディスクで反射されたｐ方向成分が光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するとノイズが発生する。そのため、不要な光ビームを光検出器２９に入射させないことが望ましい。
【００８２】
第３の実施の形態では、不要な光ビームが光検出器２９に入射しないようにするために、対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子を配置している。偏光状態変換素子は、例えば１／４波長板である。１／４波長板は、その結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の方向に設定されており、入射した直線偏光の光ビームの偏光状態を変換して、円偏光の光ビームとして出射する。
【００８３】
ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。第１の実施の形態と同様に、偏光ビームスプリッタ２２は、入射したｐ偏光の光ビームの８０％を透過し、２０％を反射する。偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームは、第１の対物レンズ４に入射し、光磁気ディスクの記録、再生、消去に用いられる。
【００８４】
一方、偏光ビームスプリッタ２２によって反射される２０％の光ビームは、１／４波長板３９を通過すると円偏光に変換され、第２の対物レンズ５に入射し、光磁気ディスク４１において反射される。光磁気ディスク４１で反射された光ビームは、円偏光の回転方向が反転される。再び１／４波長板を通過すると、往路の偏光方向から９０°だけ回転した直線偏光（ｓ偏光）となり、偏光ビームスプリッタ２２に戻る。そのため、偏光ビームスプリッタ２２は、戻ってきたｓ偏光の光ビームのほとんどすべてを反射する。これにより、光磁気信号検出に不要な光ビームが、光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するのを防ぐことができる。
【００８５】
このように、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に、１／４波長板を挿入することにより、第２の対物レンズ５を使用する場合の光利用効率も改善することができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２で反射された２０％のｐ偏光成分が第２の対物レンズ５に入射する点は同じだが、第１の実施の形態では、そのままｐ偏光で戻ってくるため、再び偏光ビームスプリッタ２２で分割され、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１に戻る光量は減少する。しかし、第３の実施の形態においては、１／４波長板が戻ってきたｐ偏光の光ビームをｓ偏光に変える。そのため、ｓ偏光の光ビームは、すべて偏光ビームスプリッタ２２で反射されて、ホログラムレーザ２３に入射する。
【００８６】
（第４の実施の形態）
図１１は、本発明の光ピックアップの第４の実施の形態の構成を示す分解斜視図である。対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成なので、その説明を省略する。光学系３は、コリメートレンズ２４と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光方向変換素子３８が配置されている点と、第２の対物レンズ５と偏光ビームスプリッタ２２との間に偏光状態変換素子３９が配置されている点とを除けば、第１の実施の形態と同じ構成である。第４の実施の形態は、第２の実施の形態および第３の実施の形態を組み合わせたものに相当する。すなわち、偏光方向を変化させる素子として１／２波長板を、偏光状態を変化させる素子として、結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°をなすように配置されている１／４波長板を第１の実施の形態の構成に付加している。
【００８７】
第１の対物レンズ４を用いて、光磁気ディスクに光ビームを照射する場合について説明する。第１の対物レンズ４を用いるときは、１／２波長板３８は、光路上に配置せず、１／４波長板３９を光路上に配置する。第１の実施の形態と同様に、ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、ｐ偏光のまま偏光ビームスプリッタ２２に入射する。８０％の光ビームが偏光ビームスプリッタ２２を透過して第１の対物レンズ４に入射し、光磁気ディスク用に使われる。
【００８８】
偏光ビームスプリッタ２２で反射される２０％の光ビームは、第２の対物レンズ５に入射するが、このとき、往復の光路において１／４波長板を２回通過するため、ｓ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタ２２に戻る。第３の実施の形態と同様に、偏光ビームスプリッタ２２は、ｓ偏光の光ビームを反射するため、不要な光ビームは光磁気信号を検出する光検出器２９に入射しない。
