(57)【要約】【課題】対物レンズ又は光ディスクが有する複屈折性により生ずる悪影響、及び対物レンズに入射するビーム形状により生ずる悪影響を抑制・排除して再生信号の品質を向上することができる光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置１は、レーザ光を射出する半導体レーザ１１、半導体レーザ１１からのレーザ光を光ディスクＤに集光する対物レンズ１６、及び光ディスクＤからの戻り光を受光するフォトダイオード１８に加えて、対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態を変化させる１／４波長板１４と、フォトダイオード１８の受光結果に基づいて、１／４波長板１４によるレーザ光の偏光状態の変化量を制御する駆動制御部１９とを備える。【選択図】図１
2009104714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源と、当該光源からのレーザ光を情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体からの光を受光する受光素子とを備える光ピックアップ装置において、
前記対物レンズに入射するレーザ光の偏光状態を変化させる位相制御素子と、
前記受光素子の受光結果に基づいて、前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量を制御する制御手段と
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記位相制御素子は、前記レーザ光の光路に交差する面内で回転可能に配置された１／４波長板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】
前記位相制御素子は、印加する電圧に応じて前記レーザ光の偏光状態を変化させる液晶光学素子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４】
前記制御手段は、前記受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値以上の場合に、前記受光素子の受光結果に基づいた前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量の制御を行うことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値よりも小さい場合には、予め設定された初期値を用いて前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量を制御することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
情報記録媒体に対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行う光情報記録再生装置において、
請求項１から請求項５の何れか一項に記載の光ピックアップ装置を備え、前記情報記録媒体に対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行うことを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて光ディスク等の情報記録媒体に記録された情報を読み取り又は情報記録媒体に情報を記録する光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在までに、ＣＤ（Compact Disc：登録商標）、ＤＶＤ（登録商標）（Digital Versatile Disc）、ＨＤ ＤＶＤ（登録商標）（High Definition Digital Versatile Disc）、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）等の光情報記録再生装置が実用化されている。また、更なる高密度記録を実現するために、ホログラムメモリ等の次世代光情報記録再生装置の研究も盛んに行われている。
【０００３】
情報の記録密度を高めた大容量の光情報記録再生装置を実現するには、光ディスクに照射されるレーザ光のビームスポット径を極力小さくする必要がある。周知の通り、レーザ光のビームスポット径φは、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数（Ｎ．Ａ．：Numerical Aperture）をＮＡとすると以下の（１）式で表され、レーザ光の波長λに比例し、対物レンズの開口数ＮＡに反比例する関係にある。尚、（１）式中のｋは所定の定数である。
φ＝ｋ・λ／ＮＡ  …（１）
【０００４】
ここで、開口数が大きな対物レンズ（例えば、開口数が０．７以上の対物レンズ）を用いた場合には、対物レンズに入射するレーザ光の偏光状態に応じて、光ディスクに照射されるレーザ光のビームスポットの形状が長円状になってジッタ特性やクロストーク特性が悪化するという問題が生ずる。以下の特許文献１には、かかる問題点を解消すべく、対物レンズに入射するレーザ光の偏光の楕円率を、円偏光の楕円率「１」に近い所定値以上に設定する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３３１３６９号公報
【特許文献２】特開２００４−６３０６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、対物レンズ及び光ディスクが光学的に等方的であれば、上述した特許文献１，２に開示されている通り、対物レンズに入射するレーザ光の偏光状態を円偏光又は円偏光に近い楕円偏光にすることで光ディスク上におけるレーザ光のビームスポットを所望の形状（例えば、円形形状）にすることができる。しかしながら、対物レンズや光ディスクが複屈折性を有していると、円偏光のレーザ光を対物レンズ等に入射させても楕円偏光に変化してしまうため、光ディスクに照射されるレーザ光のビームスポットの形状が長円状になるという問題が生ずる。
【０００６】
