(57)【要約】【課題】光ピックアップ装置において、多層光ディスクにおける層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にする。【解決手段】光ピックアップ装置は、複数の記録層を有する光ディスクＤＫに照射するレーザ光における中央部を遮光する遮光部１３ｂを有する遮光板１３、光ディスクＤＫからの反射光を集光する集光レンズ２１および光スポットが形成されている記録層から反射され集光レンズ２１によって集光される反射光の光束径に対応する大きさのピンホール２２ａが設けられたピンホール板２２を備える。光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層から反射され集光レンズ２１により集光される反射光によってピンホール板２２上に形成されるリング状の集光光束の内径を、ピンホール２２ａの直径以上となるように遮光板１３の遮光部１３ｂの直径を規定した。【選択図】  図１
2007115348.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を有する多層光ディスクにレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記多層光ディスクからの反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するフォトディテクタと、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を入射して平行光に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光を透過または反射させて前記多層光ディスクに導くとともに、同多層光ディスクからの反射光を反射または透過させて前記フォトディテクタに導くビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタによって前記多層光ディスクに導かれるレーザ光を集光して、前記複数の記録層のうちの１つの記録層に光スポットを形成する対物レンズと、
前記ビームスプリッタによって導かれる前記多層光ディスクからの反射光を前記フォトディテクタの近傍に集光する集光レンズとを備えた光ピックアップ装置において、
前記コリメートレンズと前記ビームスプリッタとの間に配置され、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段と、
前記１つの記録層から反射され、前記集光レンズによって集光された反射光を通過させるピンホールが形成されたピンホール板とを設け、
前記輪帯形成光学手段は、前記１つの記録層以外の他の記録層から反射された反射光であって前記ピンホール板上に形成されるリング状の集光光束の内径が前記ピンホールの直径以上となるように、前記リング状に形成されるレーザ光の内径を規定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記輪帯形成光学手段は、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を遮光する遮光部を有する遮光板である光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記輪帯形成光学手段は、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を屈折させて同レーザ光の断面をリング状に形成する円柱状、円錐状もしくは多角形状の光学レンズまたはプリズムである光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項４ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、前記光スポットが形成されている記録層から反射された反射光であって前記集光レンズによって集光される集光光束の外径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰは、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定される光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、さらに、
前記対物レンズは、
前記多層光ディスクにおけるトラックに前記光スポットを追従させるためのトラッキングサーボ制御手段によって同多層光ディスクの径方向にトラッキングサーボ制御されるとともに、前記多層光ディスクにおける各記録層に前記光スポットを追従させるためのフォーカスサーボ制御手段によって前記レーザ光の光軸方向にフォーカスサーボ制御され、
前記トラッキングサーボ制御手段および前記フォーカスサーボ制御手段による前記対物レンズの各変位に応じて前記輪帯形成光学手段を前記多層光ディスクの径方向および前記レーザ光の光軸方向にそれぞれ変位させるためのアクチュエータを備えた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、複数の記録層を有する多層光ディスクにレーザ光を照射するとともに同多層光ディスクからの反射光を受光して、多層光ディスクに記録された信号を再生する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（Blu-ray  Disc），ＨＤ  ＤＶＤなどの光ディスクに信号を記録し、または光ディスクに記録された信号を再生する光ディスク装置においては、光ピックアップ装置が用いられている。光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射されるレーザ光を対物レンズにより光ディスク上に集光させるとともに、同光ディスクからの反射光をフォトディテクタにて受光して受光量に対応する電気信号を出力する。
【０００３】
ところで、このような光ディスクにおいては、従来から記憶容量の増大が望まれている。光ディスクにおける記憶容量を増大させる方法として、主として記録密度の向上と記録層の多層化とがある。これらのうち、光ディスクにおける記録密度の向上は、光ディスク上にレーザ光を集光する対物レンズの高開口数化およびレーザ光の短波長化によって実現されるが、対物レンズの高開口数化およびレーザ光の短波長化は限界値に達しつつあり、更なる対物レンズの高開口数化およびレーザ光の短波長化は極めて困難な状況にある。
【０００４】
一方、光ディスクにおける記録層の多層化は、例えばＢＤ（Blu-ray  Disc）においては、１つの基材上に２つの記録層が積層された「２層ディスク」が規格化されており、今後更に複数の記録層を積層した多層光ディスクの開発が期待されている。例えば、下記特許文献１に記載の光ディスク装置においては、記録層を５層以上備えた多層光ディスクに対応して、開口数およびレーザ光の光軸のチルト角などの各種パラメータを適宜設定した光ディスク装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３５５７９１号公報
【０００５】
しかしながら、このような多層光ディスクにおいては、信号再生の対象となる記録層に照射したレーザ光の一部が同記録層以外の他の記録層にも照射されるため、信号再生の対象となる記録層からの反射光に他の記録層からの反射光が重なる層間クロストークが生じる。この場合、フォトディテクタから出力される電気信号には層間クロストークにより他の記録層に記録された信号が含まれることになり、その結果、信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度が悪化するという問題がある。そして、この層間クロストークは記録層の増加に応じて増加するため、今後開発が進むより多くの記録層が積層された多層光ディスクにおいてより顕著な問題となる。
【発明の開示】
【０００６】
