JP2012048785A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うように構成された光ピックアップ装置において発生する迷光による問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 レーザーダイオード１から放射されるレーザー光を対物レンズ８方向へ導くとともに光ディスクＤから反射される戻り光を光検出器１０方向へ導くハーフミラー１１と、該ハーフミラー１１と対物レンズ８との間に設けられている１／４波長板４とを備え、前記１／４波長板４のレーザー光が透過する領域の一部に無偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光のハーフミラー１１による光検出器１０方向への分離光量比率を設定することによって迷光のサブビーム用受光部への照射レベルを低下させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作をレーザー光によって行う光ピックアップ装置に関する。

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。

信号記録層に記録されている信号の光ピックアップ装置による読み出し動作は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に照射させ、該信号記録層から反射されるレーザー光の変化を光検出器によって検出することによって行われている。

レーザー光によって信号記録層に記録されている信号を読み出すためには、レーザー光を信号記録層に集光させるフォーカシング制御動作及び信号記録層に渦巻き状に設けられている信号トラックにレーザー光を追従させるトラッキング制御動作を正確に行う必要がある。

斯かるフォーカシング制御動作を行う方法としては、種々あるが非点収差の発生を利用した非点収差法が一般的に行われている。また、トラッキング制御方法としても種々あるが、メインビームと２つのサブビームを使用する３ビーム法が一般的に行われている。

更に、最近では正確なフォーカシング制御動作を行うためにメインビームだけでなくサブビームも使用する差動非点収差法が採用されている。斯かるフォーカシング制御動作に利用される非点収差法、差動非点収差法及びトラッキング制御動作に利用される３ビーム法は、２つのサブビームが各々照射される２つのサブビーム用受光部とメインビームが照射されるメインビーム用受光部が組み込まれている光検出器を設け、この光検出器から得られる信号によりフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成させることによって各制御動作を行うように構成されている。

光ピックアップ装置は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ透過又は反射動作によって導くとともに光ディスクの信号記録層から反射される戻り光を光検出器方向へ反射又は透過動作によって導く偏光手段を備えており、斯かる偏光手段としてはハーフミラーや偏光ビームスプリッタと呼ばれる光学部品が一般に使用されている。そして、斯かる偏光手段によるレーザー光の分離動作は１／４波長板と呼ばれる光学部品による偏光光の偏光方向の偏光動作、即ち直線偏光光の円偏光光への変換動作及び円偏光光から直線偏光光への変換動作を利用して行うように構成されている。

また、最近では、信号記録層が１層ではなく複数、例えば２つの層が設けられている２層式の光ディスクが製品化されており、斯かる複数の信号記録層が設けられている光ディスクの各信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来る光ピックアップ装置も製品化されている。

図２及び図４はＢｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１に記録されている信号を読み出すように構成された光ピックアップ装置の光学構成図であり、図２は偏光手段としてハーフミラーを使用した例、図４は偏光手段として偏光ビームスプリッタを使用した例である。

図４に示した偏光ビームスプリッタを使用した光ピックアップ装置を例にして、従来の問題点について説明する。

図４において、１は例えば波長が４０５ｎｍの青紫色光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、レーザー光を０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光である２つのサブビームに分離する回折格子部２ａと入射されるレーザー光をＳ方向の直線偏光光に変換する１／２波長板２ｂとより構成されている。

３は前記回折格子２を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｓ偏光光に変換されたレーザー光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜３ａが設けられている。

４は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている１／４波長板であり、入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。５は前記１／４波長板４を透過したレーザー光が入射されるとともに入射されるレーザー光を平行光に変換するコリメートレンズであり、収差補正用モーター６によって光軸方向へ変位せしめられるように構成されている。前記コリメートレンズ５の光軸方向への変位動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１とディスク面との間に設けられている保護層の厚さに基づいて生じる球面収差を補正することが出来るように構成されている。

