(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられるレーザ光を光記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの光路途中に配設され、前記対物レンズによる集光点での球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記球面収差補正手段と前記対物レンズとの光路途中に配設され、前記球面収差補正手段を透過したレーザ光のうち、前記対物レンズの有効径の外に拡がるレーザ光が入射するように配設された受光素子と、
前記光源に対し、前記球面収差補正手段よりも光路上近い位置に配設され、前記光源から発せられるレーザ光出力を検出する他の受光素子と、
前記光源と前記球面収差補正手段との光路途中に配設され、前記光源から発せられたレーザ光を減光する減光手段とを備える光ピックアップ装置を有し、
前記受光素子と前記他の受光素子との出力信号を比較することによって、前記減光手段が光路上にあるか否かを判別する判別回路と、
前記受光素子および前記他の受光素子から出力される信号に基づいて、前記光源からのレーザ光出力を制御する制御回路とを有することを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度光記録媒体ドライブおよび光記録媒体評価システムなどに使用可能な光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光記録再生装置に関する技術の開発が進んでいる。光記録再生装置は、レーザ光を用いた光ピックアップ装置により、光ディスクおよび光磁気ディスクなどの光記録媒体に非接触で情報の記録再生が行えること、再生専用型および追記型、書換え可能型といった光記録媒体のそれぞれのメモリ形態に対応できることなど、多くの利点を有している。したがって安価で大容量のメディアを実現し得るものとして、産業用から民生用まで幅広く利用されている。近年、光記録再生装置の開発に伴って、より多くの情報を記録しようとする試みがなされ、光記録媒体が高記録密度化するとともに、より小さなサイズの記録ビットが必要になってきた。
【０００３】
高記録密度光ディスクにおいて、微小領域に情報を記録する、あるいは記録された情報を再生する際には光のスポットサイズを微小な領域に絞り込む必要がある。絞り込む光のスポットサイズは、光源から発せられる光の波長λに比例し、対物レンズの開口数ＮＡに反比例する。したがって、光のスポットサイズを小さくするために波長λを小さくし、対物レンズの開口数ＮＡを大きくする努力がなされてきた。ところが、対物レンズの開口数ＮＡを大きくした場合、光ディスクの光透過層の厚みの違いにより発生する球面収差量が対物レンズの開口数ＮＡの４乗に比例する。
【０００４】
したがって、光透過層の厚みが異なる光ディスクへの情報の記録または情報の再生を行う際に発生する球面収差を、光透過層の厚みが異なるたびに補正する必要が生じる。従来、球面収差を補正する球面収差補正機構が種々提案されてきた。その１つとして、コリメートレンズ位置を光軸方向に移動させることによって、コリメートレンズ出射後の光束の、後述する発散度を変えて球面収差を補正する機構がある（特許文献１参照）。
【０００５】
コリメートレンズを光軸方向に移動させて球面収差を補正したときには、コリメートレンズ透過後の光束が光軸に対し必ずしも平行にならず、光軸方向一方に向かうに従って広がりを持つ。このコリメートレンズ透過後の光束の、平行を基準としたときの広がりの度合いを「発散度」と称す。コリメートレンズ位置を光軸方向に移動させると、発散度が変化する。発散度が変化すると、対物レンズ透過後の光束の光量（以下、「対物出射パワー」と記載する）も変化する。
【０００６】
光ピックアップ装置を正常に動作させるためには、光透過層の厚みの違いおよび温度変化による球面収差を補正することと、レーザ光の出力を一定に保つオートパワーコントロール（Auto Power Control:略称ＡＰＣ）機構とが必要になる。ＡＰＣ機構とは、光源から発せられたレーザ光の一部を受光素子で受光し、受光量が一定になるように光源に供給する電流値を調整し、レーザ光の出力を制御する機構である（特許文献２参照）。
【０００７】
また、ブルーレイディスクプレーヤでは、再生に適したレーザ光出力が、対物出射パワーで計測して０．３５ｍＷ程度と非常に小さく、光源からのレーザ光を低い出力で点灯することが必要になる。しかし低出力でレーザ光を出力すると、レーザ光のノイズが無視できなくなり、Ｃ／Ｎ（Carrier-to-Noise ratio:略称Ｃ／Ｎ）が悪化し、再生ジッターいわゆる信号読取り品位が悪化する。このため、アッテネータと呼ばれる減光板と透明ガラス板とで構成されたユニットを使用する技術が提案されている。再生時には、ある程度高いレーザ光出力となるように光源を駆動させることによって、光源からのレーザ光に発生するノイズを小さくし、減光板を使ってレーザ光を減光して、対物出射パワーを低くし、結果としてノイズの少ない、低パワーの再生光を得ることができる（特許文献３参照）。
【０００８】
図１４は、従来の光ピックアップ装置の構成を表す図である。図１５は、従来技術に係る光ピックアップ装置のコリメートレンズ移動時の構成を表す図である。
【０００９】
図１４に、ＡＰＣ機構、球面収差補正機構およびアッテネータ機構を有する従来の光ピックアップ装置の一構成例を示す。この光ピックアップ装置では、レーザダイオード（