本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、多層光ディスクにおける層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にすることが可能な光ピックアップ装置を提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、複数の記録層を有する多層光ディスクにレーザ光を出射するレーザ光源と、多層光ディスクからの反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するフォトディテクタと、レーザ光源から出射されたレーザ光を入射して平行光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光を透過または反射させて多層光ディスクに導くとともに、同多層光ディスクからの反射光を反射または透過させてフォトディテクタに導くビームスプリッタと、ビームスプリッタによって多層光ディスクに導かれるレーザ光を集光して、前記複数の記録層のうちの１つの記録層に光スポットを形成する対物レンズと、ビームスプリッタによって導かれる多層光ディスクからの反射光をフォトディテクタの近傍に集光する集光レンズとを備えた光ピックアップ装置において、コリメートレンズとビームスプリッタとの間に配置され、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段と、前記１つの記録層から反射され、集光レンズによって集光された反射光を通過させるピンホールが形成されたピンホール板とを設け、輪帯形成光学手段は、前記１つの記録層以外の他の記録層から反射された反射光であってピンホール板上に形成されるリング状の集光光束の内径がピンホールの直径以上となるように、前記リング状に形成されるレーザ光の内径を規定したことにある。
【０００８】
この場合、前記輪帯形成光学手段を、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を遮光する遮光部を有する遮光板で構成するか、またはコリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を屈折させて同レーザ光の断面をリング状に形成する円柱状、円錐状もしくは多角形状の光学レンズまたはプリズムで構成するとよい。また、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、集光レンズの焦点距離をｆＣとし、ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が集光レンズによって集光される集光点からピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳを式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌによって規定すればよい。また、前記式に代えて、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されたレーザ光における内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＳ／Ｌ＋φＳによって規定してもよい。これらの場合、前記輪体形成光学手段として、前記遮光板を用いた場合には、同遮光板における遮光部の直径を前記式φＳ≧ｆＣ×φＳ／Ｌまたは式φＳ≧ｆＣ×φＳ／Ｌ＋φＳによって規定される内径φＳとすればよい。
【０００９】
このように構成された本発明の特徴によれば、レーザ光源から出射されるレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段をコリメートレンズとビームスプリッタとの間に配置するとともに、多層光ディスクにおける光スポットが形成されている記録層からの反射光の集光位置に、同集光される反射光の光束径に対応する大きさのピンホールが形成されたピンホール板を配置している。この場合、多層光ディスクにおける光スポットが形成される記録層には円状の光スポットが形成されるとともに、同記録層以外の他の記録層にはリング状のレーザ光が照射される。そして、ピンホール板に設けられたピンホールの周辺部には、前記他の記録層から反射した反射光によるリング状の集光光束が形成される。輪帯形成光学手段は、同ピンホールの周辺部に形成されるリング状の集光光束の内径が同ピンホールの直径以上の大きさとなるように、レーザ光源から出射されるレーザ光の中央部を遮光する。したがって、多層光ディスクにおける前記他の記録層に照射されるリング状のレーザ光の内径が、ピンホールの大きさに対応する大きさで遮光される。これにより、前記他の記録層からの反射光がピンホール板を通過してフォトディテクタに導かれることがない。すなわち、多層光ディスクにおける光スポットが形成された記録層から反射されて集光レンズによって集光された反射光のみをピンホール板に設けられたピンホールを介してフォトディテクタに導いている。このため、フォトディテクタから出力される受光信号は、光スポットが形成されている記録層に記録された信号のみに基づいて生成される。この結果、光ディスクＤＫにおいて、層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にすることができる。
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記光ピックアップ装置において、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、集光レンズの焦点距離をｆＣとし、ピンホールの径をφＰとし、他の記録層からの反射光が集光レンズによって集光される集光点からピンホールまでの距離をＬとしたとき、輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌによって規定したことにある。この場合、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌに代えて、内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰによって規定してもよい。この式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌは、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌにおける距離Ｌの半分の値を用いて内径φＳを規定している。また、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰは、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰにおける距離Ｌの半分の値を用いて内径φＳを規定している。これによれば、距離Ｌを用いて内径φＳを規定した場合に比べて同距離Ｌの半分の量に対応する量だけ内径φＳが大きくなる。このため、多層光ディスクにおけるレーザ光が集光している層以外の層からの反射光がより厳格に除かれる。これにより、対物レンズのフォーカスサーボ制御を非点収差法により行っている場合には、フォーカスエラー信号におけるＳ字カーブを精度よく検出できるようになり、多層光ディスクにおける対物レンズのフォーカスサーボ制御を精度良く行うことができる。
【００１１】
