(57)【要約】      （修正有）【課題】光ピックアップのカップリング効率のばらつきによる再生時の光源から出射される光ビームのパワーのばらつきを防止し、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー、光源の寿命のばらつきを抑制できる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供する。【解決手段】光源３１と、光源３１から出射された光ビームを光ディスク２に集光させる対物レンズ３２と、光源３１と対物レンズ３２との間に設けられ、光源３１から出射される光ビームの光量を減衰させて対物レンズ３２に導く光減衰器とを備え、光減衰器は、光ビームの偏光状態を変化させる液晶素子３４と、液晶素子３４を経た光ビームが入射される偏光分離部３５ａとを有し、液晶素子３４によって光ビームの偏光状態を変化させることによって、光減衰率を可変に減衰させ、光減衰器は、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきに応じた光減衰率となるように制御される。【選択図】図２
2010009727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、
上記光ディスクで反射された反射光ビームを検出する光検出器と、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、上記光源から出射される光ビームの光量を減衰させて上記対物レンズに導く光減衰器とを備え、
上記光減衰器は、上記光ビームの偏光状態を変化させる液晶素子と、上記液晶素子を経た光ビームが入射される偏光分離部とを有し、上記液晶素子によって光ビームの偏光状態を変化させることによって、光減衰率を可変に減衰させ、
上記光減衰器は、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきに応じた光減衰率となるように制御される光ピックアップ。
【請求項２】
上記光減衰器は、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきによる再生時の上記光源から出射される光ビームのパワーのばらつきを抑えるように、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきに応じて光減衰率を可変にすることにより上記光源のパワーの動作点を略一定にする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
さらに、上記光減衰器の光減衰率を検出する光減衰率検出部を備え、
上記光減衰器は、上記光減衰率検出部の出力に基づいてクローズループ制御される請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記偏光分離部は、上記液晶素子を経た光ビームの偏光状態に応じた割合でその一部を上記対物レンズに光ビームを導くとともに、残りの光ビームを上記対物レンズに導かれた光ビームから分岐させ、
上記光減衰率検出部は、上記偏光分離部により上記対物レンズに導かれた光ビームから分岐された光ビームを受光することにより上記光減衰器の光減衰率を検出する請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記光減衰器は、クローズループ制御されることにより、温度変化による減衰率変化を抑制する請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記光減衰器は、クローズループ制御され、再生モードから記録モードに切り替えるモード切り替え時に、上記液晶素子の印加電圧が記録モードにおける印加電圧よりも大きな最大許容印加電圧が印加され、モード切り替え時間を短縮化する請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項７】
光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、
上記駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップとを備え、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、
上記光ディスクで反射された反射光ビームを検出する光検出器と、
上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、上記光源から出射される光ビームの光量を減衰させて上記対物レンズに導く光減衰器とを備え、
上記光減衰器は、上記光ビームの偏光状態を変化させる液晶素子と、上記液晶素子を経た光ビームが入射される偏光分離部とを有し、上記液晶素子によって光ビームの偏光状態を変化させることによって、光減衰率を可変に減衰させ、
上記光減衰器は、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきに応じた光減衰率となるように制御される光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ディスクは、高密度化、高転送化技術がめざましい。例えばＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））のような紫色半導体レーザによる波長４０５ｎｍ程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う高密度記録が可能な光ディスク（以下、「高密度記録光ディスク」という。）が提案されている。
【０００３】
また、高転送化としては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の例のようにどんどん高速化に移行しており、すでに２倍速については例えばプロフェッショナルディスクシステムＸＤＣＡＭ等においても実用化されている。今後は、４倍速・８倍速に移行する傾向にある。高速化になれば、そのときの必要な記録光パワーが増加するのは自明であり、また、２層以上の多層光ディスクなればなおさらである。
【０００４】
このような高密度化、高転送化を可能とする光ディスクに対して記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、問題となるのは、レーザの信頼性、すなわち寿命である。
【０００５】
レーザの信頼性は、レーザケース温度・出力光パワーに依存し、多層光ディスク、高転送化では信頼性が劣る傾向がある。ここで、レーザケース温度を低くしたり、出力パワーを小さくすることにより、信頼性が向上することが一般的に知られている。
【０００６】
一方、光ディスクを再生する際のノイズの要因の一つであるレーザノイズは、出力パワーに依存し、出力パワーが大きいほどレーザノイズが小さくなる。この点について、図９を用いて説明する。図９中横軸は、光源から出射される光ビームのレーザパワー（以下、「元パワー」ともいう。）を示し、縦軸は、元パワー（元Ｐｏｗｅｒ）に対応したＲＩＮ（ｄＢ／Ｈｚ）を示すものである。ここでＲＩＮ（Relative Intensity Noise）は、あるレーザパワーに対する揺らぎパワーの相対値の１Ｈｚ当たりの値を示すものである。このようなレーザパワーとＲＩＮとの関係を示す曲線を、以下では、「Power vs Rinカーブ」ともいう。図９によれば、レーザノイズは、出力パワーに依存し、出力パワーが大きいほどレーザノイズが小さくなることが確認できる。
【０００７】
