(57)【要約】  レーザ光源２０１と、レーザ光を平行光に変換する平行光学系２０２と、前記平行光を光ディスクに集光させる集光光学系２０５と、集光された光が光ディスク１０１で反射された戻り光を受光して検出信号を出力する光検出部と、前記平行光学系と前記集光光学系との間に配置された反射ミラー２０４とを備え、前記反射ミラー２０４は、３つの反射率の異なる領域で構成された反射面を有し、前記反射面の中央の領域は、前記集光光学系で集光された光が照射される位置における前記光ディスク１０１のラジアル方向と平行な２つの境界線で他の２つの領域と接しており、前記中央の領域の反射率を、前記他の２つの領域の反射率よりも低くしたものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
このレーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する平行光学系と、
この平行光学系で変換された前記平行光を光ディスクに集光させる集光光学系と、
この集光光学系で集光された光が前記光ディスクで反射された戻り光を受光して検出信号を出力する光検出部と、
前記平行光学系と前記集光光学系との間に配置された反射ミラーと
を備え、
前記反射ミラーは、３つの反射率の異なる領域で構成された反射面を有し、
前記反射面の中央の領域は、前記集光光学系で集光された光が照射される位置における前記光ディスクのラジアル方向と平行な２つの境界線で他の２つの領域と接しており、
前記中央の領域の反射率は、前記他の２つの領域の反射率よりも低いことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
中央の領域の２つの境界線の間隔は、集光光学系のレンズ瞳径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１記載の光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置の光検出部から出力された出力信号に基づいて光ディスクの記録情報を再生する信号再生回路と
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及びこれを搭載した光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ：登録商標）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ：登録商標）あるいはＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ：登録商標）といった光ディスクは、非接触での情報の記録再生が可能であり、大容量で比較的安価な情報記録媒体を実現可能とすることから、産業用から民生用まで幅広く使用されている。光ディスクの大容量化は、光ディスクのトラック状またはスパイラル状の記録トラックに形成された記録マーク（ピットや相変化マークを含む）を微小化することで可能であり、この微小化された記録マークのサイズに合わせて、記録や再生に使用されるレーザ光の波長の短波長化と、対物レンズの開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の高値化とにより焦点面での集光スポットサイズを微小化することで達成されてきた。【０００３】
たとえば、ＣＤにおいては、光透過層となるディスク基板の厚さが約１．２ｍｍ、レーザ光の波長が約７８０ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．４５であり、６５０ＭＢの容量を実現することができる。また、ＤＶＤにおいては、光透過層となるディスク基板の厚さが約０．６ｍｍ、レーザ光の波長が約６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、４．７ＧＢの容量を実現することができる。さらに、高記録密度のＢＤにおいては、光学記録層を被覆する光透過層である保護層の厚さを約０．１ｍｍと薄くし、レーザ光の波長を約４０５ｎｍ、ＮＡを０．８５とすることで２５ＧＢ以上の大容量化を実現することができる。【０００４】
しかしながら、レーザ光の短波長化と開口数の高値化とは技術的な限界に来ており、これまでのような方法で大容量化を進めることは難しくなっている。そのため記録層を複数積層する多層化によって、光ディスクの単位面積当たりの記録情報量を増大させて大容量化を実現する開発が現在の主流になっている。【０００５】