７は前記コリメートレンズ５を透過したレーザー光が入射される位置に設けられている立ち上げミラーであり、入射されるレーザー光の出射方向を９０度変更し、該レーザー光を光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１に集光させるべく設けられている対物レンズ８方向に反射させる作用を成すものである。

斯かる構成において、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４、コリメートレンズ５及び立ち上げミラー７を介して対物レンズ８に入射された後、該対物レンズ８の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１にレーザースポットとして照射されるが、該信号記録層Ｌ０またはＬ１に照射されたレーザー光は戻り光として対物レンズ８側へ反射されることになる。

光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１から反射された戻り光は、対物レンズ８、立ち上げミラー７、コリメートレンズ５及び１／４波長板４を通して偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される戻り光は、前記１／４波長板４による位相変更動作によってＰ方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる戻り光は前記制御膜３ａにて反射されることはなく、制御用レーザー光として該制御膜３ａを透過することになる。

９は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過した制御用レーザー光が入射されるセンサーレンズであり、ＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１０に設けられている受光部に制御用レーザー光に非点収差を付加させて照射する作用を成すものである。前記光検出器１０には、後述する４分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１に記録されている信号の読み出し動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号の生成動作、そして２つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号の生成動作を行うように構成されている。

前記光検出器１０に設けられている受光部としては、図７に示すように０次光であるメインビームＭが照射されるとともに信号読み出し動作やフォーカシング制御動作に使用されるメインビーム用受光部ＭＤ、＋1次光である先行サブビームＳ１が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び−1次光である後行サブビームＳ２が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される後行サブビーム用受光部ＳＤ２にて構成されている。

前記光検出器１０には、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２が同一の直線上に設けられているが、その配列方向はトラッキング制御方向、即ち対物レンズ８にて集光生成されるスポットが光ディスクＤの径方向に変位するとメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２に各々照射されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が変位する方向と一致するように構成されている。

また、前記メインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２は、図示したように各々４分割されたセンサーにて構成されている。そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する全センサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに照射されるメインビームの光量に応じた信号を加算することによって光ディスクＤに記録されている信号を読み出し信号として読み出すように構成されている。

そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算信号した信号を減算することによってフォーカスエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号を利用してフォーカシング制御動作を行うように構成されているが、斯かるフォーカシング制御動作は非点収差法と呼ばれるフォーカシング制御方法であり、その説明は省略する。

斯かる非点収差法に対して、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２を各々構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算した信号を減算することによってサブフォーカスエラー信号を生成し、これらのサブフォーカスエラー信号と前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーから得られるメインフォーカスエラー信号とからフォーカスエラー信号を演算生成してフォーカシング制御動作を行うように構成されている。斯かるフォーカシング制御動作は差動非点収差法と呼ばれる制御方法である。

次に前述した差動非点収差法によるフォーカシング制御動作について説明する。斯かるフォーカシング制御動作は、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から生成されるメインフォーカスエラー信号及びサブフォーカスエラー信号を使用して行われる。

前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＡ、Ｃから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＢ、Ｄから得られる信号を加算した信号を減算させてメインのフォーカスエラー信号を得る。

そして、先行サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＩ、Kから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＪ、Ｌから得られる信号を加算した信号を減算させて第１制御信号を得、また、後行サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する４分割センサーの中の２つのセンサーＥ、Ｇから得られる信号を
加算するとともにこの加算信号から２つのセンサーＦ、Ｈから得られる信号を加算した信号を減算させて第２制御信号を得、このようにして得られた第１制御信号と第２制御信号とを演算処理することによってサブのフォーカスエラー信号を得る。

差動非点収差法におけるフォーカスエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメインフォーカスエラー信号から先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブフォーカスエラー信号を減算することによって得るように構成されている。

次に、斯かるフォーカスエラー信号の生成動作について図６に示した各センサー部の符号を参照にして説明する。メインのフォーカスエラー信号をＭＦＥとすると、ＭＦＥ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）となり、サブのフォーカスエラー信号をＳＦＥとすると、ＳＦＥ＝｛（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ＋Ｌ）｝と表される。