【００８９】
第１の対物レンズ４を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合も、上述のように１／２波長板３８および１／４波長板３９を用いる。すなわち、偏光ビームスプリッタ２２に反射されてホログラムレーザ２３に戻る光ビームを用いて、ホログラムレーザ２３に内蔵のフォトダイオード３１によってサーボ信号および再生信号ＲＦを検出する。また光磁気信号を検出する光検出器によってサーボ信号および再生信号ＲＦを検出してもよい。
【００９０】
図１２は、光ビームの分割の状態を示す側面図である。図１２を参照して、第２の対物レンズ５を用いて、光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合について説明する。入射光ビームの偏光方向に対して４５°の結晶軸方向をもつ１／２波長板３８を光路上に差し入れ、１／４波長板３９は光路上から抜いておく。ホログラムレーザ２３から出射されたｐ偏光の光ビームは、コリメートレンズ２４により平行光に変換され、１／２波長板３８に入射する。１／２波長板３８は、入射したｐ偏光の光ビームをｓ偏光の光ビームに変換する。ｓ偏光に変換された光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２は、入射した光ビームのほぼ１００％を反射し、第２の対物レンズ５に入射させる。
【００９１】
光ディスク４１で反射された光ビームは、１／４波長板３９が光路上から抜かれているため、その偏光方向は変換されない。そのため、１／４波長板を通らなかったｓ偏光の光ビームは、偏光ビームスプリッタ２２に戻る。偏光ビームスプリッタ２２は、入射したｓ偏光の光ビームのほぼ１００％を反射するので、入射した光ビームは、効率よくホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１に到達する。
【００９２】
このように、偏光方向変換素子３８と偏光状態変換素子３９とを連動させて制御することで、光ビームの利用効率を改善することができるとともに、光磁気信号検出用光検出器２９に不要な光ビームが入射することも防ぐことができる。
【００９３】
偏光方向変換素子３８が１／２波長板の場合、偏光方向変換のために光路から抜き差ししたり、所定の角度だけ回転させるなど、何らかの機械的に駆動する機構が必要となる。したがって、偏光方向変換素子３８および偏光状態変換素子３９の駆動機構を共通化すれば、構造を簡単にすることができる。また、第１の実施の形態においても述べたように、偏光ビームスプリッタのｓ偏光の反射率を６０〜８０％程度に、ｐ偏光の透過率を９５〜１００％程度に設定して、対物レンズ４と５との位置を入れ替える構成も考えられるが、この場合には光源から離れた方の対物レンズ側に１／４波長板を配置することになるので、１／２波長板との距離が大きくなってしまう。１／２波長板と１／４波長板とを連動させることを考えるならば、両者の距離が近くなる図１２の構成の方が望ましい。
【００９４】
なお、図２０に示す従来の光ピックアップでは、図２０に示すような位置に配置された光検出器１１９を用いてレーザのパワーをモニタしていた。しかし、本発明の光ピックアップのように、偏光ビームスプリッタで分離された光ビームを他の光ディスクの記録、再生あるいは消去に用いるという目的を有する光ピックアップでは、図２０に示すような位置にレーザパワーのモニタ用の光検出器を配置することはできない。このため、本発明の光ピックアップでは、レーザのモニターピンを用いて、レーザパワーをモニタするか、あるいは図１３に示すように、コリメートレンズ２４の開口を制限する部材（アパーチャ）４０を光検出器として用いている。開口制限部材４０は、中央に開口部（アパーチャ）をもつ光検出器であり、この開口部によってコリメートレンズ２４の開口数ＮＡが所定の値に設定される。開口部の周辺部が光検出部になっており、開口制限部材４０によって制限される不要な光ビームによってパワーモニタ用の信号を得ることができるので、パワーモニタをおこなうために光ビームのパワーがロスすることがない。
【００９５】
（第５の実施の形態）
図１４は、本発明の光ピックアップの第５の実施の形態における構成を示す分解斜視図である。本実施の形態においては、対物レンズ駆動装置２は、第１の実施の形態と同じ構成を有しているので、説明を省略する。
【００９６】