Laser Diode：略称ＬＤ）駆動電流がＬＤ駆動回路から光源１に流れると、レーザ光が発せられる。光源１から発せられたレーザ光はλ／２板により偏光がＰ偏光からＳ偏光に変換された後、大部分は偏光ビームスプリッタ２を透過し、一部は反射されＡＰＣ用受光素子３に入射する。ＡＰＣ用受光素子３から受光量に応じた出力信号がＡＰＣ回路に送られ、ＡＰＣ回路は前記出力信号を、設定パワーに対応する出力信号と比較し、その差分をＬＤ駆動回路にフィードバックする。ＬＤ駆動回路はフィードバックされた信号に基づいて、光源１から発せられるレーザ光の出力が常に一定となるように光源１にＬＤ駆動電流を流す。
【００１０】
一方、偏光ビームスプリッタ２を透過したレーザ光はアッテネータユニット４の減光板あるいは透明ガラス板を透過する。アッテネータユニット４を透過したレーザ光はコリメートレンズ５、λ／４板を順次透過し円偏光となって対物レンズに入射する。入射したレーザ光は対物レンズによって光ディスクの情報記録面に集光される。このとき、前述したように光ディスクの光透過層の厚みの違いによって発生する球面収差を補正するために、図１５に示すようにコリメートレンズ５を光軸方向に移動させると、コリメートレンズ出射後の光束の発散度が変化する。
【００１１】
光ディスクの情報記録面で反射されたレーザ光は対物レンズ、λ／４板を順次再度透過して直線偏光となる。その後コリメートレンズ５、アッテネータユニット４を再度透過し、偏光ビームスプリッタ２で反射される。反射光はフォトディテクタ６に入射し、この入射光に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラックエラー信号およびＲＦ（Radio Frequency：略称ＲＦ）信号が得られる。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−１０６０１２号公報
【特許文献２】特開２００４−２８０９０９号公報
【特許文献３】特開２００３−１７３５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図１４に示す従来の光ピックアップ装置では、光ディスクの光透過層の厚みの違いによる球面収差を補正するために、図１５に示すようにコリメートレンズ５を光軸方向に移動させる。コリメートレンズ５出射後の光束の発散度が変化すると、光源から発せられたレーザ光光量に対する対物出射パワーの割合である結合効率も変化する。
【００１４】
図１６は、従来の光ピックアップ装置において、光源からのレーザ光出力を一定としたとき、コリメートレンズ透過後の光束の発散度とＡＰＣ用受光素子の出力信号との関係を表す図である。図１７は、従来の光ピックアップ装置において、光源からのレーザ光出力を一定としたとき、コリメートレンズ透過後の光束の発散度と対物出射パワーとの関係を表す図である。
【００１５】
コリメートレンズ５を光軸方向に移動させると、光束の発散度が変化するため、図１６および図１７に示すように、ＡＰＣ用受光素子３の出力信号が一定であっても、対物出射パワーが変動してしまうという問題が生じる。アッテネータ機構を含まない構成についても同じ課題が発生する。
【００１６】
本発明の目的は、対物レンズでの結合効率が変化しても、対物出射パワーが一定になるように、レーザ光の出力を制御する光情報処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、光源と、
前記光源から発せられるレーザ光を光記録媒体の記録面上に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの光路途中に配設され、前記対物レンズによる集光点での球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記球面収差補正手段と前記対物レンズとの光路途中に配設され、前記球面収差補正手段を透過したレーザ光のうち、前記対物レンズの有効径の外に拡がるレーザ光が入射するように配設された受光素子と、
前記光源に対し、前記球面収差補正手段よりも光路上近い位置に配設され、前記光源から発せられるレーザ光出力を検出する他の受光素子と、
前記光源と前記球面収差補正手段との光路途中に配設され、前記光源から発せられたレーザ光を減光する減光手段とを備える光ピックアップ装置を有し、
前記受光素子と前記他の受光素子との出力信号を比較することによって、前記減光手段が光路上にあるか否かを判別する判別回路と、
前記受光素子および前記他の受光素子から出力される信号に基づいて、前記光源からのレーザ光出力を制御する制御回路とを有することを特徴とする光情報処理装置である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、対物レンズに入射する有効径の外に拡がるレーザ光が入射するように配設した受光素子を、球面収差補正手段と対物レンズとの光路途中に配設することによって、球面収差補正手段透過後の光束の発散度を検知することができる。この受光素子からの出力信号に基づいて、対物レンズ透過後の光束の光量である対物出射パワーを一定に保つことができる。
【００２４】
つまり前記発散度の変化に伴って結合効率が変化しても、球面収差補正手段によって球面収差を補正することと、対物出射パワーを一定に保つこととを両立することができる。光記録媒体の光透過層の厚みの違いに起因する球面収差量を補正するとともに、対物出射パワーを一定にすることができるので、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、種々の光記録媒体に対する汎用性を高めるうえに、信号読取り品位の向上を図ることができる光ピックアップ装置を実現することが可能となる。
【００２５】
