(57)【要約】【課題】フィルタを挿入したまま単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応できる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。【解決手段】短波長の光を放射する光源１と、１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスク７に光源１の光を集光する集光部である対物レンズ６と、光源１から光ディスク７への光路において光の透過を制限するフィルタ２と、を具備する光ピックアップ装置であって、フィルタ２の透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短波長の光を放射する光源と、
１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスクに前記光源の光を集光する集光部と、
前記光源から前記光ディスクへの光路において光の透過を制限するフィルタと、
を具備する光ピックアップ装置であって、
前記フィルタの透過率Ｔａｔｔが、
０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
２層の記録層を有する光ディスクに情報を書込む際の光ディスクの記録面での光量の上限が１５．４ｍＷであり、１層の記録層を有する光ディスクから情報を読取る際の光ディスクの記録面での光量の下限が０．２５ｍＷであ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】
短波長の光を放射する光源と、
１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスクに前記光源の光を集光する集光部と、
前記光源から前記光ディスクへの光路において光の透過を制限するフィルタと、
を具備する光ピックアップ装置であって、
２層の記録層を有する光ディスクに情報を書込む際の光ディスクの記録面での光量の上限がＰ３であり、１層の記録層を有する光ディスクから情報を読取る際の光ディスクの記録面での光量の下限がＰ４であり、
前記光源は、最大出力がＰ１、最小出力がＰ２、水平方向の発散角がθｈ、及び垂直方向の発散角がθｖであって、
前記水平方向の発散角θｈ、及び前記垂直方向の発散角θｖに依存する前記光路の光の利用効率をＥとし、
前記フィルタを除く前記光路の透過率Ｔの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとしたときに、
前記フィルタの透過率Ｔａｔｔが、
Ｐ３／｛Ｐ１×Ｅ×Ｔｍｉｎ｝≦Ｔａｔｔ≦Ｐ４／｛Ｐ２×Ｅ×Ｔｍａｘ｝
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置を移動自在に保持するベースと、
前記ベースに設けられ媒体を回転駆動する回転駆動部とを備えた、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青色レーザ等の短波長レーザを用いて光ディスクに対して情報の読取りや書込みを行う光ピックアップ装置と、この光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
青色レーザの開発に伴って、光ピックアップ装置においても光源として青色レーザを用いたものが普及しつつある。
【０００３】
青色レーザ等の短波長レーザは、赤外レーザや赤色レーザよりも、レーザ光を小さなスポットに集光することができるので、光ディスクの記録面上のスポット内部では、単位面積当たりの照射エネルギーが高く、温度上昇による光ディスクの劣化やデータの消去などの問題が起こりやすい。そのため、情報の読み取り時には、記録面上のレーザパワーを小さくすることが必要となるが、レーザダイオードのパワーを単純に落とすと、レーザダイオードの性質上、レーザ光のノイズ（ＲＩＮ）が大きくなる。
【０００４】
そこで、従来は、光源となるレーザダイオードと光ディスクとの間の光路に、レーザパワーを減衰させるフィルタを設けることにより、光ディスクの記録面パワーを低く抑えて光ディスクの劣化やデータの消去などが起きることを防止しつつ、レーザ光のノイズを小さく抑えていた。
【０００５】
しかし、フィルタを設けると、レーザ光がフィルタで減衰するので、レーザパワーを最大にしても、情報の書込みに要求されるレーザパワーに達しない恐れがある。
【０００６】
単層ディスクと２層ディスクを比較すると、２層ディスクでの情報の読み取りおよび情報の書き込み時のレーザパワーは、単層ディスクの２倍近い大きさであり、前記の情報の読み込み時のレーザー光のノイズの問題は、単層ディスクの読取りにおいて発生し、レーザパワーの不足の問題は、２層ディスクの書込みにおいて発生する。
【０００７】
このため、従来の光ピックアップ装置においては、レーザダイオードと光ディスクとの間の光路に、フィルタを出入れ可能となるように構成していた。ディスクが単層ディスクのときには、フィルタを挿入し、２層ディスクのときには、フィルターを抜き出す。
【０００８】
