(57)【要約】【課題】複数の情報層からなる光ディスクの安定した再生動作又は記録動作を実現する。【解決手段】光ビームを出射する光出射素子と、前記光出射素子を出射した光ビームのうち、第１の偏光方向の光ビームを透過し、前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光ビームを、前記第１の偏光方向の光ビームの光軸に対して異なる方向に反射させる第１の偏光分岐素子と、前記第１の偏光分岐素子を透過した第１の偏光方向の光ビームを透過又は反射させる第２の偏光分岐素子と、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した光ビームを情報記録媒体に集光するための集光素子と、前記情報記録媒体で反射し、前記第２の偏光分岐素子を反射又は透過した第１反射光ビームを反射する反射素子と、前記反射素子で反射し、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した第２の反射光ビームを検出する検出素子と、備えた光ヘッドとする。【選択図】  図１
2009176378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを出射する光出射素子と、
前記光出射素子を出射した光ビームのうち、第１の偏光方向の光ビームを透過し、前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光ビームを、前記第１の偏光方向の光ビームの光軸に対して異なる方向に反射させる第１の偏光分岐素子と、
前記第１の偏光分岐素子を透過した第１の偏光方向の光ビームを透過又は反射させる第２の偏光分岐素子と、
前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した光ビームを情報記録媒体に集光するための集光素子と、
前記情報記録媒体で反射し、前記第２の偏光分岐素子を反射又は透過した第１反射光ビームを反射する反射素子と、
前記反射素子で反射し、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した第２の反射光ビームを検出する検出素子と、
を備えたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１の偏光分岐素子は、前記光出射手段と前記第２の偏光分岐素子との間に配置されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１の偏光分岐素子を透過した光ビームは、前記第２の偏光分岐素子、前記集光素子の順に進行し、
前記第１の反射光ビームは、前記集光素子、前記第２の偏光分岐素子、前記反射素子の順に進行し、
前記第２の反射光ビームは、前記反射素子、前記第２の偏光分岐素子、前記検出素子の順に進行することを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記光出射素子から出射し第１の偏光分岐素子に入射する光ビーム、及び、前記第１の偏光分岐素子を出射し前記第２の偏光分岐素子に入射する光ビームは発散光であることを特徴とする光ヘッド。
【請求項５】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第２の偏光分岐素子は、前記第１の偏光方向の光ビームを透過し、前記第２の偏光方向の光ビームを、前記第１の偏光方向の光ビームに対して略直交する方向に反射することを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１の偏光分岐素子で反射した第２の偏光方向の光ビームが前記検出器に入射することを防止するための遮光壁を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第２の偏光分岐素子は、前記第１の偏光分岐素子と前記検出素子との間に配置させたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項８】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記情報記録媒体は複数の情報層を有し、
前記反射素子は、前記情報記録媒体の所定の情報層で反射する反射光ビームと前記情報層と異なる情報層で反射する不要反射光ビームとを分離する分離手段を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項９】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１の偏光分岐素子で反射した第２の偏光方向の光ビームを受光して光量をモニタリングするための受光素子を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
請求項９記載の光ヘッドであって、