また、光源に対し、球面収差補正手段よりも光路上近い位置に配設される他の受光素子を、さらに備えることで、次のような効果を奏する。光路上光源に近い他の受光素子でもって、光源からのレーザ光出力を制御する。球面収差補正手段と対物レンズとの光路途中に配設される受光素子によって、球面収差補正手段透過後の光束の発散度を検知し、対物出射パワーを一定に保つように、さらにレーザ光出力を制御し得る。このように配設位置の異なる複数の受光素子によって協働して対物出射パワーが一定になるように、レーザ光の出力を制御することができる。したがって、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、種々の光記録媒体に対する汎用性を高めるうえに、信号読取り品位の向上を一層図ることができる。
【００２６】
また、光源から発せられるレーザ光を減光する減光手段を備えたので、次のような効果を奏する。ブルーレイディスクなどに対応して、コンパクトディスク（Compact Disk:略称ＣＤ）、デジタル多機能ディスク（Digital Versatile Disk:略称ＤＶＤ）などを使用するときよりも弱い対物出射パワーを実現することができる。また減光手段を用いた場合にも、用いない場合にも、それぞれに応じて、受光素子からの出力信号に基づいて対物出射パワーを一定に保つことができる。したがって、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、種々の光記録媒体に対する汎用性を高めるうえに、信号読取り品位の向上を一層図ることができる。
【００２９】
また、前記受光素子および他の受光素子からの出力信号に基づいて、減光手段が光路上にあるか否かを判別回路によって判別することができる。前記判別回路は、減光手段を駆動する装置からの信号ではなく、光路上において減光手段透過後の光束を受光する受光素子と、透過前の光束を受光する他の受光素子とからの信号に基づくので、減光手段が光路上にあるか否かの判別を直接的に行うことができる。換言すれば、前記装置の動作不具合などによって、減光手段のスイッチング状態が誤判定されることを防止し得る。つまり減光手段のスイッチング状態を確実に認識することが可能となる。
【００３０】
また、判別回路は、受光素子と前記他の受光素子との出力信号を比較することによって、前記減光手段が光路上にあるか否かを判別する。制御回路は、前記受光素子および前記他の受光素子から出力される信号に基づいて、前記光源からのレーザ光出力を制御する。これら判別回路および制御回路を含む光情報処理装置によって、対物出射パワーを一定にし得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００３２】
図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表す図である。第１実施形態に係る光ピックアップ装置（以下、「第１光ピックアップ装置」という）は、第１光ピックアップ装置本体３１と、オートパワーコントロール（
Auto Power Control:略称ＡＰＣ）回路３２とを有する。ＡＰＣ回路３２は、光源としてのレーザダイオード（Laser Diode：略称ＬＤ）１０からのレーザ光出力を制御する制御回路である。これら第１光ピックアップ装置本体３１およびＡＰＣ回路３２を含み、光情報処理装置３０が実現される。
【００３３】
第１光ピックアップ装置本体３１は、ＬＤ１０、ＬＤ駆動回路１０Ａ、λ／２板１１、偏光ビームスプリッタ１２、球面収差補正手段であるコリメートレンズ２２、λ／４板２３、対物レンズ２４、ＡＰＣ用受光素子１３およびフォトディテクタ２７を含んで構成される。第１光ピックアップ装置では、ＬＤ駆動回路１０ＡからＬＤ駆動電流がＬＤ１０に流れると、レーザ光が発せられる。ＬＤ１０から発せられたレーザ光はλ／２板１１によって偏光をＰ偏光からＳ偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１２を透過する。偏光ビームスプリッタ１２を透過したレーザ光は、コリメートレンズ２２を透過する。このとき光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いおよび温度変化によって発生する球面収差を補正するために、図１に示すようにコリメートレンズ２２を図示外の移動機構を用いて光軸方向一方または他方に移動させるように構成されている。前記光軸方向を矢符Ｌ１にて表記する。
【００３４】
図２は、第１実施形態におけるコリメートレンズ移動時の第１光ピックアップ装置の図である。この図２は、コリメートレンズ２２を光軸方向に移動させたときに、コリメートレンズ透過後の光束２６の発散度が変化したときの図である。球面収差補正手段となるコリメートレンズを透過した後の光束２６のうち、対物レンズ２４の有効径Ｄ１の外に拡がるレーザ光が通過する位置にＡＰＣ用受光素子１３を配設している。このとき当該ＡＰＣ用受光素子１３全体が、前記有効径Ｄ１の外に拡がるレーザ光が通過する領域内に必ずしも配設されていなくてもよい。つまりＡＰＣ用受光素子１３の少なくとも受光部が、前記領域内に配設されていれば足りる。これによって、球面収差補正に伴って変化した発散度は、ＡＰＣ用受光素子１３で検知することができる。このＡＰＣ用受光素子１３の出力信号は制御回路であるＡＰＣ回路３２に送られる。ここで「有効径Ｄ１の外に拡がるレーザ光」とは、「球面収差補正手段透過後の光束の発散度が大きくなり、有効径Ｄ１の外を通過するレーザ光」との意であり、以下、単に「有効径Ｄ１外のレーザ光」と称することもある。
【００３５】