このような多層化された光ディスクにおいては、記録あるいは再生の対象とする記録層とレンズの間にある光透過層の厚みが、選択された記録層によって変化するため、球面収差が発生して記録再生性能が悪化する。そのため、一般的な光ピックアップ装置においては、レーザ光源と対物レンズとの間にコリメータレンズを配置し、このコリメータレンズを移動させることで球面収差を補正することが行われている。【０００６】
コリメータレンズによる球面収差の補正は、光透過層厚みの変化量が大きいほどコリメータレンズを移動させる移動量が大きくなる。これは記録層の多層化によってコリメータレンズの移動量が増大することを意味する。また、増大するコリメータレンズの移動量を確保するため光ピックアップ装置が大型化してしまうという課題がある。【０００７】
コリメータレンズの移動量を小さくして高い球面収差の補正性能を得るためには、移動するコリメータレンズの焦点距離を短くすることで可能である。従来の光ピックアップ装置においては、コリメータレンズの機能を２つのレンズの組み合わせによって実現し、この２つのレンズの移動量を低減することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１６４４９３号公報（５頁、図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、２つのレンズを用いてコリメータレンズの移動量を低減する従来の方法では、レンズ自体が厚みをもつことになり、光ピックアップ装置の更なる小型化が難しいという課題がある。【００１０】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、複数の情報記録層を備えた光ディスクで発生する球面収差を補正するためのコリメータレンズの移動量を小さくし、良好な再生性能を確保することができる小型の光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る光ピックアップ装置においては、レーザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する平行光学系と、この平行光学系で変換された前記平行光を光ディスクに集光させる集光光学系と、この集光光学系で集光された光が前記光ディスクで反射された戻り光を受光して検出信号を出力する光検出部と、前記平行光学系と前記集光光学系との間に配置された反射ミラーとを備え、前記反射ミラーは、３つの反射率の異なる領域で構成された反射面を有し、前記反射面の中央の領域は、前記集光光学系で集光された光が照射される位置における前記光ディスクのラジアル方向と平行な２つの境界線で他の２つの領域と接しており、前記中央の領域の反射率を、前記他の２つの領域の反射率よりも低くしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の光ピックアップ装置においては、複数の情報記録層を備えた光ディスクで発生する球面収差を補正するためのコリメータレンズの移動量を小さくし、良好な再生性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１の光ディスク装置の概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置の一部を示す概略図である。
【図４】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置の立ち上げミラーの概略図である。
【図５】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置における集光スポット径と記録マークの分解能との関係を示す特性図である。
【図６】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置におけるビーム広がり角を示す模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置における半導体レーザ素子のビーム広がり角に対するリム光強度および集光スポット径の関係を示す特性図である。
【図８】この発明の実施の形態１の光ピックアップ装置におけるリム光強度とＲｉ／Ｒｏとの関係を示す特性図である。