また、再生時は、レーザへの戻り光の影響をなくすために、高周波重畳をかけるのが一般的である。ここで、高周波重畳波形とレーザの元パワーとの関係について、図１０及び図１１を用いて説明する。尚、図１０は、レーザ元パワーが２．５ｍＷのときの高周波重畳波形を示し、図１１は、レーザ元パワーが４．５ｍＷのときの高周波重畳波形を示す。また、図１０及び図１１中縦軸は、対物レンズ出射パワー［ｍＷ］を示し、Ｗ１０，Ｗ１１は、それぞれ高周波重畳周波数を示すものであり、例えば３００ＭＨｚ程度である。高周波重畳波形は、元パワーが小さいときは、図１０に示すように、単峰性（緩和振動の一発目）でピークパワーが大きくされている。しかし、この高周波重畳波形は、図１０に示す状態から元パワーを上げてゆくと、図１１に示すように緩和振動の２発目、３発目のいわゆるこぶ、すなわちパワーの立ち上がり部分が発生することになり、これによりピークパワーが下がるようになる。このようなこぶが出始めるのは、Power vs RINカーブでＲＩＮが単調減少から若干悪化するポイントであり、例えば図９では、３ｍＷ，５．５ｍＷ程度の部分である。このことは、図１０及び図１１に示す高周波重畳時の発光波形を参照すれば明らかである。
【０００８】
高周波重畳時のピークパワーは、再生耐久性、すなわち同一トラックをスティルしているときの記録データの劣化具合に関係しており、ＢＤ規格にも規定されている。また、ＢＤシステムのレーザは、波長４０５ｎｍの青紫色レーザであり、レーザそのもののノイズがＤＶＤ等で用いられる波長６５０ｎｍ程度の赤色レーザと比較して大きいのが一般的である。
【０００９】
高転送・多層光ディスクに対応するための記録時の高出力化と、再生時の低ノイズ化とを実現するシステムを構築する方法として、例えば液晶素子、ＮＤフィルタ等からなる光減衰器を採用したものがある。これは、光学経路の途中に透過率、換言すると光減衰率の大きさの異なる素子を挿入し、記録時は、透過率を大にし、すなわち光減衰率を小にすることにより記録に必要な高パワーを得るものである。その一方で、再生時は、透過率を小にし、すなわち減衰率を大にすることによりレーザ元パワーを上げてレーザノイズを低減させるようにするものである。
【００１０】
この光減衰器としては、例えば、２種類の透過率のＮＤフィルタをアクチュエータで機械的に切り替える方法や、液晶素子の印加電圧を切り替えることで減衰率を切り替える方法等により実現されている。
【００１１】
機械式の光減衰器は、２種類の透過率切り替え、すなわち記録時には透過率大のものを用い、再生時には透過率小のものを用いる方式である。また、液晶素子からなる光減衰器は、一般的に、印加電圧により減衰率を変化するものを用いるが、再生時及び記録時の２モードに対応した２種類の電圧を切り替えて用いるものである。すなわち、両方式のいずれにおいても再生時及び記録時のそれぞれにおいては固定の減衰率とされていた。
【００１２】
しかし、例えば再生時において固定減衰率であると、光ピックアップ固有の光学効率によって、同じ再生パワーを得るのでもレーザ元パワーが異なることとなる。この光ピックアップの光学効率は、カップリング効率ともよばれ、光源から出射されるレーザ光等の光ビームの発散角、光ピックアップを構成する光学部品の透過率や光学的ロス等によって決まるものである。すなわち、光源の元パワーがばらつけば、レーザノイズ、高周波重畳波形のピークパワー、寿命等がばらついてしまい、システム性能に影響を及ぼすといった問題があった。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−２７２９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、光ピックアップ固有のカップリング効率のばらつきによる再生時の光源から出射される光ビームのパワーの動作点をほぼ一定にでき、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー、光源の寿命のばらつきを抑制できる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを光ディスクに集光させる対物レンズと、上記光ディスクで反射された反射光ビームを検出する光検出器と、上記光源と上記対物レンズとの間に設けられ、上記光源から出射される光ビームの光量を減衰させて上記対物レンズに導く光減衰器とを備え、上記光減衰器は、上記光ビームの偏光状態を変化させる液晶素子と、上記液晶素子を経た光ビームが入射される偏光分離部とを有し、上記液晶素子によって光ビームの偏光状態を変化させることによって、光減衰率を可変に減衰させ、上記光減衰器は、当該光ピックアップのカップリング効率のばらつきに応じた光減衰率となるように制御される。
【００１６】
また、本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクを保持して回転駆動する駆動手段と、上記駆動手段によって回転駆動される光ディスクに対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップとを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、光ピックアップのカップリング効率に応じて光減衰器により光減衰率を変化させることにより、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー、及び寿命のばらつきを抑えることを実現し、良好な記録再生特性を実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した光ピックアップ及び光ディスク装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下で説明する実施の形態は、一具体例であり、本発明の範囲は、これらの態様に限られるものではない。
【００１９】
本発明を適用した光ディスク装置１は、図１に示すように、光記録媒体としての光ディスク２に対して情報の記録再生を行う光ピックアップ３と、光ディスク２を回転操作する駆動手段としてのスピンドルモータ４とを備える。また、この光ディスク装置１は、この光ピックアップ３の駆動手段として、光ピックアップ３を光ディスク２の径方向に移動させる送りモータ５を備えている。
【００２０】
また、ここで用いられる光ディスク２は、例えば、発光波長が７８５ｎｍ程度の半導体レーザを用いたＣＤ(Compact Disc）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクである。また、光ディスク２は、例えば、発光波長を６５５ｎｍ程度の半導体レーザを用いたＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクである。また、光ディスク２は、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能なＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））等の高密度記録光ディスクである。
【００２１】
光ディスク装置１において、スピンドルモータ４及び送りモータ５は、ディスク種類判別手段ともなるシステムコントローラ７からの指令に基づいて制御されるサーボ制御部９によりディスク種類に応じて駆動制御される。このとき、光ディスク２は、所定の回転数で駆動される。
【００２２】
光ピックアップ３は、光ディスク２の記録面に対して光ビームを照射し、この光ビームの記録面による反射光ビームを検出する。また、光ピックアップ３は、光ディスク２の記録面からの反射光ビームに基づいて、各光ビームに対応する信号をプリアンプ１４に供給する。
【００２３】
このプリアンプ１４は、光検出器からの出力に基づいて、非点収差法等によってフォーカスエラー信号を生成し、また、３ビーム法、ＤＰＤ法、ＤＰＰ法等によってトラッキングエラー信号を生成する。更に、プリアンプ１４は、ＲＦ信号を生成し、ＲＦ信号を、信号変調＆ＥＣＣブロック１５に出力する。また、プリアンプ１４は、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とをサーボ制御部９に出力する。
【００２４】
