(57)【要約】【課題】  対物レンズの開口数を小さくした場合に増加するフレア光による悪影響を改良した光ピックアップ装置に関する。【解決手段】  信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズ１２と光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器１４とを備え、光検出器１４を構成する受光部の一部を切り欠くことによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズ１２の開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するように構成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズと光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器とを備えた光ピックアップ装置であり、光検出器を構成する受光部の一部を切り欠くことによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光検出器を方形の４分割センサにて構成し、分割線方向の辺を切り欠い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。
【請求項３】
信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズと光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器とを備えた光ピックアップ装置であり、光検出器を構成する受光部の一部をマスクするマスク手段を設け、該マスク手段にてフレア光の受光部への照射動作を遮断することによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
マスク手段として液晶制御素子を使用したことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【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行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
光ディスク装置としては、ＣＤやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ（High Density Digital Versatile Disk）規格の光ディスク(新世代光ディスク)を使用するものが開発されている。
【０００４】
ＣＤ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レーザー光としては、波長が７８０ｎｍである赤外光が使用され、ＤＶＤ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レーザー光としては、波長が６５０ｎｍの赤色光が使用されている。
【０００５】
そして、前記ＣＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは１．２ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は０．４５と規定されている。また、ＤＶＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは０．６ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は０．６と規定されている。
【０００６】
斯かるＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクに対して、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ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レーザー光としては、波長が短いレーザー光、例えば波長が４０５ｎｍの青紫色光が使用されている。
【０００７】
Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは、０．１ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、０．８５と規定されている。
【０００８】
一方、ＨＤ  ＤＶＤ規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは、０．６ｍｍであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、０．６５と規定されている。
【０００９】
前述したようにＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ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ためのレーザー光としては、波長が４０５ｎｍの青紫色光を使用することが出来るので、レーザーダイオードを兼用することによって両規格の光ディスクから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を作ることが出来る。
【００１０】
しかしながら、両光ディスクから信号を読み出すためには、信号記録層の位置が大きく相違し、対物レンズの必要とする開口数が大きく異なるため、各光ディスクに対応させて開口数を切り換える必要があり、斯かる動作を行うことが出来る光ピックアップ装置が開発されている。（特許文献１参照。）
また、最近では、前述したＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクだけでなく、新世代光ディスクであるＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ  ＤＶＤ規格の光ディスクも使用することが出来る光ディスク装置の製品化が行われている。斯かる光ディスク装置に使用される光ピックアップ装置は、当然使用可能な規格の光ディスクに設けられている信号記録層から信号の読み出し動作や該信号記録層への信号の記録動作を行うことが出来るように構成されることになる。
【００１１】