【図９】この発明の実施の形態２の光ピックアップ装置の一部を示す概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態２の光ピックアップ装置の立ち上げミラーの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、この発明を実施するための実施の形態１に係る光ディスク装置１の構成を概略的に示す機能ブロック図である。図２は、光ディスク装置１の内部に備えられた光ピックアップ装置１０４の構成を概略的に示す図である。
【００１５】
図１に示されるように、光ディスク装置１は、光ディスク１０１が着脱自在に装着されるターンテーブル１０２と、このターンテーブル１０２を回転駆動させるディスク駆動部としてのスピンドルモータ１０３と、光ディスク１０１から記録情報の読み出しを行なう光ピックアップ装置１０４と、この光ピックアップ装置１０４を光ディスク１０１のラジアル（半径）方向にシフトさせて位置合わせするスレッド駆動機構１０５とを備える。また、光ディスク装置１は、マトリクス回路１０６、信号再生回路１０７、サーボ回路１０８、スピンドル制御回路１０９、レーザ制御回路１１０、スレッド制御回路１１１及びコントローラ１１２を備えている。
【００１６】
光ディスク１０１は、スピンドルモータ１０３の駆動軸（スピンドル）に固定されたターンテーブル１０２に着脱自在に装着されている。光ディスク１０１は、単一の情報記録層を有する単層ディスク、あるいは、複数の情報記録層を有する多層ディスクである。ターンテーブル１０２は、スピンドル制御回路１０９の制御を受けて駆動されるスピンドルモータ１０３によって回転駆動され、光ディスク１０１を回転させる。スピンドル制御回路１０９は、コントローラ１１２からの命令に従って動作し、スピンドルモータ１０３から供給された実回転数を表すパルス信号に基づいて実回転数を目標回転数に一致させるようにスピンドルサーボを実行する機能を有する。
【００１７】
光ピックアップ装置１０４は、情報の再生時または記録時に光ディスク１０１にレーザ光を照射し、光ディスク１０１の情報記録層で反射された戻り光を受光して検出信号を生成し、当該検出信号をマトリクス回路１０６に出力する機能を有する。図２は、本実施の形態の光ピックアップ装置１０４の概略図である。図２において、光ピックアップ装置１０４からターンテーブル１０２の中心へと向かう方向が、光ディスクの内周側に相当し、この方向を、光ディスク１０１のラジアル方向と定義する。このラジアル方向をＹ軸方向としたときに、光ディスク１０１のタンジェンシャル方向をＸ軸方向、光ディスク１０１の情報記録層が形成された面に垂直な方向をＺ軸方向と定義する。
【００１８】
図２（ａ）は、光ピックアップ装置１０４を光ディスク１０１の情報記録面に垂直な方向（Ｚ軸方向）から見たときの上面視図である。図２（ｂ）は、光ピックアップ装置１０４を側方（Ｘ軸方向）から見たときの概略断面図である。図２（ａ）および（ｂ）に示されるように、光ピックアップ装置１０４は、光ディスク１０１のラジアル方向（Ｙ軸方向）に沿った長辺を持つ筐体２００を有している。また、光ピックアップ装置１０４は、光集積素子２０１と、平行光学系であるコリメータレンズ２０２と、対物レンズアクチュエータ２０３とを有している。
【００１９】
光集積素子２０１は、ＢＤ用レーザ光（発振波長：約４０５ｎｍ）を出射する半導体レーザ素子と受光素子とが同一基板上に集積された構造を有するものである。図１に示すレーザ制御回路１１０は、これら光集積素子２０１を駆動して、光ピックアップ装置１０４から出射されるレーザ光の強度を制御することができる。
【００２０】
光集積素子２０１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２０２の光入射面に入射する。図２（ｂ）に示されるように、コリメータレンズ２０２は入射したレーザ光を平行光に変換する。
【００２１】
立ち上げミラー２０４は、図２（ｂ）に示されるように、コリメータレンズ２０２から入射した平行光を集光光学系である対物レンズ２０５の方向（Ｚ軸方向）に反射する。対物レンズ２０５は、立ち上げミラー２０４の反射面から入射した光を光ディスク１０１に集光させる。ＢＤ用レーザ光に対する対物レンズ２０５のＮＡは、約０．８５である。以下の表１に、対物レンズ２０５の仕様の一例を示す。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