信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、ＢＤ等の光ディスクに対して、データの記録を行うとき、インターフェース１６又はＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８から入力されたディジタル信号に対して、次のような処理を行う。具体的に、信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、ＬＤＣ−ＥＣＣ及びＢＩＳ等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行い、次いで、１−７ＰＰ方式等の変調処理を行う。また、信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、ＤＶＤ等の光ディスクに対してデータを記録するとき、ＰＣ（Product Code）等のエラー訂正方式に従ってエラー訂正処理を行い、次いで、８−１６変調等の変調処理を行う。さらに、信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、ＣＤ等の光ディスクに対してデータを記録するとき、ＣＩＲＣ等のエラー訂正方式によってエラー訂正処理を行い、次いで、８−１４変調処理等の変調処理を行う。そして、信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、変調されたデータをレーザ制御部２１に出力する。更に、信号変調＆ＥＣＣブロック１５は、各光ディスクの再生を行うとき、プリアンプ１４から入力されたＲＦ信号に基づいて復調処理を行い、更に、エラー訂正処理を行って、インターフェース１６又はデータをＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８に出力する。
【００２５】
なお、データ圧縮してデータ記録するときには、圧縮伸長部を信号変調＆ＥＣＣブロック１５とインターフェース１６又はＤ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１８との間に設けても良い。この場合、データは、ＭＰＥＧ２やＭＰＥＧ４といった方式でデータが圧縮される。
【００２６】
サーボ制御部９は、プリアンプ１４からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が入力される。サーボ制御部９は、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が０となるようなフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号を生成し、これらのサーボ信号に基づいて、対物レンズを駆動する２軸アクチュエータ等の対物レンズ駆動部を駆動制御する。また、プリアンプ１４からの出力より、同期信号等を検出して、ＣＬＶ（Constant Linear Velocity）やＣＡＶ（Constant Angular Velocity）、更にはこれらの組み合わせの方式等で、スピンドルモータをサーボ制御する。また、サーボ制御部９は、記録及び／又は再生をしようとする光ディスク２の種類や後述のようなＬＣＤモニタ結果等に応じて、光ピックアップ３における光減衰率を制御する。
【００２７】
レーザ制御部２１は、光ピックアップ３のレーザ光源を制御する。特に、この具体例では、レーザ制御部２１は、記録モード時と再生モード時とでレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行っている。また、光ディスク２の種類に応じてもレーザ光源の出力パワーを異ならせる制御を行うように構成できる。この場合、レーザ制御部２１は、ディスク種類判別部２２によって検出された光ディスク２の種類に応じて光ピックアップ３のレーザ光源を切り換えている。
【００２８】
ディスク種類判別部２２は、光ディスク間の表面反射率、形状的及び外形的な違い等から反射光量の変化を検出し光ディスク２の異なるフォーマットを検出することができる。
【００２９】
光ディスク装置１を構成する各ブロックは、ディスク種類判別部２２における検出結果に応じて、装着される光ディスク２の仕様に基づく信号処理ができるように構成されている。
【００３０】
システムコントローラ７は、ディスク種類判別部２２で判別された光ディスク２の種類に応じて装置全体を制御する。また、システムコントローラ７は、ユーザからの操作入力に応じて、光ディスク最内周にあるプリマスタードピットやグルーブ等に記録されたアドレス情報や目録情報（Table Of Contents；ＴＯＣ）に基づいて制御する。ここで、システムコントローラ７は、記録再生を行う光ディスクの記録位置や再生位置を特定し、特定した位置に基づいて、各部を制御する。
【００３１】
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータ４によって、光ディスク２を回転操作し、サーボ制御部９からの制御信号に応じて送りモータ５を駆動制御する。光ディスク装置１は、光ピックアップ３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００３２】
具体的には、光ディスク装置１により記録再生するときには、サーボ制御部９は、ＣＡＶやＣＬＶやこれらの組み合わせで光ディスク２を回転する。光ピックアップ３は、光源から光ビームを照射して光検出器により光ディスク２からの戻りの光ビームを検出し、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。光ピックアップ３は、これらフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構により対物レンズを駆動してフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。
【００３３】
また、光ディスク装置１により記録する際には、外部コンピュータ１７からの信号がインターフェース１６を介して信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５に入力される。信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５は、インターフェース１６又はＡ／Ｄ変換器１８から入力されたディジタルデータに対して上述したような所定のエラー訂正符号を付加し、更に所定の変調処理を行った後に記録信号を生成する。レーザ制御部２１は、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５で生成された記録信号に基づいて、光ピックアップ３のレーザ光源を制御して、所定の光ディスクに記録する。
【００３４】
また、光ディスク２に記録された情報を光ディスク装置１により再生する際には、光検出器で検出された信号に対して、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５が復調処理を行う。信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がコンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース１６を介して外部コンピュータ１７に出力される。これにより、外部コンピュータ１７は、光ディスク２に記録された信号に基づいて動作することができる。また、信号変復調器＆ＥＣＣブロック１５により復調された記録信号がオーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ変換器１８でデジタルアナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１９に供給される。そしてオーディオ・ビジュアル処理部１９でオーディオ・ビジュアル処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部２０を介して、図示しない外部のスピーカやモニタに出力される。
【００３５】
次に、上述した光ディスク装置に用いられる光ピックアップ３について、図２を用いて詳細に説明する。
【００３６】
本発明を適用した光ピックアップ３は、図２に示すように、所定の波長のレーザ光を出射する半導体レーザ素子等の光源３１と、光源３１から出射された光ビームを光ディスク２に集光させる対物レンズ３２とを備える。また、光ピックアップ３は、光源３１と対物レンズ３２との間に、コリメータレンズ３３と、液晶素子（以下、「ＬＣＤ」ともいう。）３４と、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを有するアナモルフィックプリズム３５とを備える。