本実施の形態と、第１から第４の実施の形態との相違点の１番目は、ウォラストンプリズム２５、反射ミラー２６および２８、スポットレンズ２７および光検出器２９を、光学系３を構成するほかの光学素子と同一の水平面内に配置し、さらに、偏光ビームスプリッタ２２を、反射された光が偏光ビームスプリッタ２２の上方にではなく、光学系３が配置されている水平面内に平行な方向に出射されるように配置していることである。このような配置にすると、偏光ビームスプリッタ２２からの光を対物レンズ４および５にそれぞれ入射させるために、立ち上げミラー４１および４２を対物レンズ４および５の直下に付加する必要がある。しかし、光学系３を構成する光学素子を全て同一水平面上に配置しているので、光ピックアップ全体としては薄型化を実現することができる。
【００９７】
相違点の２番目は、偏光ビームスプリッタ２２からの透過光を受け取ることができるような位置に配置されたミラー２１を、全反射ミラーではなく、一部の光を透過するハーフミラーとし、ミラー２１を透過した光を受け取ることができるような位置に、レーザのパワーモニタ用の光検出器４３を配置したことである。ハーフミラー２１は、偏光方向には関係なく入射光の一部を透過し、残りの部分を反射して立ち上げミラー４２に入射させる。本実施の形態では、ハーフミラー２１として、入射光の約１０％を透過し、残り約９０％を反射するものを用いている。
【００９８】
図１３に示すようにコリメータレンズ２４の開口を制限する部材４０を、レーザパワーモニタ用の光検出器として用いる場合、光のロスは少ないものの、開口の外側に光検出器として機能する部分を配置することになるので、部材４０が大型化してしまい、光ピックアップ全体の大型化につながる。また、開口制限部材としても機能させなければならないために、市販の光検出器を用いることができず、特殊な光検出器を設ける必要が生じる。しかし、本実施の形態のような構成とすれば、レーザパワーモニタ用の光検出器４３として市販の光検出器を用いることができ、さらに光検出器４３もまた、偏光ビームスプリッタ２２等の光学系３の他の構成要素と同一の水平面上に配置されているので、光ピックアップの大型化にもつながらない。
【００９９】
本実施の形態と、第１から第４の実施の形態との相違点の３番目は、ホログラムレーザ２３から出射される光ビームをｓ偏光としている点である。この場合には、偏光ビームスプリッタ２２の反射率および透過率を、上記実施の形態１で述べたように、ｓ偏光に対しては反射率が６０〜８０％、ｐ偏光に対しては９５〜１００％となるように設定し、光磁気ディスクに対応する方の対物レンズ４を、偏光ビームスプリッタ２２からの反射光が入射する側に配置する。このような対物レンズ４の配置は、光磁気ディスクの記録容量という点では不利である。しかし、ホログラムレーザ２３からの出射光がｓ偏光であるときに、ｐ偏光を偏光ビームスプリッタ２２に入射させようとすると、どうしても上記実施の形態２で述べたような偏光方向変換素子を設ける必要が生じる。このような偏光方向変換素子の付加は、光学系３を構成する光学素子同士の位置調整を複雑にするとともに、コストの増加にもつながる。しかし、本実施の形態５のような配置によれば、このような問題が生じるのを防ぐことができる。
【０１００】
本実施の形態と第１から第４の実施の形態との相違点の４番目は、第３の実施の形態で示したように偏光状態変換素子としての１／４波長板を用いているものの、その目的が第３の実施の形態とは異なることである。第３の実施の形態では、一方の対物レンズ４に対応する光磁気ディスクの記録、再生、消去を行う場合に、他の光ディスクに合わせて設計された他方の対物レンズ５からの光ビームが、光磁気ディスクによって反射され、光磁気信号を検出する光検出器２９に入射するのを防ぐために、１／４波長板を用いている。これに対して、本実施の形態では、対物レンズ４を用いた記録、再生、消去の場合と、対物レンズ５を用いた記録、再生、消去の場合とで、光検出器２９に入射する光ビームの光量をほぼ同じにし、かつホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１に入射する光ビームの光量もほぼ同じにする目的で、偏光状態を変えるために１／４波長板を用いている。このため、１／４波長板の結晶軸の方向は、この目的を達成するように設定されている。
【０１０１】
以下、図１４および図１５を参照しながら、１／４波長板３９の配置を説明する。
【０１０２】
図１４に示す構成の光ピックアップにおいて、偏光ビームスプリッタ２２におけるｓ偏光の反射率および透過率をそれぞれ７５％および２３％とし、ｐ偏光の透過率を９６％とする。また、ハーフミラー２１の反射率を９０％、１／４波長板３９の透過率を９８％、対物レンズ４と対物レンズ５との有効面積比を０．８５（対物レンズ５／対物レンズ４）、対物レンズ４に対応する光磁気ディスクの反射率を１５％、対物レンズ５に対応する光ディスクの反射率を７０％とする。さらに、立ち上げミラー４１および４２の反射率をほぼ１００％とする。偏光ビームスプリッタ２２に入射するｓ偏光ビームの光量を１００％としたときに、対物レンズ４を通って光磁気ディスク上に集光され、その後光磁気ディスクによって反射されてから偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる光ビームの光量Ｐ4と、対物レンズ５を通って光磁気ディスク以外の光ディスク上に集光され、反射されてから偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくる光ビームの光量Ｐ5との比は、
