JP4737536B2 - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置に用いる光ピックアップ装置に適用して好適なものである。

従来、光ディスク装置の光ピックアップにおけるフォーカス制御方法として、光ディスクで反射された反射光ビームを回折格子に通過させることにより＋１次回折光及び−１次回折光を生成し、当該＋１次回折光及び−１次回折光のスポットサイズの差に基づいてフォーカスエラー信号を生成するＳＳＤ（Spot Size Detection：スポットサイズ検出）法が広く用いられている。

一方、近年ではＣＤ（Compact-Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の様々な種類の光ディスクが製造されており、これに伴い、複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置が製品化されている。

ここで、ＤＶＤ及びＣＤ対応の光ディスク装置にＳＳＤ法を適用した場合、ＤＶＤ用レーザ光（波長６６０[nm]）とＣＤ用レーザ光（波長７８０[nm]）とではその波長が異なることから、回折格子を通過する際の回折角も異なり、これにより、ＤＶＤの±１次回折光のスポットとＣＤの±１次回折光のスポットは受光素子上のそれぞれ異なる位置に照射される。このため、ＤＶＤの±１次回折光を受光するための光検出器と、ＣＤの±１次回折光を受光するための光検出器とを別個に設ける必要があり、これにより光ピックアップの構成が複雑になるという問題があった。

かかる問題を解決するため、回折格子をＤＶＤ用回折領域とＣＤ用回折領域とに領域分割し、ＤＶＤ用回折領域を通過するＤＶＤ用レーザ光の回折角と、ＣＤ用回折領域を通過するＣＤ用レーザ光の回折角とが一致するように、ＤＶＤ用回折領域の格子ピッチ及びＣＤ用回折領域の格子ピッチをそれぞれ設定することにより、ＤＶＤの±１次回折光及びＣＤの±１次回折光を共通の光検出器で受光するようにした光ピックアップが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−８４６０９公報（図１）

ところが上述した構成の光ピックアップでは、ＤＶＤ用回折領域を通過したＣＤ用レーザ光の±１次回折光や、ＣＤ用回折領域を通過したＤＶＤ用レーザ光の±１次回折光は、何れも光検出器で受光されない。このため、上述した構成の光ピックアップでは反射光ビームの利用効率が低く、光検出器の出力の信号レベルが低くなってノイズの影響を受けやすくなり、これによりフォーカス制御などのサーボ制御が不確実になるという問題がある。

また上述した構成の光ピックアップにおいて、ＤＶＤ用回折領域を通過したＣＤ用レーザ光の±１次回折光や、ＣＤ用回折領域を通過したＤＶＤ用レーザ光の±１次回折光を別の光検出器で受光して再生信号やトラッキングエラー信号を生成することも考えられるが、この場合、光検出器に到達する光ビームの本数が増加してしまい、多層ディスク使用時における非合焦記録層からの迷光が光検出器に入射することによってフォーカスエラー信号等に誤差を生じ、これによりフォーカス制御などのサーボ制御が不確実になるという問題がある。

さらに近年では、青色波長域の波長４０５[nm]のレーザ光を用いるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ（以下、ＢＤと呼ぶ）等の次世代光ディスクも登場しており、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの３種類のディスクに対応した光ピックアップも開発されているが、このような光ピックアップにおいて、回折格子をＤＶＤ用、ＣＤ用及びＢＤ用の３つの回折領域に領域分割した場合、反射光ビームの利用効率がさらに低下してしまうという問題があった。また、このような３種類の光ディスクに対応した光ピックアップでは、ＤＶＤ、ＣＤ及びＢＤそれぞれに対して適切なフォーカス引き込み範囲を実現するのが困難であるという問題もあった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、複数種類の光ディスクに対して確実な動作を行い得る光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、それぞれ異なる波長の光ビームを用いて情報を読み出す複数種類の光記録媒体に対応した光ピックアップ装置において、光記録媒体で反射された光ビームを受光する光検出器と、光記録媒体と光検出器との間に設けられ、所定の格子周期かつ所定の格子深さでなる第１の格子パターンと当該第１の格子パターンに対し２倍の格子周期でなり異なる格子深さでなる第２の格子パターンとを重ねたことにより格子深さが４段階に変化する合成格子パターンを有し、第１の波長の光ビームに対しては第１の格子パターンに相当する部分により±２次回折光を生成して光検出器に入射させ、第１の波長の略２倍の第２の波長の光ビームに対しては第２の格子パターンに相当する部分により±１次回折光を生成して上記光検出器に入射させる回折格子とを設けた。