【００３７】
この偏光ビームスプリッタ膜面３５ａは、入射した光ビームの偏光状態に応じてその一部を透過させるとともに残りの光ビームを反射させるものであり、偏光分離部として機能する。また、液晶素子３４は、光ビームの偏光状態を変化させるものである。そして、この液晶素子３４と偏光ビームスプリッタ膜面３５ａとは、液晶素子３４により光ビームの偏光状態を変化させ、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを介して光ディスク２側に進行させる光ビームの光量を調整する。すなわち、ここでは、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａは、液晶素子３４で偏光状態を変化された光ビームが入射されることにより、光ディスク２側に透過させる光ビームの光量を調整する。このように、液晶素子３４及び偏光ビームスプリッタ膜面３５ａは、光源３１から出射される光ビームの光量を減衰させる光減衰器として機能する。この光減衰器による減衰量の割合、すなわち光減衰率は、光源３１から出射されて入射した光ビームの光量に対して、光ディスク２側に導かれる光ビームの光量の割合を１から減算したものである。そして、この減衰には、そのまま透過させる状態、すなわち光減衰率０の状態も含まれる場合があるものとする。また、換言すると、この光減衰器は、液晶素子３４によって光ビームの偏光状態を変化させることによって、所定の割合で減衰させることで光源３１から出射される総光量に対する光ディスク２上に集光される光量の比率である光結合効率を変化させる。
【００３８】
光減衰器は、記録モードにおいては液晶素子３４を制御して光減衰率を小さくして、再生モードにおいては液晶素子３４を制御して光減衰率を大きくする。
【００３９】
また、この光減衰器は、再生時のレーザノイズを軽減することができるものであり、光減衰率が一定ではなく可変とされている。そして、この光減衰器は、後述のように、光ピックアップ３固有の個々のカップリング効率ＣＥのばらつきに応じた光減衰率となるように制御される。すなわち、光減衰器は、光ピックアップ３固有のカップリング効率ＣＥのばらつきによる再生時のレーザ元パワーのばらつきを抑えるように構成されている。すなわち、光減衰器は、後述のように１台毎のカップリング効率ＣＥのばらつきに応じて光減衰率Ｒを可変にすることにより光源３１から出射される光ビームのパワーを決定する光源３１の駆動電圧の動作点を所望の範囲となるようにできる。かかる光減衰器は、ＣＥに応じた光減衰率Ｒとすることで、すなわち光源３１のパワーの動作点（元パワーＰ０）を略一定にすることができる。これにより、この光減衰器は、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー、寿命等のばらつきを抑える。
【００４０】
そして、光ピックアップ３は、この液晶素子３４等からなる光減衰器の光減衰率を検出するための光減衰率検出部（以下、「ＬＣＤモニタ」ともいう。）として分岐量検出素子３６を備える。すなわち、分岐量検出素子３６は、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａにより対物レンズ３２及び光ディスク２側に導かれる光ビームから分岐された光ビームが入射される位置に配置される。そして、この分岐量検出素子３６と偏光ビームスプリッタ膜面３５ａとの間には、拡散板３７が設けられている。分岐量検出素子３６は、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａで反射され拡散板３７を介した光ビームを検出することにより、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを透過され光ディスク２に導かれる光ビームの光量を検出する。このように、分岐量検出素子３６は、光分岐量をモニタするものであり、すなわち、光減衰器の光減衰率を検出する。
【００４１】
また、光ピックアップ３は、例えば１／２波長板等である位相板３８と、光分離素子となるビームスプリッタ３９と、ＦＰＤ（フロントフォトダイオード）等の発光パワー検出素子４０と、１／４波長板４１とを備える。発光パワー検出素子４０は、光源３１の発光パワーを検出するための素子である。尚、発光パワー検出素子４０とビームスプリッタ３９との間には、ビームスプリッタ３９から導かれた光ビームを発光パワー検出素子４０に集光する集光レンズを設けるように構成してもよい。また、ビームスプリッタ３９と１／４波長板４１との間には、ビームエキスパンダや立ち上げ用のミラーを配置するように構成してもよい。
【００４２】
また、光ピックアップ３は、光ディスクで反射されビームスプリッタ３９で往路の光ビームから分離された復路の光ビームを検出するための、検出レンズ群４２と、シリンドリカルレンズ４３と、光検出手段となる光検出器４４とを備えている。この検出レンズ群４２は、例えばコリメータレンズやホログラフィックプレートからなる。光ピックアップ３において、上述した各光学部品は、個別にマウントされて構成されている。
【００４３】
また、この光ピックアップ３においては、液晶素子３４を温度に応じて制御するために、温度センサ４５を設けるようにしてもよい。温度センサ４５により検出された検出結果を示す信号は、システムコントローラ７に送られる。温度センサ４５を設けた場合には、後述のように、温度センサ４５により検出された結果に応じて液晶素子３４を駆動する。これにより、温度によって記録及び／又は再生パワーが変化しても、この変化に対応することができる。
【００４４】
次に、この光ピックアップ３において、光源３１から出射された光ビームの光路について図２を用いて説明する。光源３１から出射された直線偏光の拡散状態の光ビームは、コリメータレンズ３３に入射されて平行な光ビームとされ、液晶素子３４に入射される。そして、この液晶素子３４を通過した光ビームは、アナモルフィックプリズム３５、位相板３８及びビームスプリッタ３９に順次入射される。
【００４５】
このとき、アナモルフィックプリズム３５は、光源３１から出射された光ビームの断面形状を、楕円形から略々円形に整形する。すなわち、光源３１から出射された光ビームは、直線偏光であって、図２中矢印Ｐで示す偏光状態を短径方向とする楕円形の断面形状を有している。そして、この光ビームは、断面形状の短径方向に対して傾斜されたアナモルフィックプリズム３５の入射面から入射されることにより、この短径方向についてビーム径を拡げられて、略々円形の光ビームに整形される。
【００４６】
このアナモルフィックプリズム３５及び位相板３８を経てビームスプリッタ３９に入射した入射光ビームは、このビームスプリッタ３９が有する入射光ビームの光軸に対して傾斜された平面状の反射面に対して略Ｐ偏光の状態となされている。なお、位相板３８は、入射光ビームの偏光状態をビームスプリッタ３９の反射面に対するＰ偏光とするように、光軸回りに回転調整されている。
【００４７】
ビームスプリッタ３９に入射した光ビームは、例えば９５％以下程度の一定の比率で分離面３９ａを透過し、１／４波長板４１に入射される。ここでビームスプリッタ３９の分離面３９ａによって反射された光ビームは、発光パワー検出素子４０に入射する。ビームスプリッタ３９を透過された入射光ビームは、１／４波長板４１を通過することによって円偏光となされて、対物レンズ３２によって光ディスク２の記録面上に集光される。
【００４８】
そして、光ディスク２の記録面で反射された反射光ビームは、対物レンズ３２を経て、１／４波長板４１を透過することによって、往光路の光ビームの偏光状態に対して直交する方向の直線偏光となされて、ビームスプリッタ３９に戻る。このとき、反射光ビームは、ビームスプリッタ３９の分離面３９ａに対して略々Ｓ偏光の状態となされており、この分離面３９ａによって略々全量が反射され、光源３１からの光路に対して分離される。光源３１からの光路に対して分離された反射光ビームは、検出レンズ群４２で収束光に変換され、シリンドリカルレンズ４３によってフォーカスエラー信号を非点収差法によって得るための非点収差を付与され、光検出器４４に入射される。この反射光ビームを受光した光検出器４４の出力する信号に基づいて、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が生成される。