【０１０３】
図１５は、１／４波長板３９の働きを説明するための図である。いま、１／４波長板３９を、その結晶軸がｓ偏光に対して２８．４°の角度をなすように配置されているものとする。図１５（ａ）は、１／４波長板３９に入射する前の光ビームの偏光状態を示すものである。この図に示すように、１／４波長板３９に入射する前は、光ビームは、ホログラムレーザ２３から出射された偏光状態のまま、つまりｓ偏光のままである。なお、通常は、偏光ビームスプリッタの透過・反射方向を含む面内で振動する直線偏光をｐ偏光と定義し、それに直交する面内で振動する直線偏光をｓ偏光と定義し、本願明細書においてもこれらの定義を採用している。偏光ビームスプリッタ２２を透過した光ビームは、１／４波長板３９を通過することによって偏光状態が変換され、図１５（ｂ）に示すように、ｓ偏光に対して２８．４°傾いた方向に軸を持つ楕円偏光となって、対物レンズ５に入射する。
【０１０４】
対物レンズ５によって光ディスク上に集光された光ビームは、光ディスクによって反射されることにより逆方向に回転する楕円偏光となって、再び、対物レンズ５を経て１／４波長板３９を通過する。図１５（ｃ）に、光ディスクによって反射された光ビームが１／４波長板３９を通過した後の偏光状態を示す。この図に示すように、１／４波長板３９を通過することによって、光ビームの偏光方向はさらに２８．４°回転して、ｓ偏光の偏光面に対して５６．８°をなす偏光面を有する直線偏光となる。このとき、ｓ偏光とｐ偏光との振幅比は、ｓ偏光：ｐ偏光＝０．６５：１となり、光量比はその２乗で０．４２：１となる。すなわち、ｓ偏光成分３０％、ｐ偏光成分７０％の光量の光ビームが、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってくることになる。
【０１０５】
したがって、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合は、偏光ビームスプリッタ２２に戻ってきた光量のうち、偏光ビームスプリッタ２２によって反射され、光検出器２９に向かう光量は、0.3×0.75≒0.23となる。一方、偏光ビームスプリッタ２２を透過して、ホログラムレーザ２３に内蔵されているフォトダイオード３１に向かう光量は、0.7×0.96＋0.3×0.23≒0.75となる。したがって、光検出器２９およびフォトダイオード３１に入射する光ビームの比率は、光磁気ディスクを用いる場合と同じ比率になる。
【０１０６】
このように、対物レンズ４を用いて光磁気ディスクに光ビームを照射する場合と、対物レンズ５を用いて光ディスクに光ビームを照射する場合とで、各光検出器に入射する光量をほぼ同じにすることができる。このため、光ディスクの種類によって、レーザパワーを切り替えたり、光検出器のゲインを切り替えたりといった条件の変更が不要になる。
【０１０７】
上記の説明では、１／４波長板３９の結晶軸の方向を、ｓ偏光に対して２８．４°としているが、光学系３を構成する光学素子のばらつき等による誤差も考えられるので、結晶軸方向を光ピックアップ上で調整可能としてもよい。また、光磁気ディスクの場合と光ディスクの場合とで光検出器２９およびフォトダイオード３１に入射する光量の比率を、同じ比率にしているが、いずれか１つの光学素子の仕様（反射率あるいは透過率）が変わると、この比率も変わってしまう。この場合には、例えばハーフミラー２１の反射率を変更するなどによって対応してもよい。あるいは、同じ比率にするのが無理であれば、光検出器２９およびフォトダイオード３１のうちの一方に入射する光量を光磁気ディスクの場合と光ディスクの場合とで同じにするように、１／４波長板３９の結晶軸方向を設定することもできる。そうすれば、少なくともその光検出器に関しては、ゲインの切り替えが不要である。
【０１０８】
なお、上記の説明からわかるように、本実施の形態５では、対物レンズ４を用いて光磁気ディスクに光ビームを照射する場合だけではなく、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクに光ビームを照射する場合にも、光検出器２９に光ビームを入射させている。光検出器２９に入射した光は、ＲＦ信号の検出に用いられる。
【０１０９】
上記実施の形態３では、対物レンズ５を用いて光磁気ディスク以外の光ディスクの光ビームを照射する場合には、光検出器２９には光ビームが入射しないようにし、ＲＦ信号は、ホログラムレーザ２３に内蔵されたフォトダイオード３１によって検出していた。しかしこの場合、ホログラムレーザ２３に入射した光ビームは、ホログラム素子３３での回折によってフォトダイオード３１に導かれるので、光のロスが生じる。このロスをなくすために、本実施の形態５では、ＲＦ信号の検出に光検出器２９を用いている。