重ね合わせる各格子パターンについて格子周期の比率を両波長の比率に対応させると共に格子深さを互いに相違するよう選定することにより、第１の波長の光ビームの±２次回折光と第２の波長の光ビームの±１次回折光の回折角を略一致させることができ、当該第１の波長の光ビームの±２次回折光及び第２の波長の光ビームの±１次回折光を共通の光検出器に入射させることができる。

本発明によれば、重ね合わせる各格子パターンについて格子周期の比率を両波長の比率に対応させると共に格子深さを互いに相違するよう選定することにより、第１の波長の光ビームの±２次回折光と第２の波長の光ビームの±１次回折光の回折角を略一致させることができ、当該第１の波長の光ビームの±２次回折光及び第２の波長の光ビームの±１次回折光を共通の光検出器に入射させることができるので、これにより光検出器の数を最小限にして光ピックアップ装置を小型化できる。また、多層ディスク使用時における迷光の影響を削減できるとともに、光ビームの光束の全部分を用いて回折光を生成することができるため光ビームの利用効率を向上して光検出器の出力の信号レベルを高めることができることにより、信号の精度を向上して、複数種類の光ディスクに対して確実な動作を行い得る光ピックアップ装置を実現できる。

以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）光ディスク装置の全体構成
図１において、１は全体として本発明を適用した光ディスク装置を示し、制御部２が、不揮発性メモリ（図示せず）に格納された基本プログラムやアプリケーションプログラムに従って当該光ディスク装置１の各部を制御するようになされている。

すなわち制御部２は、サーボ回路３を介してスピンドルモータ４を回転させ、ターンテーブル（図示せず）に載置された光ディスク８を回転駆動する。また制御部２は、サーボ回路３を介して送りモータ５を回転させ、光ピックアップ７を光ディスク８の半径方向に移動させる。さらに制御部２は信号処理部６を制御し、光ディスク８に対するデータの読出及び書込を実行させる。

また制御部２は光ピックアップ７のレンズ駆動装置（図示せず）を制御し、当該光ピックアップ７の対物レンズをトラッキング方向及びフォーカス方向に駆動して、光ディスク８の記録面にレーザ光を合焦させる。

この光ディスク装置１はＤＶＤ、ＣＤ及びＢＤの３種類の光ディスクに対応しており、ディスク種別に応じた最適な光ビーム出力等の各種制御パラメータを不揮発メモリ（図示せず）に記憶している。そして制御部２は、装着された光ディスク８の種別を光ピックアップ７からの再生信号等に基づいて認識し、当該認識した種類に応じた制御パラメータを用いてレーザ出力や発光パターン、スピンドル回転数等を制御する。

（２）光ピックアップの構成
図２は光ピックアップ７の構成を示し、ＤＶＤに対応する赤色レーザ光（波長６６０[nm]）、ＣＤに対応する赤外レーザ光（７８０[nm]）及びＢＤに対応する青色レーザ光（波長４０５[nm]）の３波長に対応したレーザダイオード９から、使用する光ディスク８の種類に応じた波長のレーザ光を出射光ビームとして出射し、偏光ビームスプリッタ１０に入射させる。

偏光ビームスプリッタ１０は出射光ビームをその偏光面に応じて透過し、コリメータレンズ１１で平行光に変換して１／４波長板１２に入射する。１／４波長板１２は出射光ビームをＰ偏光から円偏光へと変換して対物レンズ１２に入射する。対物レンズ１２は出射光ビームを集光して光ディスク８に照射する。

さらに対物レンズ１２は、出射光ビームが光ディスク８で照射されてなる反射光ビームを集光し、１／４波長板１２によって円偏光からＳ偏光へと変換してコリメータレンズ１１に入射させる。コリメータレンズ１１は、反射光ビームを平行光から収束光へと変換して偏光ビームスプリッタ１０へと入射させる。

