JP5142879B2 - 光ピックアップおよび光ディスク装置 - Google Patents

Description

本発明は、所定の格子溝パターンを備えた回折格子、および該回折格子を備えた光ピックアップ、およびそれを搭載した光ディスク装置に係り、特に多層の信号記録層を備えた光学的情報記録媒体（以下簡単のため、光ディスクと記す。）から情報信号を再生もしくは前記光ディスクに情報信号を記録するに有効な光学的手段に関する。

近年、光ディスク記録容量の大容量化を実現する手段として信号記録層の多層化技術が急速に一般化しつつある。この記録層の多層化とは、複数の信号記録層を同一の光ディスク内に一定の層間隔δをおいて積層させることであり、このような記録層多層化の技術により従来の単層の記録層からなる光ディスクに対してその記録容量をほぼ倍増あるいはそれ以上にすることができる。

ところで、このような多層化された光ディスク内の所望の信号記録層から情報信号や該記録層の所定の記録トラックにレーザ光を安定的かつ高精度に集光するためのフォーカス及びトラッキング制御信号を高精度かつ安定的に検出するためには、所望の信号記録層以外の記録層からの不要な反射光（以下この他層からの不要な反射光を簡単のために迷光と記す。）の影響を良好に除去するための手段が必須である。このような多層光ディスクの迷光除去を目的とした光学的手段については、例えば下記特許文献１など既にいくつかの光学技術あるいは装置が開示されている。

特開２００５−２０３０９０号公報

しかしながら、上記特許文献等で代表される従来の迷光除去手段では、良好な再生信号あるいは制御信号を得るために十分な迷光除去性能が得られない上、迷光のみならず肝心の情報信号再生光の一部までもが光検出器で受光できなくなってしまい、その結果、逆に再生された情報信号の品質劣化や光利用効率の低下などの弊害が生じてしまう。

本発明は以上の状況を踏まえ、多層ディスク再生時に再生された情報信号の品質劣化や光利用効率の低下などの弊害を引き起こす上記迷光の影響を良好に除去し、高い信頼性を備えた光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記目的は、上記各請求項に開示されている手段を用いることで達成できる。

本発明によれば、高い信頼性を備えた光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することが可能になる。

本発明を実施するための具体的構成につき、以下に説明する。

まず本発明の第１の実施例における光ピックアップの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例である光ピックアップ５０の光学系概略構成を示す図である。図１において、１は例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光ビームを出射する半導体レーザ光源である。

半導体レーザ光源１より出射した光ビームは直後に波長板２に至る。ここで波長板２は、該波長板２を透過し引き続いて偏光ビームスプリッタ３（以下、簡単のためこの偏光ビームスプリッタをＰＢＳと記す。）に入射する光ビーム１００の偏光方向をコントロールすることで、この光ビーム１００をＰＢＳ３内の反射面を反射してコリメートレンズ４に入射するＳ偏光成分の光ビーム１０１と前記ＰＢＳ３内の反射面を透過して光量モニタ用光検出器（以下、簡単のためこの光検出器をフロントモニタと記す。）５に入射するＰ偏光成分の光ビームとに分離する際の反射率及び透過率を所望の比率にすることを目的として設置されている。

次にＰＢＳ３を反射した光ビーム１０１は、コリメートレンズ４によって発散光ビームから略平行光ビームに変換され、さらに４分の１波長板６を透過することにより円偏光に変換された後、対物レンズ７に入射する。対物レンズ７は４０５ｎｍ帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばＢＤ２層ディスクなどのように複数の信号記録層が積層されている多層光ディスク８内の所定の信号記録層に集光して集光スポット１０２を形成する機能を備えている。

なお、この対物レンズ７はアクチュエータ９に保持されており、このアクチュエータ９に所定の対物レンズ位置制御信号を供給することにより、対物レンズ７を光ディスク８の半径方向およびディスク面に略垂直な光軸方向に位置制御できる構成になっている。