斯かる光ピックアップ装置は、前述した波長のレーザー光を単一の対物レンズにて光ディスクの信号記録層に照射させることが困難であるため、例えばＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクにレーザー光を照射する対物レンズと例えばＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクにレーザー光を照射する対物レンズの２つの対物レンズが使用されることになる。（特許文献２参照。）
新世代光ディスクを使用することが出来る光ディスク装置は、従来の光ディスクであるＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクも使用可能にされているが、斯かる光ディスク装置に組み込まれる光ピックアップ装置は、前述した２つの対物レンズを備えたものが一般的である。
【００１２】
斯かる光ピックアップ装置においては、一方の対物レンズによってＣＤ規格及びＤＶＤ規格の光ディスクの信号記録層に異なる波長のレーザー光を集光させるように構成されている。斯かる異なる規格の光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるために入射面に輪帯状の回折格子が形成された対物レンズを使用する技術が開発されている。（特許文献３参照。）
【特許文献１】特開２００６−１７２６０５号公報
【特許文献２】特開平１１−２３９６０号公報
【特許文献３】特開２０００−８１５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
各規格の光ディスクに対応させるために回折格子付き対物レンズを用いて各波長のレーザー光を回折させて信号記録層に集光させる場合、各波長のレーザー光毎に使用する回折光の回折効率を良好するべく回折格子の回折溝に対する設計は行われる。斯かる回折格子の設計を行う場合、全ての波長のレーザー光に対して最良となる回折効率を確保することは困難であり、優先度の低い波長のレーザー光の回折格子に対する回折効率を犠牲にして設計されている。
【００１４】
例えば、短波長レーザーほど最高光出力が低い現状であることに起因して記録密度の高い光ディスクに対して回折効率の優先度を高くする必要があるので、世代が最も古く、記録密度が最も低いＣＤ用のレーザー光に対する回折効率を犠牲にしている。この場合、他の光ディスク用レーザー光に対して設定される回折効率との兼ね合いになるが、設計によってはＣＤ用のレーザー光における回折効率は４０％程度になり、フレア光と呼ばれる不要な回折光(６０％程度)より低い値になることがある。
【００１５】
このような回折効率であると、３ビームの中のメインビームから発生するフレア光が光検出器に設けられているサブビーム用受光領域が受光する受光量が無視出来ないほど増大し、トラッキングサーボ動作やフォーカスサーボ動作が不安定になるという問題がある。
【００１６】
また、対物レンズに形成される回折格子は、ＣＤ用のレーザー光の波長及びDVD用のレーザー光の波長に応じて各光ディスクに適した開口数になるように設計される。そして、光ピックアップ装置は、対物レンズの開口数を小さくすると光ディスクの信号面に対する対物レンズの傾きに基づく特性低下が少なくなるという特性がある。
【００１７】
輪帯状の回折格子が形成されている対物レンズによってＣＤ規格の光ディスクに設けられている信号記録層へのレーザー光の集光動作及びＤＶＤ規格の光ディスクに設けられている信号記録層へのレーザー光の集光動作を行うように構成された光ピックアップ装置では、ＤＶＤ規格の光ディスクに対する特性を優先して対物レンズの傾き等が設定されるので、ＣＤ規格の光ディスクに対する特性が低下することになる。
【００１８】
斯かる点を改良する方法として前述した特性からＣＤ規格の光ディスクに対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくする方法が考えられるが、開口数を小さくすると、フレア光が光検出器に設けられているサブビーム用受光領域が受光する受光量が無視出来ないほど増大し、トラッキングサーボ動作やフォーカスサーボ動作が不安定になるという問題がある。
【００１９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズと光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器とを備え、前記光検出器を構成する受光部の一部を切り欠くことによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するように構成されている。
【００２１】
また、本発明は、光検出器を方形の４分割センサにて構成し、分割線方向の辺を切り欠いたことを特徴とするものである。
【００２２】
そして、本発明は、信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズと光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器とを備え、前記光検出器を構成する受光部の一部をマスクするマスク手段を設け、該マスク手段にてフレア光の受光部への照射動作を遮断することによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するように構成されている。
【００２３】
また、本発明は、マスク手段として液晶制御素子を使用し、駆動電圧の供給動作を制御することによって光検出器に照射されるフレア光の遮断動作を選択的に行うように構成されている。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、信号記録層を覆うカバー層の厚みが異なる光ディスクに異なる波長のレーザー光を集光させるように輪帯状の回折格子が開口数に応じて形成されている対物レンズと光ディスクの信号記録層から反射される戻り光が照射されるとともに少なくともフォーカスエラー信号を生成する光検出器とを備えた光ピックアップ装置において、前記光検出器を構成する受光部の一部を切り欠くことによって波長の長いレーザー光に対応させて設定される対物レンズの開口数を小さくしたときに増大するフレア光による影響を排除するようにしたので、対物レンズの開口数を小さくしてもトラッキングサーボ動作やフォーカスサーボ動作を支障なく行うことが出来る。
【実施例】
【００２５】
図１は本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例を示す光学配置図、図２は本発明に係る光検出器の一実施例を示す概略図、図３は従来の光検出器を示す概略図である。尚、本実施例は、ＣＤ規格の光ディスク及びＤＶＤ規格の光ディスクに対応させた光ピックアップ装置に実施した場合について説明する。
【００２６】