偏光ビームスプリッタ１０は、反射光ビームをその偏光方向に応じて略全反射して回折格子１４に入射させる。回折格子１４は、反射光ビームをその波長に応じた回折角で＋ｎ次及び−ｎ次（ｎ＝１、２、３、…）の回折光を生成し、受光素子１５に照射する。ここで、＋ｎ次回折光及び−ｎ次回折光はそれぞれ前焦点及び後焦点になっており、受光素子は受光した＋ｎ次回折光及び−ｎ次回折光の光量に基づき、ＳＳＤ法を用いてフォーカスエラー信号を生成するとともに、当該＋ｎ次回折光及び−ｎ次回折光の光量に基づき再生信号を生成し、信号処理部６（図１）に供給する。

（３）回折格子の構造
次に、本発明による回折格子１４の構造を詳細に説明する。図３（Ｃ）は回折格子１４の格子パターンの断面形状、図４（Ｃ）は格子パターンの平面形状を示す。そして回折格子１４は、主に波長４０５[nm]の光に対して作用する格子周期Ｌ／２かつ格子深さＤ１の第１の格子パターン１４Ａ（図３（Ａ）、図４（Ａ））と、主に波長６６０[nm]及び波長７８０[nm]の光に対して作用する格子周期Ｌかつ格子深さＤ２の第２の格子パターン１４Ｂ（図３（Ｂ）、図４（Ｂ））とを重ね合わせた合成パターン（図３（Ｃ）、図４（Ｃ））を有している。図４（Ｃ）に示すように、回折格子１４の格子パターンは２次曲線を配列したものとなっており、これにより当該回折格子１４はシリンドリカルレンズの作用を示す。

第１の格子パターン１４Ａと第２の格子パターン１４Ｂとが重ね合わされた回折格子１４の格子パターンは、Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８の間隔で、格子深さがＤ１＋Ｄ２、Ｄ２、０、Ｄ１、０、Ｄ２と変化している。

なお、回折格子１４の格子パターンとしては、図３（Ｃ）に示した格子パターンの山と谷を反転させたようなパターン（図３（Ｄ））を用いることもできる。この場合の格子パターンは、Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８の間隔で、格子深さがＤ１＋Ｄ２、Ｄ２、Ｄ１＋Ｄ２、Ｄ１、０、Ｄ１と変化している。

格子深さＤ１及びＤ２は、回折格子１４の屈折率をnとしたとき、４０５[nm]の波長λに対して、Ｄ１＝１．６×λ／（ｎ−１）、Ｄ２＝０．９２×λ／（ｎ−１）として定められる。そして、この実施例では回折格子１４の屈折率は１．５であり、この場合格子深さＤ１は１．３[μm]、格子深さＤ２は０．７５[μm]となる。

図５は格子間隔Ｌの回折格子における格子深さに対する回折効率の関係を示し、格子深さがＤ１＝１．３[μm]の場合、波長４０５[nm]の光に対しては主として±1次回折光を発生し、波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光に対しては主として０次回折光を発生する。第１の格子パターン１４Ａは格子周期がＬ／２かつ格子深さがＤ１であるから、当該第１の格子パターン１４Ａは波長４０５[nm]の光に対して±２次回折光を発生し、波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光に対してはこれを透過することになる。

また格子深さがＤ２＝０．７５[μm]の場合、波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光に対しては主として±1次回折光を発生し、波長４０５[nm]の光に対しては主として０次回折光を発生する。第２の格子パターン１４Ｂは格子周期がＬかつ格子深さがＤ２であるから、当該第２の格子パターン１４Ｂは波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光に対して±１次回折光を発生し、波長４０５[nm]の光に対してはこれを透過することになる。

そして、第１の格子パターン１４Ａと第２の格子パターン１４Ｂとが重ね合わされてなる回折格子１４は、波長４０５[nm]の光に対しては格子周期Ｌ／２かつ格子深さＤ１のパターンが作用して±２次回折光を発生し、波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光に対しては格子周期Ｌかつ格子深さＤ２のパターンが作用して±１次回折光を発生する。