また、本発明の他の特徴は、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌおよび式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰのうちのいずれか１つの式によって規定される前記光ピックアップ装置において、レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、光スポットが形成されている記録層から反射された反射光であって集光レンズによって集光される集光光束の外径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰを、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定したことにある。これによれば、多層光ディスクにおけるレーザ光が集光している層からの反射光が集光レンズによって集光された集光光束の径に対応したピンホールの径となり、レーザ光が集光している層以外の層からの反射光を厳格に除くことができる。なお、係数Ｋは、集光レンズに入射するレーザ光の光強度分布が均一である場合には、１．２２である。この場合、光強度分布を１／ｅ２（ｅは自然対数の底）の強さで定義すると０．８２となる。また、光強度分布が輪帯状となる場合には、前記１．２２（または０．８２）を概ね０．８倍した値となる。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記光ピックアップ装置において、さらに、前記対物レンズは、多層光ディスクにおけるトラックに光スポットを追従させるためのトラッキングサーボ制御手段によって同多層光ディスクの径方向にトラッキングサーボ制御されるとともに、多層光ディスクにおける各記録層に光スポットを追従させるためのフォーカスサーボ制御手段によってレーザ光の光軸方向にフォーカスサーボ制御され、トラッキングサーボ制御手段およびフォーカスサーボ制御手段による対物レンズの各変位に応じて輪帯形成光学手段を多層光ディスクの径方向およびレーザ光の光軸方向にそれぞれ変位させるためのアクチュエータを備えたことにある。
【００１３】
これによれば、対物レンズがトラッキングサーボ制御手段およびフォーカスサーボ制御手段により多層光ディスクの径方向およびレーザ光の光軸方向に変位して対物レンズと輪帯形成光学手段との位置関係に変動が生じても、アクチュエータにより同位置関係を一定に保つことができる。これにより、多層光ディスクにおける所定の記録層およびトラック上に円形の光スポットを正確に形成できるとともに、前記他の記録層における所定のトラック上にリング状のレーザ光を正確に照射することができる。この結果、トラッキングサーボ制御およびフォーカスサーボ制御により対物レンズが変位する場合においても、層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、ＢＤ（Blu-ray  Disc）などの光ディスクＤＫにレーザ光を照射して信号の記録および再生を行う光ピックアップ装置の全体概略図である。ここで光ディスクＤＫは、片面側に複数の記録層を等間隔に積層した多層光ディスクである。この光ピックアップ装置は、レーザ光が出射されるレーザ光源１１と光ディスクＤＫとの間に、コリメートレンズ１２、遮光板１３、偏光ビームスプリッタ１４、１／４波長板１５および対物レンズ１６を備えている。
【００１５】
レーザ光源１１は、半導体レーザで構成されており、図示しないコントローラにより制御されて所定の波長（例えば、４０５ｎｍ）のレーザ光を出射する。レーザ光源１１から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１２により平行光に変換された後、遮光板１３に導かれる。遮光板１３は、入射したレーザ光の中央部を遮光するとともに、その周辺部分のレーザ光を透過させる光学素子である。この遮光板１３は、図２に示すように、光透過性を有する薄板材の上面を、レーザ光を透過させる部分である透過部１３ａを環状に残した状態で、その他の部分、具体的には透過部１３ａの内側および外側を光透過性を有しない材料によって覆ったものである。これにより、遮光板１３を透過したレーザ光の断面形状はリング状となる。この場合、リング状に形成されたレーザ光の内径、すなわち入射したレーザ光の中央部を遮光する部分である遮光部１３ｂの直径は、光ディスクＤＫにおける光スポットが形成される記録層以外の他の記録層に照射されるレーザ光の一部を遮るために必要な大きさに設定される。この遮光部１３ｂの直径の設定については後述する。なお、透過部１３ａの外径は、コリメートレンズ１２によって平行光にされたレーザ光の光束の径に対応している。なお、図１において、レーザ光源１１から出射されたレーザ光および光ディスクＤＫから反射された反射光を破線で示している。また、レーザ光および反射光の内側部分における塗りつぶされた領域は、それぞれ遮光板１３によって遮光された影の部分を示している。
【００１６】
遮光板１３の透過部１３ａを透過したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１４に入射する。偏光ビームスプリッタ１４は、入射した光を偏光方向に応じて透過または反射させる偏光光学器である。具体的には、遮光板１３を介して入射したレーザ光を透過させて１／４波長板１５に導くとともに、光ディスクＤＫからの反射光を入射方向に直交する方向（図示右側）に反射させる。１／４波長板１５は、入射したレーザ光の偏光状態を変化させる光学素子であり、偏光ビームスプリッタ１４から導かれたレーザ光を直線偏光から円偏光に変換して対物レンズ１６に導くとともに、光ディスクＤＫからの反射光を円偏光から直線偏光に変換して偏光ビームスプリッタ１４に導く。
【００１７】
対物レンズ１６は、１／４波長板１５を介して導かれるレーザ光を集光して、光ディスクＤＫ上に円状の光スポットを形成する。この場合、対物レンズ１６は、図示しないフォーカスサーボ制御回路によって光軸方向の位置が制御され、光ディスクＤＫにおける複数の記録層のうちの一つの記録層に選択的に光スポットを形成する。光ディスクＤＫにおける記録層上に集光されたレーザ光は、同記録層により反射され、反射光として対物レンズ１６および１／４波長板１５を介して再度偏光ビームスプリッタ１４に入射する。偏光ビームスプリッタ１４は、前記したように入射した反射光を入射方向と直交する方向（図示右側）に反射させてビームスプリッタ１７に導く。
【００１８】
ビームスプリッタ１７は、入射した反射光の一部を反射させて集光レンズ１８に導くとともに、同反射光の他の一部を透過させて集光レンズ２１に導く。集光レンズ１８は、入射したレーザ光をシリンドリカルレンズ１９を介してフォトディテクタ２０上に集光させる。シリンドリカルレンズ１９は、透過した反射光に非点収差を生じさせる光学素子である。フォトディテクタ２０は、分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、各受光素子は受光量に比例した電気信号をそれぞれ受光信号として出力する。この受光信号は、図示しないフォーカスサーボ制御回路およびトラックサーボ制御回路などに供給され、対物レンズ１６のフォーカスサーボ制御およびトラックサーボ制御に用いられる。
【００１９】
集光レンズ２１は、ビームスプリッタ１７を透過して導かれるリング状の反射光を同反射光の光軸上に配置されたピンホール板２２に向けて集光させる。ピンホール板２２は、光スポットが形成されている記録層からの反射光が集光する位置に配置され、光透過性を有しない薄板材における前記反射光の光軸上の位置に集光レンズ２１によって集光された反射光の集光光束の径（ビームウエスト径）に対応するピンホール２２ａが形成されている。このピンホール２２ａを通過した反射光はフォトディテクタ２３に導かれる。フォトディテクタ２３は、前記フォトディテクタ２０と同様に分割線で区切られた４つの同一正方形状の受光素子からなる４分割受光素子によって構成されており、各受光素子は受光量に比例した電気信号をそれぞれ受光信号として出力する。この受光信号は、図示しない信号再生回路に供給され、光ディスクＤＫに記録されている信号の再生に用いられる。
【００２０】
ここで、前記遮光板１３における遮光部１３ｂの直径の設定について説明する。この遮光板１３の遮光部１３ｂは、前記したように光ディスクＤＫにおける光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層に照射されるレーザ光の一部を遮るために必要な大きさに設定される。層間クロストークが生じている場合、光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光の集光レンズによる焦点位置はピンホール板２２の前後方向にずれる。具体的には、図３（Ａ）に示すように、光スポットが形成されている記録層に対して対物レンズ１６とは反対側の他の記録層からの反射光の焦点位置はピンホール板２２の前方にずれる。また、図３（Ｂ）に示すように、光スポットが形成されている記録層に対して対物レンズ１６側の他の記録層からの反射光の焦点位置はピンホール板の後方にずれる。この場合、両焦点位置のピンホール板２２に対するずれ量は、各記録層の層間距離（層間ギャップ）に対応する。