【０１１０】
また、上述した光のロスを考えると、フォーカス誤差信号ＦＥＳおよびトラッキング誤差信号ＴＥＳを含むサーボ信号も光検出器２９によって検出することも考えられる。しかし、サーボ信号を光検出器２９によって検出しようとすると、フォーカス誤差信号ＦＥＳを検出する方法に応じて、光学素子の配置の変更および／あるいは光学素子の追加が必要になってくる。例えば、非点収差法を用いるためには、シリンドリカルレンズを追加しなければならない。したがって、本実施の形態５では、ＲＦ信号は光検出器２９で検出し、サーボ信号はフォトダイオード３１で検出する構成を採用している。
【０１１１】
（第６の実施の形態）
図１６は、本発明の光ピックアップの第６の実施の形態の構成を示す平面図である。第１から第５の実施の形態において、対物レンズ駆動装置２は、２つの対物レンズをトラッキング方向に並べた構造で説明したが、これには限定されない。２つの対物レンズをトラッキング方向とは垂直なタンジェンシャル方向（すなわち、光ディスクのトラックの接線方向）に並べてもよい。この場合、２つの対物レンズの中間位置近傍を中心として、２つの対物レンズを回転させることによってトラッキング駆動を行う構成にすると、駆動系のバランスがよい。また、このように２つの対物レンズをタンジェンシャル方向に並べると、記録容量を大きくするために、どちらのレンズを内周側に配置するか、というような問題は考慮しなくてもよくなるので、上記実施の形態５で述べたように、ホログラムレーザから出射される光ビームがｓ偏光である場合に有効である。本実施の形態６では、２つの対物レンズをタンジェンシャル方向に並べた例を説明する。
【０１１２】
光学系３は、上記実施の形態５と同様なので、説明を省略する。図１６に基づいて、対物レンズ駆動装置２の構成を簡単に説明する。対物レンズ駆動装置２は、２つの対物レンズ４および５、対物レンズ４および５を保持するレンズホルダ６、レンズホルダ６の上下面に取り付けられた基板７、ならびに、レンズホルダ６の両側面の凹部に固着されたフォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９によって構成された可動部を有している。基板７の上下には、レンズホルダ６をベース１０に対してフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動可能に支持するための弾性体１１が、それぞれ２本ずつ配置され、これらは可動部の重心位置近傍を延長線上の交点とする略Ｖ字状に配置されている。弾性体１１の両端は、それぞれ基板７と基板１４とに固定されている。フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９の一部は、ヨーク１６および永久磁石１７により形成される磁気回路のギャップ内に配置されており、フォーカシングコイル８およびトラッキングコイル９の端子は、基板７および弾性体７を介して、基板１４に電気的に接続されている。
【０１１３】
以上のような構成において、フォーカシングコイル８に電流を流すとフォーカシング方向に２つの対物レンズ４および５を駆動することができ、また、トラッキングコイル９に電流を流すと、トラッキング方向に対物レンズ４および５を駆動することができる。
【０１１４】
（第７の実施の形態）
以下、図１７〜図１９を参照しながら、本発明の第７の実施の形態を説明する。図１７は、本実施の形態における光ピックアップと磁気ヘッドとの位置関係を示す側面図であり、図１８（ａ）および（ｂ）は磁気ヘッドと２つの対物レンズとの位置関係を示す平面図である。また、図１９は、磁気ヘッドのスライダー部と２つの対物レンズとの位置関係を示す側面図である。
【０１１５】
対物レンズ駆動装置２の構成は、上記実施の形態６と同様であるので説明を省略する。図１７〜図１９からわかるように、本実施の形態７においても、対物レンズ４および５は、タンジェンシャル方向に並んで設けられている。
【０１１６】
磁気ヘッド４４は、スライダー部４５、バネ部４６、支持部４７、およびコア部４８を有している。図１７に示すように、スライダー部４５は、光ディスク４１の回転によって生じる空気流によって浮上し、それにより光ディスク４１とスライダー部４５との間に一定の間隔が保たれる。支持部４７は、通常、光ピックアップ１に連結されており、磁気ヘッド４４は光ピックアップ１と一体的に光ディスク４１の半径方向に移動可能に設けられている。
【０１１７】
磁気ヘッド４４のコア部４８には磁界発生のためのコイルが巻かれている。このコア部４８は、図１８に示すように、スライダー部４５に設けられており、コア部４８の中心と光磁気ディスクの記録、再生、消去に用いられる対物レンズ４の光軸中心とがほぼ一致するように配置されている。図１８は、光ディスク４１が、磁気ヘッド４４の面からみて時計回りに回転している例を示しており、この場合には、光ディスク４１の回転によって生じる空気流は、図中Ａの方向に（つまり、光ディスク４１の演習方向に沿って）流れる。図１８（ａ）は、２つの対物レンズ４および５のうち光磁気ディスクに対して用いられる対物レンズ４が空気流の下流側に位置している例を示し、図１８（ｂ）は対物レンズ４が空気流の上流側に位置している例を示している。