図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、回折格子１４による０次〜±７次までの回折効率を波長別に示したものであり、波長４０５[nm]の光については、図６（Ａ）に示すように±２次回折光が支配的であり、波長６６０[nm]及び７８０[nm]の光については、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように±１次回折光が支配的であることがわかる。

ここで、回折格子による回折角度は波長に比例するため、波長４０５[nm]の±２次回折光及び波長７８０[nm]の±１次回折光はその回折角度がほぼ一致する。また、波長６６０[nm]の±１次回折光及び波長７８０[nm]の±１次回折光はその回折角度が近い値になる。このため、波長４０５[nm]の±２次回折光、波長７８０[nm]の±１次回折光及び波長６６０[nm]の±１次回折光を、共通の光検出器で受光することが可能になる。

図７（Ａ）は、受光素子１５の光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対する各波長の±２次回折光の照射状態を示し、当該光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対して波長４０５[nm]の±２次回折光のみが到達している。一方、図７（Ｂ）は、光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対する各波長の±１次回折光の照射状態を示し、当該光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対して波長６６０[nm]及び７８０[nm]の±１次回折光のみが到達している。

すなわち、波長４０５[nm]のレーザ光を用いるＢＤ使用時には、光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対して±２次回折光のみが照射され、他の次数の回折光は光検出器１５Ａ及び１５Ｂに影響を及ぼさない。また、波長６６０[nm]のレーザ光を用いるＤＶＤ使用時及び７８０[nm]のレーザ光を用いるＣＤ使用時には、光検出器１５Ａ及び１５Ｂに対して±１次回折光のみが照射され、他の次数の回折光は光検出器１５Ａ及び１５Ｂに影響を及ぼさない。

光検出器１５Ａの受光面は短冊状に受光面Ａ、Ｅ及びＢに分割されており、同様に光検出器１５Ｂの受光面は受光面Ｃ、Ｆ及びＤに分割されている。受光素子１５は各受光面Ａ〜Ｆの出力信号を電流／電圧変換して検出信号Ａ〜Ｆを生成し、さらにＳＳＤ法の演算式ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）を用いてフォーカスエラー信号ＦＥを生成して信号処理部６（図１）に供給する。

また、回折格子による回折角度は波長に比例するため、回折格子のレンズパワーも波長に比例する。そしてこの光ピックアップ７では、波長４０５[nm]については±２次回折光を使用し、波長６６０[nm]及び７８０[nm]については±１次回折光を使用するため、これらのレンズパワーはほぼ同等となる。これにより光ピックアップ７では、ＤＶＤ、ＣＤ及びＢＤそれぞれに対して、最適なフォーカス引き込み範囲を設定することができる。

図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、波長４０５[nm]の±２次回折光、波長６６０[nm]の±１次回折光及び７８０[nm]の±１次回折光の焦点位置を示したものであり、それぞれ、光検出器の受光面からｙ_BD、ｙ_DVD、ｙ_CDだけデフォーカスした位置に焦点を結んでいる。

ここで、例えばＢＤにおけるフォーカス引き込み範囲Ｘは、横倍率（コリメータレンズ焦点距離に対する対物レンズ焦点距離の比）をβとすると、Ｘ＝ｙ_BD／β²にて求められる。通常、ＢＤにおけるフォーカス引き込み範囲Ｘは３[μm]、横倍率βは１２が妥当であり、これによってy_BDが設定される。

本発明の光ピックアップ７におけるデフォーカス位置ｙ_BD、ｙ_DVD、ｙ_CDの関係は、ｙ_DVD＝６６０[nm]／ （４０５[nm]×２ ）×ｙ_BD、ｙ_CD＝７８０[nm]／（４０５[nm]×２ ）×ｙ_BDとなっている。また通常、ＤＶＤ、ＣＤの横倍率はそれぞれ６、４．５が妥当である。これにより、本発明の光ピックアップ７におけるフォーカス引き込み範囲Ｘは、図９（Ａ）に示すように、ＢＤに対して３[μm]、ＤＶＤに対して１０[μm]、ＣＤに対して２１[μm]と、光ピックアップとして適当な値とすることが可能となる。