前記受光素子及び前記検出素子が１個の筐体内に収容されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１１】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１及び第２の偏光分岐素子は、偏光プリズムであることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１２】
請求項１記載の光ヘッドであって、
前記第１の偏光分岐素子は偏光回折格子であり、前記第２の偏光分岐素子は偏光プリズムであることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１３】
請求項１２記載の光ヘッドであって、
前記検出素子は、前記第２の反射光ビームを検出する検出部とは異なる領域に、前記偏光回折格子にて回折された光ビームを検出する領域を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項１４】
光ビームを出射する光出射素子と、
前記光出射素子から出射した光ビームを情報記録媒体に集光する集光素子と、
光ビームの進行方向を分岐する光ビーム分岐素子と、
前記情報記録媒体で反射し、前記光ビーム分岐素子で分岐した第１の反射光ビームを反射する反射素子と、
前記反射素子を反射し、前記光ビーム分岐素子を透過する第２の反射光ビームを検出する検出素子と、
複数の領域を有し、入射した光ビームを前記領域毎に異なる方向に回折する領域別回折格子とを備え、
前記光ビーム分岐素子は、前記光出射手段から前記集光手段まで進行する光ビームの光路と、前記前記反射素子から前記検出素子まで進行する第２反射光ビームの光路とを分岐するように配置されており、
前記領域別回折格子は、前記光ビーム分岐素子と前記検出素子との間に配置されていることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１５】
請求項１０記載の光ヘッドであって、
前記情報記録媒体は複数の情報層を有し、
前記反射素子は、前記情報記録媒体の所定の情報層で反射する反射光ビームと前記情報層と異なる情報層で反射する不要反射光ビームとを分離する分離手段を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項１６】
複数の情報層を有する情報記録媒体の記録又は再生が可能な装置であって、
光ヘッドと、
前記情報記録媒体を回転させるためのスピンドルモータと、
前記光ヘッド及び前記スピンドルモータを制御するための制御部と、を有し、
前記光ヘッドは、
光ビームを出射する光出射素子と、
前記光出射素子を出射した光ビームのうち、第１の偏光方向の光ビームを透過し、前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光ビームを、前記第１の偏光方向の光ビームの光軸に対して異なる方向に反射させる第１の偏光分岐素子と、
前記第１の偏光分岐素子を透過した第１の偏光方向の光ビームを透過又は反射させる第２の偏光分岐素子と、
前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した光ビームを情報記録媒体に集光するための集光素子と、
前記情報記録媒体で反射し、前記第２の偏光分岐素子を反射又は透過した第１反射光ビームを反射する反射素子と、
前記反射素子で反射し、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した第２の反射光ビームを検出する検出素子と、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１７】
複数の情報層を有する情報記録媒体の記録又は再生が可能な装置であって、
光ヘッドと、
前記情報記録媒体を回転させるためのスピンドルモータと、
前記光ヘッド及び前記スピンドルモータを制御するための制御部と、を有し、
前記光ヘッドは、
光ビームを出射する光出射素子と、
前記光出射素子から出射した光ビームを情報記録媒体に集光する集光素子と、
光ビームの進行方向を分岐する光ビーム分岐素子と、
前記情報記録媒体で反射し、前記光ビーム分岐素子で分岐した第１の反射光ビームを反射する反射素子と、
前記反射素子を反射し、前記光ビーム分岐素子を透過する第２の反射光ビームを検出する検出素子と、
複数の領域を有し、入射した光ビームを前記領域毎に異なる方向に回折する領域別回折格子とを備え、
前記光ビーム分岐素子は、前記光出射手段から前記集光手段まで進行する光ビームの光路と、前記反射素子から前記検出素子まで進行する第２反射光ビームの光路とを分岐するように配置されており、
前記領域別回折格子は、前記光ビーム分岐素子と前記検出素子との間に配置されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の情報層からなる光学的情報記録媒体の再生又は記録に用いられる光ヘッド及びそれを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学的情報記録媒体として青色の半導体レーザを用いたＢｌｕ−ｒａｙやＨＤ  ＤＶＤなど光ディスクが製品化されている。特にＢｌｕ−ｒａｙは１個の情報層が２５ＧＢとの大容量を実現している。しかしながら、さらなる１層当たりの情報層の大容量化は光の回折限界に制限されるため容易ではない。このため今後は複数の情報層によって大容量化を実現する動向がある。
