JP2007122821A - 減衰フィルタ、光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光ディスク媒体への情報の再生又は記録ごとに制御を施さずとも、当該情報の再生又は記録を可能とする減衰フィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】半導体レーザーが光ディスク媒体に対して出射するレーザー光の出射パワーを減衰する減衰フィルタであって、前記光ディスク媒体へ入射するレーザー光の入射パワーを当該光ディスク媒体から情報を再生可能なレベルとするべく、前記入射パワーの基となる放射角及び所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な透過率を有する、ことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、減衰フィルタ、光ピックアップ装置に関する。

近年、青紫色レーザー光の照射に基づいて、情報の再生又は記録がなされる光ディスク媒体（例えば、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）、ＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）等）が提唱されている。この光ディスク媒体からの情報の再生は、当該情報が記録されている光ディスク媒体の情報面に対して、所定の光強度（例えば、０．３５（ｍＷ）。以下、再生入射パワーという）の青紫色レーザー光を入射することによって、良好な再生が行われることとなる。また、光ディスク媒体への情報の記録においては、情報面に対して、所定の光強度（例えば、５（ｍＷ）。以下、記録入射パワーという）の青紫色レーザー光を入射することによって、良好な記録が行われることとなる。

更に、光ディスク媒体においては、複数の情報面を有するものが提唱されている。そして、例えば、２つの情報面を有する光ディスク媒体（以下、２層光ディスク媒体という）への情報の記録は、１つの情報面のみの光ディスク媒体に対する記録入射パワーの略２倍（例えば、１０．５（ｍＷ））の記録入射パワーを入射する必要がある。

しかしながら、略２倍の記録入射パワーは、青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザーの高出力化の実現が容易でないため、当該青紫色半導体レーザーのみでは、略２倍の記録入射パワーを確保できない可能性があった。そのため、現在においては、青紫色半導体レーザーと２層光ディスク媒体間における光利用効率を高く設定することによって、当該略２倍の記録入射パワーを確保するようにしている。

ところで、青紫色半導体レーザーは、出射する青紫色レーザー光の光強度（以下、出射パワーという）が小さくなるしたがって、相対雑音強度（以下、ＲＩＮ（Relative Intensity Noise）という）が大きくなるという特性を有している。仮に、このＲＩＮが所定量（例えば、−１２５（ｄＢ／Ｈｚ））より大きくなる出射パワー（例えば、３（ｍＷ）未満の出射パワー）の青紫色レーザー光に基づいて、光ディスク媒体から情報を再生する場合、ジッタが悪化し、良好な再生が行われない可能性があった。そのため、青紫色半導体レーザーは、ＲＩＮが所定量となる出射パワー（例えば、３（ｍＷ）。以下、所定の出射パワーという）以上の青紫色レーザー光を出射する必要があった。
特開２００２−２６０２７２号 特開２００３−１１５１０９号 特開２００４−２７２９４９号

しかしながら、単に青紫色レーザー光の出射パワーを所定の出射パワー以上とする場合、前述したように光利用効率が高く設定されているため、情報面に対して、再生入射パワーを超えるパワーの青紫色レーザー光が入射する可能性があった。その場合、例えば、当該情報面に記録されている情報が誤消去される可能性があった。

そこで、従来の技術（例えば、特許文献１乃至３）においては、光ディスク媒体への情報の記録においては光利用効率を高く設定したままとし、情報の再生においては、光利用効率を低く設定する方法が提唱されている。

例えば、特許文献１においては、光ディスク媒体から情報の再生をする際、青紫色レーザー光の出射パワーを減衰するための減衰フィルタが提唱されている。しかしながら、この方法においては、当該減衰フィルタを、青紫色レーザー光の光路に出し入れするための出し入れ機構が必要となり、光ピックアップ装置が大型化する可能性があった。更に、出し入れ機構を駆動するためのモータ等が必要となり、部品点数や配線数が増加し、コストアップや消費電力のアップを招く可能性があった。

また、特許文献１乃至３においては、青紫色レーザー光の出射パワーを減衰するための液晶が提案されている。しかしながら、この方法においては、当該液晶を駆動するための回路や配線等を必要とし、コストアップや消費電力のアップを招く可能性があった。

更に、従来の技術においては、再生又は記録ごとに、青紫色レーザー光の出射パワーの減衰又は非減衰を切り替える方法を採用しているため、青紫色半導体レーザーを制御するＡＰＣ（Auto Power Control）制御が複雑化する可能性があった。つまり、再生の場合における青紫色レーザー光の出射パワーの減衰と、記録の場合における青紫色レーザー光の出射パワーの非減衰との違いを考慮したＡＰＣ制御を行わなければならず、ＡＰＣ制御を行うための回路や、制御アルゴリズムが複雑化する可能性があった。