図６は、偏光状態に応じてビームスポットの形状が変化する様子の一例を示すシミュレーション結果である。尚、ここでは、対物レンズは光学的に等方的であり、対物レンズに入射するレーザ光の断面形状（ビーム形状）は所定の径を有する円形形状であるとしている。図６において、符号Ｌ１０１を付したグラフは偏光状態が円偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合におけるビームスポット径の比を示すグラフであり、符号Ｌ１０２を付したグラフは偏光状態が直線偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合におけるビームスポット径の比を示すグラフである。尚、ここにいうビームスポット径とはレーザ光の半値全幅（ＦＷＭＨ：Full Width at Half Maximum）を意味しており、その比とは光軸に交差して互いに直交する２方向におけるビームスポット径の比を意味している。
【０００７】
図６を参照すると、偏光状態が円偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合には、対物レンズの開口数に拘わらずにビームスポット径の比が「１」（ビームスポットの形状が円形形状）であることが分かる。これに対し、偏光状態が直線偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合には、対物レンズの開口数が大きくなるにつれてビームスポット径の比が大きくなり、ビームスポットの形状が徐々に長円状になることが分かる。ここで、対物レンズや光ディスクが複屈折性を有するとすると、偏光状態が円偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させてもレーザ光の偏光状態は楕円偏光又は直線偏光に変化する。このため、ビームスポット径の比は図６中のグラフＬ１０２と同様に対物レンズの開口数が大きくなるにつれてビームスポットの形状が徐々に長円状になってしまう。
【０００８】
また、従来の光情報記録再生装置では、光源から射出されるレーザ光をコリメートレンズで平行光に変換した後に対物レンズに入射させており、対物レンズに入射するレーザ光のビーム形状は光源から射出されるレーザ光の遠視野像（ファーフィールドパターン）の形状を反映したものとなり、一般的には楕円形状になる。ここで、対物レンズに入射するレーザ光のビーム形状が楕円形状である場合には、楕円短軸方向における対物レンズの実質的な開口数が、楕円長軸方向における対物レンズの実質的な開口数よりも小さくなる。このため、上述した（１）式から、楕円短軸方向におけるレーザ光のビームスポット径が楕円長軸方向におけるレーザ光のビームスポット径よりも大きくなり、レーザ光のビームスポットの形状が長円状になる。
【０００９】
図７は、レーザ光の断面形状に応じてビームスポットの形状が変化する様子の一例を示すシミュレーション結果である。尚、ここでは、対物レンズに入射するレーザ光のビーム形状は楕円形状であるとしている。図７において、符号Ｌ２０１を付したグラフは偏光状態が円偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合におけるビームスポット径の比を示すグラフであり、符号Ｌ２０２，Ｌ２０３を付したグラフは楕円短軸方向への直線偏光であるレーザ光と楕円長軸方向への直線偏光であるレーザ光とをそれぞれ対物レンズに入射させた場合におけるビームスポット径の比を示すグラフである。
【００１０】
図７中のグラフＬ２０１を参照すると、偏光状態が円偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させているにも拘わらず、ビームスポット径の比は「１」（ビームスポットの形状が円形形状）にはならずにある一定の値になることが分かる。これにより、ビーム形状が楕円形状であるレーザ光を対物レンズに入射させると、ビームスポットの形状は楕円形状になることが分かる。また、図７中のグラフＬ２０２を参照すると、楕円短軸方向への直線偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合には、対物レンズの開口数が大きくなるにつれてビームスポット径の比が徐々に大きくなることが分かる。これに対し、図７中のグラフＬ２０３を参照すると、楕円長軸方向への直線偏光であるレーザ光を対物レンズに入射させた場合には、開口数が０．４５付近のときにビームスポット系の比を「１」にすることができる。しかしながら、対物レンズの開口数が０．４５よりも大きいと、開口数が大きくなるに従ってビームスポット径の比が徐々に「１」よりも小さくなっていくことが分かる。
【００１１】
以上の通り、対物レンズや光ディスクが複屈折性を有している場合には、円偏光のレーザ光を入射させてもレーザ光の偏光状態が楕円偏光又は直線偏光に変化するため、ビームスポットの形状が長円状になってしまい、再生信号の品質を劣化させてしまうという問題がある。ここで、光ディスクの複屈折性の大きさは、光ディスクのメーカーによって異なるばかりか、製品ロットによっても相違する。また、同じ光ディスク内でも内周における光ディスクの複屈折性の大きさと外周における光ディスクの複屈折性の大きさとが異なることもある。
【００１２】