【００４９】
この光ピックアップ３においては、光源３１から出射された光ビームは、光減衰器である液晶素子３４及びアナモルフィックプリズム３５の偏光ビームスプリッタ膜面３５ａの作用により、光減衰率が適宜可変制御される。すなわち、光源３１から出射された光ビームは、再生モード及び記録モードに応じて適切な透過率で透過されて光ディスク２側に導かれる。尚、記録モードのときには、再生モードのときよりも小さな光減衰率、すなわち大きな透過率で光ディスク２に導かれる。
【００５０】
この光ピックアップ３において、光源３１の半導体レーザ素子チップを駆動する電流は、レーザ制御部２１から供給される。
【００５１】
液晶素子３４は、印加電圧（以下、「液晶印加電圧」ともいう。）に基づいて入射した光ビームの偏光状態を変化させて出射させる。液晶素子３４に対する印加電圧は、サーボ制御部９によって制御される。液晶素子３４を透過した光束は、偏光の状態が変化された状態で、アナモルフィックプリズム３５に入射する。
【００５２】
アナモルフィックプリズム３５の偏光ビームスプリッタ膜面３５ａは、入射光束の光軸に対して所定の角度の傾斜を有する平面状となされ、Ｐ偏光を略々１００％透過させ、Ｓ偏光を略々１００％反射するようになされている。したがって、例えば光ディスク２に対して記録を行う（以下、「記録モード」ともいう。）際には、液晶素子３４から出射される光ビームの偏光状態が略Ｐ偏光方向に近い状態とされ、例えば９５％程度の光量が偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを透過する。また、光ディスク２に対して再生を行う（以下、「再生モード」ともいう。）際には、液晶素子３４から出射される光ビームの偏光状態がＰ偏光方向から偏光状態が変化され、例えば３０％程度の光量が偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを透過する。このとき、残りの例えば７０％程度の光量が偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを反射され、分岐量検出素子３６側に導かれる。ここで、偏光ビームスプリッタ膜面３５ａを透過する割合は、液晶素子３４により偏光状態が回転された角度によって決まる。
【００５３】
アナモルフィックプリズム３５の偏光ビームスプリッタ膜面３５ａにおいて反射された光ビームは、拡散板３７を経て、光減衰率検出手段となる分岐量検出素子３６に受光される。
【００５４】
分岐量検出素子３６の出力は、光源３１の発光出力とアナモルフィックプリズム３５の偏光ビームスプリッタ膜面３５ａにおける光分岐率との積に対応したものとなっており、この光ピックアップ３における光減衰率に略々対応したものとなっている。なお、この光ピックアップ３においては、光減衰率が小さいときには、分岐量検出素子３６に入射される光量は減り、光減衰率が大きいときに、分岐量検出素子３６に入射される光量が増える関係となっている。分岐量検出素子３６に入射される光量は、１００％−〔光結合効率可変手段の通過率（％）〕と「レーザ出射パワー」との積に比例した量である。この分岐量検出素子３６の出力は、図２に示すように、プリアンプ１４に送られる。
【００５５】
アナモルフィックプリズム３５を透過した光ビームは、ビームスプリッタ３９に入射する。ビームスプリッタ３９は、光源３１から出射された光ビームを、対物レンズ３２を介して光ディスクの記録面に導かれる光ビームと、記録面に導かれる光ビームの光量をモニタするための発光パワー検出素子４０に入射する光ビームとに一定の比率で分離させる。この発光パワー検出素子４０の出力は、レーザ制御部２１に送られ、オートパワーコントロールの動作が実行される。すなわち、レーザ制御部２１は、発光パワー検出素子４０からの出力が所定の値となるように、光源３１の発光出力を制御する。この制御により、光ディスク２の記録面上における照射光量が一定となされる。なお、光ディスク２の記録面上において所定の値となされる照射光量は、後述するように、記録モードと再生モードとでは異なる値であり、光ディスクの種類等によっても異なる。
【００５６】
このビームスプリッタ３９を透過した光ビームは、上述したように、対物レンズ３２に入射される。対物レンズ３２は、入射された光ビームを光ディスク２の記録面のある一点に収束させて照射する。この対物レンズ３２は、図示しない二軸アクチュエータ等によって、フォーカス方向及びトラッキング方向に駆動される。これにより、対物レンズ３２は、光ディスク２の記録面上で焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを光ディスク２の記録面上のトラックに追従させる。
【００５７】
また、システムコントローラ７は、温度センサ４５より送られた温度を示す信号に基づいて、サーボ制御部９を介して、後述のように光源３１のパワーの動作点が一定となるように所定の光減衰率となるように制御する。
【００５８】
上述した光ピックアップ３は、光ディスク再生時のレーザノイズ軽減のための光減衰器に液晶素子３４を使用したものである。また、この光ピックアップ３は、液晶印加電圧を記録モード及び再生モードにおける２値固定ではなく、再生時等に光ピックアップ３のカップリング効率ＣＥに応じて可変させて制御する点に特徴を有するものである。この光ピックアップ３は、この特徴により再生時レーザ元パワーのばらつきを抑え、レーザノイズ・高周波重畳時のピークパワー、信頼性、寿命のばらつきを抑えることができるが、以下この点について詳細に説明する。また、この光ピックアップ３は、光減衰率をモニタする分岐量検出素子３６の出力に基づいて、クローズループ制御を可能にするものである。また、この光ピックアップ３は、任意の光減衰率に設定できるので、再生時のみでなく記録時にも制御可能である。以下では併せてクローズループ制御の利点と、モード切替時のオーバードライブによりＬＣＤ（液晶素子）応答速度を高めてモード切替時間を短縮できる等の利点についても説明する。
【００５９】
まず、図３を用いて液晶素子３４の印加電圧と、この液晶素子及び偏光ビームスプリッタ膜面３５ａからなる光減衰器の光減衰率特性との関係について説明する。図３中横軸は、液晶印加電圧（「ＬＣＤＤＲＶ」ともいう。）を示し、縦軸は、光減衰率（「ＡＴＴ率」ともいう。）を示す。そして、図３中Ｌ１は、液晶素子３４の印加電圧に対する光減衰器の光減衰率特性を示すものである。
【００６０】
ここではまず、本発明と比較するための従来の２値固定制御について説明する。再生モード及び記録モードからなる２モードのそれぞれの値を固定する２値固定制御においては、例えば、図３中Ｐａに示すように再生時に０．５Ｖとし、図３中Ｐｂに示すように記録時に９Ｖとしてこの電圧を印加するようにされている。そして、かかる場合に、図３に示すように、再生時減衰率が０．３であり、記録時減衰率が０．９５程度として得られることとなる。
【００６１】
次に、図３のような関係としたときの液晶素子３４の印加電圧と、減衰率モニタとしての分岐量検出素子３６の電圧の特性、及び発光パワー検出素子４０の電圧の特性との関係について図４を用いて説明する。図４中Ｌ２は、液晶素子３４の印加電圧に対する分岐量検出素子３６の電圧の特性（「ＶＭＯＮ」ともいう。）、すなわち光減衰率のモニタ電圧特性を示し、具体的には、分岐量検出素子３６を構成するフォトディテクタ出力をＩ／Ｖ変換したものである。また、図４中Ｌ３は、液晶素子３４の印加電圧に対する発光パワー検出素子４０の電圧の特性（「ＶＦＰＤ」ともいう。）、すなわち、対物レンズ３２への照射パワーをモニタする電圧特性を示す。このＬ３は、具体的には、発光パワー検出素子４０を構成するフロントフォトダイオード（ＦＰＤ）のＩ／Ｖ出力を示したものである。また、図４中横軸は、液晶印加電圧（「ＬＣＤＤＲＶ」ともいう。）を示す。また、図４中縦軸は、Ｌ２に対しては、分岐量検出素子３６の電圧（ＶＭＯＮ）の特性を示し、Ｌ３に対しては、発光パワー検出素子４０の電圧（ＶＦＰＤ）の特性を示す。