そこで、本発明は、光ディスク媒体への情報の再生又は記録ごとに制御を施さずとも、当該情報の再生又は記録を可能とする減衰フィルタを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための発明は、半導体レーザーが光ディスク媒体に対して出射するレーザー光の出射パワーを減衰する減衰フィルタであって、前記光ディスク媒体へ入射するレーザー光の入射パワーを当該光ディスク媒体から情報を再生可能なレベルとするべく、前記入射パワーの基となる放射角及び所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な透過率を有する、ことを特徴とする。

また、光ディスク媒体に対してレーザー光を出射する半導体レーザーと、前記レーザー光の出射パワーを減衰する減衰フィルタと、を備えた光ピックアップ装置であって、前記減衰フィルタは、前記光ディスク媒体へ入射するレーザー光の入射パワーを当該光ディスク媒体から情報を再生可能なレベルとするべく、前記入射パワーの基となる放射角及び所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な透過率を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、光ディスク媒体への情報の再生又は記録ごとに制御を施さずとも、当該情報の再生又は記録を可能とする減衰フィルタを提供することが可能となる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜＜光ピックアップ装置の全体構成例＞＞
図１を参照しつつ、本発明に係る減衰フィルタ２を適用した光ピックアップ装置の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る減衰フィルタ２を適用した光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。尚、図１に示す光ピックアップ装置は、光ディスク媒体の一例として、例えばＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対して処理する光ピックアップ装置であるものとして、以下説明する。

先ず、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２について説明する。Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５は、基板厚が０．１ｍｍ〜０．０７５ｍｍであって、情報が記録される情報面を、例えば２つ有する光ディスク媒体である。以下、図１に示すように、対物レンズ９に対して手前側の情報面を２層目の情報面２５、奥側の情報面を１層目の情報面２４と称して説明する。２層目の情報面２５は半透明反射膜から構成され、対物レンズ９からの青紫色レーザー光の光強度の、例えば５０（％）を反射し、残りの５０（％）を透過する。１層目の情報面２４は、反射膜から構成され、２層目の情報面２５を透過した青紫色レーザー光を反射する。Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２は、基板厚がＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５と同様の厚みであって、１つの情報面２３を有する光ディスク媒体である。情報面２３は、反射膜から構成され、対物レンズ９からの青紫色レーザー光を反射する。

次に、光ピックアップ装置について説明する。光ピックアップ装置は、青紫色半導体レーザー１（半導体レーザー）、減衰フィルタ２、回折格子３、偏光ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、ビームエキスパンダー６、立上ミラー７、１／４波長板８、対物レンズ９、集光レンズ１０、フロントモニタ用光検出器１１、ＡＰＣ回路１２、センサーレンズ１３、光検出器１４を有している。尚、図１に示す光ピックアップ装置は、本発明の説明において不要な光学部品等は省略している。尚、回折格子３、偏光ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、ビームエキスパンダー６、立上ミラー７、１／４波長板８、対物レンズ９は光学部品を構成している。

青紫色半導体レーザー１は、例えばｐ型半導体とｎ型半導体とをｐｎ接合したダイオードから構成されている。青紫色レーザー１は、ＡＰＣ回路１２からの制御電流が供給されることにより、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対応する波長４００ｎｍ〜４１０ｎｍであって、当該制御電流に対応する出射パワーの青紫色レーザー光を出射する。また、青紫色半導体レーザー１は、実際に出射している出射パワーと再生又は記録が可能となる出射パワーとの誤差を補正する、ＡＰＣ回路１２からの制御電流が供給されることにより、当該制御電流に対応する出射パワーの青紫色レーザー光を出射する。

この青紫色レーザー光は、所定方向に直線偏光したレーザー光であって、所定の放射角を有して減衰フィルタ２に出射されることとなる。尚、青紫色レーザー光の出射パワー、放射角については後述する。また、本実施形態において、青紫色半導体レーザー１は、出射パワーが例えば１３０（ｍＷ）の青紫色レーザー光の出射が最大であるものとして以下説明する。また、青紫色半導体レーザー１は、出射パワーが例えば３（ｍＷ）の青紫色レーザー光を出射するとき、当該青紫色半導体レーザー１において発生するＲＩＮが実用上問題とならない（例えば、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対して良好な再生又は記録が可能となる）例えば−１２５（ｄＢ／Ｈｚ）（所定値）になるものとして以下説明する。つまり、青紫色半導体レーザー１が３（ｍＷ）以上の出射パワーの青紫色レーザー光を出射するとき、当該青紫色レーザー光が有するＲＩＮ（−１２５（ｄＢ／Ｈｚ）以下）は実用上問題とならないものとする。

減衰フィルタ２は、所定の透過率を有し、青紫色レーザー光の光路に固設される。そして、減衰フィルタ２は、青紫色半導体レーザー１からの青紫色レーザー光の光強度を、当該所定の透過率で減衰して回折格子３に出射する。尚、この減衰フィルタ２が有する所定の透過率については後述する。