そして、斯かる差動非点収差法におけるフォーカシング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＦＥ−ｋ×ＳＦＥとして得られる。ここで、ｋはメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。

このようにメインビームとサブビームとを組み合わせたフォーカシング制御動作を行うように構成された光ピックアップ装置が開発されているが、次に斯かる構成の光ピックアップ装置におけるトラッキング制御動作について説明する。

斯かるトラッキング制御動作は、先行サブビーム用受光部ＳＤ１への先行サブビームＳ１の照射動作及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２への後行サブビームＳ２の照射動作によって行われる。

例えば、先行サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＩ、Ｊから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＬ、Ｋから得られる信号を加算した信号を減算させて第１制御信号を得、また、後行サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＥ、Ｆから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＨ、Ｇから得られる信号を加算した信号を減算させて第２制御信号を得、このようにして得られた第１制御信号と第２制御信号とを演算処理することによってトラッキングエラー信号を生成させるように構成されているが、斯かる動作は周知であり、その説明は省略する。

また、前述したトラッキング制御動作に加えて最近では、サブビームＳ１、Ｓ２だけでなくメインビームＭが照射されるメインビーム用受光部ＭＤから得られるトラッキングエラー信号を利用してトラッキング制御動作を行う方式、所謂差動プッシュプルと呼ばれる方式が精度向上のために採用されている。

斯かる方式におけるトラッキングエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメイントラッキングエラー信号から先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブトラッキングエラー信号を減算することによって得るように構成されている。

図示したセンサー部の符号を参照して説明する。メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｊ）−（Ｌ＋Ｋ）｝
と表される。

そして、斯かる差動プッシュプル方式におけるトラッキング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＴＥ−ｋ×ＳＴＥとして得られる。ここで、ｋはメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。

このようにサブビームとメインビームとを組み合わせたトラッキング制御動作を行う光ピックアップ装置が開発されている。

前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号からフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は行われるが、斯かるフォーカシング制御動作は対物レンズ８を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させることによって行われ、トラッキング制御動作は対物レンズ８を光ディスクＤの径方向に変位させることによって行われる。

以上に説明したように光ピックアップ装置は構成されているが、次に一方の信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行っている状態における他方の信号記録層から反射される戻り光、即ち迷光による問題について説明する。

図７は、前述したメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２と迷光との関係を示すものであり、破線で示す輪Ｐの内側の部分が迷光ビームの照射部分である。

この図より明らかなように迷光ビームは広範囲に広がって光検出器１０に設けられているメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。

メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光は、回折格子２によって生成されるが、その光量比、即ち１つのサブビームとメインビームの光量比は、一般に１対１５程度に設定されている。従って、例えば信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行っているとき、信号記録層Ｌ１から迷光として反射されるサブビームの光量は、迷光として反射されるメインビームの光量と比較して十分に小さいので、フォーカシング制御動作等に与える影響は無視することが出来る。

また、メインビーム用受光部ＭＤに照射されるメインビームＭ、即ち信号記録層Ｌ０から反射されるメインビームＭの光量は、信号記録層Ｌ１から反射される迷光ビームの光量よりも十分大きいので、メインビーム用受光部ＭＤによる信号生成動作、即ち信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作及びフォーカスエラー信号の生成動作等に悪影響を与えることはない。

一方、前述したように先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２にフォーカスエラー信号を生成するために照射される先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の光量は、メインビームＭの光量より小さくなるように設定されている。そのため先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得は、メインビーム用受光部ＭＤから得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得より一般的には高くなるように設定されている。

その結果、信号記録層Ｌ１から反射されるメインビームＭから生成される迷光が先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることによって受ける影響が大きくなる。即ち、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるフォーカスエラー信号に迷光の光強度に応じた信号が作用するので、正確なフォーカスエラー信号を得ることが出来ず、その結果フォーカシング制御動作が不安定になるという問題がある。