【０００３】
関連する技術として、例えば、特許文献１、２には、複数の情報層を有する情報記録媒体の記録再生技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８５６４０号公報（第８項、第１図）
【特許文献２】特開２００６−３４４３４４号公報（第２９項、第２９、３３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光学的情報記録媒体としては光ディスクが最も普及が進んでいる。このため、以下では光学的情報記録媒体を光ディスク、光学的情報記録媒体処理装置を光ディスク装置と記す。
さて、複数の情報層をもつ光ディスクでは、所定の情報層を再生する場合、その情報層からの反射光ビームを検出素子（以下、検出器と記す）にて検出する。このときその情報層と異なる情報層からも反射光ビームが発生する。この反射光ビームのことを以下では不要反射光ビームと記す。不要反射光ビームは、通常検出器へ進行し、検出器から得られる検出信号の外乱となる。
【０００６】
例えば特許文献１や２ではその不要反射光ビームを分離する不要反射光ビーム分離手段が開示されている。特許文献１は、微小なピンホールを利用した手段が、特許文献２では、偏光を利用した手段が開示されている。これら文献では、光ディスクから反射した反射光ビームと不要反射光ビームの集光、発散状態の違いを利用しているため、検出器で検出する前に、反射光ビームを一旦集光しなければならない。特許文献１では、一旦光ビームを集光させ、その先に検出レンズを配置しているため、光学系が大型になる点が課題である。
【０００７】
また、特許文献２では、一旦集光させたその位置に反射素子（以下、反射板）を配備することで特許文献１の課題を解決し、小型化を図っている。しかし反射板を配置したため、新たな課題が発生する。それは、出射手段（以下、光源と記す）を出射した光ビームが集光手段（以下、対物レンズと記す）まで進行する光路１と、反射板から検出器まで進行する光路２とを分岐する分岐素子（以下、偏光プリズムと記す）を配備しなければならないことが原因である。この位置に偏光プリズムを配備すると、光源から出射した光ビームの一部がその偏光プリズムを経て検出器へ直接進行する光路が発生し、その光路を進行した光ビームは検出器から得られる検出信号の外乱となる。この光路を進行した光ビームを以下では、不要光ビームと記す。
【０００８】
以上のように特許文献１では光学系が大型になる点が課題であり、特許文献２の構成では、小型化にした故に不要光ビームが検出信号の外乱となるため、安定した再生信号やサーボ信号の検出が課題であった。
【０００９】
本発明は上記のような課題に鑑みなされたものであり、複数の情報層を有する光ディスクの安定した再生動作又は記録動作を実現することが可能な小型の光ヘッド及び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】
【００１０】
上記目的は、例えば、特許請求の範囲に記載の発明により達成される。
【００１１】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。
【００１２】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明の光ヘッドは、光ビームを出射する光出射素子と、前記光出射素子を出射した光ビームのうち、第１の偏光方向の光ビームを透過し、前記第１の偏光方向と直交する第２の偏光方向の光ビームを、前記第１の偏光方向の光ビームの光軸に対して異なる方向に反射させる第１の偏光分岐素子と、前記第１の偏光分岐素子を透過した第１の偏光方向の光ビームを透過又は反射させる第２の偏光分岐素子と、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した光ビームを情報記録媒体に集光するための集光素子と、前記情報記録媒体で反射し、前記第２の偏光分岐素子を反射又は透過した第１反射光ビームを反射する反射素子と、前記反射素子で反射し、前記第２の偏光分岐素子を透過又は反射した第２の反射光ビームを検出する検出素子とを、備える構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の情報層を有する光ディスクに対して、不要な光ビームの影響が抑制又は低減された、安定した情報の再生又は記録を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下の本発明の各実施例では、複数の情報層から構成される光ディスクの記録または再生に対応した光ディスク装置、この光ディスク装置に搭載する光ヘッドを例に説明するが、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１５】