光ピックアップ装置１０４は、さらに、光学収差（主に球面収差）補正用のコリメータレンズ駆動機構２０６を備えている。コリメータレンズ駆動機構２０６は、コントローラ１１２からサーボ回路１０８を介して供給された制御信号に応じて、コリメータレンズ２０２を光軸方向（一点破線Ａの方向）にシフトさせて光学収差を適正に補正することができる。コリメータレンズ駆動機構２０６は、ステッピングモータ（図示せず）や、コリメータレンズ２０２を光軸方向に移動させるガイド機構（図示せず）を有している。コリメータレンズ駆動機構２０６は、たとえば、多層ディスクの中の特定の情報記録層を被覆するカバー層の厚み、あるいは、カバー層の厚みの製造誤差に応じて、コリメータレンズ２０６を光軸に沿ってシフトさせて球面収差を補正することができる。
【００２４】
また、光ピックアップ装置１０４は、光検出部（受光素子）を備えており、ディスクから反射された光を光検出部で受光して検出信号に変換する。
【００２５】
図１において、マトリクス回路１０６は、マトリクス演算回路及び増幅回路などを備えている。そして、マトリクス回路１０６は、光ピックアップ装置１０４から供給された検出信号にマトリクス演算処理を施して、高周波信号である再生ＲＦ信号を生成し、さらにフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号などのサーボ制御用の信号を生成する。マトリックス回路１０６で生成された再生ＲＦ信号は、信号再生回路１０７に供給される。マトリックス回路１０６で生成されたサーボ制御用の信号は、サーボ回路１０８に供給される。
【００２６】
信号再生回路１０７は、マトリクス回路１０６から供給された再生ＲＦ信号に２値化処理を施して変調信号を生成する。そして、信号再生回路１０７は、この変調信号から再生クロックを抽出するとともに、変調信号に復調処理や誤り訂正やデコード処理を施して再生データを生成する。信号再生回路１０７で生成された再生データは、映像音響機器やパーソナルコンピュータなどのホスト機器（図示せず）に転送される。
【００２７】
サーボ回路１０８は、マトリクス回路１０６から供給されたサーボ制御用の信号に基づいて、フォーカス制御及びトラッキング制御のための各種サーボドライブ信号を生成する。そして、これらサーボドライブ信号を光ピックアップ装置１０４の対物レンズアクチュエータ２０３に供給する。
【００２８】
対物レンズアクチュエータ２０３は、図２（ａ）に示されるように、対物レンズ２０５を保持するレンズホルダ（可動部）２０３Ｌと、このレンズホルダ２０３Ｌを支持するサスペンション２０３Ｓａ、２０３Ｓｂと、磁気回路２０３Ｍａ、２０３Ｍｂとを備える。対物レンズアクチュエータ２０３は、さらに、図示されないフォーカスコイルとトラッキングコイルとを備えている。さらに、対物レンズアクチュエータ２０３は、サーボ回路１０８から供給されたサーボドライブ信号（駆動電流）によって、フォーカスコイルで対物レンズ２０５をフォーカス方向にシフトすることができ、トラッキングコイルで対物レンズ２０５をラジアル方向にシフトすることができる。
【００２９】
図１において、スレッド制御回路１１１は、スレッド駆動機構１０５によって光ピックアップ装置１０４を光ディスク１０１のラジアル方向にシフトさせて位置付けすることができる。これにより、光ピックアップ装置１０４は、光ディスク１０１の所望の記録トラックに再生用あるいは記録用のレーザ光を焦点を絞って照射することができる。
【００３０】
コントローラ１１２は、上記のサーボ回路１０８、レーザ制御回路１１０、スレッド制御回路１１１及びスピンドル制御回路１０９の各動作を制御する。コントローラ１１２は、マイクロコンピュータで構成されており、ホスト機器（図示せず）からのコマンドに応じて各種制御処理を実行する。
【００３１】
図３は、光ピックアップ装置１０４における光路を概略的に示す図である。図３に示されるように、光集積素子２０１から出射されたレーザ光Ｌは、コリメータレンズ２０２で平行光に変換される。立ち上げミラー２０４は、この平行光を対物レンズ２０５の方向に反射させる。そして、対物レンズ２０５は、立ち上げミラー２０４から入射した光を光ディスク１０１に集光させて集光スポットを形成する。一方、光ディスク１０１で反射した戻り光は、対物レンズ２０５を透過した後、立ち上げミラー２０４でコリメータレンズ２０２の方向に反射させられる。その後、戻り光は、コリメータレンズ２０２を透過した後、光集積素子２０１の受光素子（図示せず）によって受光される。
【００３２】