また、光ディスク８内の所定の信号記録層に集光した集光スポット１０２は、前記フロントモニタ５により検出された光量信号を基にその照射光強度が制御されている。

次に、光ディスク８内の前記信号記録層を反射した光ビームは往路光ビームと同様の光路を逆向きに進行し、対物レンズ７および４分の１波長板６を経て往路光ビーム１０１の偏光方向（S偏光）に対して直交した偏光方向（Ｐ偏光）に変換された後、コリメートレンズ４によって平行光ビームから収束光ビームに変換されて再びＰＢＳ３に到達する。そして往路とは異なり、このＰＢＳ３を約１００％の透過率で透過し、収束光ビーム１０３として図中に示すように光軸に対して略４５°傾斜して設置された平板型のハーフミラー１０に入射する。

そしてこのハーフミラー１０により所定の光量比率で、このハーフミラー１０を透過して検出レンズ１１を経て光検出器４０内の所定の受光面上に集光し検出光スポット１０４を形成する光ビームと、前記ハーフミラー１０を反射して回折格子３０に入射しこの回折格子３０によって光ビームを２本に分割されたのち光検出器４１内の受光面上に集光して検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂを形成する光ビームに分離される。

このうち光検出器４０の各受光面（図示せず。）に照射された検出光スポット１０４から検出される光電変換信号からは、例えば非点収差方式にてフォーカス制御信号を、プッシュプル方式にてトラッキング制御信号が検出され、その各制御信号がアクチュエータ８に供給されて対物レンズ７の位置制御が行なわれる。

なお上記非点収差方式やプッシュプル方式は、いずれも既に公知の制御信号検出方式であるのでこれ以上詳しい説明は省略する。また本発明は上記の非点収差方式やプッシュプル方式による対物レンズ７の位置制御信号検出に限定されるものではなく、当然その他如何なる位置制御信号検出方式に関しても適用可能である。

一方、光検出器４１に照射された検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂから検出される光電変換信号からは、対象の信号記録層に記録されている情報信号が再生される。そしてこの光検出器４１の直前に配置された回折格子３０の構成、機能およびその効果については後ほど詳しく説明する。

ところで本発明の詳細を説明する前に、まず前記したような多層光ディスクを再生する際に生じる具体的な弊害について図２を用いて説明する。なお説明に当たっては、最も単純な例としてディスク内に信号記録層が２層だけ積層された２層型光ディスクを例に挙げて説明する。

まず情報信号を２層型光ディスクから再生する場合は、図２（ａ）および（ｂ）に示すような２つのケースがある。

すなわち、図２（ａ）のように、光ディスク８内で対物レンズ７に対して奥側にある信号記録層８０（以下この記録層を一般にＬ０層と記す。）を再生対象層とし、Ｌ０層上の点Ｐに光ビーム１５０を集光させて光スポット１０２を形成するケース（以下このケースをケース（ａ）と記す。）と、図２（ｂ）のように、対物レンズ７に対して手前側にある信号記録層８１（以下この記録層を一般にＬ１層と記す。）を再生対象層とし、Ｌ１層上の点Ｑに光ビーム１５０を集光させて光スポット１０２を形成するケース（以下このケースをケース（ｂ）と記す。）に分類できる。

いずれのケースにおいても、再生対象層上の所定位置（図２（ａ）（ｂ）におけるＰ点またはＱ点）に集光した光ビーム１５０は、各再生対象層を反射し信号光ビーム１５１として往路と同じ光路を逆に進行して再び対物レンズ７に達する。そして対物レンズ７を透過後、前記したような復路光路をたどり、最終的に例えば図１に示すような光検出器４０および４１内の各受光面上に集光して検出光スポット１０４および１０５ａ，１０５ｂを形成する。