同様に先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号からトラッキングエラー信号を生成し、このトラッキングエラー信号を使用してトラッキング制御動作を行う場合にも迷光による影響を受けるので、トラッキング制御動作を正確に行うことが出来ないという問題がある。

斯かる迷光による問題を解決する方法として光検出器の形状を迷光による影響を排除する形状にした技術が開発されている。（特許文献１参照。）また、偏光選択性を有するホログラム素子を利用した技術が開発されている。（特許文献２参照。）

特開平２００９−１７６３６７号公報 特開平２００９−７６１８７号公報

特許文献１に記載されている技術は、光検出器に組み込まれているメインビーム用受光部の面積に対してサブビーム用受光部の面積を小さくすることによって迷光による問題を解決するようにされているが、メインビーム用受光部及びサブビーム用受光部を精度良く加工製造する必要があるので、製造が難しいという問題がある。

また、特許文献２に記載されている技術は、領域分割されたホログラム素子を利用して迷光による問題を解決するようにされているが、斯かる技術は高価なホログラム素子を使用するのでコストが高くなるだけでなく、ホログラム素子の位置調整を行う調整機構が必要になるという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。

本発明は、光ディスクに設けられている複数の信号記録層に記録されている信号を読み出すために各信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成された第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部とが同一の直線上に配置されている光検出器と、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクの信号記録層から反射される戻り光を前記光検出器方向へ導く偏光手段と、該偏光手段と前記対物レンズとの間に設けられているとともにレーザーダイオード側から入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換し、且つ対物レンズ側から入射される戻り光を円偏光光から直線偏光光に変換する１／
４波長板とを備え、前記１／４波長板のレーザー光が透過する領域の一部に無偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光の前記偏光手段による光検出器方向への分離光量比率を設定することによって信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるレーザー光である迷光のサブビーム用受光部への照射レベルを低下させるようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、光ディスクに設けられている複数の信号記録層に記録されている信号を読み出すために各信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成された第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部とが同一の直線上に配置されている光検出器と、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクの信号記録層から反射される戻り光を前記光検出器方向へ導く偏光手段と、該偏光手段と前記対物レンズとの間に設けられているとともにレーザーダイオード側から入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換し、且つ対物レンズ側から入射される戻り光を円偏光光から直線偏光光に変換する１／４波長板とを備え、前記１／４波長板のレーザー光が透過する領域の一部に偏光角度を相違させた異偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光の前記偏光手段による光検出器方向への分離光量比率を設定することによって信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるレーザー光である迷光のサブビーム用受光部への照射レベルを低下させるようにしたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、偏光手段をハーフミラーまたは偏光ビームスプリッタにて構成したことを特徴とするものである。

また、本発明は、１／４波長板に形成される無偏光領域または異偏光領域を光軸中心を通るスリット状に形成したことを特徴とするものである。

そして、本発明は、スリット状の無偏光領域または異偏光領域によって迷光の照射レベルを低下させる方向が光検出器に設けられている第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向と一致するようにしたことを特徴とするものである。

また、本発明は、スリット状の無偏光領域または異偏光領域の中央部に偏光領域を設けたことを特徴とするものである。

更に、本発明は、照射レベルが低下せしめられる迷光の幅が第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向に対して直角方向の幅より広くなるようにスリットの幅を設定したことを特徴とするものである。

本発明の光ピックアップ装置は、１／４波長板のレーザー光が透過する領域の一部に無偏光領域や異偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光の偏光手段による光検出器方向への分離光量を設定することによって信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるレーザー光である迷光による影響を抑えることによって迷光による問題を解決するようにしたので、安価にて製造することが出来るという利点を有している。

本発明の光ピックアップ装置を構成する１／４波長板を示す平面図である。 本発明の実施例である光ピックアップ装置の概略図である。 本発明の光ピックアップ装置の実施例における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。 本発明の実施例である光ピックアップ装置の概略図である。 本発明の光ピックアップ装置を構成する１／４波長板を示す平面図である。 本発明の光ピックアップ装置の実施例における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。 従来の光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。