図４は、本実施の形態における立ち上げミラー２０４上に形成された反射率の差を有する帯状構造の反射面を示す概略図である。図４に示されるように、立ち上げミラー２０４の反射面は、長辺方向がラジアル方向に平行な矩形状の領域４０１、４０２、および４０３に分割されている。ここで、中央の領域４０１の反射率をＲｉとし、領域４０１の外側に位置する領域４０２および領域４０３の反射率は等しくその反射率をＲｏとすると、領域４０１の反射率Ｒｉと領域４０２および領域４０３の反射率Ｒｏとの関係がＲｉ／Ｒｏ＜１となるように構成されている。領域４０１はラジアル方向に長い形状をしており、領域４０１の幅ｆｈは対物レンズ瞳径φよりも小さく、０＜ｆｈ／φ＜１である。
【００３３】
本実施の形態では、コリメータレンズ２０２の焦点距離を、球面収差補正のためのコリメータレンズ移動量を低減して光学系の全長を短くするために、一般的に用いられるコリメータレンズの焦点距離よりも短く設定している。球面収差補正のためのコリメータレンズ移動量は、コリメータレンズ２０２の焦点距離に比例するため、焦点距離が短いコリメータレンズを用いる方がコリメータレンズ移動量の低減に有利である。一方、コリメータレンズ２０２の焦点距離は、７．０５６ｍｍであり、コリメータレンズ２０２と対物レンズ２０５との組み合わせによる光学系の倍率は６倍である。光集積素子２０１として通常のＢＤ用半導体レーザを使用する場合、光学系の倍率が６倍以下となるとリム光強度が小さくなり、ＢＤ用レーザ光Ｌの光ディスク１０１における集光スポット径を十分に小さくすることができず、光ディスク１０１の短い記録マークから再生される信号の品質が低下するので、所望の再生性能を確保することがむずかしい。
【００３４】
図５は、本実施の形態における、集光スポット径と記録マークの分解能との関係を示す特性図である。図５は、タンジェンシャル方向の集光スポット径に対する、短い記録マークの分解能を表す２Ｔ／８Ｔ振幅比のシミュレーション結果である。ここで、Ｔは記録マーク長さを表し、例えば１層当たり２５ＧＢの記録容量をもつＢＤの１倍速においてクロック周波数６６ＭＨｚであれば、Ｔ＝０．１４９μｍとなる。また、２Ｔ／８Ｔ振幅比とは、ＢＤの最も短い記録マーク長さである２Ｔマークを再生したときの再生信号の振幅とＢＤの最も長い記録マーク長さである８Ｔマークを再生したときの再生信号の振幅との比を取ったもので、値が大きいほど２Ｔマークを用いた信号である２Ｔ信号が読み取れていることを表し信号の品質が良いことを表す。一般に、光スポット光量の大小の影響を排除して、２Ｔ信号を相対的に評価する場合に、２Ｔ／８Ｔ振幅比が用いられる。
【００３５】
一般的に知られているように、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとすると、理想的な集光スポット径は、以下の（１）式で与えられる。
【００３６】
【数１】
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【００３７】
ここで、集光スポット径の定義は、集光スポットの光強度分布において、光強度が中心強度のｅｘｐ（−２）となるビーム幅である。ここで、λを４０５ｎｍ、ＮＡを０．８５とすると、（１）式から理想的な集光スポット径は０．３９１μｍとなる。これが集光スポット径の最小限界径となる。
【００３８】
集光スポット径を最小限界径の０．３９１μｍとしたときの２Ｔ／８Ｔ振幅比は、図５に示すシミュレーション結果から得られる（２）式に示す近似曲線（ｘ：集光スポット径μｍ、ｙ：２Ｔ／８Ｔ振幅比）から、０．０７４となる。
【００３９】
【数２】
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【００４０】
理想的な集光スポット径から得られる２Ｔ／８Ｔ振幅比が０．０７４であるとき、２Ｔ／８Ｔ振幅比０．０７４に対して３ｄＢ減少となる０．０５３をＢＤで良好な再生が行える２Ｔ／８Ｔ振幅比の限界とすると、（２）式の近似曲線から、このときの集光スポット径は０．４１２μｍとなるので、ＢＤで良好な再生が行える集光スポット径の限界は０．４１２μｍとした。なお、ＢＤで良好な再生が行える２Ｔ／８Ｔ振幅比の限界を３ｄＢ減少とした理由は、次のとおりである。集光スポットの質が劣化して、スポット径が大きくなった場合には２Ｔ信号の振幅が小さくなり、２Ｔ／８Ｔ振幅比も小さくなる。再生信号をデータ列に変換する際に２Ｔ／８Ｔ振幅比が小さいと読み出しの誤りが起こりやすいが、この読み出しの誤りはエラー訂正処理することができるので、ある程度の２Ｔ／８Ｔ振幅比の低下までは許容される。信号を伝送する線路の状態やエラー訂正処理の方法により、２Ｔ／８Ｔ振幅比低下の許容範囲は異なるため１つの値に決めることは難しい。本実施の形態では理想状態から３ｄＢ減少した２Ｔ／８Ｔ振幅比を仮の限界値として定めた。