回折格子３は、所定の回折効率を有し、減衰フィルタ２からの青紫色レーザー光を回折して、例えば０次光（以下、メインビームという）と、±１次回折光（以下、＋１次回折光を先行サブビーム、−１次回折光を後行サブビームという）を発生して偏光ビームスプリッタ４に出射する。

偏光ビームスプリッタ４は、所定方向に直線偏光したレーザー光を透過して、コリメータレンズ５に出射する。この結果、偏光ビームスプリッタ４は、回折格子３からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを透過して、コリメータレンズ５に出射する。また、偏光ビームスプリッタ４は、所定方向と直交する方向に直線偏光したレーザー光を反射して、センサーレンズ１３に出射する。この結果、偏光ビームスプリッタ４は、１／４波長板８において当該所定方向と直交する方向に直線偏光したメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの反射光（以下、メインビームの反射光をメイン反射光、先行サブビームの反射光を先行サブ反射光、後行サブビームの反射光を後行サブ反射光という）を反射して、センサーレンズ１３に出射する。

コリメータレンズ５は、偏光ビームスプリッタ４からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを平行光に変換して、ビームエキスパンダー６に出射する。また、コリメータレンズ５は、ビームエキスパンダー６からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を収束光に変換して、偏光ビームスプリッタ４に出射する。

ビームエキスパンダー６は、例えばレンズ１６、１７から構成されている。ビームエキスパンダー６は、コリメータレンズ５からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを、レンズ１６とレンズ１７の間隔に対応する拡大率で拡大して立上ミラー７に出射する。詳述すると、このビームエキスパンダー６による拡大は、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４、２層目の情報面２５の基板厚誤差やＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３の基板厚誤差等に起因して発生する球面収差を補正するべく行われる。更に、ビームエキスパンダー６は、対物レンズ９の色収差を補正するための回折パターンを有している。また、ビームエキスパンダー６は、立上ミラー７からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を、レンズ１６とレンズ１７の間隔に対応する縮小率で縮小してコリメータレンズ５に出射する。

立上ミラー７は、ビームエキスパンダー６からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの光強度の一部（例えば、９０％）を反射して１／４波長板８に出射する。更に、立上ミラー７は、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの光強度の一部（例えば、５％）を透過して、集光レンズ１０に出射する。また、立上ミラー７は、１／４波長板８からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を反射して、ビームエキスパンダー６に出射する。

１／４波長板８は、所定方向に直線偏光したメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを円偏光に変換して、対物レンズ９に出射する。また、１／４波長板８は、対物レンズ９からの、前述の円偏光と逆方向の円偏光に変換されたメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を、所定方向と直交する方向の直線偏光に変換して、立上ミラー７に出射する。

対物レンズ９は、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２の基板厚に応じた開口数０．８５を有し、１／４波長板８からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを集光しつつ、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に出射する。この結果、再生又は記録の対象となる情報面２３、１層目の情報面２４又は２層目の情報面２５に、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが入射し集光スポットが形成されることとなる。尚、以下、対物レンズ９から出射するメインビームの光強度を入射パワーという。また、対物レンズ９は、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を、平行光に変換して１／４波長板８に出射する。

集光レンズ１０は、立上ミラー７からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを集光しつつ、フロントモニタ用光検出器１１に出射する。

フロントモニタ用光検出器１１は、集光レンズ１０からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを受光する。そして、フロントモニタ用光検出器１１は、受光したメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの光強度に応じた電気信号を、ＡＰＣ回路１２に出力する。

ＡＰＣ回路１２は、青紫色半導体レーザー１が青紫色レーザー光を出射するための制御電流を、当該青紫色半導体レーザー１に供給する。また、ＡＰＣ回路１２は、フロントモニタ用光検出器１１からの電気信号に基づいて、実際に青紫色半導体レーザー１から出射されている青紫色レーザー光の出射パワーを算出する。そして、ＡＰＣ回路１２は、算出した青紫色レーザー光の出射パワーと、再生又は記録が可能となる青紫色レーザー光の出射パワーとの誤差を算出する。そして、ＡＰＣ回路１２は、前述の制御電流を、当該誤差を補正する制御電流に変換して青紫色半導体レーザー１に供給する。

センサーレンズ１３は、例えば、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４及び２層目の情報面２５、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３に対するフォーカシング制御において差動非点収差法を用いる場合、偏光ビームスプリッタ４からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光に非点収差を付与して、光検出器１４に出射する。