図１および図２に示す本発明の第１実施形態では、コリメートレンズ２２とλ／４板２３との光路途中に、ＡＰＣ用受光素子１３が配設されているけれども、コリメートレンズ透過後の光束２６のうち、対物レンズ２４の有効径Ｄ１の外を通過するレーザ光が入射する位置であれば、ＡＰＣ用受光素子１３はどの位置であっても構わない。たとえばλ／４板２３と対物レンズ２４との光路途中において、ＡＰＣ用受光素子１３の受光部が前記有効径Ｄ１の外のレーザ光が通過する領域内に配設してもよい。この場合であっても、本第１実施形態と同様の効果を奏する。図３は、第１実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときの対物出射パワーの発散度依存性を表す図であり、図４は、第１実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときのＡＰＣ用受光素子１３の出力信号の、発散度に対する依存性を表す図である。なお、以下明細書本文中および図面において、ＡＰＣ用受光素子１３を、「ＦＭＰＤ（Front Monitor Photo Diode）」と称することがある。ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたとき、発散度の増加に伴って、図３に示すように、対物出射パワーは減少し、光源ＬＤ１０から発せられたレーザ光光量に対する対物出射パワーの割合である結合効率も減少する。
【００３６】
ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたとき、図２に示すようにコリメートレンズ２２が移動して、コリメートレンズ透過後の光束２６の発散度が増加すると、ＡＰＣ用受光素子１３に入射する光量は増加し、図４に示すように発散度の増加に伴ってＡＰＣ用受光素子１３の出力信号は増加する。このＡＰＣ用受光素子１３の出力信号は制御回路であるＡＰＣ回路３２に送られる。
【００３７】
ＡＰＣ回路３２では、ＡＰＣ用受光素子１３の出力信号に基づいて数学的な演算を行い、発散度が変化してもそれに応じて、対物出射パワーが一定となるようにＬＤ駆動回路１０ＡからＬＤ１０へ流れる電流を制御する。
【００３８】
一方、対物レンズ２４に入射する有効径Ｄ１内のレーザ光は、λ／４板２３を透過し円偏光に変換されて対物レンズ２４に入射する。対物レンズ２４によってレーザ光は光記録媒体２５の記録面上に集光される。光記録媒体２５の記録面上で反射された後は、対物レンズ２４、λ／４板２３、コリメートレンズ２２を再度透過し、偏光ビームスプリッタ１２で反射される。その反射光はフォトディテクタ２７に入射し、この入射光に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラックエラー信号およびＲＦ信号が得られる。
【００３９】
ＡＰＣ用受光素子１３の出力信号に基づいたＡＰＣ回路３２での数学的な演算方法は、以下のようにして決定することができる。まず、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときのＡＰＣ用受光素子１３の出力信号をＺとする。このときの対物出射パワーをＹとすると、事実上対物出射パワーＹは出力信号Ｚの一次関数として次のように表すことができる。
Ｙ＝αＺ＋β                                                    …（１）
ただしα,βを定数とする。
【００４０】
この出力信号Ｚに定数αを乗じた値に定数βを加えた値は、対物出射パワーＹに等しくなる旨の等式（１）に基づいて発散度を変化させ出力信号Ｚ１、Ｚ２にそれぞれ対応する対物出射パワーＹ１、Ｙ２を求め、次の連立１次方程式（２）、（３）をα、βについて解くことにより、α、βを求める。
Ｙ１＝αＺ１＋β                                                …（２）
Ｙ２＝αＺ２＋β                                                …（３）
こうして対物出射パワーＹと出力信号Ｚとの関係式を得ることができる。
【００４１】
光情報処理装置内では、上記のようにして求めた定数α、βを利用して、ＡＰＣ回路３２に送られたＡＰＣ用受光素子１３の出力信号Ｚを基に、対物レンズを透過して出射される対物出射パワーを見積もることができる。したがって、対物出射パワーを一定に保つように、随時ＬＤ駆動電流値を決定することができる。ＬＤ駆動回路１０ＡはこのＬＤ駆動電流値をＬＤ１０に流し、ＡＰＣ動作が行われる。
【００４２】
図５は、第１実施形態において、ＡＰＣ回路３２でＡＰＣ動作が行われたときの、対物出射パワーＹの、発散度依存性を表す図である。発散度が変化しても、対物出射パワーＹは一定に保たれる。このように、光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いによる球面収差を補正する球面収差補正手段として、コリメートレンズ２２の移動を行い、発散度が変化した場合でも、対物出射パワーを一定に保ち、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、厚みの異なる種々の光記録媒体に対する汎用性を高め、かつ信号読取り品位の向上を図ることができる。
【００４３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表す図である。第２実施形態に係る光ピックアップ装置（以下、「第２光ピックアップ装置」という）は、第２光ピックアップ装置本体３１Ａと、ＬＤ１０からのレーザ光出力を制御する制御回路である第２ＡＰＣ回路３２Ａとを有する。第２光ピックアップ装置本体３１Ａと、後述する補正回路３３を有する前記第２ＡＰＣ回路３２Ａとを含み、第２実施形態に係る光情報処理装置３０Ａが実現される。
【００４４】