また、対物レンズや光ディスクが複屈折性を有していなくとも、ビーム形状が円形形状以外の形状であるレーザ光を対物レンズに入射させるとビームスポットの形状が長円状になるという問題もある。更に、対物レンズや光ディスクが複屈折性を有していればビーム形状により生ずる悪影響（ビームスポットの形状変化）と複屈折により生ずる悪影響（ビームスポットの形状変化）とが相乗される場合には、ビームスポットの形状がより長円状になって再生信号の品質をより劣化させてしまうという問題がある。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、対物レンズ又は光ディスクが有する複屈折性により生ずる悪影響、及び対物レンズに入射するビーム形状により生ずる悪影響を抑制・排除することによりビームスポットの形状を所望の形状とし、これにより再生信号の品質を向上することができる光ピックアップ装置及び光情報記録再生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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップ装置は、レーザ光を射出する光源（１１）と、当該光源からのレーザ光を情報記録媒体（Ｄ）に集光する対物レンズ（１６）と、前記情報記録媒体からの光を受光する受光素子（１８）とを備える光ピックアップ装置（１）において、前記対物レンズに入射するレーザ光の偏光状態を変化させる位相制御素子（１４）と、前記受光素子の受光結果に基づいて、前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量を制御する制御手段（１９）とを備えることを特徴としている。
この発明によると、光源から射出されたレーザ光は、その偏光状態が受光素子の受光結果に基づいて位相制御素子によって制御された上で対物レンズに入射して集光された上で情報記録媒体に照射される。
また、本発明の光ピックアップ装置は、前記位相制御素子が、前記レーザ光の光路に交差する面内で回転可能に配置された１／４波長板であることを特徴としている。
或いは、本発明の光ピックアップ装置は、前記位相制御素子が、印加する電圧に応じて前記レーザ光の偏光状態を変化させる液晶光学素子であることを特徴としている。
また、本発明の光ピックアップ装置は、前記制御手段が、前記受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値以上の場合に、前記受光素子の受光結果に基づいた前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量の制御を行うことを特徴としている。
更に、本発明の光ピックアップ装置は、前記制御手段が、前記受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値よりも小さい場合には、予め設定された初期値を用いて前記位相制御素子による前記レーザ光の偏光状態の変化量を制御することを特徴としている。
本発明の光情報記録再生装置は、情報記録媒体（Ｄ）に対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行う光情報記録再生装置において、上記の何れかに記載の光ピックアップ装置を備え、前記情報記録媒体に対して情報の再生及び記録の少なくとも一方を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、受光素子の受光結果に基づいて位相制御素子によるレーザ光の偏光状態の変化量を制御しているため、対物レンズや情報記録媒体が複屈折性を有していても、その複屈折性により生ずる悪影響を抑制・排除することができ、ビームスポットの形状を所望の形状とすることができる。これにより、再生信号の品質を向上することができるという効果がある。
また、対物レンズに入射するビーム形状によっても上記の悪影響と同様の悪影響が生ずるが、受光素子の受光結果に基づいて位相制御素子によるレーザ光の偏光状態の変化量を制御することにより、ビーム形状によって生ずる悪影響を複屈折性により生ずる悪影響とともに抑制・排除することができる。これにより、ビームスポットの形状を所望の形状とすることができ、この結果として再生信号の品質を向上することができるという効果がある。
また、受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値以上の場合に、受光素子の受光結果に基づいた位相制御素子によるレーザ光の偏光状態の変化量の制御を行うことで、個々の情報記録媒体が有する複屈折性により生ずる悪影響を個々の情報記録媒体の特性に合わせて抑制又は消すことが可能であり、特性の異なる情報記録媒体からの情報の読み出し又は情報の記録を良好に行うことができるという効果がある。
更に、受光素子から出力される受光信号の最大値と最小値との差又は比が所定値よりも小さい場合に、予め設定された初期値を用いて位相制御素子によるレーザ光の偏光状態の変化量の制御を行うことで、多くの情報記録媒体が有するであろう典型的な複屈折性の悪影響を抑制することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による光ピックアップ装置の要部構成を示すブロック図である。図１に示す光ピックアップ装置１は、情報記録媒体としての光ディスクＤに記録された情報の再生及び光ディスクＤに対する情報の記録の少なくとも一方を行う光情報記録再生装置に設けられる。尚、以下では、説明を簡単にするために、主に光ディスクＤに記録された情報を再生する場合について説明する。また、以下の説明においては、必要に応じて図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。
【００１７】
図１に示す通り、光ピックアップ装置１は、半導体レーザ１１（光源）、ハーフミラー１２、コリメートレンズ１３、１／４波長板１４（位相制御素子）、折り曲げミラー１５、対物レンズ１６、受光レンズ１７、フォトダイオード１８（受光素子）、及び駆動制御部１９（制御手段）を備えており、レーザ１１から射出されるレーザ光を光ディスクＤ上に照射して光ディスクＤに記録された情報の再生等を行う。
【００１８】
半導体レーザ１１は、例えば半導体基板上に下部クラッド層、活性層、及び上部クラッド層を順に形成し、半導体基板を劈開して得られる平行な端面を共振器として用いるファブリペロー型の半導体レーザであり、例えば波長が４０５ｎｍの青紫色のレーザ光を射出する。尚、半導体レーザ１１は、下部クラッド層と活性層との接合面、及び活性層と上部クラッド層との接合面がＺＸ平面に平行となるように配置されているものとする。よって、半導体レーザ１１からは、Ｙ方向については例えば２０度程度の角度をもって、Ｘ方向については例えば８度程度の角度をもってそれぞれ発散し、Ｘ方向に偏光している直線偏光のレーザ光が射出される。
【００１９】