【００６２】
分岐量検出素子３６は、上述したように、減衰率モニタとして機能するものであり、この減衰率モニタである分岐量検出素子３６は、２値制御においても状態確認用として用い、記録／再生動作をさらに安定にするものである。
【００６３】
すなわち、減衰率モニタとしての分岐量検出素子３６の電圧を常に監視するとともに、これと比較するための閾値を設けることで状態確認を可能にする。具体的には、分岐量検出素子３６の電圧が閾値以上であるか以下であるかの判断により、液晶素子３４の状態確認をし、状態確認後、再生・記録モードに移行させることができる。
【００６４】
特に、減衰率大（以下、「ＬＣＤ  ＣＬＯＳＥ」ともいう。）から減衰率小（以下、「ＬＣＤ  ＯＰＥＮ」ともいう。）にする再生モードから記録モードへの切替動作では、この監視が必要となる。すなわち、液晶素子３４の応答速度が有限であり、液晶素子３４自体の切り替え時間が０でないため、この再生から記録への切替動作において、完全にＬＣＤＯＰＥＮ状態にならないまま記録パワーにするレーザを破壊してしまう可能性がある。これは、減衰率大のため光源３１において必要以上のパワーを出させることになるからである。上述したような分岐量検出素子３６は、液晶素子３４の状態を検出することができ、この状態確認の後に、記録時のレーザパワーに切り替えることでレーザ破壊を防止できる。以上のような従来の２値固定制御においても、モード切り替え時の問題等を解消することができるが、上述したようなレーザ元パワーのばらつきによる問題点を解消することが困難であった。
【００６５】
本発明を適用した光ピックアップ３は、以上のような２値固定制御の利点を備えるとともに、２値固定制御の問題点を解消するべく、光減衰率を再生時等では固定ではなく可変制御するものである。これにより、光ピックアップ３は、レーザノイズ・高周波重畳時のピークパワー・レーザ寿命のばらつきを抑え安定した光ディスクドライブシステムを構築するものであるがこの点について、以下に詳細に説明する。
【００６６】
この光ピックアップ３における、光源３１から出射される出射パワー制御は、光路途中に配置された発光パワー検出素子４０のＩ／Ｖ変換で得られた電圧を基準としている。この得られる電圧は、パワーに比例した電圧となっている。以下、この発光パワー検出素子４０の出力を用いた制御のことをオートパワーコントロール（ＡＰＣ）ともいう。
【００６７】
一般的に、光ピックアップ１台毎に出射パワーと発光パワー検出素子４０との関係を測定している。具体的には、出射パワーと、発光パワー検出素子４０を構成するフロントフォトダイオード（ＦＰＤ）出力電圧との関係をｋｉ（Ｖ／ｍＷ）として記憶している。これは、発光パワー検出素子４０の素子感度や、光ピックアップのカップリング効率が個々の光ピックアップ毎に全く同じではないからである。
【００６８】
そして、具体的には、発光パワー検出素子４０を構成するＦＰＤ（フロントフォトダイオード）のＩ／Ｖアンプのゲインを調整して、ｋ１（Ｖ／ｍＷ）を固定値に調整するのが一般的である。その一方で、ＡＰＣとしてのレーザ制御部２１は、設定したいパワーが、例えばＰ１（ｍＷ）のときは、発光パワー検出素子４０のＦＰＤ出力がＰ１×ｋ１（Ｖ）になるように制御する。
【００６９】
次に、この関係を示すｋ１についてさらに具体的に説明する。このｋ１（Ｖ／ｍＷ）の測定は、最低２点のパワー（Ｐ１，Ｐ２）で、オートパワーコントロールではなく、定電流駆動発光（以下、「ＣＣ発光」ともいう。）させて行う。そして、光パワーメータで対物レンズ３２の出射パワーＰ１，Ｐ２と、そのときの発光パワー検出素子４０を構成するフォントフォトダイオード（ＦＰＤ）のＩ／Ｖアンプ出力Ｖ１，Ｖ２を測定する。さらに、そのときの光源３１のレーザ電流Ｉ１，Ｉ２も測定しておく。
【００７０】
このように得られた出射パワーＰ１，Ｐ２、出力電圧Ｖ１，Ｖ２から次式（１）によりｋ１を算出することができる。また、レーザ電流Ｉ１，Ｉ２から次式（２）により、光学系としたときの光源３１によるレーザの微分効率η１を算出することができる。さらに、レーザ単体としての微分効率をη０（ｍＷ／ｍＡ）とすれば、このη０及び得られたη１と、カップリング効率ＣＥとは、次式（３）の関係を有している。
ｋ１＝（Ｖ２−Ｖ１）／（Ｐ２−Ｐ１）（Ｖ／ｍＷ）  ・・・（１）
η１＝（Ｐ２−Ｐ１）／（Ｉ２−Ｉ１）（ｍＷ／ｍＡ）  ・・・（２）
ＣＥ＝η１／η０  ・・・（３）
【００７１】
ところで、光ピックアップ３におけるカップリング効率ＣＥは、光源３１から出射される光ビームのレーザ発散角、光ピックアップ３を構成する光学部品の透過率、光学ロス等で決定され、必要最大出射パワー、光スポット形状等を考慮して決定される。
【００７２】
次に、光源３１から出射されるレーザを同様に、ＣＣ発光で、あるパワーで発光させ、液晶素子３４の印加電圧をあるステップ毎に変化させる。このとき、発光パワー検出素子４０のＦＰＤ出力電圧を測定すると、上述した図４のＬ３のような特性が得られ、液晶印加電圧に対する光減衰率がわかる。
【００７３】
一般的な光減衰制御では、光減衰率が一様範囲で、温度変化の影響を受けずらい２点の電圧、例えば図３に示すＰａ，Ｐｂ部分のような位置において、固定値を採用する手法が選ばれる。ここで具体的な減衰比としては、図３に示すＰａにおけるＬＣＤＣｌｏｓｅ時の減衰比が０．３程度であり、図３に示すＰｂにおけるＬＣＤＯｐｅｎ時の減衰比が０．９５程度である。
【００７４】
再生時（ＬＣＤＣｌｏｓｅ）の光減衰率が０．３固定の場合、再生パワー０．３ｍＷ時のレーザの元パワーＰ０は、カップリング効率ＣＥと、光減衰率Ｒとを用いれば、Ｐ０＝０．３／（ＣＥ×Ｒ）の関係式を満たしている。Ｒ＝０．３とすると、Ｐ０＝０．３／（ＣＥ×０．３）＝１／ＣＥとなる。
【００７５】
ここで、ばらつきを考慮して、カップリング効率ＣＥをＣＥ＝０．１０〜０．２０とすると、レーザ元パワーＰ０は、Ｐ０＝１／（０．１０〜０．２０）＝５．０〜１０ｍＷとなり、動作点が異なることになる。このように、動作点が異なると、レーザノイズ（ＲＩＮ）、高周波重畳時のピークパワー、寿命等が一様でなくなることになる。尚、この点が上述した従来の２値固定制御の具体的な問題点である。
【００７６】
これに対し、レーザ元パワーの動作点をほぼ同じにするには、光減衰率を可変にすればよい。動作点は、使用するレーザのPower vs RINカーブ、システム上許容されるレーザノイズ、高周波重畳波形のピークパワー等を考慮して決める必要がある。また、寿命の観点からは動作点のパワーは小さい方がよい。
【００７７】
上述した図９の例では、重畳波形の２発目のこぶが出始める前の５ｍＷが動作点として妥当であると考えられる。また、上述の関係式からＲ＝０．３／（Ｐ０×ＣＥ）の関係が得られる。これらのことから、動作点を５ｍＷにするには、ＣＥｍａｘ＝０．２０のとき、光減衰率が０．３ｍＷ／５ｍＷ×０．２０（ＣＥｍａｘ）＝０．３であり、ＣＥｍｉｎ＝０．１０のとき、光減衰率が０．３ｍＷ／５ｍＷ×０．１０（ＣＥｍｉｎ）＝０．６である。すなわち、動作点を５ｍＷにするためには、光減衰率を０．３〜０．６の範囲で可変にすればよい。具体的には、光ピックアップ個々のカップリング効率ＣＥに応じた光減衰率を決定し、この光減衰率となるように液晶素子３４を駆動することにより、動作点を一定にすることが可能となる。
【００７８】
液晶素子３４の印加電圧と、光減衰率との関係は、上述のように光源３１を定電流（ＣＣ）駆動であるパワーで発光させ、液晶（ＬＣＤ）印加電圧をあるステップで可変することで得られる。すなわち、当該関係は、液晶印加電圧を例えば０〜９Ｖ間のあるステップで可変させ、そのときの発光パワー検出素子４０のＦＰＤ電圧、分岐量検出素子３６のモニタ電圧を測定することでわかる。
【００７９】
分岐量検出素子３６のモニタ電圧は、光減衰率が大きい場合に、モニタとしての分岐量検出素子３６側に分岐される光が増大することで、電圧が増加するので、発光パワー検出素子４０のＦＰＤ電圧とは逆の特性になる。
【００８０】