また、一般的なＤＶＤ／ＣＤ互換対物レンズを用いた光ピックアップの場合、ＣＤの横倍率はＤＶＤと同じ６となるが、この場合でも、図９（Ｂ）に示すように、ＣＤに対するフォーカス引き込み範囲Ｘは１２[μm]となり、実用的なフォーカス引き込み範囲を実現できる。

（４）動作及び効果
以上の構成において、この光ピックアップ７では、波長４０５[nm]の光ビームに対しては±２次回折光を発生すると共に波長６６０[nm]及び波長７８０[nm]の光ビームに対しては±１次回折光を発生するように、回折格子１４の格子パターンを設定した。

このためこの光ピックアップ７では、波長４０５[nm]の±２次回折光の回折角と、波長６６０[nm]及び波長７８０[nm]の±１次回折光の回折角とが近い値となって、受光素子１５上の近い範囲に照射することができ、これらを共通の光検出器１５Ａ及び１５Ｂで受光できる。

これによりこの光ピックアップ７では、受光素子１５上に設ける光検出器の数を最小限にでき、さらには光検出器の出力を電流／電圧変換するための受光素子１５上のアンプの数をも削減して、受光素子１５を小型化及び低消費電力化でき、ひいては光ピックアップ７及び光ディスク装置１を小型化及び低消費電力化できる。そして、波長４０５[nm]の±２次回折光と波長６６０[nm]及び波長７８０[nm]の±１次回折光とが近い範囲に照射されることから、これらを受光する光検出器１５Ａ及び１５Ｂの受光面積を削減でき、このため光検出器１５Ａ及び１５Ｂの寄生容量が小さくなって、これにより光検出器１５Ａ及び１５Ｂの周波数特性が向上して、より精度の高い信号を生成することができる。

またこの光ピックアップ７では、波長４０５[nm]の±２次回折光を生成するＬ／２周期の格子パターンと、波長６６０[nm]及び波長７８０[nm]の±１次回折光を生成するＬ周期の格子パターンとを重ねて、回折格子１４の格子パターンを形成したことにより、当該回折格子１４に入射する反射光ビームの光束の全部分を用いて回折光を生成することができる。このため、この光ピックアップ７では反射光ビームの利用効率が高く、光検出器１５Ａ及び１５Ｂに入射する回折光の光量を高めることができ、これにより光検出器の出力の信号レベルが高まって、ノイズの影響を低減してより精度の高い信号を生成することができる。

またこの光ピックアップ７では、受光素子１５上に設ける光検出器の数を最小限にできることから、多層ディスク使用時における非合焦記録層からの迷光が光検出器に入射することによる影響を最小限にして、より精度の高い信号を生成することができる。

さらにこの光ピックアップ７では、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤそれぞれに対して適切なフォーカス引き込み範囲を設定することができ、これによりサーボ特性が安定し、ひいては再生信号の特性も向上する。また、装置の衝突などの外乱に対する耐性も向上される。また、フォーカス引き込み範囲を最適に設定することができるということは、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤそれぞれの横倍率を最適に設定することができるということでもあり、これによって、光の利用効率を最適化することが可能となり、レーザダイオードの消費電力の低減や、信頼性の向上も図ることができる。

（５）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、レーザダイオード９や偏光ビームスプリッタ１０等の各光学素子が個別にシャシーに搭載された形態の光ピックアップ７に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、各種光学素子が一体化された光学集積素子を用いた光ピックアップ７に本発明を適用することもできる。

図２との対応部分に共通符号を付して示す図１０は、このような構成の光ピックアップ２０を示し、光学集積素子２１、コリメータレンズ１１、１／４波長板１２、及び対物レンズ１３が、例えばアルミダイキャスト成型品でなる図示しない光ピックアップベースにマウントされて構成されている。

光学集積素子２１は、レーザダイオード９等を内蔵して封止したパッケージ２２に対して各種部品が組み付けられて構成されている。すなわちパッケージ２２の上面には、光ディスク８で反射された反射レーザ光から再生信号やフォーカスエラー信号を得るための受光素子１５が取り付けられているとともに、回折格子１４やホログラム２３Ｂを有するモールド複合素子２３がスペーサ２４を介して取り付けられている。さらに、モールド複合素子２３の上面には、複数個のプリズムを組み合わせて構成された積層プリズム２５が取り付けられている。