光検出器１４は、センサーレンズ１３からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を受光する。そして、光検出器１４において受光したメイン反射光に基づいて、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４、２層目の情報面２５、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３に記録された情報の再生が行われる。また、光検出器１４において受光したメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光に基づいて、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が生成される。そして、対物レンズ９に接続される不図示のアクチュエータ等が、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて駆動する。この結果、対物レンズ９がアクチュエータ等の駆動によって、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２の径方向又は厚み方向に移動することにより、当該Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対するメインビームのフォーカシング制御、トラッキング制御が施されることとなる。

尚、本実施形態においては、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３から再生する場合、対物レンズ９から出射するメインビームの入射パワーが、例えば０．３５（ｍＷ）であるとき、当該情報面２３からのメイン反射光に基づいて良好な再生が行われるものとして以下説明する。また、本実施形態においては、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４に記録する場合、対物レンズ９から出射されるメインビームの入射パワーが、例えば１０．５（ｍＷ）であるとき、当該１層目の情報面２４に対して良好な記録が行われるものとして以下説明する。尚、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４又は２層目の情報面２５から再生する場合においては、情報面２３から再生する場合の入射パワーの略２倍（０・７（ｍＷ））の入射パワーが必要となる。そのため、青紫色半導体レーザー１の出射パワーは３（ｍＷ）以上となり、ＲＩＮが実用上問題とならないレベルとなる。

また、本実施形態においては、回折格子３の青紫色レーザー光に対するメインビームの割合（つまり、回折効率）を８５（％）とする。また、メインビームに対する、偏光ビームスプリッタ４の透過率を９５（％）、コリメータレンズ５の透過率を９５（％）、ビームエキスパンダー６の透過率を８５（％）、１／４波長板８の透過率を９５（％）、対物レンズ９の透過率を９３（％）として、以下説明する。

＜＜青紫色レーザー光の放射角、出射パワー＞＞
以下、本発明に係る減衰フィルタ２が有する所定の透過率を説明するために、図１乃至図３を参照しつつ、青紫色レーザー光の放射角、出射パワーについて詳述する。

尚、以下の説明における光利用効率とは、偏光ビームスプリッタ４乃至ビームエキスパンダー６の透過率、立上ミラー７の反射率、１／４波長板８の透過率、対物レンズ９の透過率を乗じた値に、結合効率を乗じた値を示したものである。この結合効率とは、当該透過率、反射率を１００（％）とした場合、青紫色半導体レーザー１から出射された青紫色レーザー光のうち、対物レンズ９に入射する青紫色レーザー光の割合を示すものであって、当該青紫色レーザー光の放射角、対物レンズ９の開口数、焦点距離等から一義的に定まる値である。そこで、本発明においては、青紫色レーザー光の放射角に着目して、本発明に係る減衰フィルタ２が有する所定の透過率を定めるものであり、以下詳述する。

図２は、青紫色レーザー光の光強度及び放射角を示す図である。図３は、青紫色レーザー光の放射角に対する結合効率を示す表である。尚、図２に示す放射角は、半値全角で示したものである。

青紫色レーザー光は、青紫色半導体レーザー１の活性層１８から所定の放射角をもって出射される。以下、活性層１８に平行な方向の放射角をθ‖、垂直な方向の放射角をθ⊥として説明する。この放射角θ‖、θ⊥は、青紫色半導体レーザー１を構成するｐ型半導体やｎ型半導体の性能によって異なる。一般的に、完全な同一性能を有するｐ型半導体やｎ型半導体を製造することは困難であり、したがって、青紫色レーザー光の放射角θ‖、θ⊥が同一となる青紫色半導体レーザー１を製造することも困難となる。そのため、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１や、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１が製造されることとなる。

そして、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光と、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光とが、同一の出射パワーで出射する場合、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光は、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光に比べて対物レンズ９に入射する割合が大きくなる。つまり、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１を用いたときの結合効率は高くなる。そのため、光利用効率が高くなり、入射パワーが大きくなる。逆に、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１を用いたときの結合効率は低くなる。そのため、光利用効率が低くなり、入射パワーが小さくなる。つまり、同一の入射パワーを確保する場合、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１は出射パワーを小さくする必要があり、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１は出射パワーを大きくする必要がある。しかしながら、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１においては、ＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上の出射パワーの青紫色レーザー光を出射しなければならない。そこで、放射角θ‖、θ⊥が狭い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１に対しては、ＲＩＮが実用上問題とならないレベル（−１２５（ｄＢ／Ｈｚ）以下）とするために、本発明に係る減衰フィルタ２を設けるものとする。

尚、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１においては、出射パワーを大きくする必要があり、ＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上の出射パワーとなる。つまり、ＲＩＮが実用上問題とならないレベルとするための本発明に係る減衰フィルタ２を設ける必要がなくなる。しかしながら、光ピックアップ装置における青紫色レーザー光の光路長や収差を一定に保つために、高い透過率を有する減衰フィルタ２を設けることが望ましい。つまり、放射角θ‖、θ⊥の広狭に関わらず減衰フィルタ２を設けることによって、光路長や収差を一定に保つためにコリメータレンズ５等の位置を変える必要が無くなり、光ピックアップ装置をより汎用的なものとすることが可能となる。そこで、放射角θ‖、θ⊥が広い青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１に対しても、本発明に係る減衰フィルタ２を設けるものとして以下説明する。