ハーフミラー１２は、半導体レーザ１１から射出されてコリメートレンズ１３に向かうレーザ光、及びコリメートレンズ１３から半導体レーザ１１に向かう戻り光をそれぞれ所定の強度比（例えば、１対１）をもって反射・透過する。コリメートレンズ１３は、半導体レーザ１１から射出されてハーフミラー１２を透過したレーザ光を平行光に変換するとともに、光ディスクＤからの戻り光を集光する。
【００２０】
１／４波長板１４は、レーザ光の光路上においてＸＹ平面内で回転可能に構成されており、その回転角を変えることで対物レンズ１６に入射するレーザ光（Ｘ方向に偏光している直線偏光のレーザ光）の偏光状態を楕円偏光又は円偏光に変化させる。この１／４波長板１４は、対物レンズ１６や光ディスクＤが有する複屈折性により生ずる悪影響、及び対物レンズ１６に入射するビーム形状により生ずる悪影響を抑制又は排除するために設けられる。尚、１／４波長板１４のＸＹ平面内における回転角は、駆動制御部１９によって制御される。また、１／４波長板１４は、コリメートレンズ１３と対物レンズ１６との間のレーザの光路上であれば、任意の位置に配置することができる。折り曲げミラー１５は、Ｚ方向に進むレーザ光の光路を対物レンズ１６が配置された−Ｙ方向に折り曲げるとともに、＋Ｙ方向に進む戻り光の光路をコリメートレンズ１３が配置された−Ｚ方向に折り曲げる。
【００２１】
対物レンズ１６は、折り曲げミラー１５を介したレーザ光を光ディスクＤ上に集光するとともに光ディスクＤからの戻り光を取り込むものであり、開口数が大きなものが用いられる。例えば、ＤＶＤ（登録商標）に関する光情報記録再生装置であれば０．６のものが用いられ、ＨＤ ＤＶＤ（登録商標）に関する光情報記録再生装置であれば０．６５のものが用いられ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）に関する光情報記録再生装置であれば０．８５のものが用いられる。
【００２２】
受光レンズ１７は、ハーフミラー１２で反射された光ディスクＤからの戻り光をフォトダイオード１８の受光面に集光する。フォトダイオード１８は、光ディスクＤからの戻り光を受光して光電変換し、受光信号Ｅを出力する。このフォトダイオード１８は、具体的には、受光面が４分割された４分割素子や２分割された２分割素子を備えており、光ディスクＤからの戻り光からフォーカスサム信号、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等の各種信号を受光信号Ｅとして出力する。
【００２３】
駆動制御部１９は、フォトダイオード１８から出力される受光信号Ｅに基づいて、１／４波長板１４によるレーザ光の偏光状態の変化量を制御する。具体的には、受光信号Ｅに含まれるフォーカスサム信号又はＲＦ信号の振幅が最大となるように１／４波長板１４の回転角を制御する。尚、以下においては説明を簡単にするために、フォーカスサム信号の振幅が最大となるように駆動制御部１９が１／４波長板１４の回転角を制御する場合を例に挙げて説明する。
【００２４】
図２は、駆動制御部１９の内部構成を示すブロック図である。図２に示す通り、駆動制御部１９は、レベル検出部２１、レベル記憶部２２、最大値検出部２３、最小値検出部２４、複屈折度判別部２５、ＣＰＵ（中央処理装置）２６、１／４波長板回転演算部２７、１／４波長板回転制御部２８、１／４波長板回転駆動部２９、及びステッピングモータ３０を備えている。
【００２５】
レベル検出部２１は、フォトダイオード１８から出力される受光信号Ｅに含まれるフォーカスサム信号のレベルを検出する。レベル記憶部２２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はレジスタ等で構成され、レベル検出部２１で検出されたフォーカスサム信号のレベルを一時的に記憶・保持する。最大値検出部２３は、レベル記憶部２２に記憶・保持されたフォーカスサム信号のレベルの最大値を検出して記憶する。最小値検出部２４は、レベル記憶部２２に記憶・保持されたフォーカスサム信号のレベルの最小値を検出して記憶する。
【００２６】
具体的に、最大値検出部２３は、自身が記憶している最大値と新たにレベル記憶部２２に記憶・保持されたレベルとの比較を行い、新たに記憶・保持されたレベルが最大値よりも大きければ、新たに記憶・保持されたレベルを最大値にする処理を行う。また、最小値検出部２４は、自身が記憶している最小値と新たにレベル記憶部２２に記憶・保持されたレベルとの比較を行い、新たに記憶・保持されたレベルが最小値よりも小さければ、新たに記憶・保持されたレベルを最小値にする処理を行う。
【００２７】
複屈折度判別部２５は、最大値検出部２３で検出されたフォーカスサム信号のレベルの最大値と最小値検出部２４で検出されたフォーカスサム信号のレベルの最小値とを用いて対物レンズ１６又は光ディスクＤが有する複屈折度を判別し、その判別結果を示す判別信号Ｊ１をＣＰＵ２６に出力する。尚、この判別信号Ｊ１は、例えばフォーカスサム信号の最大値と最小値との差又は比を示す信号である。ＣＰＵ２６は、複屈折度判別部２５から出力される判別信号Ｊ１に応じて１／４波長板１４の回転量を制御するための制御信号Ｃ１を出力しつつ、最大値検出部２３で検出されるフォーカスサム信号のレベルの最大値をモニタする。
【００２８】
１／４波長板回転演算部２７は、最大値検出部２３で検出されるフォーカスサム信号のレベルの最大値に基づいて１／４波長板１４の回転角度を演算し、その演算結果を示す信号Ａ１を出力する。１／４波長板回転制御部２８は、ＣＰＵ２６から出力される制御信号Ｃ１又は１／４波長板回転演算部２７から出力される信号Ａ１に基づいて１／４波長板１４の回転量を制御する回転量制御信号Ｃ２を出力する。１／４波長板回転駆動部２９は、１／４波長板回転制御部２８から出力される回転量制御信号Ｃ２に応じた駆動信号をステッピングモータ３０に出力して駆動する。ステッピングモータ３０は、１／４波長板回転駆動部２９により駆動され、半導体レーザ１１から射出されるレーザ光の光路上において、１／４波長板１４をＸＹ平面内で回転させる。
【００２９】