一方、集光ビーム１５０の一部は再生対象層では無いもう一方の信号記録層（ケース（ａ）ではＬ１層８１、ケース（ｂ）ではＬ０層８０を指す。簡単のため、以下ではこれら再生対象層ではない信号記録層を非再生対象層と記す。）を反射し、迷光ビーム１６１として信号光ビーム１５１と同じく対物レンズ７に達する。そして従来の光ピックアップでは、この迷光ビーム１６１も対物レンズ７を透過後、信号光ビーム１５１と同様の復路光路をたどって最終的に光検出器４０および４１内の各受光面上に集光し、前記検出光スポット１０４および１０５ａ，１０５ｂに重畳するように、かつこれら検出光スポット１０４および１０５ａ，１０５ｂに比較して大きくぼやけた状態で照射される。（なお簡単のため以下では、この非再生対象層から反射された迷光ビームが光検出器の受光面上に集光される際に形成される光スポットを迷光スポットと記す。）
このように２層ディスクを再生する場合、各受光面上に照射される検出光スポット１０４および１０５ａ，１０５ｂにはそれぞれ迷光スポットが重畳する。そしてこの各検出光スポットと迷光スポット間で干渉現象が起こり、それにより各受光面上に本来不要な明暗の干渉縞パターンが発生してしまう。そしてディスクの上下動や記録層間隔の変動等の要因によって上記干渉縞パターンに不要な光量変動が生じ、この不要な光量変動によって各々の受光面で検出される光電変換信号に不要な変動成分やノイズ成分が重畳されてしまう。そしてこの不要な変動成分やノイズ成分により、各光電変換信号から再生・検出される情報信号やフォーカス、トラッキング各制御信号の信号品質が著しく劣化してしまうという大きな問題が起きる。

本発明は、このような検出光スポットと迷光スポットとの干渉現象による情報再生信号や各制御信号の信号品質に劣化を除去あるいは効果的に低減するための光学的手段を開示するものである。

なお上記の説明は最も単純な例として２層ディスクを取り上げて説明したが、もちろん３層以上の多層ディスクについても同様のメカニズムにより検出光スポットと迷光スポットの干渉現象が発生し、それによる各種検出信号の品質劣化が生じる。しかも３層以上の高多層ディスクでは、迷光スポット発生の要因となる非再生対象層が２層以上になるため、その影響は２層ディスクの比べてさらに大きく複雑になる。

本実施例では上記の問題を解決するために、ハーフミラー１０と情報信号再生用の光検出器４１との間の光路中に回折格子３０を配置している。

この回折格子３０は、通常の回折格子とは明らかに異なった格子溝パターンを備えている。その格子溝パターンの実施例の一つを図３に示す。図３に示すように、この回折格子３０は所定の幅Lを有する短冊状の微小領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、…… が
紙面の水平方向（Ｙ軸方向）に並列した構成になっており、該各微小領域内では紙面の垂直方向（Ｚ軸方向）に周期ｄ１で微小な帯状の格子溝の凹部または凸部が周期的に設けられている。（図中の黒く塗りつぶした部分がその格子溝に相当する。）しかもその格子溝は、図中に示すように隣接する短冊状微小領域ごとに格子溝周期の略２分の１、すなわち約ｄ１／２ずつ位相をずらせて配置されている。なおこの回折格子３０は、入射光に光量に対して±１次回折光の光量が各々約４０〜５０％程度になり、該回折格子３０をそのまま透過する０次光の光量がほぼ０％になるように、前記格子溝の溝深さおよび溝幅が設定されている。

このような回折格子３０に光ディスク８を反射してきた復路光ビーム１０３が入射すると、この回折格子３０により紙面の垂直方向（Ｚ軸方向）に＋１次回折光と−１次回折光の２本の光ビームに分割され、図４に示すように、それぞれが光検出器４１の受光面上に集光して検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂを形成する。このとき検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂの照射位置間隔Ｓは、回折格子３０の格子溝周期ｄ１と該回折格子３０と光検出器４１の受光面間の光学距離Ｗによってほぼ決定されるが、数μｍから数１０μｍ程度が望ましい。

