(57)【要約】【課題】ディスク基板厚さが０．１ｍｍ以下のＢＤに対応するとともにディスク基板が０．１ｍｍより厚い光ディスクにも対応することができる光ピックアップ装置及び光ディスクシステムを提供する。【解決手段】半導体レーザ３１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３２を透過し、コリメータレンズ３４によって光束の直径を補正し、平行光となった後、立ち上げミラー３５を介し、補正素子３６により球面収差や開口数ＮＡが補正され、１／４波長板３７により半導体レーザ３１の直線偏光を円偏光に変更し、対物レンズ３８を介して光ディスク２上の情報トラックを照明する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口数が０．８５以上の対物レンズを用い、少なくとも表面から記録面までのディスク基板厚みが０．１ｍｍ以下である光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置であって、
上記ディスク基板厚みに応じて収差を補正する収差補正手段を備え、
上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクを記録再生することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記収差補正手段は、開口数を０．７以下に切り替えることにより、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクの収差を補正する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】
上記収差補正手段は、レンズを光軸方向に移動させ、対物レンズに入射する光の発散・収束角を調整することにより、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクの収差を補正する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４】
上記収差補正手段は、位相発生素子によって部分的に光の位相を制御することにより、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクの収差を補正する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５】
開口数が０．８５以上の対物レンズを用い、少なくとも表面から記録面までのディスク基板厚みが０．１ｍｍ以下である光ディスクを記録再生する光ディスクシステムであって、
上記ディスク基板厚みを判別する判別手段と、
上記判別手段により判別されたディスク基板厚みに応じて収差を補正する収差補正手段を備え、
上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍ以上、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクを記録再生することを特徴とする光ディスクシステム。
【請求項６】
上記収差補正手段は、開口数を０．７以下に切り替えることにより、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクの収差を補正することを特徴とする請求項５記載の光ディスクシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクを記録再生するための光ピックアップ装置及び光ディスクシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＢＤ（Blu-ray Disc）（商標）は、ディスク基板が薄く、チルトマージンが大きいため、ＨＤ ＤＶＤ(High-Density Digital Versatile Disc)と異なり記録再生装置にコマ収差を補正する機構が必要ない優れた光ディスクである。また、ＢＤはＨＤ ＤＶＤよりも記録密度が高いため、例えば、ＨＤＴＶ（High Definition Television）映像を長時間記録することができる。
【０００３】
ところで、従来からＢＤ及びＨＤ ＤＶＤを互換再生する光ピックアップ装置が提案されている（非特許文献１参照）。しかし、ＢＤの表面から記録層までのディスク基板は０．１ｍｍ以下であり、ＨＤ ＤＶＤのディスク基板は０．６ｍｍであるため、このディスク基板の厚みの差に起因する球面収差補正量が極めて大きくなり、液晶などによる補正では実質上互換再生することは困難であった。また、使用する波長が同じであるため波長依存性を利用する回折素子により収差補正する互換再生も困難であった。
【０００４】
【非特許文献１】日経エレクトロ二クス，2004.9.27，p105-121