【００２１】
これらの場合、光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光は、ピンホール板２２に設けられたピンホール２２ａの大きさの範囲内でフォトディテクタ２３に導かれる。したがって、同他の記録層に照射されるレーザ光の中央部を、ピンホール２２ａの直径に対応する大きさ以上で遮光すれば、同他の記録層からの反射光の一部がピンホール２２ａを通過してフォトディテクタ２３に導かれることがない。すなわち、光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層に照射されるレーザ光の中央部を遮光して同レーザ光の断面形状をリング状に形成し、同リング状の光スポットにおける内径（遮光部分の内径）がピンホール２２ａの直径に対応するように遮光板１３の遮光部１３ｂの直径を設定する。
【００２２】
そこで、レーザ光源１１から出射されるレーザ光の波長をλとし、コリメートレンズ１２により平行光にされたレーザ光の光束径（遮光板１３の透過部１３ａの外径）をφＣとし、対物レンズ１６の焦点距離をｆＯとし、集光レンズ２１の焦点距離をｆＣとし、かつ光ディスクＤＫの層間ギャップをΔＴとして、まず、ピンホール板２２のピンホール２２ａの直径φＰを計算する。ピンホール２２ａの直径φＰは、集光レンズ２１によって集光される反射光の光束径（ビームウエスト径）に対応しており、下記式１によって計算される。なお、下記式１によって計算されるピンホール２２ａの直径φＰは、集光レンズ２１によって集光される反射光を通過させるために必要な最低の直径であるから、下記式１によって計算された値以上の値を直径φＰとすればよい。
φＰ＝Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））      …式１
【００２３】
上記式１は、レーザ光における光束径（ビームウエスト径）Ｄを計算するための一般式であるＤ＝Ｋ×λ／ＮＡを本実施形態に適用したものである。これらの式において、Ｋはレーザ光の光強度分布により設定される係数であり、同光強度が略均一である場合には１．２２である。この場合、光強度分布を１／ｅ２（ｅは自然対数の底）の強さで定義すれば０．８２となる。また、光強度分布が輪帯状となる場合には、前記１．２２（または０．８２）を概ね０．８倍した値となる。本実施形態においては、遮光板１３によって集光レンズ２１に入射する反射光の光強度分布はガウス分布となるため、係数Ｋは遮光部１３ｂの大きさに応じて０．６〜１．２２の値となる。また、ＮＡは、集光レンズ２１の開口数であり、同開口数ＮＡは（φＣ／（２×ｆＣ））により近似される。
【００２４】
次に、光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光が集光レンズ２１によって集光される集光点からピンホール板２２のピンホール２２ａまでの距離Ｌを下記式２によって計算する。下記式２は、対物レンズの焦点距離ｆＯおよび集光レンズの焦点距離ｆＣから層間ギャップΔＴに応じた距離Ｌを近似的に計算するための近似式である。
Ｌ＝（２×ΔＴ）×（ｆＣ／ｆＯ）２      …式２
【００２５】
次に、遮光板１３の遮光部１３ｂの直径φＳを計算する。この場合、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、反射光の集光点Ｐの位置により集光する反射光の光軸に対する角度が異なるため、計算される遮光部１３ｂの直径φＳも同集光点Ｐの位置により異なる値となる。具体的には、集光点Ｐがピンホール板２２の後方に位置する場合には、同反射光の光軸に対する角度が小さくなり、ピンホール板２２に形成されるリング状の集光光束の内径がピンホール２２の直径φＰより小さくなるため、同集光光束の内径がピンホール２２ａの直径φＰ以上となるように遮光部１３ｂの直径φＳを設定しなければならない。
【００２６】
まず、図３（Ａ）に示すように、集光点Ｐの位置がピンホール板２２の前方に位置する場合について計算する。集光点Ｐを介してピンホール板２２上に形成される他の記録層からの反射光によるリング状の集光光束における内径をピンホール径φＰと同一とし、この場合における集光レンズ２１に入射する同反射光における中央部の遮光された部分の直径、すなわち遮光部１３ｂの直径をφＳＦとすれば下記式３が成立する。そして、下記式３は、下記式４に示すように変形される。この場合、遮光部１３ｂの直径φＳＦは遮光部１３ｂの最低の大きさを表すものであるから、遮光部１３ｂの直径φＳＦを下記式５によって規定できる。
（φＰ／２）／Ｌ＝（φＳＦ／２）／（ｆＣ−Ｌ）      …式３
φＳＦ＝ｆＣ×φＰ／Ｌ−φＰ      …式４
φＳＦ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ−φＰ      …式５
【００２７】
次に、図３（Ｂ）に示すように、集光点Ｐの位置がピンホール板２２の後方に位置する場合について計算する。この場合、集光レンズ２１によって集光される他の記録層からの反射光の一部、具体的には、同反射光がピンホール板２２のピンホール２２ａの周辺部に照射された際における同ピンホール２２ａより内側の部分は、ピンホール２２ａを通過してピンホール板２２の後方で集光する。したがって、反射光がピンホール２２に到達した際における同反射光の中央部の遮光部分の直径をピンホール径φＰと同一とし、この場合における遮光部１３ｂの直径をφＳＲとすれば、上記式３と同様に下記式６が成立する。そして、前記と同様に、遮光部１３ｂの直径φＳＲを下記式６に基づいて下記式７によって規定できる。
（φＰ／２）／Ｌ＝（φＳＲ／２）／（ｆＣ＋Ｌ）      …式６
φＳＲ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰ      …式７
【００２８】
上記式５および式７によってそれぞれ規定される遮光部１３ｂの直径φＳＦと直径φＳＲとを比較すると、必ず直径φＳＦよりも直径φＳＲの方が大きくなるため、遮光部１３ｂの直径φＳとしては直径φＳＲを採用する方がよい。また、この場合、上記式３および式６に示す反射光の焦点距離（ｆＣ−Ｌ）および（ｆＣ＋Ｌ）を集光レンズの焦点距離ｆＣに近似すれば、遮光部１３ｂの直径φＳを、下記近似式８によって規定することもできる。下記式８によって計算される遮光部１３ｂの直径φＳは、上記式５および式７によって規定される直径φＳＦと直径φＳＲとの中間値である。本実施形態においては、下記式８によって近似的に計算された値を遮光部１３ｂの直径φＳとする。
φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ      …式８
【００２９】
このように構成された光ピックアップ装置を使用するに際しては、対物レンズ１６の上方における所定の位置に光ディスクＤＫを配置して、光ピックアップ装置を備えた図示しない光ディスク装置の電源を投入し、光ディスクＤＫを回転させるとともにレーザ光源１１からレーザ光を出射させる。このレーザ光源１１からのレーザ光の出射は、光ディスク装置内の図示しないレーザ駆動回路によって制御されており、光ディスクＤＫに記録されている信号を再生するための連続的な一定レベルのレーザ光が出射される。
【００３０】
レーザ光源１１から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ１２によって平行光に変換された後、遮光板１３に導かれる。遮光板１３に導かれたレーザ光は、遮光板１３の遮光部１３ｂによりその中央部が遮光された円筒状（断面形状がリング状）に形成されて偏光ビームスプリッタ１４および１／４波長板１５を介して対物レンズ１６に導かれる。