パッケージ２２は例えばセラミックスで成型された箱状でなり、その内部には、レーザダイオード９、プリズム３２及び第２の受光素子３３が配置されている。そして、パッケージ２１の周面部の下端には、パッケージ２２の開口部全体を覆う反射リッド２１Ａが取り付けられており、レーザダイオード９、プリズム３２及び第２の受光素子３３はパッケージ２２の内部に封止される。

プリズム３２は、レーザダイオード９から出射されたレーザ光の光路を変更する光路変更体として機能する。すなわち、プリズム３２におけるレーザ光の入射方向には、当該レーザ光の光路に対して４５°上方に傾斜した反射面３２Ａが設けられており、当該反射面３２Ａはレーザ光の約８０％を出射光ビームとして上方に反射するとともに、残りの２０％をモニタ光ビームとして透過する。

プリズム３２の反射面３２Ａを透過したモニタ光ビームは、当該プリズム３２によって下方に屈折されて反射リッド２１Ａの上面に導かれる。反射リッド２１Ａの上面には反射面が形成されており、反射リッド２１Ａはプリズム３２からのモニタ光ビームを当該反射面で反射して、第２の受光素子３３のモニタ光検出器（図示せず）に入射させる。このモニタ光ビームの光量はレーザダイオード９の発光パワーに比例しており、モニタ光検出器は当該モニタ光ビームの入射光量に応じて、レーザダイオード９の発光パワーに比例した検出電流を生成する。

一方、プリズム３２の反射面３２Ａで反射された出射光ビームは、パッケージ２２に開口された出射孔を透過し、積層プリズム２４の偏光ビームスプリッタ１０に入射される。

偏光ビームスプリッタ１０は出射光ビームをその偏光面に応じて透過し、コリメータレンズ１１で平行光に変換して１／４波長板１２に入射する。１／４波長板１２は出射光ビームをＰ偏光から円偏光へと変換して対物レンズ１２に入射する。対物レンズ１２は出射光ビームを集光して光ディスク８に照射する。

さらに対物レンズ１２は、出射光ビームが光ディスク８で照射されてなる反射光ビームを集光し、１／４波長板１２によって円偏光からＳ偏光へと変換してコリメータレンズ１１に入射させる。コリメータレンズ１１は、反射光ビームを平行光から収束光へと変換して偏光ビームスプリッタ１０へと入射させる。

偏光ビームスプリッタ１０は、反射光ビームをその偏光方向に応じて略全反射してハーフミラー２４Ｂに入射させる。ハーフミラー２４Ｂは、反射光ビームの一部を９０度反射してモールド複合素子２３の回折格子１４に入射し、当該回折格子１４によって回折される＋及び−の回折光を、受光素子１５のフォーカスエラー信号生成用光検出器（図示せず）に入射させる。またハーフミラー２４Ｂは、反射レーザ光の残りを透過し、全反射ミラー２４Ｃを介して受光素子１２の再生信号生成用光検出器（図示せず）に入射させる。

このような光学集積素子２１を用いた光ピックアップ２０においても、上述した回折特性を有する回折格子１４を用いることにより、光検出器やアンプの数を最小限にして受光素子１５の小型化及び低消費電力化、周波数特性や反射光ビームの利用効率の向上、多層ディスク使用時における迷光の影響の削減、フォーカス引き込み範囲の適正化といった効果を得ることができる。

さらに上述の実施の形態においては、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対応した光ディスク装置に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、回折格子１４の格子パターンを適切に設定することにより、この他種々の複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置に本発明を適用することができる。

本発明は、複数種類の光ディスクに対応した光ディスク装置に適用できる。

光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。 光ピックアップの構成を示す略線図である。 本発明による回折格子の断面形状を示す略線図である。 本発明による回折格子の格子パターンを示す略線図である。 格子深さと回折効率の関係を示すグラフである。 回折次数と回折効率の関係を示すグラフである。 光検出器に対する回折光の照射状態を示す略線図である。 各波長についてのデフォーカス位置の説明に供する略線図である。 各波長についてのフォーカス引込範囲を示す表である。 他の実施の形態の光ピックアップの構成を示す略線図である。