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようにＢＤの記録再生装置は、ＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクとの互換性が困難なため、ＢＤと互換可能な光ディスクが望まれるとともにそれを記録再生する装置が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、ディスク基板厚さが０．１ｍｍ以下のＢＤに対応するとともにディスク基板が０．１ｍｍより厚い光ディスクにも対応することができる光ピックアップ装置及び光ディスクシステム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】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光ピックアップ装置は、開口数が０・８５以上の対物レンズを用い、少なくとも表面から記録面までのディスク基板厚みが０．１ｍｍ以下である光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置であって、上記ディスク基板厚みに応じて収差を補正する収差補正手段を備え、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクを記録再生することを特徴としている。
【０００８】
また、本発明に係る光ディスクシステムは、開口数が０・８５以上の対物レンズを用い、少なくとも表面から記録面までのディスク基板厚みが０．１ｍｍ以下である光ディスクを記録再生する光ディスクシステムであって、上記ディスク基板厚みを判別する判別手段と、上記判別手段により判別されたディスク基板厚みに応じて収差を補正する収差補正手段を備え、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍ以上、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクを記録再生することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光ディスクのディスク基板厚みに応じて収差を補正することにより、ディスク基板厚さが０．１ｍｍ以下のＢＤに対応するとともにディスク基板が０．１ｍｍより厚い光ディスクにも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光ディスクシステムの外観を示す図である。この光ディスクシステム１は、筐体１００内に光ディスク２と、光ディスク２を保持するディスクテーブル１０１と、光ディスク２の記録面の情報を読み出し又は光ディスク２の記録面に情報を書き込む光ピックアップ装置３とを格納し、ディスクテーブル１０１が光ディスク２を回転し、光ピックアップ装置３が光ディスク２の直径方向に移動することにより、光ディスク２の内周から外周方向又は外周から内周方向に情報の読み出し又は書き込みを行う。
【００１１】
図２は、本発明の一実施形態に係る光ディスクシステムの構成を示すブロック図である。光ディスクシステム１は、光ディスク２に記録された情報を読み出し又は光ディスク２に情報を書き込む光ピックアップ装置３と、光ピックアップ装置３で読み出された情報の信号レベルを増幅するプリアンプ４と、光ディスク２上の正確なトラック位置及びフォーカス位置を制御するサーボ制御回路５と、正確なトラック位置及びフォーカス位置に光ピックアップ装置３を送る送りモータ６と、ディスクテーブル１０１を介して光ディスク２を回転するスピンドルモータ７と、プリアンプ４で増幅された信号を変復調する信号変復調器８と、光ピックアップ装置３に設置されたレーザ光源の出力を制御するレーザ制御部９と、光ディスク２の種類を判別するディスク種類判別部１０と、光ディスク２の種類に応じてサーボ制御回路５及び信号変復調器８を制御するシステムコントローラ１１と、信号をＤ／Ａ変換又はＡ／Ｄ変換するＤ／Ａ・Ａ／Ｄ変換器１２と、オーディオ・ビジュアル信号を信号処理するオーディオ・ビジュアル処理部１３と、オーディオ・ビジュアル信号を入出力するオーディオ・ビジュアル信号入出力部１４と、信号を送受信するためのインタフェース１５と、インタフェース１５を介して情報を送受信する外部コンピュータ１６とを備えて構成される。
【００１２】
ここで、サーボ制御回路５は、システムコントローラ１１からのディスク種類に応じて光ピックアップ装置３の収差補正を制御するとともに光ディスク２を回転するスピンドルモータ７を制御する。また、プリアンプ４で増幅された信号に基づいて光ピックアップ装置３を正確なトラック位置及びフォーカス位置に送るように送りモータ６を制御する。
【００１３】
信号変復調回路８は、プリンアンプ４で増幅されたアナログ信号をデジタル信号に復調する。また、信号変復調回路８は、インタフェース１５やＤ／Ａ・Ａ／Ｄ変換器１２から出力されたデジタル信号をアナログ信号に変調する。
【００１４】
システムコントローラ１１は、ディスク種類判別部１０から出力されたディスク種類に応じてサーボ制御回路５を制御するとともに信号変復調器８を制御する。