この構成によると、単層ディスクの情報の読取り時には、フィルタが挿入されており、レーザ光のノイズが十分に小さくなるまでレーザダイオード自体のレーザパワーを大きくしても、光ディスクに必要以上のパワーのレーザ光が照射されることを防ぐことができる。また、２層ディスクの情報の書込み時には、フィルタが抜出されており、レーザパワーを必要以上に上げることなく書込みを行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９５０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、かかる従来の技術の構成では、レーザパワーを減衰させるフィルタを出入れ可能に構成しているため、光ディスク装置を小型化することが困難であった。即ち、レーザダイオードと光ディスクとの間の光路に、フィルタを出入れ可能に構成するためには、フィルタが挿入される光路中のスペース、フィルタを退避させるスペース及びフィルタを光路に対して出入れする駆動機構を配置するスペースとが必要となる。特に、近年普及しているスリムタイプの光ディスク装置においては、スペースの制限を強く受け、フィルタを出入れする方法では、装置を構成することが困難な状況となっている。
【００１０】
フィルタの出入れが出来ない構成では、使用できるレーザーの発散角範囲が狭くなり、レーザーのコストが非常に高くなってしまう。
【００１１】
そこで、本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、フィルタを挿入したまま単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応でき、使用できるレーザーの発散角範囲が広い光ピックアップ装置と光ディスク装置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】
【００１２】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、短波長の光を放射する光源と、１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスクに前記光源の光を集光する集光部と、前記光源から前記光ディスクへの光路において光の透過を制限するフィルタと、を具備する光ピックアップ装置であって、前記フィルタの透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１３】
フィルタの透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすようにすることによって、フィルタを挿入したままで、単層ディスクの読取りの際にレーザパワーが弱すぎてノイズが発生することを防止できるとともに、２層ディスクの書込みの際に必要となるレーザパワーを適正なレベルに抑えることができる。そのため、スペース上の制限を受けることなく、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応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。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、単層ディスクの読取りの際にレーザパワーが弱すぎてノイズが発生することを防止できるとともに、２層ディスクの書込みの際に必要となるレーザパワーを適正なレベルに抑えることができるため、スペース上の制限を受けることなく、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応でき、使用できるレーザーの発散角範囲が広い光ピックアップ装置を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本願の第１の発明は、短波長の光を放射する光源と、１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスクに光源の光を集光する集光部と、光源から光ディスクへの光路において光の透過を制限するフィルタと、を具備する光ピックアップ装置であって、フィルタの透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１６】
フィルタの透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすようにすることによって、フィルタを挿入したままで、単層ディスクの読取りの際にレーザパワーが弱すぎてノイズが発生することを防止できるとともに、２層ディスクの書込みの際に必要となるレーザパワーを適正なレベルに抑えることができる。そのため、スペース上の制限を受けることなく、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応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。
【００１７】
フィルタの透過率Ｔａｔｔが、０．８１≦Ｔａｔｔ≦０．８７を満たすように設定することは、２層の記録層を有する光ディスクに情報を書込む際の光ディスクの記録面での光量の上限が１５．４ｍＷであり、１層の記録層を有する光ディスクから情報を読取る際の光ディスクの記録面での光量の下限が０．２５ｍＷであるときに最も効果が大きい。
【００１８】