一方、検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂとは別に、上記した非再生対象層からの迷光ビームも回折格子３０に入射して＋１次回折光と−１次回折光の２本の光ビームに分割される。そして図４内に示した迷光スポット１２０ａ、１２０ｂのように、検出光スポット１０５ａ，１０５ｂに比較して大きくぼやけた状態で、かつこの検出光スポット１０５ａ，１０５ｂに重畳するように光検出器４１の受光面に照射する。

しかしながらこの迷光スポット１２０ａ、１２０ｂは、回折格子３０が上記したように特殊な格子溝パターンを備えているため、従来の一般的な回折格子で分離形成した光スポットと異なり、その波面（位相面）が周期的に凸凹した形状になっており、その波面の凸部と凹部の位相差がちょうど略２分の１波長分に相当している。

このように細かく周期的に凸凹した波面形状を有する迷光スポット１２０ａ、１２０ｂが所定距離Ｓだけ分離した状態で検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂに重畳された場合、例え干渉現象が生じたとしてもその干渉現象によって生じる明部と暗部が各々非常に細分化された微小領域となって光スポット内にランダムに混在することになり、その結果これら局所的な光量変動は平均化または平滑化されてしまう。

このため光検出器４１から出力される光電変換信号には、検出光スポットと迷光スポットの干渉による光量変動成分は含まれず、検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂの全光量変動から検出される再生信号だけが良好に抽出される。

なお図３の実施例における短冊状の微小領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、…… の幅Ｌは、該回折格子３０に入射する光ビーム１０３の光束断面直径に対して充分小さい値であることが必要で、具体的には数１０μｍ〜１００μｍ程度が望ましい。

ところで図１に示した実施例では、回折格子３０は情報信号再生用の光検出器４１の直前に配置されているが、当然本発明はそれに限定されるものではなく、例えばＰＢＳ３とハーフミラー１０の間の光路中に配置しても良い。このようにすると、上記したような検出光スポットと迷光スポットに干渉現象による光量変動の平均化効果が、光検出器４１だけではなく光検出器４０の受光面上でも起こることになり、再生情報信号だけではなくフォーカス制御信号やトラッキング制御信号などの各種制御信号に対しても迷光ビームとの干渉に伴う不要な変動成分やノイズ成分を良好に除去することができる。

このように回折格子３０として、例えば図３のように細かい短冊状の微小領域に分割し、各微小領域内に周期的かつ隣接する微小領域間で該格子溝周期の略半周期ずつ位相がずれた状態で格子溝を配置することにより、検出光スポットと迷光スポットとの干渉によって生じる不要な光量変動を平滑化し、その結果、従来の光ピックアップで多層光ディスクを再生した場合に各検出信号中に表れていた不要な変動成分やノイズ成分を良好に除去することができる。

なお図３の実施例では、格子溝の周期的配置方向を短冊状の微小領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、…… の長手方向（図中のＺ軸方向）に合わせているが、当然本発明はそのような構成に限定されるものではなく、例えば紙面の水平方向（図中のＹ軸方向）に沿って格子溝を周期的に配置しても構わないし、あるいは紙面の水平（図中のＹ軸方向）または垂直方向（図中のＺ軸方向）に対して、所定角度に傾斜した斜め方向に沿って格子溝を周期的に配置したような構成でも一向に構わない。

また短冊状の微小領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、…… の幅Ｌについても、全ての微小領域においてＬが一定の値である必要は全く無く、例えば領域ごとにＬの値を変えた構成でも一向に構わない。

図５に回折格子３０の格子溝パターンに関する第２の実施例を示す。本実施例では格子面を短冊状の微小領域３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、…… に分割する点は図３に示した回折格子３０の第１の実施例と同様であるが、本実施例では、各微小領域内に配置される格子溝を紙面の水平（図５中のＹ軸方向）または垂直方向（図５中のＺ軸方向）に対して、所定角度に傾斜した斜め方向に沿って周期的に配置し、かつまた隣接する微小領域間でこの周期的配置方向を交互に替えている点が第１の実施例と異なる。