尚、本実施形態においては、図３に示すように、放射角θ‖が例えば６、７、８、９、１０、１１、１２、放射角θ⊥が例えば１６、１８、２０、２２、２４となる青紫色レーザー光に対する、減衰フィルタ２の透過率について以下説明する。

＜＜減衰フィルタ２の透過率＞＞
以下、図３、図４を参照しつつ、本発明に係る減衰フィルタ２の透過率について説明する。図４（ａ）は、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）としたときの放射角θ‖、θ⊥に対する光利用効率を示す表である。また、図４（ｂ）は、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）としたときの放射角θ‖、θ⊥に対する光利用効率を示す表である。

先ず、放射角θ‖、θ⊥が最も狭い青紫色レーザー光となる場合（θ‖＝６、θ⊥＝１６）における、本発明に係る減衰フィルタ２の透過率について説明する。前述したように、放射角θ‖、θ⊥が狭い場合、出射パワーをＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上としなければならない。また、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３からの再生は０．３５（ｍＷ）の入射パワーを必要とする。したがって、減衰フィルタ２は、放射角θ‖、θ⊥が狭い場合、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３からの再生を可能とするべく、０．３５（ｍＷ）の入射パワーとし、且つ、３（ｍＷ）以上の出射パワーとする透過率を有していなければならない。透過率をＴ１（％）として数式で示すと、
Ｔ１（％）≦｛０．３５（ｍＷ）／（３（ｍＷ）・０．５１８・０．４７２）｝×１００≒４８
（但し、０．５１８＝回折格子３の回折効率（８５（％））・偏光ビームスプリッタ４の透過率９５（％）・コリメータレンズ５の透過率９５（％）・ビームエキスパンダー６の透過率８５（％）・立上ミラー７の反射率（９０（％））・１／４波長板８の透過率９５（％）・対物レンズ９の透過率９３（％）。０．４７２は、（θ‖＝６、θ⊥＝１６）の結合効率（図３参照）／１００）
この結果、放射角θ‖、θ⊥が狭い場合、透過率が４８（％）以下となる減衰フィルタ２を光ピックアップ装置に設けることとなる。尚、本実施形態においては、放射角θ‖、θ⊥が狭い場合、透過率が４８（％）の減衰フィルタ２を設けるものとして以下説明する。そして、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）としたときの光利用効率は、Ｔ１（％）・０．５１８・結合効率から算出され、図４（ｂ）に示すとおりとなる。

次に、放射角θ‖、θ⊥が最も広い青紫色レーザー光となる場合（θ‖＝１２、θ⊥＝２４）における、本発明に係る減衰フィルタ２の透過率について説明する。前述したように、放射角θ‖、θ⊥が広い場合、結合効率が低くなる。そのため、減衰フィルタ２は、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４への記録を可能とするべく、１０．５（ｍＷ）の入射パワーとする透過率を有していなければならない。透過率をＴ２（％）として数式で示すと、
Ｔ２（％）≧｛１０．５（ｍＷ）／（１３０（ｍＷ）・０．５１８・０．２１８）｝×１００≒７２
（但し、１３０（ｍＷ）は、青紫色半導体レーザー１が出射可能な最大出射パワー。０．２１８は、（θ‖＝１２、θ⊥＝２４）の結合効率（図３参照）／１００）
この結果、放射角θ‖、θ⊥が広い場合、透過率が７２（％）以上となる減衰フィルタ２を光ピックアップ装置に設けることとなる。尚、本実施形態においては、放射角θ‖、θ⊥が広い場合、透過率が７２（％）の減衰フィルタ２を設けるものとして以下説明する。そして、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）としたときの光利用効率は、Ｔ２（％）・０．５１８・結合効率から算出され、図４（ａ）に示すとおりとなる。

＜＜放射角θ‖、θ⊥に応じた減衰フィルタ２の選択＞＞
以下、図１、図５、図６を参照しつつ、放射角θ‖、θ⊥に応じた減衰フィルタ２の選択について説明する。図５（ａ）は、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とし出射パワーを１３０（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する入射パワーを示す表である。図５（ｂ）は、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とし出射パワーを１３０（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する入射パワーを示す表である。図６（ａ）は、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とし入射パワーを０．３５（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する出射パワーを示す表である。図６（ｂ）は、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とし入射パワーを０．３５（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する出射パワーを示す表である。