本願の第２の発明は、短波長の光を放射する光源と、１層又は２層のいずれかの記録層を有する光ディスクに光源の光を集光する集光部と、光源から光ディスクへの光路において光の透過を制限するフィルタと、を具備する光ピックアップ装置であって、２層の記録層を有する光ディスクに情報を書込む際の光ディスクの記録面での光量の上限がＰ３であり、１層の記録層を有する光ディスクから情報を読取る際の光ディスクの記録面での光量の下限がＰ４であり、光源は、最大出力がＰ１、最小出力がＰ２、水平方向の発散角がθｈ、及び垂直方向の発散角がθｖであって、水平方向の発散角θｈ、及び垂直方向の発散角θｖに依存する光路の光の利用効率をＥとし、フィルタを除く光路の透過率Ｔの最小値をＴｍｉｎ、最大値をＴｍａｘとしたときに、フィルタの透過率Ｔａｔｔが、Ｐ３／｛Ｐ１×Ｅ×Ｔｍｉｎ｝≦Ｔａｔｔ≦Ｐ４／｛Ｐ２×Ｅ×Ｔｍａｘ｝を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１９】
フィルタの透過率Ｔａｔｔが、Ｐ３／｛Ｐ１×Ｅ×Ｔｍｉｎ｝≦Ｔａｔｔ≦Ｐ４／｛Ｐ２×Ｅ×Ｔｍａｘ｝を満たすようにすることによって、光源の出力Ｐ１，Ｐ２と、光ディスクの記録面での光量Ｐ３、Ｐ４の大きさに応じて、フィルタを挿入したままで、単層ディスクの読取りの際にレーザパワーが弱すぎてノイズが発生することを防止できるとともに、２層ディスクの書込みの際に必要となるレーザパワーを適正なレベルに抑えることができる。そのため、スペース上の制限を受けることなく、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応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。
【００２０】
本願の第３の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、光ピックアップ装置を移動自在に保持するベースと、ベースに設けられ媒体を回転駆動する回転駆動部とを備えたことを特徴とする光ディスク装置である。
【００２１】
フィルタを出入れするためのスペースが不要であるため、小型であって、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応できる光ディスク装置を実現することができる。
【００２２】
図１に、本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を示す図である。図１において、光源１から発せられたレーザ光は、フィルタ２を透過することによって光レベルが調整され、ビームスプリッタ３に設けられた光学膜４を通過した後、コリメータ５によって平行光線に変換され、対物レンズ６で集光されて光ディスク７に照射されて、情報の読取りまたは書込みがなされる。光ディスク７ではレーザ光が反射されて、対物レンズ６、コリメータ５を通過した後、ビームスプリッタ３に設けられた光学膜４で反射して検出レンズ８を通って検出素子９によって光レベルが検出される。
【００２３】
（表１）に、最も高い光レベルが必要となる、２層ディスクへの記録時と、最も低い光レベルが必要とされる単層ディスクでの再生時におけるディスク記録面での光量と、光源の光量とを示す。（表１）において、光源の最大出力をＰ１、光源の最小出力をＰ２、２層ディスクへの記録時におけるディスク記録面での光量をＰ３、単層ディスクでの再生時におけるディスク記録面での光量をＰ４としている。ここでは、一例として、２層ディスクへの記録時における光量の上限値を１５．４ｍＷとし、単層ディスクでの再生時における下限値を０．２５ｍＷとしている。従って、光ディスクに照射される光量は、この広い範囲に亘る光量の条件を満たす必要がある。また、光源の光量は、（表１）に具体的に数値で示すレーザ光の利用効率Ｅと、光学部品の透過率Ｔとの積で、ディスク記録面での光量を割ったものであり、この例の場合には、最大出力が１５０ｍＷとなり、最小出力が１．７ｍＷとなる。
【００２４】
【表１】
2007273023.tif 000003
【００２５】
レーザ光の利用効率Ｅとは、光源１から放射されたレーザ光は、ある発散角を持って広がり、放射された光のうちの所定の割合の光が対物レンズ６によって集光されて光ディスク７に照射されるものであることから、光ディスク７への照射に利用される光の効率を表すものである。また、光学部品の透過率Ｔとは、光ピックアップ装置を構成する各光部品が持つ透過率を積算したものである。ただし、フィルタが持つ透過率は除外している。
【００２６】
（表２）に、光源１から放射されたレーザ光の発散角を、垂直方向の半値全角θｖと、水平方向の半値全角θｈとについて示し、それぞれの発散角を有する場合のレーザ光の利用効率Ｅを示している。
【００２７】
【表２】
2007273023.tif 000004
【００２８】
このように、レーザ光の利用効率Ｅは発散角が小さい程大きく、発散角が大きい程小さくなる一般的傾向を持っている。また、光学部品の透過率Ｔの最大値と最小値を（表３）に示す。
【００２９】
【表３】
2007273023.tif 000005
【００３０】
光学部品の透過率Ｔにばらつきがあるのは、各構成部品の製造上のばらつき等に起因するものである。
【００３１】
（表４）に、この発散角のもとで、２層ディスクへの記録時において、ディスク記録面での光量が上限値である１５．４ｍＷとなるための光源光量を示す。表中の数値は、ディスク記録面での光量である１５．４ｍＷを、光学部品の透過率Ｔの最小値Ｔｍｉｎと、レーザ光の利用効率Ｅとの積で割ったものである。
【００３２】
【表４】
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【００３３】