第２光ピックアップ装置本体３１Ａは、ＬＤ１０、ＬＤ駆動回路１０Ａ、λ／２板１１、偏光ビームスプリッタ１２、球面収差補正手段であるコリメートレンズ２２、λ／４板２３、対物レンズ２４、ＡＰＣ用受光素子４１、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０およびフォトディテクタ２７を含んで構成される。第２光ピックアップ装置では、ＬＤ駆動回路１０ＡからＬＤ駆動電流がＬＤ１０に流れると、レーザ光が発せられる。ＬＤ１０から発せられたレーザ光はλ／２板１１によって偏光をＰ偏光からＳ偏光に変換された後、大部分は偏光ビームスプリッタ１２を透過する。偏光ビームスプリッタ１２を透過したレーザ光はコリメートレンズ２２を透過する。このとき、光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いおよび温度変化によって発生する球面収差を補正するために、図６に示すようにコリメートレンズ２２を図示外の移動機構を用いて光軸方向一方または他方に移動させるように構成されている。
【００４５】
図７は、第２実施形態におけるコリメートレンズ移動時の第２光ピックアップ装置の図である。この図７は、コリメートレンズ２２を光軸方向に移動させたときに、コリメートレンズ透過後の光束２６の発散度が変化したときの図である。球面収差補正手段となるコリメートレンズを透過した後の光束２６のうち、対物レンズの有効径Ｄ１外に拡がるレーザ光が通過する位置にＡＰＣ用受光素子４１を配設している。このとき当該ＡＰＣ用受光素子４１全体が、前記有効径Ｄ１の外のレーザ光の通過する領域内に必ずしも配設されていなくてもよい。つまりＡＰＣ用受光素子４１の少なくとも受光部が、前記領域内に配設されていれば足りる。これによって、球面収差補正に伴って変化した発散度は、ＡＰＣ用受光素子４１で検知することができる。ＡＰＣ用受光素子４１からは、受光量に応じた出力信号が制御回路である第２ＡＰＣ回路３２Ａに送られ、第３ＡＰＣ回路中の補正回路３３での演算に使用される。
【００４６】
図６および図７に示す本発明の第２実施形態では、コリメートレンズ２２とλ／４板２３との光路途中に、ＡＰＣ用受光素子４１が配設されているけれども、コリメートレンズ透過後の光束２６のうち、対物レンズ２２有効径Ｄ１外を通過するレーザ光が入射する位置であれば、ＡＰＣ用受光素子４１はどの位置であっても構わない。たとえばλ／４板２３と対物レンズとの光路途中おいて、ＡＰＣ用受光素子４１の受光部が前記有効径Ｄ１の外のレーザ光が通過する領域内に配設してもよい。この場合であっても、本第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００４７】
λ／２板１１を透過して偏光ビームスプリッタ１２に入射した光束のうち、一部は反射され、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０に入射する。ＡＰＣ用受光素子４０は、コリメートレンズ２２よりも光路上、光源に近い位置からのレーザ光が入射するように配設している。ＡＰＣ用受光素子４０からは、受光量に応じた出力信号が制御回路である第２ＡＰＣ回路３２Ａに送られる。したがってＡＰＣ用受光素子４０からは、コリメートレンズ２２の移動および発散度には依存しない、光源からのレーザ光出力に応じた信号が第２ＡＰＣ回路３２Ａに送られ、第２ＡＰＣ回路中の補正回路３３での演算に使用される。
【００４８】
図８は、第２実施形態において、ＬＤからのレーザ光出力を一定としたときの、対物出射パワーの発散度依存性の図であり、図９は、第２実施形態において、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０の出力信号の、発散度に対する依存性の図であり、図１０は、第２実施形態において、受光素子ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の、発散度に対する依存性の図である。なお、以下明細書本文中および図面において、ＡＰＣ用受光素子４１を「ＦＭＰＤ２」、ＡＰＣ用受光素子４０を「ＦＭＰＤ１」と称することがある。ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたとき、発散度の増加に伴って、図８に示すように、対物出射パワーは減少し、光源ＬＤ１０から発せられたレーザ光光量に対する対物出射パワーの割合である結合効率も減少する。
【００４９】
ＡＰＣ用受光素子４０で受光するレーザ光の光量は、発散度、対物出射パワーおよび結合効率には依存しない。したがってＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときには、図９に示すように、発散度が変化してもＡＰＣ用受光素子４０の出力信号は変化しない。このＡＰＣ用受光素子４０の出力信号は制御回路である第２ＡＰＣ回路３２Ａに送られ、第２ＡＰＣ回路中の補正回路３３での演算に使用される。
【００５０】
ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたとき、図７に示すようにコリメートレンズ２２が移動して、コリメートレンズ透過後の光束２６の発散度が変化すると、ＡＰＣ用受光素子４１に入射する光量は変化する。図１０に示すように、発散度が増加するとＡＰＣ用受光素子４１の出力信号は発散度に比例して増加する。このＡＰＣ用受光素子４１の出力信号は、制御回路である第２ＡＰＣ回路３２Ａに送られ、第２ＡＰＣ回路中の補正回路３３での演算に使用される。
【００５１】
第２ＡＰＣ回路３２Ａは、ＡＰＣ用受光素子４１およびＡＰＣ用受光素子４０の出力信号に基づいて数学的な演算を行う補正回路３３を有している。第２ＡＰＣ回路３２Ａは、補正回路３３が出力する補正出力信号Ｘに基づき、発散度が変化してもそれに応じて、対物出射パワーが一定となるようにＬＤ駆動回路１０ＡからＬＤ１０へ流れる電流を制御する。
【００５２】