このような格子溝パターンにすると、光検出器４１の受光面上には検出光スポットと迷光スポットが各々紙面の水平方向（図４中のＹ軸方向）と垂直方向（図４中のＺ軸方向）に分離した４個ずつの光スポットとなって照射される。

このような構成にすると、各検出器受光面上での検出光スポットと迷光スポットとの干渉によって生じる光量変動領域が、第１の実施例に比べ更に細分化されることになり、光量変動の平均化、平滑化がさらに徹底される。その結果、検出信号の不要な変動成分やノイズ成分をさらに良好に除去することができる。

図６に回折格子３０の格子溝パターンに関する第３の実施例を示す。本実施例では図３や図５で示した実施例とは異なり、短冊状の微小流域ではなく、紙面の水平方向（図６中のＹ軸方向）の幅がＬ１、垂直方向（図６中のＺ軸方向）の幅がＬ２の長方形もしくは正方形（Ｌ１＝Ｌ２）の微小領域に分割している。

そして各微小領域ごとに所定の格子溝周期で凹凸の格子溝が設けられているが、この格子溝は、その位相が水平方向（図６中のＹ軸方向）と垂直方向（図６中のＺ軸方向）それぞれの方向で隣接している微小領域間で交互に２分の１周期分だけずらして配置している。

このような格子溝パターンにすることにより、この回折格子３０通過直後の±１次回折光波面は、略２分の１波長分相当の凸凹状態が２次元的に広がって形成される。（図３や図５で示したこれまでの実施例では、回折格子３０通過直後の±１次回折光波面は、略２分の１波長分相当の凸凹状態が１次元方向に広がっている。）
このため各検出器受光面上での検出光スポットと迷光スポットとの干渉によって生じる光量変動領域が、第１および第２の実施例に比べ更に細分化されることになり、光量変動の平均化、平滑化がさらに徹底される。その結果、検出信号の不要な変動成分やノイズ成分をさらに良好に除去することができる。

なお上記した第１乃至第３の実施例では、いずれも回折格子３０は該回折格子３０をそのまま通過するいわゆる０次光ビームの光量がほぼゼロになるような回折効率を備えた格子であるとしているが、当然のことながら本発明はこのような機能を備えた回折格子に限定されるものではなく、０次光ビームの光量がゼロでなくても一向に構わない。しかしながら本発明においては、この０次光ビームの光量に対して±１次回折光ビームの光量の方が充分に大きな値を持つことが望ましい。

図７は本発明の第４の実施例である光ピックアップ５０の光学系概略構成を示す図である。本図において、図１に示した本発明の第１の実施例と同じ構成部品については、同じ番号を付している。本実施例は、半導体レーザ光源１から光ディスク８に至る往路の光学系および光ディスク８を反射しＰＢＳ３に至る復路の光学系については図１に示した本発明の第１の実施例と全く同一であるので詳細な説明は省略する。

光ディスク８を反射しＰＢＳ３に至った復路光ビームは、ＰＢＳ３透過後検出レンズ１２によって所定の検出光ビーム１０３に変換された後、信号検出用光学ブロック２０に入射する。図８には該光学ブロック２０の具体的構成とその機能を説明するために、この光学ブロック２０だけを抽出、拡大表示した図を掲載している。以下ではこの図８を参照しながら説明を行なう。

信号検出用光学ブロック２０は、図８に示すように複合プリズム２１、回折格子３０および複数の受光面４６を備えた光検出器４５から構成される。

このうち複合プリズム２１内には、入射光ビームの光軸に対して略４５°に傾斜し、かつそれぞれ所定の反射率および透過率で入射光ビームを反射および透過する機能を有するハーフミラー面２２と２３とが並列して備えられており、さらにハーフミラー面に並列するように全反射面２４も配置されている。