先ず、図５（ａ）（ｂ）を参照しつつ、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４への情報の記録について説明する。図５（ａ）に示すように、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とし出射パワーを１３０（ｍＷ）とした場合、全ての放射角θ‖、θ⊥において入射パワーが１０．５（ｍＷ）以上となる。つまり、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とした場合、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４に対して、確実に記録を行うことが可能となる。しかしながら、図５（ｂ）に示すように、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とし出射パワーを１３０（ｍＷ）とした場合、太線より右下の放射角θ‖、θ⊥においては、入射パワーが１０．５（ｍＷ）未満となっている。つまり、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とした場合、広い放射角θ‖、θ⊥を示す太線より右下においては、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５の１層目の情報面２４への記録を行うことができない可能性がある。尚、２層目の情報面２５への情報の記録ついても、一層目の情報面２４と同様のことが言える。

次に、図６（ａ）（ｂ）を参照しつつ、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３からの情報の再生について説明する。図６（ｂ）に示すように、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とし入射パワーを０．３５（ｍＷ）とした場合、全ての放射角θ‖、θ⊥において出射パワーが３（ｍＷ）以上となる。つまり、減衰フィルタ２の透過率を４８（％）とした場合、ＲＩＮが実用上問題とならない出射パワーとなり、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３からの再生が良好に行われることとなる。しかしながら、図６（ａ）に示すように、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とし入射パワーを０．３５（ｍＷ）とした場合、太線より左上の放射角θ‖、θ⊥においては、出射パワーが３（ｍＷ）未満となっている。つまり、減衰フィルタ２の透過率を７２（％）とした場合、狭い放射角θ‖、θ⊥を示す太線より左上においては、ＲＩＮが実用上問題となる出射パワーとなり、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ２２の情報面２３からの再生を行うことができない可能性がある。

この結果、本実施形態における放射角θ‖、θ⊥においては、太線を境界として、左上の狭い放射角θ‖、θ⊥を有する青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１に対しては、４８（％）の透過率を有する減衰フィルタ２を設ければ良いことが分る。また、右下の広い放射角θ‖、θ⊥を有する青紫色レーザー光を出射する青紫色半導体レーザー１に対しては、７２（％）の透過率を有する減衰フィルタ２を設ければ良いことが分る。つまり、青紫色半導体レーザー１が出射する青紫色レーザー光の放射角θ‖、θ⊥に応じて、４８（％）又は７２（％）の透過率を有する減衰フィルタ２を選択することにより、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対する再生又は記録を良好に行うことが可能となる。

＜＜減衰フィルタ２の実施形態の一例＞＞
以下、図１、図７、図８を参照しつつ、前述の透過率を有する、本発明に係る減衰フィルタ２の実施形態の一例について説明する。図７は、本発明に係る減衰フィルタ２の実施形態の一例を示す回折格子１９である。図８は、回折格子１９における、格子溝２０のＹ方向における長さ（以下、深さという）に応じた、青紫色レーザー光に対する０次光の割合（以下、０次光回折効率という）を示す表である。

回折格子１９は、例えばガラス基板やプラスチック基板の片面に、凹形の格子溝２０と凸形の格子面２１とを、Ｘ方向に連続して設けた構成となっている。この回折格子１９は、所定の回折効率を有し、青紫色半導体レーザー１からの青紫色レーザー光を、例えば０次光、±１次回折光に回折する。そこで、本実施形態においては、回折格子１９を減衰フィルタ２として用いるために、０次光回折効率が、前述の透過率となるように格子溝２０及び格子面２１を以下のように設ける。

先ず、回折格子１９を減衰フィルタ２として用いるために、当該回折格子１９からの±１次回折光の出射方向が、回折格子３からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの出射方向と例えば直交するべく、Ｚ方向（図１参照）を基準として格子溝２０及び格子面２１の角度を定める。詳述すると、回折格子３が回折格子１９と同様な格子溝及び格子面（不図示）から構成される場合、当該回折格子３の格子溝及び格子面の長手方向と、当該回折格子１９の格子溝２０及び格子面２１の長手方向とが直交するように、Ｚ方向を基準として当該格子溝２０及び格子面２１の角度を定めることになる。この結果、±１次回折光が、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に入射されなくなり、当該±１次回折光による再生又は記録への影響を防止することが可能となる。尚、Ｘ方向を基準として格子溝２０及び格子面２１の角度を定めることも可能である。

次に、回折格子１９の透過率を４８（％）又は７２（％）とするための、０次光回折効率について説明する。０次光回折効率は、青紫色レーザー光の波長、回折格子１９を実現する素材（例えば、ガラス）の屈折率、Ｘ方向における格子溝２０のｄｕｔｙ比（＝Ｘ方向における格子溝２０の長さ／（Ｘ方向における格子溝２０の長さ＋格子面２１の長さ））、格子溝２０の深さから一義的に定まる。そして、例えば、格子溝２０の深さを変化させることにより、０次光回折効率が透過率４８（％）又は７２（％）となる回折格子１９を実現することとなる。詳述すると、図８に示すように、格子溝２０の深さを変化させると、当該深さが略１３５．６ｎｍのとき、０次回折効率が７２（％）となる。また、当該深さが略１９６ｎｍのとき、０次回折効率が４８（％）となる。この結果、４８（％）又は７２（％）の透過率を有する減衰フィルタ２を、回折格子１９にて実現可能であることが分る。更に、格子溝２０の深さを変化することによって、所望の透過率を有する減衰フィルタ２を実現することが可能となる。