光ディスクに設けられている複数の信号記録層にレーザー光を集光させてレーザースポットを生成するように構成された光ピックアップ装置において、信号の読み出し動作を行っている信号記録層ではなく、他の信号記録層から反射されるレーザー光、即ち迷光による影響を抑えることが出来る光ピックアップ装置を提供する。

図２は本発明の光ピックアップ装置の実施例を示す概略図であり、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている２層式の光ディスクＤに設けられている信号記録層Ｌ０またはＬ１に記録されている信号を読み出すように構成された光ピックアップ装置に実施した場合の具体例である。同図において、図４に示した実施例と同一の作用を成す部品には、同一の符号を付している。

図２において、１１は回折格子２を透過したレーザー光が入射されるハーフミラーであり、Ｓ偏光光に変換されたレーザー光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させるように構成されている。

斯かる構成において、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２、ハーフミラー１１、１／４波長板４、コリメートレンズ５及び立ち上げミラー７を介して対物レンズ８に入射された後、該対物レンズ８の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１にレーザースポットとして照射されるが、前記信号記録層Ｌ０またはＬ１に照射されたレーザー光は戻り光として対物レンズ８側へ反射されることになる。

光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１から反射された戻り光は、対物レンズ８、立ち上げミラー７、コリメートレンズ５及び１／４波長板４を通してハーフミラー１１に入射される。このようにしてハーフミラー１１に入射される戻り光は、前記１／４波長板４による位相変更動作によってＰ方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる戻り光は前記ハーフミラー１１にて反射されることはなく、制御用レーザー光として該ハーフミラー１１を透過することになる。

１２は前記ハーフミラー１１を透過した制御用レーザー光が入射されるアナモフィックレンズであり、ＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１０に設けられている受光部に対して制御用レーザー光に非点収差を付加調整するとともに収差を補正して照射する作用を成すものである。前記光検出器１０には、図４の実施例と同様に４分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０またはＬ１に記録されている信号の読み出し動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号の生成動作、そして２つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号の生成動作を行うように
構成されている。斯かる各種の信号生成のための制御動作は、前述した図４に示した実施例と同様に行われるので、その説明は省略する。

以上に説明したように本発明に係る光ピックアップ装置は構成されているが、次に斯かる構成の光ピックアップ装置の信号読み出し動作について説明する。

信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行うための操作を行うと、レーザーダイオード駆動回路(図示せず)からレーザーダイオード１に対して前もって設定されているレーザー出力を得るための駆動信号が供給され、該レーザーダイオード１から所望の出力のレーザー光が放射されることになる。

前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は回折格子２に入射され、該回折格子２に組み込まれている回折格子部２ａによってメインビームとサブビームに分離されるとともに１／２波長板２ｂによってＳ方向の直線偏光光に変換される。前記回折格子２を透過したレーザー光はハーフミラー１１に入射され、該ハーフミラー１１によって多くのレーザー光が反射される。

前記ハーフミラー１１にて反射されたレーザー光は１／４波長板４に入射されて直線偏光光から円偏光光に変換された後にコリメートレンズ５に入射される。前記コリメートレンズ５に入射されたレーザー光は平行光に変換されて立ち上げミラー７に入射されることになる。

前記立ち上げミラー７に入射されたレーザー光は、該立ち上げミラー７によって反射された後対物レンズ８に入射される。このように前記対物レンズ８には前述した光学経路を通してレーザー光が入射されるので、該対物レンズ８による集光動作が行われることになる。前記対物レンズ８による集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０にレーザースポットが生成されるが、同時に該信号記録層Ｌ０からレーザー光が戻り光として反射されることになる。

斯かる信号記録層Ｌ０にて反射される戻り光は、対物レンズ８に対して光ディスクＤ側から入射されることになるが、前記対物レンズ８に入射された戻り光は、前記立ち上げミラー７、コリメートレンズ５及び１／４波長板４を介してハーフミラー１１に入射される。前記ハーフミラー１１に入射された戻り光は１／４波長板４によってＰ方向の直線偏光光に変換されているので、ハーフミラー１１にて反射されることはなく全てが制御用レーザー光としてハーフミラー１１を透過することになる。