図１において、１はＣＤ規格の光ディスク、即ち同図において実線で示す位置に信号記録層Ｌ１が設けられている第１光ディスクＤ１に集光されるレーザー光を放射する第１レーザーダイオードであり、赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍの第１波長、例えば７８０ｎｍの第１レーザー光を生成するように構成されている。また、２はＤＶＤ規格の光ディスク、即ち同図において破線で示す位置に信号記録層Ｌ２が設けられている第２光ディスクＤ２に集光されるレーザー光を放射する第２レーザーダイオードであり、赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍの第２波長、例えば６５０ｎｍの第２レーザー光を生成するように構成されている。
【００２７】
３は前記第１レーザーダイオード１から放射される第１レーザー光が入射される位置に設けられている第１レーザー光用回折格子であり、０次回折光であるメインビームと±１１次回折光であるサブビームを分離生成する作用を成すものである。４は前記第１レーザー光用回折格子３を透過した第１レーザー光が入射される第１レーザー光用１／２波長板であり、偏光方向を調整する作用を成すものである。
【００２８】
５は前記第２レーザーダイオード２から放射される第２レーザー光が入射される位置に設けられている第２レーザー光用回折格子であり、０次回折光であるメインビームと±１１次回折光であるサブビームを分離生成する作用を成すものである。６は前記第２レーザー光用回折格子５を透過した第２レーザー光が入射される第２レーザー光用１／２波長板であり、偏光方向を調整する作用を成すものである。
【００２９】
７は前記第１レーザー光用１／２波長板４を透過した第１レーザー光及び前記第２レーザー光用１／２波長板６を透過した第２レーザー光が異なる方向から入射されるダイクロイックプリズムであり、第１レーザー光を透過させるとともに第２レーザー光を反射させるフィルター面７ａが設けられている。
【００３０】
このダイクロイックプリズム７は、第１レーザーダイオード１と第２レーザーダイオード２とを別光路に配置する役割を担うものであり、ダイクロイックプリズム７のフィルター面７ａは第１波長である７８０ｎｍのレーザー光の透過率を９５％以上確保するとともに第２波長である６５０ｎｍのレーザー光の透過率を５％未満、即ち反射率を９５％以上確保するような波長選択性を有する反射・透過コートが施されている。
【００３１】
８は前記ダイクロイックプリズム７のフィルター面７ａを透過した第１レーザー光及び該フィルター面７ａにて反射された第２レーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｐ偏光光は透過させ、Ｓ偏光光は反射させる偏光フィルター面８ａが設けられている。前記第１レーザーダイオード１から放射される第１レーザー光は、前記第１レーザー光用１／２波長板４によってＰ偏光光に変換され、前記第２レーザーダイオード２から放射される第２レーザー光は、前記第２レーザー光用１／２波長板６によってＰ偏光光に変換されるように構成されている。従って、偏光ビームスプリッタ８に入射される第１レーザー光及び第２レーザー光は、前記偏光フィルター面８ａを透過することになる。
【００３２】
９は前記偏光ビームスプリッタ８を透過した第１レーザー光及び第２レーザー光が入射される位置に設けられているコリメータレンズであり、入射されるレーザー光を平行光に変換する作用を成すものである。１０は前記コリメータレンズ９にて平行光に変換された第１レーザー光及び第２レーザー光が入射される反射ミラーであり、光軸を直角方向に変
更する作用を成すものである。
【００３３】
１１は前記反射ミラー１０によって反射された第１レーザー光及び第２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、レーザー光を直線偏光光から円偏光光に、またその反対に円偏光光から直線偏光光に偏光する作用を成すものである。１２は前記１／４波長板１１を透過した第１レーザー光及び第２レーザー光が照射される位置に設けられている対物レンズであり、第１レーザー光を第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に集光させるとともに第２レーザー光を第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ２に集光させる作用を成すものである。
【００３４】
前記対物レンズ１２は、第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に記録されている信号の読み出し動作に使用される第１波長の第１レーザー光及び第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ２に記録されている信号の読み出し動作に使用される第２波長の第２レーザー光を夫々の光学特性に合わせて回折する回折格子１２ａが入射面側に光軸を中心として輪帯状に形成され、この回折格子１２ａにより回折される回折光が各光ディスクＤ１、Ｄ２に対して球面収差を補正して適切に集光されるように設計されている。
【００３５】
前記対物レンズ１２に形成される輪帯状の回折格子１２ａは、回折作用によって入射される第１レーザー光を第１光ディスクD１の信号記録層Ｌ１に集光させるが、この場合における開口数は、第１光ディスクＤ１に適した値になるように設定されている。また、前記回折格子１２ａは、回折作用によって入射される第２レーザー光を第２光ディスクD２の信号記録層Ｌ２に集光させるが、この場合における開口数は、第２光ディスクＤ２に適した値になるように設定されている。
【００３６】
第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１及び第２光ディスクＤ２の信号記録層Ｌ２に集光された第１レーザー光及び第２レーザー光は、各信号記録層Ｌ１、Ｌ２にて反射されて戻り光として対物レンズ１２に光ディスクＤ１、Ｄ２側から入射される。前記対物レンズ１２に入射された戻り光は、該対物レンズ１２を透過した後１／４波長板１１に入射される。
【００３７】
前記１／４波長板１１に入射された戻り光は、該１／４波長板１１によって円偏光光から直線偏光光に変換されるが、光ディスクＤ１、Ｄ２への照射されるレーザー光がＰ偏光光であったのに対し、戻り光はＳ偏光光となる。前記１／４波長板１１によってＳ偏光光に変換された戻り光は、反射ミラー１０によって反射された後コリメータレンズ９に入射される。
【００３８】
前記コリメータレンズ９に入射された戻り光は、該コリメータレンズ９を透過して偏光ビームスプリッタ８に入射される。前記偏光ビームスプリッタ８に入射される戻り光は、前述したようにＳ偏光光に変換されているため該偏光ビームスプリッタ８に設けられている偏光フィルター面８ａを透過することなく反射せしめられる。