本発明における実施例１について図を用いて詳細に説明する。ここでは複数の情報層から構成される光ディスクに対応した光ヘッドについて説明する。
【００１６】
図１は光ヘッド１０１の光学部品構成を示す図である。光源１０２から対物レンズ１０８まで進行する光ビームの光路を往路、対物レンズ１０８から検出器１１１まで進行する光ビームの光路を復路と記す。
【００１７】
まず、往路について説明する。光源１０２から図中Ｘ方向に振動する直線偏光（Ｐ偏光）の光ビームが発散光として出射する。なお、図中例えば光源１０２からコリメートレンズ１０５へ進行している実線は光ビームの光路を示し、破線は光ビームの外側の進路を示すものである。
【００１８】
光源１０２から出射した光ビームは、偏光プリズム１０３、１０４へ進行する。これら偏光プリズムはＰ偏光の光ビームを透過させ、図中Ｚ方向のＳ偏光の光ビームを反射させる偏光分岐素子である。
【００１９】
さて、一般的な光ディスク装置に用いられる光源は、半導体レーザである。実用化されている半導体レーザの出射する光ビームの偏光比（Ｐ偏光とＳ偏光の比率）は、１００ないし２００程度のものが多い。
【００２０】
このため、光源１０２から出射した光ビームの偏光比を１００とすると、偏光プリズム１０３に入射した光ビームのうち、約９９％の光ビーム（Ｐ偏光）は透過し偏光プリズム１０４へ進行する。残りの１％の光ビーム（Ｓ偏光）は偏光プリズム１０３で反射する。
【００２１】
図中のように遮光壁１１２を設けると、偏光プリズム１０３を反射した光ビームが検出器１１１へ進行しないようにできる。
【００２２】
偏光プリズム１０４へ進行した光ビームは完全にＰ偏光であるため、偏光プリズムを透過しコリメートレンズ１０５へ進行する。コリメートレンズ１０５は入射した光ビームを略平行光に換算する機能を持つ。図中図示していないが、このコリメートレンズ１０５を光軸方向に駆動できる機構をあわせ持たせることで、光ディスク上に集光される光ビームの球面収差量を変えることが可能になる。これは複数の情報層から構成される光ディスクの情報層毎に集光される光ビームを最適な球面収差量に補正するためである。
【００２３】
コリメートレンズ１０５を出射した光ビームは、立ち上げミラー１０６にて図中Ｚ方向に反射し、１／４波長板１０７で直線偏光から円偏光に変換される。円偏光に変換された光ビームはアクチュエータ（図示せず）に搭載された対物レンズ１０８により光ディスク（図示なし）に集光される。
【００２４】
次に復路について説明する。光ディスクの所定の情報層で反射した光ビームは再び対物レンズ１０８により略平行な光ビームに変換され１／４波長板１０７へ進行する。１／４波長板１０７では、再び円偏光から直線偏光に変換されるが、往路で１／４波長板１０７に入射した直線偏光とは直交した直線偏光に変換される。
【００２５】
１／４波長板１０７を通過した光ビームは、立ち上げミラー１０６、コリメートレンズ１０５を経て偏光プリズム１０４に進行する。偏光プリズム１０４に入射した光ビームは、往路とは直交した直線偏光（Ｓ偏光）に変換されているため、偏光プリズム１０４を反射して反射板１０９へ進行する。
【００２６】
反射板１０９は、１／４波長板、反射素子、不要反射光ビーム分離の３個の機能を併せ持つ素子とする。反射板１０９は、入射した光ビームを、まず１／４波長板の機能により直線偏光（Ｓ偏光）から円偏光に変換する。次に所定情報層からの反射光ビームと、不要反射光ビームを分離する。そして光ビームが最も集光される位置で、光ビームを反射し、その反射した光ビームを再び１／４波長板の機能により円偏光から直線偏光（Ｐ偏光）に変換する。
【００２７】
つまり、反射板１０９へ入射した光ビームは、不要反射光ビームと分離され、かつ入射した直線偏光とは直交した直線偏光に変換され、そして反射し偏光プリズム１０４へ進行することになる。
【００２８】
３回目に偏光プリズム１０４に入射した光ビームはＰ偏光であるため偏光プリズム１０４を通過し、検出レンズ１１０を経て検出器１１１へ到達する。光ビームには検出レンズ１１０を通過するとき所定の非点収差が与えられ、差動非点収差法による光ディスクのフォーカシングエラー信号の検出に使用される。検出レンズ１１０は非点収差の方向を所定の方向に回転させると同時に検出器１１１上での光スポットの大きさを決める働きがある。検出器１１１に導かれた光ビームは、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、トラッキングエラー信号およびフォーカシングエラー信号など光ディスク上光スポットの位置制御信号の検出に使用される。
【００２９】
次に図２を用い偏光プリズム１０３が無い場合について説明する。図２は図１における偏光プリズム１０３が無い場合の光ヘッド１２０の光学部品構成を示す図である。図１と同じ部品には、同じ符号を記した。
【００３０】