【０１１８】
図１９に示すように、スライダー部４５の空気流の上流側には、テーパ部４９が設けられており、空気流によるスライダー部４５の浮上に寄与している。浮上の安定化のためには、空気流は、テーパ部４９の空気流流入側端面に対してできるだけ垂直に流入することが好ましい。しかし対物レンズ４が対物レンズ５よりも空気流の上流側に位置している配置では、図１８（ｂ）に示すように、テーパ部４９の空気流流入側端面に対して空気流が斜めに流入することになってしまう。これに対して図１８（ａ）に示す配置では、コア部４８の中心および対物レンズ４の光軸中心からみて、テーパ部４９ともう一方の対物レンズ５とが同じ方向にあるため、テーパ部４９の位置を２つの対物レンズの中間、かつ光ディスク４１の中心を通る直線上により近く配置することができる。
【０１１９】
テーパ部４９とコア部４８との位置関係は、本実施の形態７における位置関係に限定されるものではない。しかし、テーパ部４９内にコア部４８を設けると、スライダー部４５の浮上が不安定になるため、テーパ部４９とコア部４８とは一定の間隔を有して配置される。したがって、テーパ部４９が、２つの対物レンズの中間、かつ光ディスク４１の中心を通る直線にできるだけ近くなるように、テーパ部４９、コア部４８ならびに対物レンズ４および５の位置を設定することは可能である。
【０１２０】
なお、上述した各実施の形態では、基板厚さおよび屈折率のうち少なくとも１つが異なる光ディスクにあわせてそれぞれ設計された２つの対物レンズを用いる場合を説明した。しかし、２つの対物レンズを、基板厚さおよび屈折率がともに同じディスクに対応し、ＮＡが異なるように設計した場合にも、本発明を適用することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
本発明による光ピックアップでは、カー回転角を増大させる偏光ビームスプリッタと、２つの対物レンズに光ビームを分離、分割するためのプリズムとを兼用しており、少ない部品点数で、光磁気ディスクを含む複数の種類の光ディスクに適用することができるとともに、光磁気信号検出の場合に十分なＣ／Ｎを得ることができる。
【０１２２】
本発明による光ピックアップでは、光磁気ディスク用の対物レンズを用いて、光磁気ディスク以外の、基板厚さや屈折率などが同じ記録媒体にも適用できるので、３種類以上の光ディスクに対応することができる。
【０１２３】
本発明による光ピックアップでは、偏光ビームスプリッタの、ｐ偏光に対する透過率を６０〜８０％に、ｓ偏光に対する反射率を９５〜１００％に設定してあるので、光磁気信号を検出する場合にカー回転角を増大させることができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズへの光ビームの入射光量を、適当な値にすることができる。
【０１２４】
本発明による光ピックアップでは、光源と偏光ビームスプリッタとの間に、偏光方向変換素子を設けているので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させる場合には、光ビームの偏光方向を切り換えることで、光量のロスをなくすことができる。
【０１２５】
本発明による光ピックアップでは、１／２波長板を光路から抜き差しするか、所定の角度だけ回転させることで、偏光ビームスプリッタに入射する光ビームの偏光方向を切り替えることができ、効率よく、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに光ビームを入射させることができる。
【０１２６】
本発明による光ピックアップでは、ＴＮ液晶パネルを用いて光ビームの偏光方向を切り替えるので、切り替えのための駆動機構などが不要になる。
【０１２７】
本発明による光ピックアップでは、偏光ビームスプリッタと光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の第２の対物レンズとの間に偏光状態変換素子を配置しているので、第１の対物レンズで光磁気ディスクの記録、再生、消去を行なう場合に、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する第２の対物レンズにも入射してしまう不要な光ビームが、ディスクで反射されて、光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。あるいは、２種類の記録媒体のどちらの記録・再生・消去を行う場合でも、記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するようにできるので、光記録媒体に応じてレーザパワーを切り替えたり、光検出器のゲインを切り替えたりする必要がなくなる。