ここで説明する例において、以下のようにＶＦＰＤ９、ＶＭＯＮ９、ＶＦＰＤｎ、ＶＭＯＮｎを設定したときに、以下のような関係が得られる。すなわち、液晶印加電圧９Ｖである光減衰率の最小時の発光パワー検出素子４０のＦＰＤ電圧をＶＦＰＤ９とし、そのときの、分岐量検出素子３６のモニタ電圧をＶＭＯＮ９とする。また、液晶印加電圧ｎＶであるときの発光パワー検出素子４０のＦＰＤ電圧をＶＦＰＤｎとし、そのときの、分岐量検出素子３６のモニタ電圧をＶＭＯＮｎとする。このように設定したとき、ｎＶであるときの光減衰率ＡＴＴｎは、関係式ＡＴＴｎ＝０．９５×ＶＦＰＤｎ／ＶＦＰＤ９＝０．９５×ＶＭＯＮ９／ＶＭＯＮｎを満たすこととなる。このとき、「０．９５」とあるのは、最小光減衰率が１でなく０．９５であるからである。
【００８１】
このように、液晶印加電圧を０〜９Ｖ間の許されるステップで可変させ上記測定を行えば、液晶印加電圧と光減衰率との関係（ＬＣＤ印加電圧ｖｓ光減衰率）が判明する。
【００８２】
以上のように、光ピックアップ１台毎の、カップリング効率ＣＥと、液晶（ＬＣＤ）印加電圧と、光減衰率との関係が得られるので動作点、すなわち再生時のレーザ元パワーをほぼ同一にすることが可能となる。具体的には、サーボ制御部９は、サーボ制御部９自体やシステムコントローラ７に記憶された固有のカップリング効率ＣＥに基づいて、液晶素子３６からなる光減衰器を制御することで、レーザ元パワーを同一にできる。
【００８３】
本発明を適用した光ピックアップ３は、光源３１と、対物レンズ３２と、光検出器４４と、光減衰器とを備え、この光減衰器が、液晶素子３４と、偏光分離部としての偏光ビームスプリッタ膜面３５ａとを有することに特徴を有している。この光ピックアップ３は、光検出器が、光ピックアップ３固有のカップリング効率のばらつきに応じた光減衰率となるように制御される構成により、以下の効果を有するものである。すなわち、光ピックアップ３は、カップリング効率に応じて光減衰率を変化させることにより、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー及びレーザの寿命のばらつきを抑えることを実現し、安定した記録再生特性を実現する。このように、本発明は、安定な記録再生システムを実現する。
【００８４】
また、本発明を適用した光ピックアップ３は、光減衰器が、光ピックアップのカップリング効率のばらつきによる再生時の光源３１から出射される光ビームのパワーのばらつきを抑えるように構成されている点に特徴を有するものである。そして、光ピックアップ３は、個々のカップリング効率のばらつきに応じて光減衰率を可変にすることにより光源３１のパワーの動作点を一定にするものである。光ピックアップ３は、この構成により、確実にレーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー及びレーザの寿命のばらつきを抑えることを実現する。
【００８５】
尚、以上では、オープン制御を採用した例について説明したが、ＬＣＤモニタである分岐量検出素子３６のモニタ電圧を一定にするようなクローズループ制御を行うことも可能である。さらに、このクローズループ制御により、温度変化による減衰率変化を抑制することも可能にできる。一般的に、液晶素子は温度の影響を受けやすく、上述した光ピックアップ３を構成する液晶素子３４も例外ではない。
【００８６】
ここで、図３及び図４を用いて説明した液晶印加電圧に対する光減衰率特性（Ｌ１）及び分岐量検出素子３６の電圧特性（Ｌ２）の温度毎の特性例を図５及び図６に示す。図５及び図６中横軸は、液晶印加電圧（ＬＣＤＤＲＶ）を示す。また、図５中Ｌ１０は、０℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する光減衰器の光減衰率特性を示す。Ｌ１１は、２５℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する光減衰器の光減衰率特性を示す。Ｌ１２は、５０℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する光減衰器の光減衰率特性を示す。図５中縦軸は、光減衰率（ＡＴＴ率）を示す。また、図６中Ｌ２０は、０℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する分岐量検出素子３６の電圧の特性を示す。Ｌ２１は、２５℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する分岐量検出素子３６の電圧の特性を示す。Ｌ２２は、５０℃のときの液晶素子３４の印加電圧に対する分岐量検出素子３６の電圧の特性を示す。図６中縦軸は、分岐量検出素子３６の電圧（ＶＭＯＮ）の特性を示す。
【００８７】
上述したように、通常行われている記録／再生の２値固定制御を用いた方法の場合には、光減衰率（ＡＴＴ率）が温度変化を受けないフラットな領域、例えば図３に示すＰａ、Ｐｂ部分に２値を設定されている。これに対して、光ピックアップ３では、カップリング効率によっては、光減衰率（ＡＴＴ率）が温度変化の影響を受ける動作点になる場合がある。尚、カップリング効率が０．１〜０．２の２倍の変化よりは少ない。このようにオープン制御では、温度変化による光減衰率（ＡＴＴ率）変化を受ける可能性があるが、分岐量検出素子３６のＬＣＤモニタ電圧ＶＭＯＮを検出値とした、クローズループ制御を採用することにより、温度変化の影響を抑制できる。これは、分岐量検出素子３６は、フォトディテクタを用いるので、温度特性は液晶素子３４よりはるかに小さいからである。
【００８８】
具体的に、クローズループ制御を可能とする光ピックアップ３は、上述したシステムコントローラ７、サーボ制御部９及びプリアンプ１４が図７に示すように構成される。システムコントローラ７は、光減衰率とＬＣＤモニタとしての分岐量検出素子３６のモニタ電圧ＶＭＯＮとの関係（光減衰率ｖｓＶＭＯＮ）を示す光減衰率ｖｓＶＭＯＮテーブル７ａを有する。また、システムコントローラ７は、基準となるリファレンス電圧を決定するためのリファレンス電圧決定部７ｂを有する。光減衰率ｖｓＶＭＯＮテーブル７ａには、上述したＬＣＤ印加電圧ｖｓ光減衰率の関係から得られた光減衰率とモニタ電圧ＶＭＯＮとの関係（光減衰率ｖｓＶＭＯＮ）がテーブルとして記憶されている。そして、システムコントローラ７のレファレンス電圧決定部７ｂは、再生時に設定したい光減衰率でのＬＣＤモニタ出力電圧と比較するための基準となるリファレンス電圧（「Ｒｅｆ電圧」ともいう。）を決定し、後述する比較器９ａに供給する。
【００８９】
プリアンプ１４には、ＬＣＤモニタとしての分岐量検出素子３６のフォトディテクタからの出力をＩ／Ｖ変換するためＩ／Ｖアンプ１４ａが設けられている。Ｉ／Ｖアンプ１４ａは、分岐量検出素子３６で検出された結果をモニタ電圧ＶＭＯＮとして生成し、後述する比較器９ａに供給する。
【００９０】
サーボ制御部９は、比較器９ａと、方形波発振器９ｂと、液晶素子電圧制御アンプ（「ＶＣＡ」ともいう。）９ｃとを有する。尚、ここでは、液晶素子３４の印加電圧は、ＤＣではなくＡＣ駆動で、１ｋＨｚの方形波駆動としている。
【００９１】
比較器９ａには、上述したように、レファレンス電圧決定部７ｂからリファレンス電圧と、Ｉ／Ｖアンプ１４ａからモニタ電圧ＶＭＯＮとが入力される。比較器９ａは、モニタ電圧ＶＭＯＮからリファレンス電圧を減算する演算（ＶＭＯＮ−Ｒｅｆ電圧）を行い、この結果を液晶素子電圧制御アンプ９ｃに供給する。液晶素子電圧制御アンプ９ｃは、液晶素子３４を駆動するための液晶印加電圧（ＬＣＤ駆動電圧）を液晶素子３４に供給する。液晶素子電圧制御アンプ９ｃは、比較器９ａの出力が＋の場合、すなわちＬＣＤモニタ電圧が大きい場合には、光減衰率が目標より大きいことを意味するので、ＬＣＤ印加電圧を上げる極性となるように設定する。一方、液晶素子電圧制御アンプ９ｃは、比較器９ａの出力が−の場合。すなわちＬＣＤモニタ電圧が小さい場合には、光減衰率が小さいことを意味するので、ＬＣＤ印加電圧を下げる極性となるように設定する。液晶素子電圧制御アンプ９ｃには、比較器９ａの出力が制御電圧として入力され、液晶素子電圧制御アンプ９ｃは、この制御電圧に応じた増幅度を与える。また、液晶素子電圧制御アンプ９ｃには、方形波発振器９ｂから１ｋＨｚ方形波が入力される。そして、液晶素子電圧制御アンプ９ｃは、この比較器９ａからの出力電圧と極性に応じて、方形波発振器９ｂからの入力信号である１ｋＨｚのＡｃ信号振幅が変化することとなり、それが液晶素子３４に供給され、所定の光減衰率が得られることになる。このように、液晶素子電圧制御アンプ９ｃ等を有するサーボ制御部９は、分岐量検出素子３６及びシステムコントローラ７からの信号に基づいて液晶素子３６からなる光減衰器を制御する。