次に、上記構成の光ピックアップ装置を備える光情報記録再生装置において、対物レンズ１６や光ディスクＤが有する複屈折性により生ずる悪影響、及び対物レンズ１６に入射するビーム形状により生ずる悪影響を抑制又は排除するために行われる動作について説明する。図３は本発明の実施形態において光ディスクのローディング時に行われる動作の一例を示すフローチャートである。尚、図３に示す処理は図２に示したＣＰＵ２６の制御の下で行われる。
【００３０】
本実施形態の光情報記録再生装置に光ディスクＤがローディングされると、まず各種変数の初期化が行われる（ステップＳ１１）。具体的には、光ディスクＤの径方向における光ピックアップ装置１の位置を示す情報を格納する変数Ｃ及び光ディスクＤの層数を示す情報を格納する変数Ｌの値を「０」に設定するとともに、光ピックアップ装置１がビームスポットを形成する光ディスクＤの層を示す情報を格納する変数Ｋの値を「１」に設定する処理が行われる。
【００３１】
以上の初期化が終了すると、光ピックアップ装置１からレーザ光が射出されて、光ディスクＤに記録された固有情報を読み取る処理が行われる（ステップＳ１２）。ここで読み取られる固有情報としては、例えば光ディスクＤの層数、光ディスクＤの容量、及び光ディスクの種類を示す情報等が挙げられる。次に、光ディスクＤから読み取られた固有情報に含まれる光ディスクＤの層数を示す情報が変数Ｌに設定される（ステップＳ１３）。具体的には、例えば光ディスクＤが一層のディスクである場合には変数Ｌに値「１」が設定され、光ディスクＤが二層のディスクである場合には変数Ｌに値「２」が設定される。
【００３２】
次いで、変数Ｋの値が判別されて（ステップＳ１４）、変数Ｋの値で示される層（レイヤ）にビームスポットが形成されるよう対物レンズ１６の位置制御が行われる（ステップＳ１５）。ここでは、変数Ｋの値がステップＳ１１で設定された「１」であるため、光ディスクＤの第１層目（レイヤ１）にスポットが形成されるよう対物レンズ１６が制御される。尚、ここで用いている用語「層」及び「レイヤ」は、各ディスクの規格で用いられているレイヤ０、レイヤ１とは異なり、便宜的な１層目（レイヤ１）、２層目（レイヤ２）の意味である。
【００３３】
次に、変数Ｃの値が判断され（ステップＳ１６）、変数Ｃの値に応じて光ディスクＤの径方向における光ピックアップ装置１の位置が制御される（ステップＳ１７〜Ｓ１９）。具体的には、変数Ｃの値が「０」である場合には光ピックアップ装置１を光ディスクＤの内周に移動させ（ステップＳ１７）、変数Ｃの値が「１」である場合には光ピックアップ装置１を光ディスクＤの中周に移動させ（ステップＳ１８）、変数Ｃの値が「２」である場合には光ピックアップ装置１を光ディスクＤの外周に移動させる制御が行われる（ステップＳ１９）。ここでは、変数Ｃの値が「０」でるあるため、光ピックアップ装置１を光ディスクＤの内周に移動させる制御が行われる（ステップＳ１７）。
【００３４】
光ピックアップ装置１の移動が完了すると、１／４波長板１４の回転量を制御して対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態を調整する位相調整制御処理が行われる（ステップＳ２０）。図４は、位相調整制御処理の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートの処理が開始されると、まず各種の初期設定が行われる（ステップＳ３１）。具体的には、レベル記憶部２２の初期化、最大値検出部２３に記憶される最大値Ｒｍａｘ及び最小値検出部２４に記憶される最小値Ｒｍｉｎの初期化、ＣＰＵ２６で用いられる各種変数（カウンタ変数ｎ、変数ｐ，ｑ、回転回数ｍ）の初期化又は設定等が行われる。
【００３５】
ここで、上記のカウンタ変数ｎは、１／４波長板１４を予め設定された所定の単位角度（例えば、ステッピングモータ３０の１ステップ分の角度）だけ回転させた回数を記憶する変数である。また、変数ｐ，ｑは最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎが得られたときのカウンタ変数ｎの値をそれぞれ記憶する変数であり、回転回数ｍは、１／４波長板１４を上記の単位角度だけ何回回転させるのかを示す回数が設定される変数である。
【００３６】
以上の初期設定が終了すると、ＣＰＵ２６によってカウンタ変数ｎのインクリメントが行われる（ステップＳ３２）。これにより、カウンタ変数ｎの値は「１」になる。次に、半導体レーザ１１からのレーザ光の射出が開始され、ディスクＤからの戻り光のレベル検出が行われる。具体的には、半導体レーザ１１から射出されたレーザ光はハーフミラー１２を透過してコリメートレンズ１３に入射することにより平行光に変換され、次いで１／４波長板１４に入射することにより偏光状態が例えば円偏光に変換される。１／４波長板１４を透過したレーザ光は、折り曲げミラー１５により反射された後に対物レンズ１６に入射して集束される。これにより、例えば光ディスクＤの内周部分の第１層（レイヤ１）にビームスポットが形成される。
【００３７】
光ディスクＤによって反射等された戻り光は、対物レンズ１６、折り曲げミラー１５、１／４波長板１４、及びコリメートレンズ１３を順に介してハーフミラー１２に入射し、ハーフミラー１２で反射された戻り光が受光レンズ１７で集束されてフォトダイオード１８で受光される。これにより、フォトダイオード１８から駆動制御部１９のレベル検出部２１にフォーカスサム信号を含む受光信号Ｅが出力される。
【００３８】
受光信号Ｅが入力されると、駆動制御部１９のレベル検出部２１においてフォーカスサム信号のレベルが検出され（ステップＳ３３）、この検出結果がレベル記憶部２２に記憶される（ステップＳ３４）。尚、レベル記憶部２２に記憶されるフォーカスサム信号のレベルを、上記のカウンタ変数ｎを用いてＲｎと表記する。この時点では、カウンタ変数ｎの値が「１」であるため、ステップＳ３４で記憶されたフォーカスサム信号のレベルはＲ１と表される。
【００３９】