【００３９】
１３は前記偏光ビームスプリッタ８に設けられている偏光フィルター面８ａにて反射された戻り光が入射される位置に設けられているサーボレンズであり、光ディスクＤ１、Ｄ２に設けられている信号記録層Ｌ１、Ｌ２に照射されるレーザー光のフォーカスエラー成分を発生させるとともに戻り光を光検出器１４に照射させる作用を成すものである。
【００４０】
ここで、従来一般に使用されている光検出器１４の構成について図３を参照して説明する。図３は一般に４分割センサーと呼ばれる構成の光検出器であり、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの４つのセンサー部より構成されている。斯かる構成において、信号記録層Ｌ１またはＬ２に対して第１レーザー光または第２レーザー光が正しく集光されている場合、即ち焦点が
合っている場合には、光検出器１４のセンサー部にはフォーカス制御動作に使用されるメインビームが実線Ｓ１で示すような円形状のレーザースポット形状にて照射されるが、信号記録層Ｌ１またはＬ２に対して第１レーザー光または第２レーザー光が正しく集光されていない場合、即ち焦点が合っていない場合には、光検出器１４のセンサー部には破線Ｓ２またはＳ３で示すような楕円状のレーザースポット形状にて照射される。
【００４１】
従って、斯かる構成の光検出器が組み込まれた光ビックアップ装置において、各センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで得られる信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとすると、フォーカスエラー信号Ｆは、Ｆ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）として得ることが出来る。このようにしてフォーカスエラー信号は得られるが、斯かる技術は周知であるので、その説明は省略する。
【００４２】
斯かる構成において、第１光ディスクＤ１の信号記録層Ｌ１に長い波長である第１波長の第１レーザー光を集光させるために光軸のズレに対して有利になるように対物レンズの開口数を小さくすると、前述したようにフレア光が増大することになる。斯かるフレア光が増大すると、光検出器１４を構成する４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの中心部ではなく広い領域にフレア光が照射されることになる。
【００４３】
フレア光が増大すると、前記光検出器１４を構成する４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの広い領域にフレア光が照射されることになるが、各センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに照射されるフレア光は均一ではなく、各センサー部間においてフレア光から得られる信号出力が大きく相違することになる。
【００４４】
各センサー部から得られる信号に大きな差が生じると、フォーカスエラー信号は、前述したようにＦ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）から得られるので、正確なフォーカスエラー信号を得ることが出来なくなる。その結果、フォーカスサーボ動作を正確に行うことが出来なくなり、光ディスクＤ１、Ｄ２に設けられている信号記録層Ｌ１、Ｌ２に第１レーザー光及び第２レーザー光を正確に集光させることが出来ないという問題が発生する。
【００４５】
本発明は、斯かる点を改良するために図２に示すように４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの形状を工夫したものである。即ち、４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにて形成される４角形を形成する分割線方向の辺の一部を図示したように切り欠いたことを特徴とするものである。
【００４６】
このような形状にすると、４分割センサー部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ内のフォーカス制御動作に使用されるメインビームが照射されて形成されるレーザースポットＳ１、Ｓ２、Ｓ３の照射面積が占める割合が多くなるので、フレア光による影響を小さくすることが出来る。従って、対物レンズ１２の第１光ディスクＤ１に対応させて設定される第１レーザー光用の開口数を小さくすることに伴ってフレア光が増大しても正確なフォーカスエラー信号を得ることが出来るので、安定したフォーカスサーボ動作を行うことが出来る。
【００４７】
本実施例では、光検出器１４を構成する受光部の一部を切り欠くことによってフレア光による影響を無くするように構成したが、戻り光の光路内、例えばサーボレンズ１３と光検出器１４との間に液晶制御素子のようなマスク手段を設け、該液晶制御素子を制御することによって受光部へ照射される戻り光の照射範囲を規制するようにすることも出来る。
【００４８】
斯かる液晶制御素子は、光を透過させる範囲を設定するパターンが形成された液晶パネルを備え、該液晶パネルに設けられている制御電極に駆動制御電圧を印加することによって液晶の状態を変化させるように構成されている。斯かる液晶制御素子は、周知であるので、その説明は省略する。
【００４９】
また、本実施例では、フォーカスサーボ動作に使用されるフォーカスエラー信号を生成させる光検出器について説明したが、第１レーザー光用回折格子３または第２レーザー光用回折格子５にて生成される±１次光であるサブビームを使用するトラッキングサーボ動作に使用されるトラッキングエラー信号を生成させる光検出器に実施することも出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例を示す光学配置図である。
【図２】本発明に係る光検出器の一実施例を示す概略図である。
【図３】従来の光検出器を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５１】
１      第１レーザーダイオード
２      第２レーザーダイオード
７      ダイクロイックプリズム
８      偏光ビームスプリッタ
９      コリメータレンズ
１２    対物レンズ
１３    サーボレンズ
１４    光検出器
【図１】
2008204497.tif 000003
【図２】
2008204497.tif 000004
【図３】
2008204497.tif 000005