（表４）中、直線を引いて示すものより発散角が大きい場合には、レーザ光の利用効率が小さいため、ディスク記録面での光量が１５．４ｍＷとなることを確保するためには、１５０ｍＷを超える光量を有する光源が必要となり、（表１）の条件１として示す最大光量を超えてしまい、好ましくない。この状況を、横軸を水平方向の半値全角θｈとし、縦軸を垂直方向の半値全角θｖとして、光源の光量が１５０ｍＷ以下となる発散角の範囲を図２に示す。図２における台形状の図形の範囲内において、光源の光量が１５０ｍＷ以下となる条件が満たされる。
【００３４】
（表５）に、単層ディスクの再生時において、ディスク記録面での光量が下限値である０．２５ｍＷとなるための光源光量を示す。表中の数値は、ディスク記録面での光量である０．２５ｍＷを、光学部品の透過率Ｔの最大値Ｔｍａｘと、レーザ光の利用効率Ｅとの積で割ったものである。
【００３５】
【表５】
2007273023.tif 000007
【００３６】
（表５）中、直線を引いて示すものより発散角が小さい場合には、レーザ光の利用効率が大きいため、光源の光量が最小出力である１．７ｍＷを下回るようになり、（表１）の条件２として示す最小光量を超えてしまい、ノイズが発生しやすいレベルとなって好ましくない。この状況を、横軸を水平方向の半値全角θｈとし、縦軸を垂直方向の半値全角θｖとして、光源の光量が１．７ｍＷを下回るようになる発散角の範囲を図３に示す。図３における斜線部分の範囲内において、光源の光量が１．７ｍＷ以下となる。
【００３７】
（表６）に、単層ディスクの再生時において、光源の光量が下限値である１．７ｍＷとなるようにフィルタの透過率を設定したときの透過率の計算値を示す。表中の数値は、単層ディスクの再生時における、ディスク記録面での光量の下限値であるＰ４を、光源の光量の最小出力であるＰ２と、光学部品の透過率Ｔの最大値Ｔｍａｘと、レーザ光の利用効率Ｅとの積で割ったものである。
【００３８】
【表６】
2007273023.tif 000008
【００３９】
（表６）中に直線を引いて示す位置にあるものが、フィルタの透過率が１となるものであり、これより発散角が小さい場合には、フィルタを用いないと光源の光量が１．７ｍＷ以下となるのに対して、表中の透過率の最小値である０．８７より透過率の小さいフィルタを用いると、光源からディスク記録面に到達するまでの透過率が低下することによって、出力が１．７ｍＷより大きな光源を用いることが可能となる。光源の光量を１．７ｍＷより大きくすることによって、ノイズの発生を抑制することができる。
【００４０】
（表７）に、２層ディスクの記録時において、光源の光量が上限値である１５０ｍＷとなるようにフィルタの透過率を設定したときの透過率の数値を示す。表中の数値は、２層ディスクの記録時における、ディスク記録面での光量の上限値であるＰ３を、光源の光量の最大出力であるＰ１と、光学部品の透過率Ｔの最小値Ｔｍｉｎと、レーザ光の利用効率Ｅとの積で割ったものである。
【００４１】
【表７】
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【００４２】
（表７）中に直線を引いて示す位置にあるものより発散角が小さい場合には、（表７）中の数値よりも透過率の大きいフィルタを用いると、光源からディスク記録面に到達するまでの透過率が上昇することによって、光量が１５０ｍＷ以下の光源を用いることができるようになる。この領域全体について、光源の光量を１５０ｍＷより小さくするためには、（表７）中に直線を引いて示す位置にあるものの透過率が０．８１であることから、フィルタの透過率を０．８１以上とすればよい。
【００４３】
図４に、２層ディスクの記録時における条件１と、単層ディスクの再生時における条件２とを同時に満たすフィルタの透過率の範囲を示す。条件１については透過率が８１％以上であることが必要であり、条件２については透過率が８７％以下であることが必要であることから、条件１、２を同時に満たすためには、フィルタの透過率は８１％以上８７％以下であることが必要である。図３における斜線部分の範囲内において、フィルタの透過率を８１％以上８７％以下とすることにより、この範囲の発散角のレーザーも使用できるようになり、レーザーのコストを大幅に低減することができる。
【００４４】
図５に、光源の発光光量とノイズレベルを表すＲＩＮとの関係を示す。上述したように、本発明の光ピックアップ装置においては、光源の発光光量を１．７ｍＷ以上とすることができるため、ＲＩＮを良好なレベルに抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、小型でありながら、単層ディスクの読取りと２層ディスクの書込みとの両方に対応できる光ピックアップ装置および光ディスク装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係る光ピックアップ装置の基本構成を示す図
【図２】光源の光量が１５０ｍＷ以下となる発散角の範囲を示す図
【図３】光源の光量が１．７ｍＷを下回るようになる発散角の範囲を示す図
【図４】２層ディスクの記録時における条件と、単層ディスクの再生時における条件とを同時に満たすフィルタの透過率の範囲を示す図
【図５】光源の発光光量とノイズレベルを表すＲＩＮとの関係を示す図
【符号の説明】
【００４７】
１    光源
２    フィルタ
３    ビームスプリッタ
４    光学膜
５    コリメータ
６    対物レンズ
７    光ディスク
８    検出レンズ
９    検出素子
【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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