次に、最大値検出部２３及び最小値検出部２４において、フォーカスサム信号の最大値及び最小値を検出する処理がそれぞれ行われる。具体的には、最大値検出部２３では、レベル記憶部２２に記憶されたレベルＲｎが１つ前に記憶されたレベルレベルＲｎ−１以上であるか否かが判断され（ステップＳ３５）、この判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、レベルＲｎが最大値Ｒｍａｘとして記憶されるとともに、そのときのカウンタ変数ｎの値が変数ｐの値に設定される（ステップＳ３６）。最大値検出部２３で検出されたフォーカスサム信号の最大値Ｒｍａｘは、最大値検出部２３に記憶されるとともに、複屈折度判別部２５、ＣＰＵ２６、及び１／４波長板回転演算部２７に出力される。尚、ステップＳ３５の判断結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ３６の処理は行われない。
【００４０】
また、最小値検出部２４では、レベル記憶部２２に記憶されたレベルＲｎが１つ前に記憶されたレベルレベルＲｎ−１よりも小さいか否かが判断され（ステップＳ３７）、この判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、レベルＲｎが最小値Ｒｍｉｎとして記憶されるとともに、そのときのカウンタ変数ｎの値が変数ｑの値に設定される（ステップＳ３８）。最小値検出部２４で検出されたフォーカスサム信号の最小値Ｒｍｉｎは、最小値検出部２４に記憶されるとともに、複屈折度判別部２５に出力される。尚、ステップＳ３７の判断結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ３８の処理は行われない。
【００４１】
尚、ここではカウンタ変数ｎの値が「１」であり、レベル記憶部２２に記憶されたレベルＲ１は存在するがレベルＲ０は存在しない。このため、ステップＳ３５〜Ｓ３８では、例えばレベルＲ１の値を最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎにそれぞれ代入するとともに、カウンタ変数ｎの値「１」を変数ｐ，ｑにそれぞれ代入する処理が行われる。尚、かかる処理に代えて、ステップＳ３１の初期設定でレベルＲ０に初期値０を設定し、レベル記憶部２２に記憶させておいてステップＳ３５〜Ｓ３８の処理を行い、ステップＳ３８でｐ＝１のときのみ最小値ＲｍｉｎにＲ１の値を代入しても良い。
【００４２】
次に、ＣＰＵ２６から１／４波長板回転制御部２８に対して１／４波長板１４を単位角度だけ回転させる旨を示す制御信号Ｃ１が出力される。１／４波長板回転制御部２８はＣＰＵ２６７からの制御信号Ｃ１に基づいて１／４波長板回転駆動部２９を制御し、１／４波長板１４をステッピングモータ３０の１ステップ分の角度（単位角度）だけ回転させる（ステップＳ３９）。次いで、ＣＰＵ２６は、カウンタ変数ｎの値が回転回数ｍと一致するか否かを判断する（ステップＳ４０）。
【００４３】
カウンタ変数ｎの値と回転回数ｍとが不一致であると判断した場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）にはステップＳ３２に戻り、ＣＰＵ２６によるカウンタ変数ｎのインクリメント、フォーカスサム信号のレベル検出等のステップＳ３２〜Ｓ３９の処理が行われる。これらステップＳ３２〜Ｓ３９の処理は、ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥＳ」になるまで（１／４波長板１４の単位角度の回転回数がｍ回になるまで）繰り返される。これにより、単位角度と回転回数ｍとによって定まる角度範囲で１／４波長板１４を回転させた場合におけるフォーカスサム信号の最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎ、並びに最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎが得られたときのカウンタ変数の値（変数ｐ，ｑの値）が得られる。
【００４４】
ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥＳ」になると、一度１／４波長板１４をｎ＝１の回転角度に戻し、ＣＰＵ２６は、複屈折度判別部２５から出力される複屈折度の大きさを示す判別信号Ｊ１（フォーカスサム信号の最大値と最小値との差又は比を示す信号）が所定の値以上であるか否かを判断する（ステップＳ４１）。つまり、フォーカスサム信号の最大値Ｒｍａｘ及び最小値Ｒｍｉｎに大きな差が生ずるほど対物レンズ１６又は光ディスクＤが有する複屈折の影響が大きいか否かを判断する。図４に示す例では、フォーカスサム信号の最大値Ｒｍａｘと最小値Ｒｍｉｎとのレベル比が１．５ｄＢ以上であるか否かが判断される。
【００４５】
ステップＳ４１の判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、ＣＰＵ２６は１／４波長板回転制御部２８に対して１／４波長板１４を変数ｐの値の分だけ（ｐステップ分だけ）回転させる旨を示す制御信号Ｃ１を出力する。１／４波長板回転制御部２８は１／４波長板回転演算部２７から出力される信号Ａ１に基づいて１／４波長板回転駆動部２９を制御し、１／４波長板１４をステッピングモータ３０のｐステップ分の角度だけ回転させる（ステップＳ４２）。
【００４６】
他方、ステップＳ４１の判断結果が「ＮＯ」である場合には、ＣＰＵ２６は変数ｐに予め設定された初期値を設定する（ステップＳ４３）。ここで設定される初期値としては、例えば円偏光のレーザ光を対物レンズ１６に入射させる１／４波長板１４の角度を規定する値が用いられる。そして、ステップＳ４３で設定された変数ｐの値に応じた角度だけ１／４波長板１４を回転させる（ステップＳ４２）。以上によって一連の位相調整制御処理が終了する。尚、以上の説明では、ステップＳ４０終了後に１／４波長板１４をｎ＝１の回転角度に戻す例を説明したが、ステップＳ４２でｍ−ｐステップ、例えばｍ＝１０、ｐ＝７の場合にはｍ−ｐ＝３ステップ分、１／４波長板１４をｍ＝１０の回転角度から戻すようにしても同様に動作は行える。
【００４７】
以上の処理が終了すると、位相調整制御処理で求められた位相調整制御値（変数ｐの値）が記憶される（ステップＳ２１）。次いで、変数Ｃの値をインクリメントする処理が行われ（ステップＳ２３）、その後に変数Ｃの値が「２」であるか否か（つまり、光ピックアップ装置１を光ディスクＤの外周まで移動させたか否か）が判断される（ステップＳ２３）。ステップＳ２３の判断結果が「ＮＯ」の場合には、変数Ｃの値が「２」になるまでステップＳ１６〜Ｓ２２の処理が繰り返される。