尚、上述によれば、減衰フィルタ２の実施形態の一例として回折格子１９を示したが、これに限るものではない。例えば、青紫色レーザー光を所定の吸収率で吸収する光吸収タイプの減衰フィルタ２を用いても良い。光吸収タイプの減衰フィルタ２の一例としては、ガラス基板等に波長依存性が小さく光を吸収する金属（例えば、クロムやニッケル等）薄膜を当該ガラス基板に蒸着させる。そして、この金属薄膜の膜厚を変化することで吸収率を変化させることにより、所望の透過率を有する減衰フィルタ２を実現することが可能である。また、所望の透過率で青紫色レーザー光を透過し、透過させない青紫色レーザー光を反射するハーフミラータイプの減衰フィルタ２を用いても良い。尚、このハーフミラータイプの減衰フィルタ２を、青紫色レーザー光又はメインビームが発散光である光路に設ける場合、当該ハーフミラータイプの減衰フィルタ２からの反射光も発散光となる。したがって、青紫色半導体レーザー１に反射光が集光しないため、反射光によるノイズが発生する可能性は低い。しかしながら、このハーフミラータイプの減衰フィルタ２を、青紫色レーザー光又はメインビームが平行光である光路に設ける場合、当該ハーフミラータイプの減衰フィルタ２からの反射光によるノイズが発生する可能性がある。この場合、ハーフミラータイプの減衰フィルタ２を、当該光路に対して傾けて設置することで、青紫色半導体レーザー１に対する反射光の集光を防止することが可能となる。

尚、上述した実施形態においては、光ディスク媒体として、２層光ディスク媒体のＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５を用いているがこれに限るものではない。例えば、３層以上の情報面を有する光ディスク媒体に対しても、本発明に係る減衰フィルタ２は適用可能である。この場合における減衰フィルタ２も同様に、出射パワーをＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上とし、且つ、情報面の層数に対応した記録のための入射パワーを確保可能な透過率を定めることとなる。

また、上述した実施形態においては、透過率が４８（％）又は７２（％）である２つの減衰フィルタ２を用いて説明したが、これに限るものではない。例えば、各々の放射角θ‖、θ⊥ごとに透過率が異なる減衰フィルタ２を用いても良い。本実施形態において、２つの減衰フィルタ２を用いたのは、放射角θ‖が６、７、８、９、１０、１１、１２、放射角θ⊥が１６、１８、２０、２２、２４となる青紫色レーザー光に対して、最小限の数の減衰フィルタ２を設けることによって、再生又は記録が可能となり、減衰フィルタ２の製造にかかるコストアップを減少することが可能となるためである。

また、上述した実施形態において減衰フィルタ２は、青紫色半導体レーザー１と回折格子３との間に設けられているが、これに限るものではない。メインビームの光路（入射光路）のうち、メイン反射光の光路（反射光路）とは重ならない光路であれば良い。つまり、メイン反射光が減衰フィルタ２にて減衰されない光路に、減衰フィルタ２を設ければ良い。この結果、光検出器１４は、メイン反射光をより確実に受光することが可能となり、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対する再生又は記録をより確実に行うことが可能となる。

上述した実施形態によれば、入射パワー０．３５（ｍＷ）の基となる、放射角θ‖、θ⊥及びＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上の出射パワーの青紫色レーザー光を減衰可能な透過率を有する減衰フィルタ２を提供することが可能となる。この結果、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２からの情報の再生を確実に行うことが可能となる。更に、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２からの情報の再生において、記録時と変わらない光利用効率で青紫色レーザー光を減衰することが可能となる。この結果、ＡＰＣ回路１２によるＡＰＣ制御を容易にすることが可能となる。

更に、Ｔ１（％）≦｛０．３５（ｍＷ）／（３（ｍＷ）・０．５１８・０．４７２）｝×１００から、情報の再生が可能な減衰フィルタ２の透過率を確実に算出することが可能となる。

更に、入射パワー１０．５（ｍＷ）の基となる、放射角θ‖、θ⊥及びＲＩＮが実用上問題とならない３（ｍＷ）以上の出射パワーの青紫色レーザー光を減衰可能な透過率を有する減衰フィルタ２を提供することが可能となる。この結果、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２への情報の記録を確実に行うことが可能となる。