光源１０２から出射した光ビームは、偏光プリズム１０４へ進行する。光源１０２から出射した光ビームの偏光比を１００とすると、偏光プリズム１０４に入射した光ビームのうち、約９９％の光ビーム（Ｐ偏光）は透過しコリメートレンズ１０５へ進行する。残りの１％の光ビーム（Ｓ偏光）は検出レンズ１１０へ進行し、検出器１１１へ進行する。図２には、このＳ偏光の光ビームの外側を太い実線にて記載してある。
【００３１】
つまり図のように偏光プリズム１０３が無い場合、偏光プリズム１０４を経て検出器へ進行する不要光ビームが発生する。この不要光ビームの光量は、コリメートレンズ１０５へ進行する光ビームと比べて１％と比率は小さい。しかし、コリメートレンズ１０５を経て対物レンズ１０８の有効径内に取り込まれる光ビームは、例えばＢｌｕ−ｒａｙ用の光ディスク装置では、多くても３０％程度である。また、複数の情報層から構成される光ディスクの反射率は非常に低く、例えば２個の情報層からなるＢｌｕ−ｒａｙでは、規格の最大値でも２８％である。すなわち、光ディスクで反射して検出器へ戻ってくる光ビームは、多くても８．４％（３０％×２８％）である。すなわち、再生信号の情報を持っている光ビームに対して不要光ビームの割合は少なくとも１２％程（１％÷８．４％）になると言える。またＢｌｕ−ｒａｙの規格の最小値は１２％であり、同様の計算をすると不要光ビームの割合は、約２７％である。
【００３２】
また、光源１０２を光ヘッド１２０に取り付ける場合、光軸方向の回転ずれや、光源１０２の筐体内での取り付け回転ずれなどにより、Ｓ偏光の割合が増えることで、不要光ビームの割合も増加してしまう。
【００３３】
このように再生信号に１割以上の外乱が入るような構成では、安定した再生や記録動作が出来なくなる可能性がある。
【００３４】
次に図１０を用いて不要反射光ビームの発生原理と、反射板１０９による不要反射光ビームの分離について説明する。
【００３５】
図１０（Ａ）は不要反射光ビームの発生原理を示すものであり、（Ｂ）は不要反射光ビームの分離原理を示すものである。
【００３６】
まず図１０（Ａ）を用い、不要反射光ビームの発生原理を説明する。図では、対物レンズ１０８により３個の情報層からなる光ディスク２１０へ集光される光ビームを図示しており、光路２１１、２１２、２１３は、光ビームの外側を示したものである。また、ここでは、光ディスク２１０の情報層２１４の情報にアクセスすることを想定している。
【００３７】
図中下側から上側へ略平行な光ビームは光路２１１を進行し、対物レンズ１０８により光ディスク２１０の情報層２１４へ集光される。情報層２１４へ集光された光ビームは、その情報層２１４で反射し、光路２１１を再び通過し、対物レンズ１０８にて略平行な光ビームに変換される。
【００３８】
この時、情報層２１４へ到達する前に、情報層２１５で反射する光ビームもある。情報層２１５で反射した光ビームは、光路２１２を進行する。対物レンズ１０８で、光ビームは、光路２１１と異なる光路を進行したため、略平行な光ビームに変換されず、弱発散光ビームのまま進行することになる。
【００３９】
また、情報層２１４を透過し情報層２１６で反射する光ビームもある。情報層２１６で反射した光ビームは、光路２１３を進行する。対物レンズ１０８で、光ビームは、光路２１１と異なる光路を進行したため、略平行な光ビームに変換されず、弱収束光ビームのまま進行することになる。
【００４０】
このように３個の情報層からなる光ディスク２１０へ集光された光ビームは主に３個の反射光ビームに分岐され再び対物レンズ１０８に戻ってくる。このうち、情報層２１４で反射した反射光ビーム以外は、情報層２１４の情報を持っていない不要反射光ビームとなる。
【００４１】
次に図１０（Ｂ）を用いて不要反射光ビームの分離原理についての一例を説明する。図１０（Ｂ）は、反射板１０９と、前述の３個の反射光ビーム２１１、２１２、２１３の関係を示したものである。反射板１０９は前述のように１／４波長板２１７と、反射素子２１９と、不要反射光ビーム分離の機能がある。情報層２１４の情報を持っている反射光ビーム２１１は、反射板１０９に入射すると、反射素子２１９の点で焦点となり、反射素子２１９を反射し、また来た光路２１１を戻っていく。
【００４２】
これに対して、不要反射光ビーム２１２や２１３は反射素子２１９の点で焦点とならないため、透過していく。すなわち、反射板１０９の反射素子２１９を図のように１部に形成することで不要反射光ビーム分離の機能を実現できる。
【００４３】
なお、ここでは、反射素子２１９以外の領域を光ビームは透過するような構成としたが、反射素子２１９以外の領域をざらざらな面としても、特許文献２ように偏光を利用しても良い。不要反射光ビーム分離機能を持つならばどのような形態でも良い。
【００４４】
以上のように、本願では、不要光ビームと、不要反射光ビームを検出器１１１へ進行することを回避し安定した再生や記録動作を実現したものである。
【実施例２】
【００４５】
本発明における実施例２について図を用いて説明する。ここでは図１の光ヘッド１０１の変形例について説明する。図３は、光ヘッド１３０の光学部品構成を示す図である。光ヘッド１３０は、図１と光源１０２、偏光プリズム１０３、反射板１０９の配置を変え、旋光子１３１を追加した点が異なる。