【００４８】
これに対し、ステップＳ２３の判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、変数Ｌの値から変数Ｋの値を減算した値が「０」であるか否かが判断される（ステップＳ２４）。つまり、変数Ｌは光ディスクＤの層数を示す情報が格納される変数であって、変数Ｋはビームスポットを形成する光ディスクＤの層を示す情報が格納される変数であるため、全ての層に対して位相調整制御が行われたか否かが判断される。
【００４９】
ステップＳ２４の判断結果が「ＮＯ」の場合には、変数Ｋの値をインクリメントするとともに、変数Ｃの値を「０」に設定する処理が行われ（ステップＳ２５）、ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」になるまでステップＳ１４〜Ｓ２３，Ｓ２５の処理が繰り返される。処理が繰り返されることにより、光ディスクＤに設けられた各層の内周、中周、及び外周の各々において、対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態の調整が行われる。ステップＳ２４の判断結果が「ＹＥＳ」になれば一連の処理が終了する。
【００５０】
尚、以上説明した処理は、光ディスクＤを通常の再生回転数（１倍速）で回転させつつ行う。また、回転数が数種類ある場合には、回転数毎に以上の処理を行って各々の回転数毎の位相調整制御値を記憶しても良い。更に、以上の説明では、光ディスクＤの内周、中周、外周の３つに分けて対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態の調整を行ったが、内周、中周、及び外周を更に複数に分けて対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態の調整を行っても良い。以上の処理で記憶した位相調整制御値を光ディスクＤの再生時に読み出して１／４波長板１４の回転量を制御すれば、光ディスクＤの位置に応じて複屈折度が変化する場合であっても良好に再生することができる。
【００５１】
次に、光ディスクＤを再生しながら対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態の調整を行う場合の処理について説明する。図５は、光ディスクの再生中にレーザ光の偏光状態の調整を行う場合に行われる処理の一例を示すフローチャートである。尚、図５に示す処理も図２に示したＣＰＵ２６の制御の下で行われる。
【００５２】
ユーザ等から再生の指示がなされると、図３に示すフローチャートと同様に、まず各種変数（変数Ｃ，Ｌ，Ｋ）の初期化（ステップＳ５１）及び固有情報の読み取り（ステップＳ５２）が行われ、変数Ｌに光ディスクＤの層数を示す情報が設定される。次に、変数Ｃ及び変数Ｌの値に基づいて光ピックアップ装置１を光ディスクＤの内周に移動させ（ステップＳ５３）、その後に図４に示す位相調整制御処理が行われる（ステップＳ５４）。位相調整制御処理が終了すると、位相調整制御処理で求められた位相調整制御値（変数ｐの値）が記憶される（ステップＳ５５）。
【００５３】
以上の処理が終了すると、光ディスクＤの再生が開始される（ステップＳ５６）。但し、ここでは、光ディスクＤを１倍速よりも高速（例えば、２倍速以上）の回転数で回転させて再生が行われる。光ディスクＤの再生中においてもフォーカスサム信号のレベルが得られるため、これをレベルＲとして記憶する（ステップＳ５７）。次に、ステップＳ５４の位相調整制御処理で得られたフォーカスサム信号の最大値ＲｍａｘとステップＳ５７で得られたフォーカスサム信号のレベルＲとのレベル比が例えば１．５ｄＢ以上であるか否かが判断される（ステップＳ５８）。
【００５４】
ステップＳ５８の判断結果が「ＮＯ」である場合には、光ディスクＤの再生（ステップＳ５６）及びフォーカスサム信号のレベル記録（ステップＳ５７）が繰り返される。これに対し、ステップＳ５８の判断結果が「ＹＥＳ」になると、その判断がなされた時点においてビームスポットが形成されている位置で図４に示す位相調整制御処理が行われる（ステップＳ５９）。
【００５５】
ここで、位相調整制御処理では１／４波長板１４を回転させて対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態の調整を行っているため、再生信号レベルがより小さくなって音声や映像が途切れる不具合が生ずることも考えられる。しかしながら、光ディスクＤの再生は標準速度（１倍速）よりも高速に行われており、先読みされて不図示のメモリに蓄えられているデータがメモリから読み出されて再生されている期間は、光ディスクＤからデータを読み出す必要がない。このため、この期間に位相調整制御処理を行うことで音声や映像の途切れが防止される。またこの処理は、再生状態から一度トラッキングサーボを外したポーズ状態で行っても良い。
【００５６】
ステップＳ５８の判断結果が「ＹＥＳ」になると、光ディスクＤの再生（ステップＳ５６）等と位相調整制御処理（ステップＳ５９）が繰り返され、ステップＳ５８の判断結果が「ＮＯ」になると光ディスクＤの再生（ステップＳ５６）等のみが行われる。以上の制御を行うことにより、音声や映像の途切れが生ずることなく、光ディスクＤの再生を良好に行うことができる。
【００５７】
また、ステップＳ５６〜Ｓ５９の位相処理制御は、例えばディスクのゾーンが変わった場合や、回転数が例えば１０％以上変わった場合、サーチ後等、読み出しエラーやジッター等が増加した場合など再生状態が変化した後や一定時間以上連続で再生や記録状態が続いている時などに行ってもよい。また再生中リアルタイムで行う場合も、ステップＳ５８，Ｓ５９を一定の周期、例えば１０秒に一回という具合に定期的に行うようにしても良い。
【００５８】