符号の説明

１……光ディスク装置、２……制御部、３……サーボ回路、４……スピンドルモータ、５……送りモータ、６……信号処理部、７……光ピックアップ、８……光ディスク、９……レーザダイオード、１０……偏光ビームスプリッタ、１１……コリメータレンズ、１２……１／４波長板、１３……対物レンズ、１４……回折格子、１５……受光素子。

Claims (8)

1. それぞれ異なる波長の光ビームを用いて情報を読み出す複数種類の光記録媒体に対応した光ピックアップ装置であって、
   上記光記録媒体で反射された光ビームを受光する光検出器と、
   上記光記録媒体と上記光検出器との間に設けられ、所定の格子周期かつ所定の格子深さでなる第１の格子パターンと当該第１の格子パターンに対し２倍の格子周期でなり異なる格子深さでなる第２の格子パターンとを重ねたことにより格子深さが４段階に変化する合成格子パターンを有し、第１の波長の光ビームに対しては上記第１の格子パターンに相当する部分により±２次回折光を生成して上記光検出器に入射させ、上記第１の波長の略２倍の波長でなる第２の波長の光ビームに対しては上記第２の格子パターンに相当する部分により±１次回折光を生成して上記光検出器に入射させる回折格子と
   を有する光ピックアップ装置。
2. 上記回折格子は、
   上記第２の格子パターンにおける格子部分の中心に対し、上記第１の格子パターンにおける１本おきの格子部分の中心を略合わせるよう重ねた
   請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 上記第１の格子パターンは格子周期Ｌ／２かつ格子深さＤ１でなり、上記第２の格子パターンは格子周期Ｌかつ格子深さＤ２でなり、上記合成格子パターンは、略Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８の間隔で、格子深さが略Ｄ１＋Ｄ２、Ｄ２、０、Ｄ１、０、Ｄ２でなる
   請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 上記回折格子の屈折率をｎとし、波長λを４０５[nm]としたとき、上記格子深さＤ１が略１．６×λ／（ｎ−１）、上記格子深さＤ２が略０．９２×λ／（ｎ−１）でなる
   請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 上記第１の格子パターンは格子周期Ｌ／２かつ格子深さＤ１でなり、上記第２の格子パターンは格子周期Ｌかつ格子深さＤ２でなり、上記合成格子パターンは、略Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８、Ｌ／８、Ｌ／４、Ｌ／８の間隔で、格子深さが略Ｄ１＋Ｄ２、Ｄ２、Ｄ１＋Ｄ２、Ｄ１、０、Ｄ１でなる
   請求項２に記載の光ピックアップ装置。
6. 上記回折格子の屈折率をｎとし、波長λを４０５[nm]としたとき、上記格子深さＤ１が略１．６×λ／（ｎ−１）、上記格子深さＤ２が略０．９２×λ／（ｎ−１）でなる
   請求項３に記載の光ピックアップ装置。
7. 上記第１の波長の光ビームの±２次回折光又は上記第２の波長の光ビームの±１次回折光のスポットサイズを上記光検出器で検出した検出結果に基づいて、フォーカスエラー信号を生成する
   請求項１に記載の光ピックアップ装置。
8. それぞれ異なる波長の光ビームを用いて情報を読み出す複数種類の光記録媒体に対応した光ディスク装置であって、
   上記光記録媒体で反射された光ビームを受光する光検出器と、
   上記光記録媒体と上記光検出器との間に設けられ、所定の格子周期かつ所定の格子深さでなる第１の格子パターンと当該第１の格子パターンに対し２倍の格子周期でなり異なる格子深さでなる第２の格子パターンとを重ねたことにより格子深さが４段階に変化する合成格子パターンを有し、第１の波長の光ビームに対しては上記第１の格子パターンに相当する部分により±２次回折光を生成して上記光検出器に入射させ、上記第１の波長の略２倍の波長でなる第２の波長の光ビームに対しては上記第２の格子パターンに相当する部分により±１次回折光を生成して上記光検出器に入射させる回折格子と
   を有する光ディスク装置。

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