【００１５】
続いて、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置３について図３を用いて詳細に説明する。
【００１６】
光ピックアップ装置３は、半導体レーザ３１と、偏光ビームスプリッタ３２と、光検出器３３と、コリメータレンズ３４と、立ち上げミラー３５と、補正素子３６と、１／４波長板３７と、対物レンズ３８とを備えて構成されている。
【００１７】
この光ピックアップ装置３は、ＢＤ（Blu-ray Disc）のように光ディスク２の表面から記録面までのディスク基板の厚みが薄い光ディスク２を記録再生するため、レンズの光軸の傾きによるチルトマージンが大きく、コマ収差補正機構が不要である。
【００１８】
半導体レーザ３１は、ＢＤに対応した青紫色半導体レーザ素子であり、波長４０５ｎｍのレーザ光を発光する。なお、ＢＤ用の青紫色半導体レーザとＤＶＤ（Digital Versatile Disc）用の赤色半導体レーザとＣＤ（Compact Disc）用の赤外半導体レーザの各素子を収めた３波長レーザを用いてもよい。
【００１９】
コリメータレンズ３４は、半導体レーザ３１からの出射光を、平行光に変換する。また、偏光ビームスプリッタ３２と立ち上げミラー３５との間を光軸方向に移動し、光束の直径や球面収差を補正する。すなわち、対物レンズ３８に入射する光の発散・収束角を調整する。
【００２０】
補正素子３６は、液晶やＰＬＺＴ（(Pb,La)(Zr,Tr)O3）などの位相発生デバイスであり、球面収差やＮＡを補正する。この補正素子３６は、例えば各電極への印加電圧に応じてディスク基板の厚さの違いによって発生する球面収差の補正量とほぼ等価な波面を発生する。なお、ＢＤと異なる波長を用いる場合には、補正素子３６に回析素子を用いてもよい。
【００２１】
半導体レーザ３１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３２に導かれる。偏光ビームスプリッタ３２を透過した光は、コリメータレンズ３４によって平行光となった後、立ち上げミラー３５を介し、補正素子３６により球面収差や開口数ＮＡが補正され、１／４波長板３７により半導体レーザ３１の直線偏光を円偏光に変更し、対物レンズ３８を介して光ディスク２上の情報トラックを照明する。
【００２２】
光ディスク２からの反射光は、立ち上げミラー３５を介し、ビームスプリッタ３２で反射された後、光検出器３３へと導かれる。
【００２３】
この光ピックアップ装置３は、０．１ｍｍのディスク基板厚さを有するＢＤに対応するため、対物レンズの開口数ＮＡが０．８５の場合の収差が極限まで除去されている。
【００２４】
ディスク基板厚さが０．１ｍｍよりも厚くなると、補正すべき球面収差が大きくなる。このディスク基板の厚み差ｄｔによる３次の球面収差係数Ｗ４０は、（１）式により算出される。
【００２５】
【数１】
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【００２６】
また、ＢＤに対応したＮＡは０．８５と高いため、ディスク基板が０．１ｍｍよりも厚くなると、補正すべき球面収差はさらに大きくなる。
【００２７】
図４は、各ＮＡ値におけるディスク基板の厚み差ｄｔに対する３次の球面収差係数Ｗ４０の値を示すグラフである。この図４からも分かるように、ＮＡの値が大きくなるにつれて、厚み差ｄｔに対する３次の球面収差係数Ｗ４０が大きくなる。このため、光ピックアップ装置３は、コリメータレンズ３４を光軸方向に駆動し、対物レンズに入射する光の発散・収束角を調整することで収差補正を行う。また、補正素子３６により部分的に光を遮断することによりＮＡを減少させる。このように光ピックアップ装置３は、３次の球面収差係数Ｗ４０が高くならないように収差補正と開口数ＮＡを制御する。
【００２８】
ここで、例えば、開口数を０．７以下に制御して、３次の球面収差係数Ｗ４０の値が約１０λ以下を許容範囲とするならば、ｄｔ＝０．４ｍｍ、つまりディスク基板厚さが０．５ｍｍ以下の光ディスク２に対応可能となる。換言すれば、開口数を０．７以下に切り替えることにより、上記ディスク基板厚みが０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下である光ディスクの収差は約１０λ以下となり収差補正することができる。
【００２９】
また、ディスクチルトによる３次のコマ収差係数Ｗ３１は、（２）式により算出される。
【００３０】
【数２】
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【００３１】
この３次のコマ収差係数Ｗ３１もディスク基板厚さｔが厚くなると増加するが、上述のように開口数ＮＡの値を減少させるように制御することにより、３次のコマ収差係数Ｗ３１の増加を抑制する。これにより、光ピックアップ装置３にはコマ収差補正機構が不要となる。
【００３２】