以上説明した通り、本実施形態では、フォーカスサム信号のレベル検出結果に応じてレーザ光の光路上における１／４波長板１４の回転角を制御しているため、対物レンズ１６や光ディスクＤが複屈折性を有していても、その複屈折性により生ずる悪影響を抑制・排除することができ、ビームスポットの形状を所望の形状とすることができる。これにより、再生信号の品質を向上することができる。特に、対物レンズ１６の開口数が０．５５以上の高ＮＡである場合に、再生信号の品質を著しく向上することができる。
【００５９】
また、対物レンズ１６に入射するビーム形状によっても上記の悪影響と同様の悪影響が生ずるが、フォーカスサム信号のレベル検出結果に応じてレーザ光の光路上における１／４波長板１４の回転角を制御することにより、ビーム形状によって生ずる悪影響を複屈折性により生ずる悪影響とともに抑制・排除することができる。これにより、ビームスポットの形状を所望の形状とすることができ、この結果として再生信号の品質を向上することができる。
【００６０】
また、本実施形態では、複屈折度判別部２５から出力される複屈折度の大きさを示す判別信号Ｊ１が所定の値以上の場合にのみフォーカスサム信号の最大値Ｒｍａｘに応じた１／４波長板１４の回転角度制御を行っている。かかる制御を行うことにより、例えば複屈折性が大きな光ディスクＤがローディングされた場合であっても、個々の光ディスクＤの特性に応じて複屈折性により生ずる悪影響を打ち消すことが可能であるため、個々の光ディスクＤに記録された情報の再生等を良好に行うことができる。
【００６１】
更に、本実施形態では、複屈折度判別部２５から出力される複屈折度の大きさを示す判別信号Ｊ１が所定の値よりも小さい場合には、予め設定された初期値に基づいた１／４波長板１４の回転角度制御を行っている。かかる制御を行うことにより、例えば多くの光ディスクＤが有するであろう典型的な複屈折性の悪影響を抑制することができる。このため、例えば個々の光ディスクＤが有する複屈折性に合わせて１／４波長板１４の回転角度を大きく変える場合に比べて機械的な不具合等の他の不具合が生ずる可能性を低減することができる。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態による光ピックアップ装置及び情報記録再生装置について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、位相制御素子として１／４波長板１４を用いていたが、１／４波長板１４に代えて印加電圧に応じてレーザ光の偏光状態を変化させる液晶光学素子を用いることができる。液晶光学素子を用いる場合には、上述した実施形態と同様の制御方法で液晶光学素子に印加する電圧を制御して位相を制御すれば良い。
【００６３】
具体的には、図４のフローでは１／４波長板１４を１ステップずつ回転させてフォーカスサム信号レベルの最大値、最小値を取得・記憶したが、液晶光学素子を使う場合は、１／４波長板１４の１ステップの回転分に相当する位相が変化するような制御電圧をステップＳ３９の代わりに与え、１／４波長板１４がｍ回回転したときに相当する位相分になる回数まで１ステップづつ制御電圧を加算していき、ステップＳ４０，Ｓ４３で処理された位相状態になるようにステップＳ４２の代わりに液晶光学素子に電圧を加えて制御する。
【００６４】
また、構成を示す図２においては、１／４波長板回転演算部２７は液晶光学素子の制御電圧演算部に置き換わり、１／４波長板回転制御部２８は液晶光学素子の制御電圧制御部に置き換わり、１／４波長板回転駆動部２９は液晶光学素子の駆動部に置き換わり、ステッピングモータ３０は不要で、１／４波長板１４が液晶光学素子に置き換わる。
【００６５】
また、上記実施形態では、光ディスクＤが光情報記録再生装置内にローディングされた時点、又は光ディスクＤを再生中に、対物レンズ１６に入射するレーザ光の偏光状態を調整する位相調整制御処理を行う場合を例に挙げて説明した。しかしながら、位相調整制御処理は、これら以外に、サーチ後、一定時間再生した後、光ディスクの回転制御数が変化した時点、又は読み出しエラーが多くなった時点で開始しても良い。
【００６６】
また、上記実施形態ではコリメートレンズ１３を使用した無限光学系を備える場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はコリメートレンズ１３を使用しない有限光学系を備える場合にも適用可能であり、無限光学系と同様な効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態による光ピックアップ装置の要部構成を示すブロック図である。
【図２】駆動制御部１９の内部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態において光ディスクのローディング時に行われる動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】位相調整制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】光ディスクの再生中にレーザ光の偏光状態の調整を行う場合に行われる処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】偏光状態に応じてビームスポットの形状が変化する様子の一例を示すシミュレーション結果である。
【図７】レーザ光の断面形状に応じてビームスポットの形状が変化する様子の一例を示すシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【００６８】
１      光ピックアップ装置
１１    半導体レーザ
１３    コリメートレンズ
１４    １／４波長板
１６    対物レンズ
１８    フォトダイオード
１９    駆動制御部
Ｄ      光ディスク
【図１】
2009104714.tif 000003
【図２】
2009104714.tif 000004
【図３】
2009104714.tif 000005
【図４】
2009104714.tif 000006
【図５】
2009104714.tif 000007
【図６】
2009104714.tif 000008
【図７】
2009104714.tif 000009