一方、対物レンズ２４に入射する有効径Ｄ１内のレーザ光は、λ／４板２３を透過し円偏光に変換されて対物レンズ２４に入射する。対物レンズ２４によってレーザ光は光記録媒体２５の光情報記録媒体上に集光される。光記録媒体２５の光情報記録媒体上で反射された後は、対物レンズ２４、λ／４板２３、コリメートレンズ２２を再度透過し、偏光ビームスプリッタ１２で反射される。その反射光はフォトディテクタ２７に入射し、この入射光に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラックエラー信号およびＲＦ信号が得られる。
【００５３】
ＡＰＣ用受光素子４０およびＡＰＣ用受光素子４１の出力信号に基づいた第２ＡＰＣ回路３２Ａでの数学的な演算方法は、以下のようにして決定することができる。まず、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたとき、ＡＰＣ用受光素子４０の出力信号とＡＰＣ用受光素子４１の出力信号とを補正回路３３が演算して出力する値を、補正出力信号Ｘとして定義する。第２実施形態においては、
Ｘ＝（ＡＰＣ用受光素子４０の出力信号）−（ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号）
とする。
【００５４】
図１１は、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときの、補正出力信号Ｘの発散度依存性の図である。発散度が大きくなると、ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号が大きくなるから、補正出力信号Ｘの値は小さくなる。このときの対物出射パワーをＹとすると、ＬＤ１０からのレーザ光出力が一定のときには、ＹはＸの増加に伴って増加する。事実上対物出射パワーＹは補正出力信号Ｘの一次関数として次のように表すことができる。
Ｙ＝αＸ＋β                                                    …（４）
ただしα，βを定数とする。
【００５５】
この補正出力信号Ｘに定数αを乗じた値に定数βを加えた値は、対物出射パワーＹに等しくなる旨の等式（４）に基づいて発散度を変化させ補正出力信号Ｘ１、Ｘ２に対応する対物出射パワーＹ１、Ｙ２を求め、連立１次方程式（５）、（６）をα、βについて解くことにより、α、βを求める。
Ｙ１＝αＸ１＋β                                                …（５）
Ｙ２＝αＸ２＋β                                                …（６）
こうしてＹ−Ｘの関係式を得ることができる。
【００５６】
光情報処理装置内では、上記のようにして求めたα、βを利用して、これに基づいて、対物レンズを透過して出射される対物出射パワーを見積もることができる。この演算は補正回路３３を含む第２ＡＰＣ回路中で行う。したがって、対物出射パワーを一定に保つように、随時ＬＤ駆動電流値を決定することができる。ＬＤ駆動回路１０ＡはこのＬＤ駆動電流値をＬＤ１０に流し、ＡＰＣ動作が行われる。
【００５７】
図１２は、このようにして対物出射パワーＹを安定化するようにＡＰＣ動作を行ったときの、Ｙの発散度依存性を示している。第２実施形態では、発散度に依存しないＡＰＣ受光素子４０の出力信号と、発散度に依存するＡＰＣ受光素子４１の出力信号との差分を補正に利用するので、発散度に依存しないＡＰＣ受光素子４０の出力信号を基準として、発散度に依存するＡＰＣ受光素子４１の出力信号を、評価することができる。これによって、発散度を高い精度で検知することができる。したがって、発散度が変化しても、対物出射パワーＹは一定に保たれる。このように、光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いによる球面収差を補正する球面収差補正手段として、コリメートレンズ２２の移動を行い、発散度が変化した場合でも、またたとえば温度が変化した場合でも、対物出射パワーを一定に保ち、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、種々の光記録媒体に対する汎用性を高め、かつ信号読取り品位の向上を図ることができる。
【００５８】
図１３は、本発明の第３実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表した図である。第３実施形態に係る光ピックアップ装置（以下、「第３光ピックアップ装置」という）は、第３光ピックアップ装置本体３１Ｂと、ＬＤ１０からのレーザ光出力を制御する制御回路である第３ＡＰＣ回路３２Ｂと、減光手段が光路上にあるか否かを判別する判別回路３４とを有する。第３光ピックアップ装置本体３１Ｂと、補正回路３３を有する前記第３ＡＰＣ回路３２Ｂと、後述する判別回路３４とを含み、光情報処理装置３０が構成される。光ピックアップ装置本体３１Ｂは、ＬＤ１０、ＬＤ駆動回路１０Ａ、λ／２板１１、偏光ビームスプリッタ１２、球面収差補正手段となるコリメートレンズ２２、ＡＰＣ用受光素子４１と、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０、ＬＤ１０からのレーザ光を減光する減光手段、およびフォトディテクタ２７を含んで構成される。第３光ピックアップ装置では、レーザダイオード（ＬＤ）駆動回路１０ＡからＬＤ駆動電流がＬＤ１０に流れると、レーザ光が発せられる。ＬＤ１０から発せられたレーザ光はλ／２板１１によって偏光をＰ偏光からＳ偏光に変換された後、大部分は偏光ビームスプリッタ１２を透過する。偏光ビームスプリッタ１２を透過したレーザ光はアッテネータユニット１５の減光板１６、あるいは透明ガラス板１７を透過する。この減光板１６は第３実施形態において、光源からのレーザ光の光路上にあってレーザ光を減光する減光手段である。減光板１６および透明ガラス板１７はスライド部１８に取付けてあり、スライド部１８はモータなどで動かすことができるようになっている。つまりスライド部およびモータは減光手段を駆動する装置である。アッテネータユニット１５は、これら減光板１６、透明ガラス板１７、スライド部１８およびこれを動かすモータなどの装置を含んで成り立っている。