この場合、レーザ光の中央部における遮光された部分の直径は遮光部１３ｂの大きさに対応している。すなわち、前記他の記録層からの反射光が集光レンズ２１によって集光されてピンホール板２２上にリング状の集光光束を形成した際、同集光光束における内径（影の部分の大きさ）がピンホール２２ａの直径以上となるようにレーザ光の中央部が遮光される。
【００３１】
対物レンズ１６に入射したレーザ光は、図４に示すように、光ディスクＤＫにおける所定の記録層Ｌ３上に集光される。この場合、対物レンズ１６によりレーザ光が集光された所定の記録層Ｌ３上には、円形の光スポットが形成されるとともに、同所定の記録層以外の他の記録層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５およびカバー層Ｃｖにリング状のレーザ光が照射される。これらのうち、前記所定の記録層Ｌ３においては、同記録層Ｌ３に記録された信号に応じてレーザ光が反射する。また、前記所定の記録層以外の他の記録層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５においては、レーザ光が照射されている部分、すなわちリング状の部分において同他の記録層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５に記録された信号に応じてレーザ光が反射する。この他の記録層Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４，Ｌ５からの反射光が層間クロストークである。これらの各反射光は、対物レンズ１６を介して１／４波長板１５に入射する。１／４波長板１５は、入射した反射光を円偏光から直線偏光にすることで偏光方向をレーザ光源１１から出射されたレーザ光に対して９０°回転させた直線偏光にして偏光ビームスプリッタ１４に導く。
【００３２】
偏光ビームスプリッタ１４に入射した反射光は、ビームスプリッタ１７に導かれる。ビームスプリッタ１７に導かれた反射光は、その一部が反射されて集光レンズ１８に導かれるとともに、他の一部が透過して集光レンズ２１に導かれる。集光レンズ１８に導かれた反射光は、シリンドリカルレンズ１９を介してフォトディテクタ２０上に集光される。フォトディテクタ２０は、受光した反射光の光量に応じた受光信号を図示しないフォーカスサーボ制御回路およびトラックサーボ制御回路などに出力する。フォーカスサーボ制御回路およびトラックサーボ制御回路は、同受光信号に基づいて、対物レンズ１６のフォーカスサーボ制御およびトラックサーボ制御を行う。
【００３３】
集光レンズ２１に導かれた反射光は、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、ピンホール板２２のピンホール２２ａ付近に集光される。具体的には、光スポットが形成されている記録層からの反射光（図において実線）は、ピンホール板２２のピンホール２２ａ内にて集光するとともに、同ピンホール２２ａを通過してフォトディテクタ２３に導かれる。この場合、ピンホール２２ａの直径は、集光レンズ２１によって集光された反射光の光束径（ビームウエスト径）に対応しているため、同反射光はピンホール板２２によって遮られることなくフォトディテクタ２３に導かれる。
【００３４】
また、図５（Ａ）に示すように、光スポットが形成されている記録層に対して対物レンズ１６とは反対側の他の記録層からの反射光（図において破線）はピンホール板２２の前方にて集光した後、同ピンホール板２２におけるピンホール２２ａの周辺部にリング状の集光光束を形成する。この場合、ピンホール２２ａの周辺部に形成されるリング状の集光光束の内径、換言すれば影の部分の直径は、ピンホール２２ａの直径より大きいため、同反射光はピンホール板２２を通過することはなくフォトディテクタ２３に導かれることはない。
【００３５】
また、図５（Ｂ）に示すように、光スポットが形成されている記録層に対して対物レンズ１６側の他の記録層からの反射光（図において破線）は、その一部がピンホール板２２のピンホール２２ａの周辺部に集光光束を形成するとともに、他の一部がピンホール２２ａを通過した後、ピンホール板２２の後方にて集光する。具体的には、他の記録層からの反射光がピンホール板２２に到達した際、同反射光におけるピンホール２２ａの直径より大きい部分が、ピンホール２２ａの周辺部に集光光束を形成し、同反射光におけるピンホール２２ａの直径より小さい部分であって同反射光の中央部における遮光された部分の直径より大きい部分がピンホール２２ａを通過して集光する。これは、前記した遮光部１３ｂの直径φＳを設定する際、上記式８による近似式にて計算した値を直径φＳとしたため、反射光における遮光された部分の直径がピンホール２２ａの直径より僅かに小さい値となっているためである。しかし、この場合、ピンホール板２２を通過する他の記録層からの反射光の一部は極めて少ないため、同通過した反射光がフォトディテクタ２３に導かれても受光信号に与える影響は小さく無視できる。
【００３６】
なお、この他の記録層からの反射光をすべて遮断するためには、遮光部１３ｂの直径φＳを設定する際、上記式７によって計算した直径φＳＲを遮光部１３ｂの直径φＳに採用すればよい。この場合、ピンホール２２ａの周辺部に形成される集光光束はリング状となり、同リング状の集光光束の内径、換言すれば影の部分の直径はピンホール２２ａの直径以上となるため、同反射光がピンホール板２２を通過することはなくフォトディテクタ２３に導かれることはない。なお、図５（Ａ），（Ｂ）において、光スポットが形成されている記録層からの反射光（図において実線）および同光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光（図において破線）の両内側部分における塗りつぶされた領域は、それぞれ遮光板１３により遮光された影の部分を示している。
【００３７】
ピンホール板２２のピンホール２２ａを通過した反射光、具体的には、光スポットが形成されている記録層からの反射光（前記他の記録層からの反射光の一部を含む）は、フォトディテクタ２３によって受光される。フォトディテクタ２３は、受光した反射光の光量に応じた受光信号を図示しない信号再生回路に出力する。信号再生回路は、同受光信号、すなわち光スポットが形成されている記録層からの反射光に基づいて、光ディスクＤＫからの記録信号の再生を行う。
【００３８】
上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、複数の記録層を有する光ディスクＤＫにおける光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光の集光位置の違いに着目し、光スポットが形成されている記録層からの反射光の集光位置にピンホール板２２を配置するとともに、同記録層以外の他の記録層に照射されるレーザ光の中央部を遮光してピンホール板２２上に形成される他の記録層からの反射光による集光光束の中央部から反射光を除去している。これにより、他の記録層からの反射光がピンホール板２２を通過してフォトディテクタ２３に導かれることがない。このため、フォトディテクタ２３から出力される受光信号は、光スポットが形成されている記録層に記録された信号のみに基づいて生成される。この結果、光ディスクＤＫにおいて、同層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にすることができる。
【００３９】
さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００４０】