また回折格子３０は、前記した第１から第３の実施例で詳細に説明した回折格子と全く同じ構成及び機能を備えたものである。

さらに光検出器４５内には、受光面として４６ａ乃至４６ｉの合計９つの独立した受光面が配置されている。なお該各受光面の概略形状および配置状態を示し、合わせて演算回路ブロック図を示した概略平面図を図９に掲載した。

検出レンズ１２を経た検出光ビーム１０３は、まず複合プリズム２１内のハーフミラー面２２に入射し、一部の光量の光ビームがこのハーフミラー面２２を透過して光検出器４５内の４分割受光面４６ａ，４６ｂ，４７ｃ，４６ｄ（図９参照）に入射して検出光スポット１０４を形成する。

一方、前記ハーフミラー面２２を反射した一部の検出光ビーム１０３は、次にハーフミラー面２３に入射し、さらにその一部の光量の光ビームがこのハーフミラー面２３を反射して回折格子３０に至り、ここで前記したように２本の光ビームに分割されたのち光検出器４５内の中央部受光面４６ｉ上に集光して検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂを形成する。またこのとき迷光スポット１２０ａおよび１２０ｂも前記検出光スポット１０５ａおよび１０５ｂに重畳するような状態で前記受光面４６ｉ上に照射されるが、その具体的な原理、メカニズム等は既に第１から第３の実施例のところで詳しく説明したので、ここでは説明を省略する。

また前記ハーフミラー２３を透過した一部光量の光ビームは、全反射面２４を反射後光検出器４５内の４分割受光面４６ｅ，４６ｆ，４７ｇ，４６ｈ（図９参照）に入射して検出光スポット１０６を形成する。

なお上記の構成において、ハーフミラー面２２からハーフミラー面２３および回折格子３０を経て光検出器４５の中央部受光面４６ｉに至る第２の光路長は、ハーフミラー面２２からからハーフミラー面２２を透過して光検出器４５内の４分割受光面４６ａ，４６ｂ，４７ｃ，４６ｄに至る第１の光路長と、ハーフミラー面２２からハーフミラー面２３および全反射面２４を経て検出器４５内の４分割受光面４６ｅ，４６ｆ，４７ｇ，４６ｈに至る第３の光路長の略中間の光路長であることが望ましい。

ところで検出器４５内の各受光面から得られた光電変換信号は、図９に示すように電流−電圧変換回路ブロック２０１にて各信号ごとに電流−電圧変換され、さらに加算回路ブロック２０３および減算回路ブロック２０４を経ることで所定の演算処理が施され、所定の制御信号および情報再生信号が検出される。

すなわち以下のような演算処理により、まずスポットサイズディテクション方式（Spot Size Detection Method 以下簡単のためＳＳＤ方式と記す。）にてフォーカス制御信号（Focusing Error Signal 以下簡単のためＦＥＳと記す。）が、さらに１ビームディファレンシャルプッシュプル方式（1-Beam Differential Push-Pull Method 以下簡単のため１-Beam DPP方式と記す。）にてトラッキング制御信号（Tracking Error Signal 以下簡単のためTＥＳと記す。）が検出される。

ＦＥＳ＝（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｇ＋Ｓｈ）−（Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｅ＋Ｓｆ） ……（１）
ＴＥＳ＝（Ｓａ−Ｓｂ＋Ｓｇ−Ｓｈ）−（Ｓｃ−Ｓｄ＋Ｓｅ−Ｓｆ） ……（２）

なお上式において、Ｓａ乃至Ｓｈは受光面４６ａ乃至４６ｈの各々から独立に得られた検出信号を表す。またこれらＳＳＤ方式および１-Beam DPP方式については、既に公知の制御信号検出方式であるので、これ以上詳細な説明は省略する。