【００５９】
ブルーレイディスクなどに対応して、対物レンズの出射光をＣＤまたはＤＶＤなどに使用するときよりも弱くしたいときには、減光板１６がレーザ光の光路上に来るようにスライド部１８を動かし、レーザ光を減光する必要がないときには、透明ガラス板１７がレーザ光光路上に来るようにスライド部１８を動かす。アッテネータユニット１５を透過したレーザ光は球面収差補正手段であるコリメートレンズ２２を透過し、対物レンズ２４に入射する有効径Ｄ１内のレーザ光は、λ／４板２３を透過し円偏光に変換されて対物レンズ２４に入射する。対物レンズ２４によってレーザ光は光記録媒体２５の光情報記録媒体上に集光される。光記録媒体２５の光情報記録媒体上で反射された後は、対物レンズ２４、λ／４板２３、コリメートレンズ２２、アッテネータユニット１５を再度透過し、偏光ビームスプリッタ１２で反射される。その反射光はフォトディテクタ２７に入射し、この入射光に応じた信号が出力される。この信号によりフォーカスエラー信号、トラックエラー信号、およびＲＦ信号が得られる。
【００６０】
光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いおよび温度変化によって発生する球面収差を補正するために、図１３に示すようにコリメートレンズ２２を光軸方向に移動させる。球面収差補正手段となるコリメートレンズを透過した後の光束２６のうち、対物レンズの有効径Ｄ１外に拡がるレーザ光が通過する位置にＡＰＣ用受光素子４１を配設する。このとき当該ＡＰＣ用受光素子４１全体が、前記有効径Ｄ１の外のレーザ光が通過する領域内に必ずしも配設されていなくてもよい。つまりＡＰＣ用受光素子４１の少なくとも受光部が、前記領域内に配設されていれば足りる。これによって、球面収差補正に伴って変化した発散度は、ＡＰＣ用受光素子４１で検知することができる。ＡＰＣ用受光素子４１からの出力信号は、制御回路である第３ＡＰＣ回路３２Ｂおよび後述する判別回路３４に送られる。
【００６１】
λ／２板１１を透過して偏光ビームスプリッタ１２に入射した光束のうち、一部は反射され、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０に入射する。ＡＰＣ用受光素子４０は、アッテネータユニット１５よりも光路上、光源に近い位置からのレーザ光が入射するように配設する。ＡＰＣ用受光素子４０からの出力信号は、制御回路である第３ＡＰＣ回路３２Ｂおよび後述する判別回路３４に送られる。
【００６２】
コリメートレンズ２２の移動による球面収差補正、ＡＰＣ用受光素子４１による発散度検知、および他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０による光源からのレーザ光出力の検知の実施形態は、前記第２実施形態の場合と同様である。
【００６３】
ただし図１３に示す本発明の第３実施形態では、コリメートレンズ２２とλ／４板２３との光路途中に、ＡＰＣ用受光素子４１が配設されているけれども、コリメートレンズ透過後の光束２６のうち、対物レンズ２２有効径Ｄ１外を通過するレーザ光が入射する位置であれば、ＡＰＣ用受光素子４１はどの位置であっても構わない。
【００６４】
第３実施形態においても、ＡＰＣ用受光素子４０およびＡＰＣ用受光素子４１を用いて対物出射パワーを安定化する、つまり一定に保つ機構は第２実施形態と同様であるけれども、対物出射パワーは、アッテネータユニット１５において減光板１６が光路上にあるか否かによって大きく異なる。したがって対物出射パワーを制御するためには、減光板１６が光路上にあるか否か、つまりアッテネータ機構がＯＮかＯＦＦかを確実に検知する必要がある。実際モータ動作の不具合またはスライド部１８の動作の不具合などは起こり得ることであるため、アッテネータ機構のＯＮ、ＯＦＦの検知は重要である。これを実現するために第３実施形態では、ＡＰＣ用受光素子４０とＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の比較を回路で行い、アッテネータ機構のＯＮ、ＯＦＦを検知する。この回路を判別回路３４と呼ぶことにする。
【００６５】
たとえば判別回路３４でＡＰＣ用受光素子４１とＡＰＣ用受光素子４０の出力信号の比を演算結果Ｗとして、
Ｗ＝（ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号）／（ＡＰＣ用受光素子４０の出力信号）
を求める場合について述べる。レーザ光に対する減光板１６の透過率を５０％、透明ガラス板１７の透過率を１００％とすると、ＬＤ１０からのレーザ光出力が一定で、アッテネータ機構をＯＮからＯＦＦにしたときに、ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号は２倍になり、演算結果Ｗは２倍の変化を示す。
【００６６】
ここではＡＰＣ用受光素子４０とＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の比較を、双方の比をとる演算を行って、演算結果Ｗとした。しかしアッテネータ機構のＯＮ、ＯＦＦに伴う演算結果Ｗの変化が、球面収差補正に伴った演算結果Ｗの変化、またはレーザ光出力を変化させたときに生じる演算結果Ｗの変化よりも大きければ、ＡＰＣ用受光素子４０とＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の比較はどのような演算で行っても構わない。