上記実施形態においては、遮光板１３を用いて光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層に照射されるレーザ光の中央部を遮光するように構成したが、これに限定されるものではない。すなわち、光スポットが形成されている記録層以外の記録層からの反射光によるピンホール板２２上に形成されるリング状の集光光束の内径をピンホール２２ａの直径以上に規定できればよく、例えば、円柱状、円錐状もしくは多角形状からなる光学レンズ、またはプリズムなどを単体で用いていてもよく、また、これらを適宜組み合わせて遮光板１３に代えて用いるようにしてもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４１】
また、上記実施形態においては、上記式２により計算される距離Ｌ、すなわち、光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光が集光レンズ２１によって集光される集光点からピンホール板２２のピンホール２２ａまでの距離を用いて上記式３〜式８により、遮光板１３の遮光部１３ｂの直径φＳを規定するようにしたが、上記式３〜式８において、距離Ｌの半分の値を用いて遮光部１３ｂの直径φＳを規定するようにしてもよい。すなわち、下記式９または式１０を用いて遮光部１３ｂの直径φＳを規定するようにしてもよい。
φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ      …式９
φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰ      …式１０
【００４２】
これによれば、上記式３〜式８において距離Ｌを用いて遮光部１３ｂの直径φＳを計算した場合に比べて同距離Ｌの半分の量に対応する量だけ同直径φＳが大きくなる。換言すれば、各記録層の層間距離（層間ギャップ）が半分になった場合における遮光部１３ｂの直径φＳとなる。このため、光スポットが形成されている記録層以外の記録層からの反射光がより厳格に除かれる。これにより、信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度をさらに良好にすることができる。
【００４３】
また、この場合、レーザ光が集光している層以外の層からの反射光も厳格に除かれる。すなわち、レーザ光が記録層と記録層の間の層（中間層）に集光している場合において、同集光位置に隣接する記録層からの反射光も遮光することができる。これにより、対物レンズ１６のフォーカスサーボ制御を非点収差法などにより行っている場合には、フォーカスエラー信号に同期したＳＵＭ信号を精度よく検出できるようになり、複数の記録層を有する光ディスクＤＫにおける対物レンズ１６のフォーカスサーボ制御を精度良く行うことができる。
【００４４】
また、上記実施形態においては、レーザ光源１１から出射されるレーザ光の偏光方向に応じて同レーザ光を透過および反射させる偏光ビームスプリッタ１４を用いたが、レーザ光源１１から出射されたレーザ光を光ディスクＤＫに導き、同光ディスクＤＫからの反射光をフォトディテクタ２３に導くことができる光学素子であれば、他の光学素子であってもよい。例えば、偏光ビームスプリッタ１４に代えて入射した光の半分を透過および反射させるハーフミラーを用いてもよい。
【００４５】
また、上記実施形態においては、対物レンズ１６のトラッキングサーボ制御およびフォーカスサーボ制御による同対物レンズ１６の変位に関わらず遮光板１３の位置を固定して用いたが、これに限定されるものではない。すなわち、遮光板１３を光ディスクＤＫの径方向およびレーザ光源１１から出射されるレーザ光の光軸方向に変位させるためのアクチュエータを設け、遮光板１３を対物レンズ１６の変位に応じて変位させてもよい。これによれば、対物レンズ１６と遮光板１３との位置関係に変動が生じる場合であっても同位置関係を一定に保つことができ、光ディスクＤＫにおける所定の記録層およびトラック上に円形の光スポットを正確に形成できるとともに、前記他の記録層における所定のトラック上にリング状のレーザ光を正確に照射することができる。この結果、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４６】
また、上記実施形態においては、遮光板１３をコリメートレンズ１２と偏光ビームスプリッタ１４との間に配置するようにしたが、光ディスクＤＫの記録層に向けて断面形状がリング状のレーザ光を照射できれば、これに限定されるものではない。すなわち、偏光ビームスプリッタ１４と対物レンズ１６との間に遮光板１３を配置することもできる。これによっても、上記と同様の効果が期待できる。また、この場合、対物レンズ１６と遮光板１３とを一体的に構成すれば、対物レンズ１６のトラッキングサーボ制御およびフォーカスサーボ制御により遮光板１３を対物レンズ１６と一体的に変位させることができる。これによっても、上記と同様に、対物レンズ１６と遮光板１３との位置関係を一定に保つことができ、上記と同様の効果が期待できる。
【００４７】
また、上記実施形態においては、光ディスクＤＫとして複数の記録層を等間隔に積層した光ディスクを用いたが、これに限定されるものではなく、複数の記録層がそれぞれ異なる間隔で積層された光ディスクを光ディスクＤＫとして用いてもよい。この場合、最も小さい層間ギャップに基づいて遮光板１３における遮光部１３ｂの直径φＳを設定すればよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、光ディスクＤＫとしてＢＤ（Blu-ray  Disc）を用いたが、複数の記録層を有する光ディスクであれば、これに限定されるものではない。すなわち、ＢＤの他に、ＣＤ，ＤＶＤ，ＨＤ  ＤＶＤなどの他の光ディスクまたは次世代の光ディスクであってもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置に用いられる遮光板の斜視図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は光スポットが形成されている記録層以外の他の記録層からの反射光における集光状態をピンホール板との関係で示す説明図である。
【図４】多層光ディスクの各記録層に照射されるレーザ光の形状を説明するための説明図である。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は光スポットが形成されている記録層からの反射光および他の記録層からの反射光がピンホール板を通過または遮光される様子を示した説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
ＤＫ…光ディスク、１１…レーザ光源、１２…コリメートレンズ、１３…遮光板、１３ａ…透過部、１３ｂ…遮光部、１４…偏光ビームスプリッタ、１６…対物レンズ、１７…ビームスプリッタ、２１…集光レンズ、２２…ピンホール板、２２ａ…ピンホール、２３…フォトディテクタ。
【図３】
2007115348.tif 000003
【図１】
2007115348.tif 000004
【図２】
2007115348.tif 000005
【図４】
2007115348.tif 000006
【図５】
2007115348.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月15日(2005.12.15)
【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】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
請求項４ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、前記集光レンズに入射する前記多層光ディスクからの反射光の光束径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰは、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定される光ピックアップ装置。
【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】