【００９２】
光ピックアップ３は、このようなクローズループ制御でＬＣＤモニタ電圧ＶＭＯＮを一定にするように制御することにより、温度変化による光減衰率（ＡＴＴ率）の変化を抑制できる。
【００９３】
以上のように本発明を適用した光ピックアップ３は、クローズ制御されることにより、温度変化による減衰率変化を抑制するように構成されることを特徴とする。具体的に光ピックアップ３は、リファレンス電圧とモニタ電圧とを比較してこの結果に応じて液晶素子３４の印加電圧を決定することにより、温度変化による光減衰率の変化を抑制することができる。これにより、光ピックアップ３は、温度変化によらず、安定した記録再生特性を実現する。
【００９４】
尚、クローズループ制御を行うことにより、切り替え時の液晶応答速度の改善を実現することができる。すなわち、上述と同様に、ＬＣＤモニタ電圧を基準となるリファレンス電圧と比較したクローズループ制御を行うことにより、任意の光減衰比に設定可能にでき、再生時だけでなく記録時も制御することでモード遷移時間の短縮を可能にする。
【００９５】
具体的に、図８に示すように、クローズループ制御のダイナミックレンジとして、液晶素子３４の許容電圧まで液晶印加電圧がかかるように、比較器９ａ及び液晶素子電圧制御アンプ９ｃを設定するように構成してもよい。尚、図８（ａ）は、再生時の印加電圧Ｖ１を示し、図８（ｂ）は、記録時の印加電圧Ｖ２を示す。図８（ｂ）中破線部は、オーバードライブされている状態を示し、Ｖ３は、最大許容印加電圧を示す。
【００９６】
これにより、再生モードから記録モードに切り替える切り替え時にオーバードライブ、すなわち記録時印加電圧Ｖ２よりも大きな最大許容印加電圧Ｖ３程度まで印加させることにより、図８（ｃ）に示すように、液晶（ＬＣＤ）応答速度を改善することができる。尚、図８（ｃ）の実線ＬＲは、再生時における液晶印加電圧を示し、実線ＬＷは、記録時における液晶印加電圧を示し、実線ＬＲＷは、再生時から記録時に移行する際の液晶印加電圧の変化を示す。そして、図８（ｃ）の破線ＬＯＤは、オーバードライブされたときの液晶印加電圧の変化を示す。また、図８（ｃ）中横軸は、時間を示し、縦軸は、モニタ電圧ＶＭＯＮを示す。図８（ｃ）によれば、図８（ｂ）の破線部で示すようなオーバードライブを行うことにより、再生時から記録時への以降時間を短縮化できることが示されている。
【００９７】
これは、一般的に、液晶応答速度は、液晶印加電圧（ＬＣＤＤＲＶ電圧）に依存し、高電圧であるほど速くなるためである。また、液晶応答速度は、周囲温度にも依存し低温であるほど応答速度が遅くなる。このようなクローズループ制御でオーバードライブ状態でのモード切り替えでは、通常の切り替えよりモード切り替わり時間が短縮される。これにより、実際の記録開始までのメモリ容量が少なくて済み、特にリアルタイム性が要求されるＡＶレコーダ等において、コストダウンが図れる。
【００９８】
本発明を適用した光ピックアップ３は、クローズループ制御され、再生モードから記録モードに切り替えるモード切り替え時に、液晶素子３４の印加電圧が記録モードにおける印加電圧Ｖ２よりも大きな最大許容印加電圧Ｖ３が印加される構成とされる。これにより光ピックアップ３は、液晶応答速度を速くすることができ、モード切り替え時間を短縮化することを実現する。すなわち、光ピックアップ３は、光ディスク装置としてのリアルタイム性を実現するとともに、メモリ容量等を削減し、コストダウンを実現する。
【００９９】
以上のように、本発明を適用した光ピックアップ３は、光学カップリングのばらつきによる再生時のレーザ元パワーの動作点をほぼ一定にでき、レーザノイズ・高周重畳時のピークパワー・寿命のばらつきが抑制され、安定な記録再生を達成できる。すなわち、光ピックアップ３によれば、レーザノイズが、パワー依存性だけではなく、個々の差もあるが、動作点を同じにしておく構成により、ばらつき要因を減少させる点にメリットを有し、良好な記録再生特性を実現できる。
【０１００】
また、本発明を適用した光ピックアップ３は、光減衰率をモニタ可能な分岐量検出素子３６によりＬＣＤモニタ電圧と、リファレンス電圧とを比較するクローズループ制御が可能となり、任意の光減衰率に設定可能である。
【０１０１】
また、本発明を適用した光ピックアップ３は、クローズループ制御する事により、温度変化による光減衰率（ＡＴＴ率）の変化の抑制ができる。さらに、光ピックアップ３は、モード切り替え時に液晶印加電圧がオーバードライブされ、モード切り替え時間が短縮され、切り替え遷移時に必要なメモリ容量を小さくできる。
【０１０２】
また、本発明を適用した光ディスク装置１は、駆動手段と光ピックアップとを備え、光ピックアップとして上述した光ピックアップ３を備える点に特徴を有する。この光ディスク装置１は、ピックアップのカップリング効率に応じて光減衰器により光減衰率を変化させることにより、レーザノイズ、高周波重畳時のピークパワー、及び寿命のばらつきを抑えることを実現し、良好な記録再生特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明を適用した光ピックアップの光学系を示す光路図である。
【図３】液晶素子の印加電圧ＬＣＤＤＲＶと、光減衰率（ＡＴＴ率）特性との関係を示す図である。
【図４】液晶素子の印加電圧ＬＣＤＤＲＶと、光ディスクへの照射パワーのモニタとしての発光パワー検出素子の電圧特性ＶＦＰＤ及び液晶モニタとしての分岐量検出素子の電圧特性ＶＭＯＮとの関係を示す図である。
【図５】温度が０℃、２５℃、５０℃としたときの、液晶素子の印加電圧ＬＣＤＤＲＶと、光減衰率（ＡＴＴ率）特性との関係を示す図である。
【図６】温度が０℃、２５℃、５０℃としたときの、液晶素子の印加電圧ＬＣＤＤＲＶと、液晶モニタとしての分岐量検出素子の電圧特性ＶＭＯＮとの関係を示す図である。
【図７】本発明を適用した光ピックアップのクローズループ制御を可能とする例におけるクローズループ制御を可能とする構成を示すブロック図である。
【図８】モード切り替え時にオーバードライブを行うことについて説明するための図であり、（ａ）は、再生モードにおける印加電圧を示し、（ｂ）は、記録モードにおける印加電圧及び最大許容印加電圧を示す。（ｃ）は、オーバードライブを行うことによりモード切り替え時間が短縮されることを示す図である。
【図９】レーザ光源の元パワーとレーザノイズとの関係を説明するための図であり、元パワーとＲＩＮ値との関係を示す図である。
【図１０】一般的なレーザ光源において、高周波重畳をかけたときのピークパワーが大きい状態とされた高周波重畳波形を示す図である。
【図１１】図１０に示す状態に対してレーザ光源の元パワーを上げることにより、緩和振動の第２及び第３の立ち上がり部が発生し、ピークパワーが下がってしまうことを示す図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  光ディスク装置、２  光ディスク、３  光ピックアップ、４  スピンドルモータ、５  送りモータ、７  システムコントローラ、９  サーボ制御部、３１  光源、３２  対物レンズ、３３  コリメータレンズ、３４  液晶素子、３５  アナモルフィックプリズム、３５ａ  偏光ビームスプリッタ膜面、３６  分岐量検出素子、３７  拡散板、３８  位相板、３９  ビームスプリッタ、３９ａ  分離面、４０  発光パワー検出素子、４１  １／４波長板、４２  検出レンズ群、４３  シリンドリカルレンズ、４４  光検出器、４５  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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