前記ハーフミラー１１を透過した信号記録層Ｌ０からの戻り光である制御用レーザー光は、アナモフィックレンズ１２に入射され、該アナモフィックレンズ１２によって非点収差を付加調整されて光検出器１０に設けられている受光部に照射される。斯かる制御用レーザー光が光検出器１０の受光部に照射される結果、該光検出器１０の受光部に組み込まれている４分割センサー等からメインビーム及びサブビームの照射スポットの位置変化や形状変化に基づく検出信号を抽出することが出来る。

斯かる検出信号からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成することによって対物レンズ８のフォーカス方向への変位動作及びトラッキング方向への変位動作を制御し、信号記録層Ｌ０に所望の形状のレーザースポットを生成するフォーカシング制御動作や信号記録層Ｌ０に設けられている信号トラックに対してレーザースポットを追従させるトラッキング制御動作を行うことが出来る。

光ピックアップ装置におけるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作を行う
ことによって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来るが、斯かる読み出し動作にて得られる再生信号は、光検出器１０から生成されるＲＦ信号を周知のように復調することによって情報データとして得ることが出来る。

前述したように信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作は行われるが、信号記録層Ｌ１に記録されている信号の読み出し動作も同様に行うことが出来る。

以上に説明したように図２に示した光ピックアップ装置における信号記録層Ｌ０またはＬ１に記録されている信号の読み出し動作は行われるが、前述したように信号の読み出し動作を行っていない方の信号記録層から反射される戻り光が迷光として光検出器１０に設けられている受光部に照射されてフォーカス制御動作等に悪影響を与えるという問題がある。

本発明は、斯かる問題を解決するために図１に示すように１／４波長板４に偏光動作を行わない無偏光領域４Ａをスリット状に設けるとともにハーフミラー１１による光検出器１０方向への分離光量比率を設定するようにしたことを特徴とするものである。

前記無偏光領域４Ａは、図示したようにレーザー光が透過する光束ＬＬの光軸中心ＬＣを通り、迷光の照射レベルを低下させる領域の方向が図３に示すように互いに同一の直線上に配置されている＋１次光である先行サブビームＳ１を受光する第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビームＭを受光するメインビーム用受光部ＭＤ及び−１次光である後行サブビームＳ２を受光する第２サブビーム用受光部ＳＤ２の配置方向と一致するように形成されている。

また、無偏光領域４Ａの幅は、照射レベルが低下される幅が前記光検出器１０に組み込まれる第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビーム用受光部ＭＤ及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の配置方向に対して直角方向の幅よりも広くなるように構成されている。

そして、斯かる構成において、ハーフミラー１１による光検出器１０方向への分離光量比率は、例えば１／４波長板４に設けられている偏光領域４Ｂを透過した戻り光に対しては、８０％透過、２０％反射、無偏光領域４Ａを透過した戻り光に対しては、２０％透過、８０％反射するように設定されている。

このように本発明の光ピックアップ装置は構成されているが、次に斯かる構成の１／４波長板４とハーフミラー１１とが組み込まれた光ピックアップ装置の迷光抑制動作について説明する。

斯かる構成の光ピックアップ装置において、信号記録層に照射されるレーザー光及び該信号記録層から反射される戻り光は、前述したように１／４波長板４を往復透過することになる。前記１／４波長板４を往復透過するレーザー光の中の偏光領域４Ｂを透過するレーザー光は、前述したようにＰ方向の直線偏光光に変換されてハーフミラー１１に入射されるが、無偏光領域４Ａを透過するレーザー光はＳ方向の直線偏光光としてハーフミラー１１に入射される。