また情報再生信号（Read Out Signal）は、受光面４６ｉから得られた光電変換信号から電流−電圧変換回路２０１を経て検出されるが、この検出信号については当然のことながら、光面４６ｉの直前に配置した本発明の回折格子３０の効果により、多層光ディスクの非再生対象層からの迷光に起因する不要な変動成分やノイズ成分が良好に除去されていることは言うまでもない。

本実施例の特徴は、図１に示した第１の実施例と異なり検出光学系を１系統に集約できる点にある。すなわち本実施例のような信号検出用光学ブロック２０を採用することにより、検出制御信号検出用の光検出器と情報信号再生用の光検出器を別々に配置したり、検出光ビームを２方向に分割するための光学素子（図１の実施例におけるハーフミラー１０がそれに相当する。）を必要としないため、光ピックアップの小型化、低コスト化に対して極めて有利である。

なお図７乃至図９に示した実施例では、情報信号再生用の受光面４６ｉに入射する検出光ビームのみが本発明の回折格子３０を通過する構成になっているが、当然のことながら本発明はそのような構成に限定されるものではない。例えば図８に実施例において、回折格子３０を複合プリズム２１の底面全体をカバーするような配置をとることにより、各制御信号検出用の受光面に入射する各検出光ビームについても回折格子３０を通過させることができ、これらの検出光ビームから得られる各制御信号についても多層光ディスクの迷光の影響を良好に除去することができる。

また当然のことながら、本発明は図１に示した第１の実施例や図７乃至図９に示した第４の実施例の光ピックアップ構成に限定されるものではない。本発明では、任意の光ピックアップの検出光路中に、上記したような特殊な構成および機能を備えた回折格子を配置することで多層光ディスクの迷光の影響を良好に除去することを目的としており、光ピックアップの光学系構成に何ら制限を加えるものではない。

次に図１０に本実施例における光ピックアップ５０を搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。

光ピックアップ５０により検出された検出信号の一部は、制御信号生成回路３２２あるいは情報信号再生回路３２３に送られる。制御信号生成回路３２２では、光ピックアップ５０で検出された各検出信号からフォーカス制御信号やトラッキング制御信号を生成してコントロール回路３２４に送る。

一方、情報信号再生回路３２３では、光ピックアップ５０から得られた検出信号から光ディスク８に記録された情報信号を再生し再生信号出力端子へ出力する。また再生された情報信号の一部はコントロール回路３２４に送られる。

コントロール回路３２４内には光ディスク８が通常の単層ディスクか多層ディスクかを選別し、かつ多層ディスクの場合、現在の再生対象層がどの層になっているのかを判別する多層ディスク判別回路が内蔵されている。この多層ディスク判別回路から得られた再生対象層判別信号や上記制御信号生成回路３２２にて生成されたフォーカス制御信号、トラッキング制御信号等から対物レンズ駆動信号や所定の光学部品駆動信号を生成し、アクチュエータ駆動回路３２５に送る。そしてアクチュエータ駆動回路３２５は、上記各信号をもとに光ピックアップ５０内の対物レンズアクチュエータやその他必要な光学部品のアクチュエータを駆動し、対物レンズ７の位置制御や再生層間のジャンプを行う。

またコントロール回路３２４は、アクセス制御回路３２６を経て光ピックアップ５０のアクセス方向位置制御を行い、かつスピンドルモータ制御回路３２７を経てスピンドルモータ３３０を回転制御する機能も備えている。さらにコントロール回路３２４は、レーザ点灯回路３２８を駆動することにより、光ピックアップ５０に搭載されている半導体レーザ１を適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。

ここで、光ピックアップ５０から出力された信号から情報信号を再生する情報信号再生部と、情報信号再生部から出力された信号を出力する出力部とを備えることで光ディスクの再生装置を構成することが可能である。また、情報信号を入力する情報入力部と、情報入力部から入力された情報から光ディスクに記録する信号を生成し、光ピックアップ５０に出力する記録信号生成部とを備えることで光ディスクの記録装置を構成することも可能である。