【００４６】
光源１０２からは光源１０２から図中Ｘ方向に振動する直線偏光（Ｐ偏光）の光ビームが発散光として出射する。光源から出射した光ビームは実施例１同様に、Ｓ偏光の光ビームは、偏光プリズム１０３で反射され、Ｐ偏光の光ビームは旋光子１３１へ進行する。旋光子１３１は入射した光ビームの位相を９０度旋光させる機能をもっている素子である。つまり旋光子１３１へ入射した光ビームはＰ偏光からＳ偏光へ変換され偏光プリズム１０４へ進行する。偏光プリズム１０４に入射した光ビームは、Ｓ偏光のため反射されコリメートレンズ１０５へ進行する。上述したように実施例１とは偏光状態が変わっているため、光路は違うが、順番としては、コリメートレンズ１０５を出射したあと、立ち上げミラー１０６、１／４波長板１０７、対物レンズ１０８へと進行する。
【００４７】
一方、復路は、光ディスクの所定情報層で反射したあと、対物レンズ１０８、１／４波長板１０７、立ち上げミラー１０６、コリメートレンズ１０５、偏光プリズム１０４、反射板１０９、偏光プリズム１０４、検出レンズ１１０、検出器１１１と進行する。このような構成においても、実施例１で記載したように、図２の偏光プリズム１０３を配置することで、不要光ビームを検出器１１１へ進行することを回避し、安定した再生や記録動作が出来る。
【００４８】
また、図３のように偏光プリズム１０３を光源１０２に貼り付けても良い。図のように光源１０２と偏光プリズム１０３を一体化することは、小型化の光ヘッドの作製、設計が容易になるという効果が得られる。
【実施例３】
【００４９】
本発明における実施例３について図を用いて説明する。ここでは図１の光ヘッド１０１の変形例について説明する。図４は光ヘッド１４０の光学部品構成を示す図である。図４は、図１とフロントモニタ１４１を追加した点が異なる。
【００５０】
光源１０２を出射した光ビーム（Ｓ偏光）が偏光プリズム１０３で反射したあと、フロントモニタ１４１に進行する。
【００５１】
通常の光ヘッドを用いた情報の記録および再生装置においては、安定した記録再生処理を行うために光ディスクに照射する光ビームの光量を一定に制御する必要があり、光ヘッド内には光源から出射する光ビームの光量を検出する手段（一般的にフロントモニタと言う）を有しており、その検出された光量を光源にフィードバックすることで光ディスクに照射する光ビームの光量を正確に制御している。
【００５２】
このため、フロントモニタ１４１は、光ディスクへ照射される光ビームの光量をモニタするために配置した。光ヘッド１４０のようにフロントモニタ１４１を配置することで、偏光プリズム１０３で反射した光ビームも無駄なく使用することができる。
【実施例４】
【００５３】
本発明における実施例４について図を用いて説明する。ここでは、図４の光ヘッド１４０の変形例について説明する。図５は光ヘッド１５０の光学部品配置を示したものである。
【００５４】
図４の光ヘッド１４０と比べて、偏光プリズム１０３を偏光回折格子１５１に、そしてフロントモニタ１４１を配置せず、検出器１５２にフロントモニタの機能を持たせたことが異なる。
【００５５】
偏光回折格子１５１はＰ偏光の光ビームを透過し、Ｓ偏光の光ビームを回折させる機能を持たせた回折素子である。このような偏光回折格子を偏光プリズムの代わりに配置しても、実施例１で記述した不要光が検出器に進行することを回避することができる。
【００５６】
光源１０２を出射した光ビームが偏光回折格子１５１に進行すると、Ｐ偏光の光ビームは、そのまま通過し偏光プリズム１０４、コリメートレンズ１０５へと進行する。
【００５７】
また、Ｓ偏光の光ビームは、偏光回折格子１５１にて回折される。図には、この回折した光ビームの外側を太い実線で記した。偏光回折格子１５１にて回折した光ビームはＳ偏光であるため、偏光プリズム１０４を反射し、検出レンズ１１２を経て検出器１５２へ進行する。この回折した光ビームは、光ディスクから反射した光ビームとは光路が異なるため、検出器１５２の面で、光ディスクから反射した光ビームと重なることがない。このため、偏光回折格子１５１で回折した光ビームは、実施例１で記述したような不要光ビームとなるわけではない。
【００５８】
検出器１５２にその回折した光ビームを受光する検出面を設けることで、実施例４で記述したフロントモニタの機能を検出器１５２に合わせ持たせることができる。
【００５９】
図６は検出器１５２の検出面パターンを図示したものである。検出器１５２は、光ディスクから反射した光ビームを受光する４分割の検出面１５３と、偏光回折格子１５１を回折した光ビームを受光する検出面１５４がある。
【００６０】
以上のように、偏光プリズム１０３の代わりに偏光回折格子１５１を配置しても不要光ビームを回避した構成を実現できる。また、偏光回折格子１５１の格子パターンを工夫することで、検出器１５１へ光を進行させ、フロントモニタと、検出器の機能を合わせた検出器も実現できる。このようにフロントモニタを削除することで部品点数を削除することができる。
【実施例５】
【００６１】