また、本発明の他の特徴は、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌおよび式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰのうちのいずれか１つの式によって規定される前記光ピックアップ装置において、レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、集光レンズに入射する多層光ディスクからの反射光の光束径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰを、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定したことにある。これによれば、多層光ディスクにおけるレーザ光が集光している層からの反射光が集光レンズによって集光された集光光束の径に対応したピンホールの径となり、レーザ光が集光している層以外の層からの反射光を厳格に除くことができる。なお、係数Ｋは、集光レンズに入射するレーザ光の光強度分布が均一である場合には、１．２２である。この場合、光強度分布を１／ｅ２（ｅは自然対数の底）の強さで定義すると０．８２となる。また、光強度分布が輪帯状となる場合には、前記１．２２（または０．８２）を概ね０．８倍した値となる。
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【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】
複数の記録層を有する多層光ディスクにレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記多層光ディスクからの反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するフォトディテクタと、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を入射して平行光に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光を透過または反射させて前記多層光ディスクに導くとともに、同多層光ディスクからの反射光を反射または透過させて前記フォトディテクタに導くビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタによって前記多層光ディスクに導かれるレーザ光を集光して、前記複数の記録層のうちの１つの記録層に光スポットを形成する対物レンズと、
前記ビームスプリッタによって導かれる前記多層光ディスクからの反射光を前記フォトディテクタの近傍に集光する集光レンズとを備えた光ピックアップ装置において、
前記コリメートレンズと前記ビームスプリッタとの間に配置され、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段と、
前記１つの記録層から反射され、前記集光レンズによって集光された反射光を通過させるピンホールが形成されたピンホール板とを設け、
前記輪帯形成光学手段は、前記光スポットが形成される１つの記録層以外の記録層から反射されたレーザ光が、前記ピンホール板のピンホールの周辺部にリング状の集光光束を形成するように、前記リング状に形成されるレーザ光の内径を規定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記ピンホール板のピンホールの周辺部に形成されたリング状の集光光束の内径は、前記ピンホールの直径以上である光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
前記輪帯形成光学手段は、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を遮光する遮光部を有する遮光板である光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
前記輪帯形成光学手段は、前記コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を屈折させて同レーザ光の断面をリング状に形成する円柱状、円錐状もしくは多角形状の光学レンズまたはプリズムである光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記集光レンズの焦点距離をｆＣとし、前記ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が前記集光レンズによって集光される集光点から前記ピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳは、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰによって規定される光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項５ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、前記レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、前記集光レンズに入射する前記多層光ディスクからの反射光の光束径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰは、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定される光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載の光ピックアップ装置において、さらに、
前記対物レンズは、
前記多層光ディスクにおけるトラックに前記光スポットを追従させるためのトラッキングサーボ制御手段によって同多層光ディスクの径方向にトラッキングサーボ制御されるとともに、前記多層光ディスクにおける各記録層に前記光スポットを追従させるためのフォーカスサーボ制御手段によって前記レーザ光の光軸方向にフォーカスサーボ制御され、
前記トラッキングサーボ制御手段および前記フォーカスサーボ制御手段による前記対物レンズの各変位に応じて前記輪帯形成光学手段を前記多層光ディスクの径方向および前記レーザ光の光軸方向にそれぞれ変位させるためのアクチュエータを備えた光ピックアップ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかしながら、このような多層光ディスクにおいては、信号再生の対象となる記録層に照射したレーザ光の一部が同記録層以外の他の記録層にも照射されるため、信号再生の対象となる記録層からの反射光に他の記録層からの反射光が重なる層間クロストークが生じる。この場合、フォトディテクタから出力される電気信号には層間クロストークにより他の記録層に記録された信号が含まれることになり、その結果、信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度が悪化するという問題がある。そして、この層間クロストークは記録層の増加に応じて増加するため、今後開発が進むことにより多くの記録層が積層された多層光ディスクにおいてより顕著な問題となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の特徴は、複数の記録層を有する多層光ディスクにレーザ光を出射するレーザ光源と、多層光ディスクからの反射光を受光して受光量に応じた電気信号を出力するフォトディテクタと、レーザ光源から出射されたレーザ光を入射して平行光に変換するコリメートレンズと、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光を透過または反射させて多層光ディスクに導くとともに、同多層光ディスクからの反射光を反射または透過させてフォトディテクタに導くビームスプリッタと、ビームスプリッタによって多層光ディスクに導かれるレーザ光を集光して、前記複数の記録層のうちの１つの記録層に光スポットを形成する対物レンズと、ビームスプリッタによって導かれる多層光ディスクからの反射光をフォトディテクタの近傍に集光する集光レンズとを備えた光ピックアップ装置において、コリメートレンズとビームスプリッタとの間に配置され、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段と、前記１つの記録層から反射され、集光レンズによって集光された反射光を通過させるピンホールが形成されたピンホール板とを設け、輪帯形成光学手段は、前記光スポットが形成される１つの記録層以外の記録層から反射されたレーザ光が、ピンホール板のピンホールの周辺部にリング状の集光光束を形成するように、リング状に形成されるレーザ光の内径を規定したことにある。この場合、例えば、前記光スポットが形成される１つの記録層以外の他の記録層から反射された反射光であってピンホール板上に形成されるリング状の集光光束の内径がピンホールの直径以上となるように、前記リング状に形成されるレーザ光の内径を規定したことにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