本発明の光ピックアップにおける第１の実施例を示す概略正面図。 ２層ディスクにおける迷光発生のメカニズムを説明するための主要部拡大図。 本発明の回折格子格子溝パターンにおける第１の実施例を示す概略平面図。 本発明における光検出器受光面上での検出光スポットと迷光スポットの状態を示す概略平面図。 本発明の回折格子格子溝パターンにおける第２の実施例を示す概略平面図。 本発明の回折格子格子溝パターンにおける第３の実施例を示す概略平面図。 本発明の光ピックアップにおける第２の実施例を示す概略正面図。 本発明の光ピックアップにおける第２の実施例主要部を拡大表示した概略正面図。 本発明の光ピックアップにおける第２の実施例で用いられる光検出器の受光面形状および配置パターンと検出信号の演算回路の概略を示した平面図。 本発明の光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概要を示したブロック図。

符号の説明

１…半導体レーザ光源、７…対物レンズ、８…多層光ディスク、１０…ハーフミラー、
３０…回折格子、４０，４１，４５…光検出器

Claims (5)

1. レーザ光束を出射する半導体レーザ光源と、
   前記半導体レーザ光源から出射されたレーザ光束を複数の記録層を備えた光学的情報記録媒体内の所定の記録層に集光させる対物レンズと、
   前記記録層を反射した反射レーザ光束を受光し所定の信号を検出する光検出器と、
   前記反射レーザ光束の光路中であって、前記光学的情報記録媒体に入射する入射レーザ光束の光路とは異なる光路中に配置され、所定の周期および溝深さで周期的に配置された複数の溝が形成された格子面を備えた回折格子とを備え、
   前記対物レンズで集光され、前記光学的情報記録媒体に入射する前記入射レーザ光束は１つであり、
   前記回折格子は、前記回折格子を透過した０次光の光量が略０％となるように前記格子面の前記溝が形成されており、前記格子面が所定の形状の微小領域に多分割され、該各微小領域内の前記溝が互いに隣接する前記微小領域間で所定量もしくは無作為に位相がずれた状態で形成されていることを特徴とする光ピックアップ。
2. レーザ光束を出射する半導体レーザ光源と、
   前記半導体レーザ光源から出射されたレーザ光束を複数の記録層を備えた光学的情報記録媒体内の所定の記録層に集光させる対物レンズと、
   前記記録層を反射した反射レーザ光束を受光し所定の信号を検出する光検出器と、
   前記反射レーザ光束の光路中であって、前記光学的情報記録媒体に入射する入射レーザ光束の光路とは異なる光路中に配置され、所定の周期および溝深さで周期的に配置された複数の溝が形成された格子面を備えた回折格子とを備え、
   前記対物レンズで集光され、前記光学的情報記録媒体に入射する前記入射レーザ光束は１つであり、
   前記回折格子は、前記回折格子を透過した０次光の光量が略０％となるように前記格子面の前記溝が形成されており、前記格子面が所定の形状の微小領域に多分割され該各微小領域内の前記溝が互いに隣接する前記微小領域間で前記周期の略２分の１ずつ位相がずれた状態で形成されていることを特徴とする光ピックアップ。
3. 請求項１または２記載の光ピックアップにおいて、
   前記回折格子の前記微小領域はその各々が所定の幅を有する短冊状の微小領域であって、該各短冊状の微小領域の長手方向が略平行になるように配置されていることを特徴とする光ピックアップ。
4. 請求項１または２記載の光ピックアップにおいて、
   前記回折格子の前記微小領域はその各々が所定の面積を有する正方形もしくは長方形の微小領域であって、該各微小領域が格子状に配置されていることを特徴とする光ピックアップ。
5. 請求項１または２記載の光ピックアップを備え、かつ該光ピックアップによって光学的情報記録媒体内に所定間隔で設けられた複数の記録層に記録された情報信号を再生もしくは前記記録層に前記情報信号を記録する機能を備えた光ディスク装置。

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