【００６７】
このように、ＡＰＣ用受光素子４０とＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の比較を判別回路３４で行い、アッテネータ機構のＯＮ、ＯＦＦを検知する。この判別回路３４は、減光手段を駆動する装置からの出力信号ではなく、光路上において減光板透過後の光束を受光する受光素子と、透過前の光束を受光する他の受光素子とからの信号に基づくので、減光手段が光路上にあるか否かの判別を直接的に行うことができる。
【００６８】
第３ＡＰＣ回路に含まれる補正回路３３による演算、第３ＡＰＣ回路３２Ｂ、およびこれらによるＡＰＣ動作は第２実施形態と同様であるけれども、第３実施形態では、アッテネータ機構ＯＮのときと、ＯＦＦのときの２通りについて、それぞれ定数α、βを用意し、判別回路３４によるアッテネータ機構ＯＮ、ＯＦＦの判別結果に基づいてそれらを切り替えて、使用する。これによって、アッテネータ機構がＯＮのときにもＯＦＦのときにも対物出射パワーを安定化させることができる。
【００６９】
このように、光記録媒体２５の光透過層の厚みの違いによる球面収差を補正に伴って発散度が変化した場合でも、対物出射パワーを一定に保ち、従来技術に係る光ピックアップ装置よりも、種々の光記録媒体に対する汎用性を高め、かつ信号読取り品位の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表す図である。
【図２】第１実施形態におけるコリメートレンズ移動時の光ピックアップ装置の図である。
【図３】第１実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときの対物出射パワーの発散度依存性を表す図である。
【図４】第１実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときのＡＰＣ用受光素子１３の出力信号の、発散度に対する依存性を表す図である。
【図５】第１実施形態において、ＡＰＣ回路３２でＡＰＣ動作が行われたときの、対物出射パワーＹの、発散度依存性を表す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表す図である。
【図７】第２実施形態におけるコリメートレンズ移動時の光ピックアップ装置の図である。
【図８】第２実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときの対物出射パワーの発散度依存性を表す図である。
【図９】第２実施形態において、他の受光素子であるＡＰＣ用受光素子４０の出力信号の、発散度に対する依存性を表す図である。
【図１０】第２実施形態において、受光素子ＡＰＣ用受光素子４１の出力信号の、発散度に対する依存性を表す図である。
【図１１】第２実施形態において、ＬＤ１０からのレーザ光出力を一定としたときの、補正出力信号Ｘの発散度依存性を表す図である。
【図１２】第２実施形態において、第２ＡＰＣ回路３２ＢでＡＰＣ動作が行われたときの、対物出射パワーＹの、発散度依存性を表す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る光ピックアップ装置および光情報処理装置の構成を表す図である。
【図１４】従来の光ピックアップ装置の構成を概略表す図である。
【図１５】従来技術に係る光ピックアップ装置のコリメートレンズ移動時の構成を表す図である。
【図１６】従来の光ピックアップ装置において、光源からのレーザ光出力を一定としたとき、コリメートレンズ透過後の光束の発散度とＡＰＣ用受光素子の出力信号との関係を表す図である。
【図１７】従来の光ピックアップ装置において、光源からのレーザ光出力を一定としたとき、コリメートレンズ透過後の光束の発散度と対物出射パワーとの関係を表す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  ＬＤ
１１  λ／２板
１２  偏光ビームスプリッタ
１３，４１  ＡＰＣ用受光素子
１５  アッテネータユニット
１６  減光手段
１７  透明ガラス板
１８  スライド部
２２  球面補正手段
２３  λ／４板
２４  対物レンズ
２５  光記録媒体
２６  コリメートレンズ透過後の光束
２７  フォトディテクタ
３０  光情報処理装置
３１  光ピックアップ装置本体
３２  制御回路
３３  補正回路
３４  判別回路
４０  他の受光素子
【図１】
0004499688.tif 000002
【図２】
0004499688.tif 000003
【図３】
0004499688.tif 000004
【図４】
0004499688.tif 000005
【図５】
0004499688.tif 000006
【図６】
0004499688.tif 000007
【図７】
0004499688.tif 000008
【図８】
0004499688.tif 000009
【図９】
0004499688.tif 000010
【図１０】
0004499688.tif 000011
【図１１】
0004499688.tif 000012
【図１２】
0004499688.tif 000013
【図１３】
0004499688.tif 000014
【図１４】
0004499688.tif 000015
【図１５】
0004499688.tif 000016
【図１６】
0004499688.tif 000017
【図１７】
0004499688.tif 000018