【０１２８】
本発明による光ピックアップでは、偏光状態変換素子として、その結晶軸方向がｐ偏光およびｓ偏光に対して４５°の角度をなしている１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに駆動機構などを必要とせず、１／４波長板を往復通ることで、偏光方同を変換することができるので、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズを通った不要なディスクからの反射光が光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができる。
【０１２９】
本発明による光ピックアップでは、偏光方向変換素子と偏光状態変換素子とを連動して制御するので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐことができるとともに、光磁気ディスク以外の光記録媒体に適用する方の対物レンズに効率よく光ビームを入射させることができる。
【０１３０】
本発明による光ピックアップでは、第１の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路中に入れるので、不要な光ビームが光磁気信号検出系に戻るのを防ぐとともに、第２の対物レンズを使用する場合には、偏光状態変換素子を光路から抜くので、ディスクからの反射光を効率よくホログラムレーザに戻すことができる。また、第２の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に偏光状態変換素子を配置することになるので、第１の対物レンズと偏光ビームスプリッタとの間に配置する場合よりも、偏光方向変換素子との距離が近くなり、連動した駆動が容易になる。
【０１３１】
本発明による光ピックアップでは、偏光方向変換素子である１／２波長板と、偏光状態変換素子とを、同一の駆動源により駆動するので、駆動機構が簡単になる。
【０１３２】
本発明による光ピックアップでは、偏光状態変換素子として１／４波長板を用いているので、偏光状態を変換するのに機械的な駆動機構等を必要とせず、部品点数を少なくすることができる。また、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で光検出器に入射するように、１／４波長板の結晶軸の方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録・再生・消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えや光検出器のゲインの切り替えは必要ない。
【０１３３】
さらに、２種類の記録媒体によって反射された光ビームが、ほぼ同じ光量で２種類の光検出器のそれぞれに入射するように１／４波長板の結晶軸方向が設定されているので、２種類の記録媒体のどちらに対して記録・再生・消去を行う場合にも、レーザパワーの切り替えは不要であり、かつどちらの光検出器に対してもゲインの切り替えを行う必要はなくなる。
【０１３４】
本発明の光ピックアップには、浮上可能なスライダー部を有する磁気ヘッドが取り付けられている。テーパ部をスライダー部に設け、このテーパ部を２つの対物レンズの中間、かつディスクの中心を通る線上近くに配置することにより、安定した浮上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１の対物レンズ駆動装置の構造を示す平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図にプリズムの一部を加えた図である。
【図４】ホログラムレーザの構造を示す斜視図である。
【図５】ホログラムとフォトダイオードとの位置関係を説明する図である。
【図６】第１の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図７】第２の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図８】第２の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図９】第３の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１０】第３の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図１１】第４の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１２】第４の実施の形態の光ビームの分割の状態を示す側面図である。
【図１３】レーザのパワーモニター用光検出器の配置方法の例を示す側面図である。
【図１４】第５の実施の形態の光ピックアップの構造を示す分解斜視図である。