この場合、前記輪帯形成光学手段を、コリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を遮光する遮光部を有する遮光板で構成するか、またはコリメートレンズにより平行光に変換されたレーザ光の中心部を屈折させて同レーザ光の断面をリング状に形成する円柱状、円錐状もしくは多角形状の光学レンズまたはプリズムで構成するとよい。また、集光レンズの焦点距離をｆＣとし、ピンホールの径をφＰとし、前記他の記録層からの反射光が集光レンズによって集光される集光点からピンホールまでの距離をＬとしたとき、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳを式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌによって規定すればよい。また、前記式に代えて、前記輪帯形成光学手段によってリング状に形成されたレーザ光における内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰによって規定してもよい。これらの場合、前記輪体形成光学手段として、前記遮光板を用いた場合には、同遮光板における遮光部の直径を前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌまたは式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰによって規定される内径φＳとすればよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
このように構成された本発明の特徴によれば、レーザ光源から出射されるレーザ光の断面形状をリング状に形成する輪帯形成光学手段をコリメートレンズとビームスプリッタとの間に配置するとともに、多層光ディスクにおける光スポットが形成されている記録層からの反射光の集光位置に、同集光される反射光の光束径に対応する大きさのピンホールが形成されたピンホール板を配置している。この場合、多層光ディスクにおける光スポットが形成される記録層には円状の光スポットが形成されるとともに、同記録層以外の他の記録層にはリング状のレーザ光が照射される。そして、ピンホール板に設けられたピンホールの周辺部には、前記他の記録層から反射した反射光によるリング状の集光光束が形成される。輪帯形成光学手段は、同ピンホールの周辺部に形成されるリング状の集光光束の内径がほぼピンホールの直径以上の大きさとなるように、レーザ光源から出射されるレーザ光の中央部を遮光する。したがって、多層光ディスクにおける前記他の記録層に照射されるリング状のレーザ光の内径が、ピンホールの大きさに対応する大きさで遮光される。これにより、前記他の記録層からの反射光がピンホール板を通過してフォトディテクタに導かれることが実質的にない。すなわち、多層光ディスクにおける光スポットが形成された記録層から反射されて集光レンズによって集光された反射光のみをピンホール板に設けられたピンホールを介してフォトディテクタに実質的に導いている。このため、フォトディテクタから出力される受光信号は、光スポットが形成されている記録層に記録された信号のみに基づいて実質的に生成される。この結果、光ディスクＤＫにおいて、層間クロストークの影響を受けずに信号再生の対象となる記録層に記録された信号の再生精度を良好にすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の他の特徴は、前記光ピックアップ装置において、集光レンズの焦点距離をｆＣとし、ピンホールの径をφＰとし、他の記録層からの反射光が集光レンズによって集光される集光点からピンホールまでの距離をＬとしたとき、輪帯形成光学手段によってリング状に形成されるレーザ光における内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌによって規定したことにある。この場合、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌに代えて、内径φＳを、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰによって規定してもよい。この式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌは、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌにおける距離Ｌの半分の値を用いて内径φＳを規定している。また、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰは、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰにおける距離Ｌの半分の値を用いて内径φＳを規定している。これによれば、距離Ｌを用いて内径φＳを規定した場合に比べて同距離Ｌの半分の量に対応する量だけ内径φＳが大きくなる。このため、多層光ディスクにおけるレーザ光が集光している層以外の層からの反射光がより厳格に除かれる。これにより、対物レンズのフォーカスサーボ制御を非点収差法により行っている場合には、フォーカスエラー信号におけるＳ字カーブを精度よく検出できるようになり、多層光ディスクにおける対物レンズのフォーカスサーボ制御を精度良く行うことができる。
【手続補正７】
【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】
また、本発明の他の特徴は、前記式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ／Ｌ＋φＰ、式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌおよび式φＳ≧ｆＣ×φＰ×２／Ｌ＋φＰのうちのいずれか１つの式によって規定される前記光ピックアップ装置において、レーザ光源から出射されるレーザ光の光強度分布により設定される係数をＫとし、レーザ光源から出射されるレーザ光の波長をλとし、集光レンズに入射する多層光ディスクからの反射光の光束径をφＣとしたとき、前記ピンホールの径φＰを、式φＰ≧Ｋ×λ／（φＣ／（２×ｆＣ））によって規定したことにある。これによれば、多層光ディスクにおけるレーザ光が集光している層からの反射光が集光レンズによって集光された集光光束の径に対応したピンホールの径となり、レーザ光が集光している層以外の層からの反射光を厳格に除くことができる。なお、係数Ｋは、集光レンズに入射するレーザ光の光強度分布が均一である場合には、１．２２である。この場合、光強度分布を１／ｅ２（ｅは自然対数の底）の強さで定義すると０．８２となる。また、光強度分布が輪帯状となる場合には、前記１．２２（または０．８２）を概ね０．８倍した値となる。