【００４１】
集光スポット径は、光ディスクについての標準評価条件の１つであるリム光強度と関係している。リム光強度とは、対物レンズの瞳における最大光強度（Ｉｍａｘ）に対する瞳端部での光強度（Ｉｅ）の比率（Ｉｅ／Ｉｍａｘ）で定義される。また、リム光強度は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光のビーム広がり角と関係している。レーザ光のビーム広がり角をθとし、対物レンズ２０５の瞳径（直径）をφとし、対物レンズ２０５に光を入射させるコリメータレンズ２０２の焦点距離をｆとするとき、リム光強度ＩＲＩＭ（単位：パーセント）は、以下の（３）式で与えられる。
【００４２】
【数３】
2012098859.tif 000006
【００４３】
図６は、本実施の形態における、半導体レーザから出射されるレーザ光のビーム広がり角を示す模式図である。図６（ａ）は、半導体レーザ素子３００の活性層３０１から出射されるレーザ光Ｌｅのビーム広がりを示したものであり、図６（ｂ）および（ｃ）は、活性層３０１から出射されたレーザ光Ｌｅの遠視野像（ＦＦＰ：Ｆａｒ  ｆｉｅｌｄ  ｐａｔｔｅｒｎ）における光強度分布を示したものである。図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、ビーム広がり角には２種類の値θｖ、θｈがある。ビーム広がり角θｈは、図６（ａ）に示すように、半導体レーザ素子３００の活性層３０１から出射されたレーザ光Ｌｅの遠視野像（ＦＦＰ）の光強度分布のうち、活性層３０１の光出射端面に平行なＸθ方向における光強度分布Ｉｘの半値全幅（光強度ＩＸが最大値の５０％になるときの角度幅）をいう。また、ビーム広がり角θｖは、半導体レーザ素子３００の活性層３０１から出射されたレーザ光Ｌｅの遠視野像（ＦＦＰ）の光強度分布のうち、活性層の光出射端面に垂直なＹθ方向における光強度分布ＩＹの半値全幅（光強度ＩＹが最大値の５０％になるときの角度幅）をいう。
【００４４】
図７は、本実施の形態における、半導体レーザ素子のビーム広がり角に対するリム光強度および集光スポット径の関係を示す特性図である。図７において、黒丸でプロットしたものがビーム広がり角に対する集光スポット径の関係を示し、白抜き四角でプロットしたものがビーム広がり角に対するリム光強度の関係を示す。図７は、光学系の倍率が６倍の場合の半導体レーザ素子のビーム広がり角に対するリム光強度と集光スポット径との関係を示している。立ち上げミラー２０４がその反射面に反射率分布のない通常の反射ミラーであるとき、すなわちＲｉ／Ｒｏ＝１であるとき、ビーム広がり角が１２度であるとすると、リム光強度は２８．４％となる。このときの集光スポット径は０．４２７μｍとなり、ＢＤで良好な再生が行える集光スポット径の限界である０．４１２μｍよりも大きくなる。
【００４５】
図８は、集光スポット径をＢＤで良好な再生が行える集光スポット径の限界である０．４１２μｍとしたときの、シミュレーションにより求めたリム光強度とＲｉ／Ｒｏとの関係を示す特性図である。集光スポット径を０．４１２μｍとしたときのリム光強度とＲｉ／Ｒｏとの関係を示す近似曲線（ｘ：リム光強度（％）、ｙ：Ｒｉ／Ｒｏ）は（４）式のようになる。
【００４６】
【数４】
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【００４７】
立ち上げミラー２０４が通常の反射ミラー（Ｒｉ／Ｒｏ＝１）であれば、リム光強度が小さいため、集光スポット径は大きくなる。しかし、立ち上げミラー２０４のＲｉ／Ｒｏを図８に示す（４）式で示される近似曲線より小さい値とすれば、集光スポット径を０．４１２μｍよりも小さくすることが可能である。例えば、ビーム広がり角が１２度で、通常のミラーを用いた場合のリム光強度が２８．４％のときに、（４）式で示される近似式から、Ｒｉ／Ｒｏ＜０．７７を満たすように立ち上げミラー２０４を設計することで集光スポット径を０．４１２μｍよりも小さくすることができる。ここで、（４）式で示される近似式は、ｆｈ／φ＝０．５の条件でシミュレーションしたものである。
【００４８】