このように、ディスク基板厚み０．１ｍｍのＢＤに対応した開口数ＮＡ０．８５を基準とし、より厚いディスク基板（０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ）を有する光ディスクにはコリメータレンズ３４や補正素子３６により収差補正と開口数ＮＡを制御することができる。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態における光ディスクシステムの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
ディスク種類判別部１０は、光ディスク２からディスク判別信号を検出し、システムコントローラ１１に通知する。システムコントローラ１１は、ディスク判別信号より光ディスク２がＢＤか否かを判別する（ステップＳ１）。
【００３５】
ステップＳ１において、ＢＤではないと判別された場合、すなわち、ディスク基板厚みが０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの光ディスクである場合、その光ディスクに対応したレーザ光を選択する（ステップＳ２）。また、判別したディスク基板厚さや選択したレーザ光に応じて上述のような収差補正処理を行う（ステップＳ２）。すなわち、コリメータレンズ３４を光軸方向に駆動することや補正素子３６により開口数ＮＡの制御および球面収差やコマ収差を補正する。収差補正後はステップＳ４に進む。
【００３６】
また、ステップＳ１において、ＢＤであると判別された場合、ステップＳ４に進み、基準として設定された開口数ＮＡ０．８５を用いて記録再生処理を行う。
【００３７】
ステップＳ４では、ディスク基板の厚みに応じた開口数ＮＡを用いて記録再生処理を行う。再生処理を行う場合、光ピックアップ装置３により光ディスク２から読み出された信号はプリアンプで増幅され、信号変復調器８によりデジタル信号に変換され、各種信号処理が行われ、その再生信号は、外部コンピュータ１６やオーディオ・ビジュアル信号入出力部１４を介して他の外部機器に出力される。また、記録処理を行う場合、外部コンピュータ１６や他の外部機器からオーディオ・ビジュアル信号入出力部１４を介して入力された信号は、レーザ制御部９がディスク厚みに応じたレーザ光を出力することにより光ディスク２に書き込まれる。
【００３８】
以上、本発明によれば、ディスク基板厚さが０．１ｍｍ以下であるＢＤに対応するだけでなく、収差補正量が少ない０．１ｍｍより厚く、且つ０．５ｍｍ以下のディスク基板厚さを有する光ディスクにも対応して記録再生処理を行うことができる。すなわち、ＨＤ ＤＶＤと同等以上の記録密度の光ディスクを容易に低コストで互換することができる。
【００３９】
また、対応する光ディスクのディスク厚みが薄いため、ディスクチルトマージンが広く、コマ収差補正などの機構が不要となり、部品点数を減らすことができる。
【００４０】
また、ディスク厚みが０．１ｍｍ以上である光ディスクは、ポリカーボネート基板への射出成型が容易であり、従来のディスク製造装置が利用できるため、製造コストが有利である。
【００４１】
なお、本実施の形態では、コリメータレンズ３４や補正素子３６により収差補正および開口数ＮＡを制御することとしたが、対物レンズを交換する機構により開口数ＮＡを切り替えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態における光ディスクシステムを示す外観図である。
【図２】本発明の一実施形態における光ディスクシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態における光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図４】ディスク基板の厚み誤差による球面収差を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施形態における光ディスクシステムの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１  光ディスクシステム、２  光ディスク、３  光ピックアップ装置、４  プリアンプ、５  サーボ制御回路、６  送りモータ、７  スピンドルモータ、８  信号変復調器、９  レーザ制御部、１０  ディスク種類判別部、１１  システムコントローラ、１２  Ｄ／Ａ・Ａ／Ｄ変換器、１３  オーディオ・ビジュアル処理部、１４  オーディオ・ビジュアル信号入出力部、１５  インタフェース、１６  外部コンピュータ、３１  半導体レーザ、３２  偏光ビームスプリッタ、３３  光検出器、３４  コリメータレンズ、３５  立ち上げミラー、３６  補正素子、３７  １／４波長板、３８  対物レンズ、１００  筐体、１０１  ディスクテーブル
【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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