更に、Ｔ２（％）≧｛１０．５（ｍＷ）／（１３０（ｍＷ）・０．５１８・０．２１８）｝×１００から、情報の記録が可能な減衰フィルタ２の透過率を確実に算出することが可能となる。

更に、減衰フィルタ２を、青紫色レーザー光がＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に入射するまでの光路のうち、メイン反射光の光路とは重複することのない光路に設けることによって、光検出器１４が、メイン反射光をより確実に受光することが可能となり、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ１５、２２に対する再生又は記録をより確実に行うことが可能となる。また、減衰フィルタ２を前述の光路に固設することにより、従来の減衰フィルタを用いた光ピックアップ装置のような出し入れ機構が不要となり、当該光ピックアップ装置の軽量化、コストダウンを図ることが可能となる。

また、本発明に係る減衰フィルタ２を備えた光ピックアップ装置を提供することが可能となる。

以上、本発明に係る減衰フィルタ２及び当該減衰フィルタ２を適用した光ピックアップ装置について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。

本発明に係る減衰フィルタを適用する光ピックアップ装置の全体構成例の一例を示す機能ブロック図である。 青紫色レーザー光の光強度及び放射角を示す図である。 青紫色レーザー光の放射角に対する結合効率を示す表である。 本発明に係る減衰フィルタの透過率を４８（％）及び７２（％）のときの、放射角θ‖、θ⊥に対する光利用効率を示す表である。 本発明に係る減衰フィルタの透過率を４８（％）及び７２（％）のとし、出射パワーを１３０（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する入射パワーを示す表である。 本発明に係る減衰フィルタの透過率を４８（％）及び７２（％）のとし、入射パワーを０．３５（ｍＷ）としたときの、放射角θ‖、θ⊥に対する出射パワーを示す表である。 本発明に係る減衰フィルタの実施形態の一例を示す回折格子である。 回折格子１９の格子溝２０の深さに応じた０次光回折効率を示す表である。

符号の説明

１ 青紫色半導体レーザー
２ 減衰フィルタ
３ 回折格子
４ 偏光ビームスプリッタ
５ コリメータレンズ
６ ビームエキスパンダー
７ 立上ミラー
８ １／４波長板
９ 対物レンズ
１０ 集光レンズ
１１ フロントモニタ用光検出器
１２ ＡＰＣ回路
１３ センサーレンズ
１４ 光検出器
１５、２２ Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ
１６、１７ レンズ
１８ 活性層
１９ 回折格子
２０ 格子溝
２１ 格子面
２３、２４、２５ 情報面

Claims (6)

1. 半導体レーザーが光ディスク媒体に対して出射するレーザー光の出射パワーを減衰する減衰フィルタであって、
   前記光ディスク媒体へ入射するレーザー光の入射パワーを当該光ディスク媒体から情報を再生可能なレベルとするべく、
   前記入射パワーの基となる放射角及び所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な透過率を有する、
   ことを特徴とする減衰フィルタ。
2. 前記透過率は、
   Ｔ≦Ａ／（Ｂ・Ｃ・Ｄ）
   （但し、Ｔ・・・前記透過率
   Ａ・・・前記光ディスク媒体から情報を再生可能な入射パワー
   Ｂ・・・前記放射角及び前記所定値の相対雑音強度を有する前記レーザー光の
   出射パワー
   Ｃ・・・前記半導体レーザーから前記光ディスク媒体までの光路に介在する光
   学部品の透過率又は反射率を乗じた値
   Ｄ・・・前記放射角に基づく結合効率）
   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の減衰フィルタ。
3. 前記透過率は、
   前記入射パワーを前記光ディスク媒体へ情報を記録可能なレベルとするべく、
   前記入射パワーの基となる前記放射角及び前記所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な値である、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の減衰フィルタ。
4. 前記透過率は、
   Ｔ≧Ｅ／（Ｃ・Ｄ・Ｆ）
   （但し、Ｅ・・・前記光ディスク媒体へ情報を記録可能な入射パワー
   Ｆ・・・前記放射角及び前記所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー
   光の出射パワー）
   を満たすことを特徴とする請求項３に記載の減衰フィルタ。
5. 前記レーザー光が前記光ディスク媒体に入射するまでの入射光路のうち、当該レーザー光が前記光ディスク媒体にて反射した後の反射光路とは重複することのない光路に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の減衰フィルタ。
6. 光ディスク媒体に対してレーザー光を出射する半導体レーザーと、
   前記レーザー光の出射パワーを減衰する減衰フィルタと、
   を備えた光ピックアップ装置であって、
   前記減衰フィルタは、
   前記光ディスク媒体へ入射するレーザー光の入射パワーを当該光ディスク媒体から情報を再生可能なレベルとするべく、
   前記入射パワーの基となる放射角及び所定値以下の相対雑音強度を有する前記レーザー光の出射パワーを減衰可能な透過率を有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

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