以上に説明したように、本実施の形態に係る光ピックアップ装置によれば、球面収差補正のためのコリメータレンズ移動量を低減して光学系を小型化するために、一般的に用いられるコリメータレンズの焦点距離よりも焦点距離の短いコリメータレンズを使用する場合でも、反射面に帯状構造を有する反射率の異なる領域をもつ立ち上げミラーを用いることにより、集光スポット径を小さくすることができる。したがって、再生性能の劣化を防ぐことができる。
【００４９】
また、ラジアル方向に直行するタンジェンシャル方向は、マークとスペースが並ぶ方向であり、本実施の形態の光ピックアップ装置においては、立ち上げミラーの反射面を長辺方向がラジアル方向に平行な矩形状の３つの領域に分割しているため、タンジェンシャル方向の集光スポット径を小さくすることができるので、効果的に２Ｔ／８Ｔ振幅比を大きくすることができる。なお、直交するラジアル方向の集光スポット径を小さくしても２Ｔ／８Ｔ振幅比は大きくならない。
【００５０】
なお、本実施の形態において、反射率の異なる３つの矩形状の領域を備えた反射面もつ矩形状の立ち上げミラーを用いたが、立ち上げミラーは必ずしも矩形状である必要はなく、丸形状でもよい。
【００５１】
実施の形態２．
図９は、実施の形態２に係る光ピックアップ装置の一部を示す概略図である。実施の形態１の光ピックアップ装置においては、対物レンズとコリメータレンズとがラジアル方向に沿って並んで配置されていたが、本実施の形態の光ピックアップ装置においては、図９に示すとおり、対物レンズ２０５とコリメータレンズ２０２とがタンジェンシャル方向に沿って並んで配置されている。この場合も、立ち上げミラー２０４は、対物レンズ２０５とコリメータレンズ２０２との間の光路間に配置されている。この立ち上げミラー２０４は、実施の形態１と同様に、中央の領域とその外側の領域とで反射率が異なるように構成されている。図１０は、本実施の形態における立ち上げミラー２０４上に形成された反射率の差を有する帯状構造の反射面を示す概略図である。本実施の形態における立ち上げミラー２０４の反射面は、長辺方向がタンジェンシャル方向に平行な矩形状の領域５０１、５０２および５０３に分割されている。ここで、中央の領域５０１の反射率をＲｉとし、領域５０１の外側に位置する領域５０２および領域５０３の反射率は等しくその反射率をＲｏとすると、領域５０１の反射率Ｒｉと領域５０２および領域５０３の反射率Ｒｏとの関係がＲｉ／Ｒｏ＜１となるように構成されている。領域５０１はタンジェンシャル方向に長い形状をしており、領域５０１の幅ｆｈは対物レンズ瞳径φよりも小さく、０＜ｆｈ／φ＜１である。
【００５２】
このように構成された光ピックアップ装置においては、実施の形態１と同様に、球面収差補正のためのコリメータレンズ移動量を低減して光学系を小型化するために、一般的に用いられるコリメータレンズの焦点距離よりも焦点距離の短いコリメータレンズを使用する場合でも、反射面に帯状構造を有する反射率の異なる領域をもつ立ち上げミラーを用いることにより、集光スポット径を小さくすることができる。したがって、再生性能の劣化を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０１  光ディスク
１０２  ターンテーブル
１０３  スピンドルモータ
１０４  光ピックアップ装置
１０５  移動手段
１０６  マトリクス回路
１０７  信号再生回路
１０８  サーボ回路
１０９  スピンドル制御回路
１１０  レーザ制御回路
１１１  スレッド制御回路
１１２  コントローラ
２０１  光集積素子
２０２  コリメータレンズ
２０３  対物レンズアクチュエータ
２０４  立ち上げミラー
２０５  対物レンズ
２０６  コリメータレンズ駆動装置
３００  半導体レーザ素子
３０１  活性層
４０１、５０１  領域
４０２、５０２  領域
４０３、５０３  領域
【図１】
2012098859.tif 000008
【図２】
2012098859.tif 000009
【図３】
2012098859.tif 000010
【図４】
2012098859.tif 000011
【図５】
2012098859.tif 000012
【図６】
2012098859.tif 000013
【図７】
2012098859.tif 000014
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2012098859.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月5日(2013.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
このレーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する平行光学系と、
この平行光学系で変換された前記平行光を光ディスクに集光させる集光光学系と、
この集光光学系で集光された光が前記光ディスクで反射された戻り光を受光して検出信号を出力する光検出部と、
前記平行光学系と前記集光光学系との間に配置された反射ミラーと
を備え、
前記反射ミラーの反射面は、当該反射面の中央の領域と、該中央の領域よりも外側に位置する第１及び第２の外側領域とで構成され、
前記反射面の中央の領域は、前記集光光学系で集光された光が照射される位置における前記光ディスクのラジアル方向と平行な２つの境界線で前記第１及び第２の外側領域とそれぞれ接しており、
前記中央の領域の反射率をＲｉとし、前記第１及び第２の外側領域の反射率をＲｏとし、前記光ディスクにおける所定の集光スポット径に対して比率Ｒｉ／Ｒｏが１であると仮定したときに得られるリム光強度をｘ％で表すとき、
Ｒｉ／Ｒｏ＜０．４４×ｌｎ（ｘ）−０．７０、
との関係式が成立する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記２つの境界線の間隔は、集光光学系のレンズ瞳径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記関係式は、
前記所定の集光スポット径が０．４１２μｍであり、
前記集光光学系に含まれる対物レンズ瞳径をφとし且つ前記ラジアル方向とは垂直な方向における前記反射面の中央の領域の幅をｆｈとしたときの比率ｆｈ／φが０．５である、との条件下で成立する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置と、
この光ピックアップ装置の光検出部から出力された出力信号に基づいて光ディスクの記録情報を再生する信号再生回路と
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この発明に係る光ピックアップ装置においては、レーザ光源と、このレーザ光源から出射されたレーザ光を平行光に変換する平行光学系と、この平行光学系で変換された前記平行光を光ディスクに集光させる集光光学系と、この集光光学系で集光された光が前記光ディスクで反射された戻り光を受光して検出信号を出力する光検出部と、前記平行光学系と前記集光光学系との間に配置された反射ミラーとを備え、前記反射ミラーの反射面は、当該反射面の中央の領域と、該中央の領域よりも外側に位置する第１及び第２の外側領域とで構成され、前記反射面の中央の領域は、前記集光光学系で集光された光が照射される位置における前記光ディスクのラジアル方向と平行な２つの境界線で前記第１及び第２の外側領域とそれぞれ接しており、前記中央の領域の反射率ををＲｉとし、前記第１及び第２の外側領域の反射率をＲｏとし、前記光ディスクにおける所定の集光スポット径に対して比率Ｒｉ／Ｒｏが１であると仮定したときに得られるリム光強度をｘ％で表すとき、
Ｒｉ／Ｒｏ＜０．４４×ｌｎ（ｘ）−０．７０、
との関係式が成立するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
光ピックアップ装置１０４は、さらに、光学収差（主に球面収差）補正用のコリメータレンズ駆動機構２０６を備えている。コリメータレンズ駆動機構２０６は、コントローラ１１２からサーボ回路１０８を介して供給された制御信号に応じて、コリメータレンズ２０２を光軸方向（一点破線Ａの方向）にシフトさせて光学収差を適正に補正することができる。コリメータレンズ駆動機構２０６は、ステッピングモータ（図示せず）や、コリメータレンズ２０２を光軸方向に移動させるガイド機構（図示せず）を有している。コリメータレンズ駆動機構２０６は、たとえば、多層ディスクの中の特定の情報記録層を被覆するカバー層の厚み、あるいは、カバー層の厚みの製造誤差に応じて、コリメータレンズ２０２を光軸に沿ってシフトさせて球面収差を補正することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2012098859.tif 000018
【国際調査報告】
2012098859.tif 000019
2012098859.tif 000020