本発明における実施例５について図を用いて詳細に説明する。ここでは、図１の光ヘッド１０１の変形例について説明する。図７は光ヘッド１７０の光学部品配置を示したものである。
【００６２】
図１の光ヘッド１０１と比べて、フォーカシングエラー信号の検出にナイフエッジ法を用いた点が異なる。
【００６３】
光源１０２から対物レンズ１０８まで進行する光ビームの光路を往路、対物レンズ１０８から検出器１７３まで進行する光ビームの光路を復路と記す。
まず、往路について説明する。光源１０２から図中Ｘ方向に振動する直線偏光（Ｐ偏光）の光ビームが発散光として出射する。なお、図中例えば光源１０２からコリメートレンズ１０５へ進行している実線は光ビームの光路を示し、破線は光ビームの外側の進路を示すものである。
【００６４】
光源１０２から出射した光ビームは、偏光プリズム１０４へ進行する。光源１０２から出射した光ビーム（Ｐ偏光）は、偏光プリズム１０４を通過しコリメートレンズ１０５へ進行し、略平行な光ビームに変換される。その後、前述のように、立ち上げミラー１０６１／４波長板１０７、対物レンズ１０８を進行し、光ディスク（図示なし）に集光される。
【００６５】
なお、光源１０２から出射した光ビーム（Ｓ偏光）は、偏光プリズム１０４で反射し、前述したように不要光ビームとなり、検出レンズ１７１へと進行する。検出レンズ１７１は通常の球面レンズであり、検出レンズ１１０のように非点収差を発生させる機能はない。不要光ビームは検出レンズ１７１により収束光の不要光ビームに変換される。次に領域別回折格子１７２に進行する。この領域別回折格子１７２は、偏光性を兼ね備えており、Ｓ偏光は透過させ、Ｐ偏光を回折させる機能を持つ。すなわち、不要光ビーム（Ｓ偏光）は回折せず検出器１７３へと集光される。検出器１７３には不要光ビームを受光する検出面を備えており、検出器１７３はフロントモニタの機能も持つ。
【００６６】
ここでは、領域別回折格子１７２はＳ偏光を透過するように想定したが、Ｓ偏光の光ビームも回折させ、検出器１７３に入射しないように大きく回折させてもなんら構わない。この場合、フロントモニタを別に配置する必要はあるが、検出器１７２へ進行することを完全に回避することができる。
【００６７】
次に復路について説明する。光ディスクの所定の情報層で反射した光ビームは再び対物レンズ１０８により略平行な光ビームに変換され１／４波長板１０７へ進行する。１／４波長板１０７では、再び円偏光から直線偏光に変換されるが、往路で１／４波長板１０７に入射した直線偏光とは直交した直線偏光に変換される。
【００６８】
１／４波長板１０７を通過した光ビームは、立ち上げミラー１０６、コリメートレンズ１０５を経て偏光プリズム１０４に進行する。偏光プリズム１０４に入射した光ビームは、往路とは直交した直線偏光（Ｓ偏光）に変換されているため、偏光プリズム１０４を反射して反射板１０９へ進行する。
【００６９】
前述したように反射板１０９へ入射した光ビームは、不要反射光ビームと分離され、かつ入射した直線偏光とは直交した直線偏光に変換され、反射し偏光プリズム１０４へ進行する。
【００７０】
偏光プリズム１０４に入射した光ビームはＰ偏光であるため偏光プリズム１０４を通過し、検出レンズ１７１を経て領域別回折格子１７２へ入射する。この領域別回折格子１７２はＰ偏光を領域別に異なる方向に回折させる機能を持っており、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の生成に利用される。光ビームは領域別回折格子１７２で領域別に回折され、検出器１７３に到達する。
【００７１】
検出器１７３に導かれた光ビームは、光ディスク上に記録されている情報信号の検出と、トラッキングエラー信号およびフォーカシングエラー信号など光ディスク上光スポットの位置制御信号の検出に使用される。
【００７２】
前述の不要光ビームは回折されることなく検出器１７３の中央部に集光するが、光ディスクを反射した光ビームは領域別回折格子１７２により回折されているため、中央部と異なる領域に照射される。このため、光ディスクの情報を持った光ビームに不要光ビームが外乱として影響することはない。
【００７３】
次に図８を利用して領域別回折格子１７２と検出器１７３の一例について説明する。ここでナイフエッジ法の一例を示すが、もちろん本発明は、図のようなパターンに限定されるわけでは無い。図８（Ａ）は領域別回折格子１７２、図８（Ｂ）は検出器１７３の各々パターンを示したものである。
【００７４】
領域別回折格子１７２は、図８（Ａ）のように１２面の領域を持つ。図中添え字のアルファベットは領域の名称を示す。また光ビーム１８０は領域別回折格子１７２上に照射された時の様子を示した。また各領域の破線は各々回折格子の格子溝の方向を示すものである。
【００７５】
検出器１７２は、図８（Ｂ）のように２１面の検出面を持つ。検出面も図中アルファベットで添えてある。領域別回折格子１７２の各領域（ａ、ｂ・・・・）と検出器１７３の各検出面（Ａ、Ｂ）との関係は、領域ａで回折された光ビームは、検出面Ａおよび検出面ＦＥ１とＦＥ３の間へ照射される。
【００７６】
領域ｂで回折された光ビームは、検出面Ｂおよび検出面ＦＥ１とＦＥ４の間へ照射される。