斯かるレーザー光がハーフミラー１１に入射されるとＰ方向の直線偏光光の８０％が該ハーフミラー１１を透過し、Ｓ方向の直線偏光光の２０％が該ハーフミラー１１を透過することになる。即ち、１／４波長板４に設けられている無偏光領域４Ａを透過するレーザー光の中のハーフミラー１１を透過するレーザー光の光量は大きく低下することになる。

従って、前述したように無偏光領域４Ａが設けられた１／４波長板４及び分離光量比率
が設定されているハーフミラー１１が組み込まれた光ピックアップ装置では、信号の読み出し動作を行っている方の信号記録層から反射されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２は、図３に示すようにメインビーム用受光部ＭＤ、先行サブビーム用受光部ＳＤ１及び後行サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。そして、信号の読み出し動作を行っていない方の信号記録層から反射されるメインビームである迷光が照射される迷光領域は、図３の破線Ｐで示す範囲になる。

従って、前述した実施例では、第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビーム用受光部ＭＤ及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に照射される迷光の照射レベルが低下せしめられるので、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成動作に悪影響を与えることはない。それ故、フォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作を支障なく行うことが出来るので、信号の読み出し動作を正確に行うことが出来る。

また、斯かる構成において、スリット状に構成されている無偏光領域４Ａの幅は光検出器１０に組み込まれる第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビーム用受光部ＭＤ及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の照射範囲及び各信号の生成動作を考慮して設定されることになる。

そして、斯かる構成において、スリット状に構成されている無偏光領域４Ａの幅Ｗ及びハーフミラー１１の分離光量比率は、光ディスクから読み出される信号に含まれるジッタ値等を考慮して設定されることになる。

また、本実施例では、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光を対物レンズ８方向へ導くとともに光ディスクから反射されるレーザー光を光検出器１０方向へ導く偏光手段としてハーフミラー１１を使用した場合について説明したが、図４に示した偏光ビームスプリッタ３が組み込まれた光ピックアップ装置に実施することも出来る。

尚本実施例では、１／４波長板４を偏光手段とコリメートレンズ５との間に設けたが、コリメートレンズ５と対物レンズ８との間、例えば対物レンズ８と立ち上げミラー７との間に設けることも出来る。対物レンズ８の近くに１／４波長板を設けると対物レンズ８の動きに連動させることによってレンズシフトに対応させることが出来るので、光ピックアップ装置の特性を向上させることが出来る。

実施例１に示した無偏光領域４Ａは、スリット状に形成されているので、光束ＬＬの中心部を透過するレーザー光の光検出器１０への照射レベルが無駄に低下せしめられることになる。

実施例２は、斯かる点を改良した１／４波長板４を提供するものであり、図５に示すように無偏光領域４Ａの中央部に偏光領域４Ｃを設けたことを特徴とするものである。図６は斯かる構成の１／４波長板４によって照射レベルが低下せしめられる迷光の領域を示すものであり、迷光は破線Ｐで示す領域に照射されることになる。

斯かる図面より明らかなように無偏光領域４Ａによって照射レベルが低下せしめられる迷光の領域は、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に限定され、メインビーム用受光部ＭＤに照射される迷光は低下せしめられることはない。

しかしながら、メインビーム用受光部ＭＤに照射されるメインビームＭの光量は、迷光の光量と比較して格段に大きいので、迷光による影響を受けることはなく信号の生成動作に対して何等影響を与えることはない。

斯かる実施例２の１／４波長板４によれば第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に照射される迷光のレベルを低下させるようにしたので、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成動作を正確に行うことが出来る。

また、斯かる実施例２の１／４波長板４は、その中央部に偏光領域を設けたので、光検出器１０に設けられているメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に照射される戻り光の光量が不足することはない。

そして、本実施例において、１／４波長板４に設けられる無偏光領域４Ａの幅Ｗや無偏光領域４Ａの中央部に設けられる偏光領域４Ｃの幅Ｈ、そしてハーフミラー１１の分離光量比率は、光ディスクから読み出される信号に含まれるジッタ値等を考慮して設定されることになる。