【図１５】１／４波長板の働きを説明するための図であり、（ａ）は、１／４波長板に入射する前の光ビームの偏光状態を示すもの、（ｂ）は、１／４波長板を通過した後の光ビームの偏光状態を示すもの、（ｃ）は、光ディスクで反射された後に、１／４波長板を通過した光ビームの偏光状態を示すものである。
【図１６】第６の実施の形態の光ピックアップの構造を示す平面図である。
【図１７】第７の実施の形態における磁気ヘッドと光ピックアップとの位置関係を示す側面図である。
【図１８】第７の実施の形態における磁気ヘッドと２つの対物レンズとの位置関係を示す平面図である。
【図１９】第７の実施の形態における磁気ヘッドのスライダー部と２つの対物レンズとの位置関係を示す側面図である。
【図２０】従来の光ピックアップの主要部の構造を示す斜視図である。
【図２１】光磁気信号の検出原理を説明するための側面図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ
２ 対物レンズ駆動装置
３ 光学系
４、５ 対物レンズ
２１ 反射ミラー
２２ 偏光ビームスプリッタ
２３ ホログラムレーザ
２４ コリメートレンズ
２５ ウォラストンプリズム
２６ 反射ミラー
２７ スポットレンズ
２８ 反射ミラー
２９ 光検出器
４４ 磁気ヘッド
Claims (6)
- 光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、
光を出射する光源と、
該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、
該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、
該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、
を備えており、
前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する透過率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する反射率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、
前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定されていることを特徴とする光ピックアップ。 - 光磁気記録媒体以外の第１の記録媒体と、光磁気記録媒体である第２の記録媒体との両方に記録された信号を検出することができる光ピックアップであって、
光を出射する光源と、
該光源から出射される光を受け取り、該光の偏光方向に応じて、該光の一部を反射し、残りを透過させる偏光ビームスプリッタと、
該偏光ビームスプリッタによって反射された光を収束する第１の対物レンズと、
該偏光ビームスプリッタを透過した光を収束する第２の対物レンズと、
を備えており、
前記偏光ビームスプリッタは、第１の直線偏光方向の光に対する反射率が６０〜８０％に、第１の直線偏光方向に垂直な第２の直線偏光方向の光に対する透過率が９５〜１００％にそれぞれ設定されており、
前記第１の対物レンズが、前記光磁気記録媒である前記第２の記録媒体用に設定され、前記第２の対物レンズが、前記光磁気記録媒以外の前記第１の記録媒体用に設定されていることを特徴とする光ピックアップ。 - 前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体または前記第２の記録媒体の半径方向に並べられている、請求項１または２に記載の光ピックアップ。
- 前記光源と前記偏光ビームスプリッタとの間に、前記光源からの光の偏光方向を変化させるための偏向方向変換素子が設けられている、請求項１または２に記載の光ピックアップ。
- 前記偏光ビームスプリッタと前記第１の対物レンズとの間、あるいは該偏光ビームスプリッタと前記第２対物レンズとの間に、偏光状態を変更する偏光状態変換素子が設けられている、請求項１または２に記載の光ピックアップ。
- 前記光ピックアップは、前記光磁気記録媒体に対して磁界をかける浮上型磁気ヘッドをさらに備えており、
該磁気ヘッドは、該磁界を発生するコア部、および、該コア部を支持し、該光磁気記録媒体の回転によって生じる空気流によって浮上するスライダー部を有しており、
前記第１の対物レンズおよび前記第２の対物レンズは、前記第１の記録媒体あるいは前記第２の記録媒体の接線方向に並んでおり、
該第１の対物レンズおよび該第２の対物レンズのうちの該光磁気記録媒体に対応する方のレンズは、その光軸中心と、該磁気ヘッドのコアの中心とは実質的に一致するように配置されており、かつもう一方のレンズは、該光磁気記録媒体に対応する対物レンズに対して、該空気流の上流側に位置している、請求項１に記載の光ピックアップ。
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