実施例１及び実施例２には、１／４波長板４に迷光による問題を解決するためにスリット状の無偏光領域４Ａを形成したが、偏光領域４Ｂの偏光角度と偏光角度が異なる異偏光領域を形成することによっても迷光による問題を解決することが出来る。即ち、斯かる異偏光領域の形状としては、実施例１または実施例２と同一の領域形状にすれば良い。斯かる構成によっても迷光の偏光角度が信号の読み出し動作に使用されるレーザー光の偏光角度と相違するので、偏光手段による光量の分離比率を設定することによって迷光による問題を解決することが出来る。

そして、斯かる構成によれば異偏光領域による偏光角度を調整設定することによって光量のカット率を自由に選定することが出来、この偏光角度を変更領域４Ｂの角度に近づけるほど往路のサイドローブの発生を抑えることが出来るという特徴があるので、ジッタを抑えたい場合には有利になる。

本発明は、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置に実施した場合について説明したが、異なる規格の光ピックアップ装置にも応用することが出来る。また、２つの信号記録層を備えた光ディスクについて説明したが、更に多くの信号記録層が設けられている光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行う光ピックアップ装置にも応用することが出来る。

１ レーザーダイオード
３ 偏光ビームスプリッタ
４ １／４波長板
４Ａ 無偏光領域
８ 対物レンズ
１０ 光検出器
１１ ハーフミラー
Ｄ 光ディスク

Claims (12)

1. 光ディスクに設けられている複数の信号記録層に記録されている信号を読み出すために各信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成された第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部とが同一の直線上に配置されている光検出器と、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクの信号記録層から反射される戻り光を前記光検出器方向へ導く偏光手段と、該偏光手段と前記対物レンズとの間に設けられているとともにレーザーダイオード側から入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換し、且つ対物レンズ側から入射される戻り光を円偏光光から直線偏光光に変換する１／４波長板とを備えた光ピックアップ装置であり、前記１／４波長板のレーザー光が透過する領域の一部に無偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光の前記偏光手段による光検出器方向への分離光量比率を設定することによって信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるレーザー光である迷光のサブビーム用受光部への照射レベルを低下させるようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光ディスクに設けられている複数の信号記録層に記録されている信号を読み出すために各信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成された第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成し、且つ４分割センサーにて構成されたメインビーム用受光部とが同一の直線上に配置されている光検出器と、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクの信号記録層から反射される戻り光を前記光検出器方向へ導く偏光手段と、該偏光手段と前記対物レンズとの間に設けられているとともにレーザーダイオード側から入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換し、且つ対物レンズ側から入射される戻り光を円偏光光から直線偏光光に変換する１／４波長板とを備えた光ピックアップ装置であり、前記１／４波長板のレーザー光が透過する領域の一部に偏光角度を相違させた異偏光領域を形成するとともに該１／４波長板を透過した戻り光の前記偏光手段による光検出器方向への分離光量比率を設定することによって信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるレーザー光である迷光のサブビーム用受光部への照射レベルを低下させるようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 偏光手段をハーフミラーにて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 偏光手段を偏光ビームスプリッタにて構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
5. １／４波長板に形成される無偏光領域を光軸中心を通るスリット状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
6. スリット状の無偏光領域によって迷光の照射レベルを低下させる方向が光検出器に設けられている第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向と一致するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
7. スリット状の無偏光領域の中央部に偏光領域を設けたことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
8. 照射レベルが低下せしめられる迷光の幅が第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向に対して直角方向の幅より広くなるようにスリットの幅を設定したことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
9. １／４波長板に形成される異偏光領域を光軸中心を通るスリット状に形成したことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
10. スリット状の異偏光領域によって迷光の照射レベルを低下させる方向が光検出器に設けられている第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向と一致するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. スリット状の異偏光領域の中央部に偏光領域を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 照射レベルが低下せしめられる迷光の幅が第１及び第２サブビーム用受光部とメインビーム用受光部の配置方向に対して直角方向の幅より広くなるようにスリットの幅を設定したことを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。

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