領域ｃで回折された光ビームは、検出面Ｃおよび検出面ＦＥ２とＦＥ３の間へ照射される。
領域ｄで回折された光ビームは、検出面Ｄおよび検出面ＦＥ２とＦＥ４の間へ照射される。
領域ｅで回折された光ビームは、検出面Ｅ１およびＥ２へ照射される。
領域ｆで回折された光ビームは、検出面Ｆ１およびＦ２へ照射される。
領域ｇで回折された光ビームは、検出面Ｇ１およびＧ２へ照射される。
領域ｈで回折された光ビームは、検出面Ｈ１およびＨ２へ照射される。
領域ｉで回折された光ビームは、検出面ＩおよびＬへ照射される。
領域ｌで回折された光ビームは、検出面ＩおよびＬへ照射される。
領域ｊで回折された光ビームは、検出面ＪおよびＭへ照射される。
領域ｍで回折された光ビームは、検出面ＪおよびＭへ照射される。
【００７７】
また、検出面ｎは、前述した不要光ビームを検出する検出面であり、フロントモニタの機能を有している。
【００７８】
なお、領域別回折格子１７２で回折された光ビームは±１次回折光が発生するため、１領域毎に２個の相当する検出面がある。
【００７９】
さて、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号を生成するには、検出面ＥＦ１とＥＦ２を加算した信号と、検出面ＥＦ３とＥＦ４を加算した信号との差出力を生成することで得られる。
なお、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の生成方法も一般的な技術であるため、詳細は省略する。
【００８０】
さて、光ヘッド１７０のようなナイフエッジ法を適用した場合においても、上記のような不要反射光ビームと不要光ビームの外乱を、光ディスク上の検出信号にから除去できる。
【００８１】
また、図７に示す構成の光ピックアップにおいて、図１に示した光ピックアップに設けられている偏光プリズム１０３を追加することもできる。
【実施例６】
【００８２】
本発明における実施例６について図を用いて詳細に説明する。ここでは、図７の光ヘッド１７０の変形例について説明する。図９は光ヘッド１９０の光学部品配置を示したものである。光ヘッド１９０では、図９のように光ヘッド１７０の光学部品配置１９２と、その光学部品配置１９２と点線１９１に対して線対称にした光学部品配置１９３を各々図中Ｘ方向にずらして配置させている。このように配置することで、例えば、１個の光ディスクに対して両方の光学系を駆動させることで、２倍の記録、２倍の速度を実現できる。
【００８３】
また、図の光学部品配置１９２の光学系を例えば、従来一般的なＤＶＤやＣＤの光ディスクを記録または再生できるものに変えたりしても良く、このように色々な組み合わせにしてもなんら構わない。組み合わせを変えることで、従来ある光ディスクとの互換も実現することが容易である。
【実施例７】
【００８４】
実施例７では、実施例１で説明した光ヘッドを搭載した光ディスク装置００１について説明する。
【００８５】
図１１に実施例１の光ヘッド１０１を搭載した光ディスク装置００１の概略回路構成のブロック図を示す。
【００８６】
まず、再生処理について説明する。ホスト０１４は例えばパソコンなどの光ディスク装置を用いる情報家電装置のことを意味している。ホスト０１４から光ディスク（図示なし）の情報を再生するという指示が光ディスク装置００１内のコントロール回路００７へ入力されると、コントロール回路００７は、スピンドルモータ駆動回路０１１を駆動し、スピンドル０１２を駆動することで光ディスクの回転を開始する。
【００８７】
次にコントロール回路００７は光源制御回路００９を駆動し、光源１０２を再生光量で点灯させる。
【００８８】
次にコントロール回路００７はアクチュエータ駆動回路００８を駆動させ、光ヘッド１０１内のアクチュエータを高さ方向に駆動させる。光ヘッド１０１の検出器１１１から検出された信号は、トラッキングエラー信号生成回路００４、フォーカシングエラー信号生成回路００３、情報信号再生回路００５に送られる。まず、コントロール回路００７は、フォーカシングエラー信号生成回路００３から生成されたフォーカシングエラー信号を情報層判別回路０５０へ送る。情報層判別回路０５０では、フォーカシングエラー信号のいわゆるＳ字波形の個数を数え、何個の情報層からなる光ディスクかを判別し、コントロール回路００７へフィードバックする。コントロール回路００７では、情報層判別回路０５０からの信号を受け、どの情報層へアクセスするかを判断する。所定の情報層へアクセスするため、コントロール回路００７では、コリメートレンズ駆動制御回路０５１を駆動し、コリメートレンズ１０５を光軸方向へ駆動する。コントロール回路００７は、所定情報層のフォーカシングエラー信号の振幅が最大になるようにコリメートレンズ駆動制御回路０５１を制御する。つまり球面収差補正を行い、振幅最大点が探索できた時、コントロール回路００７はアクチュエータ駆動回路００８を制御し、フォーカシングを行う。
【００８９】
次にコントロール回路００７は、トラッキングエラー信号生成回路００４から生成されたトラッキングエラーの振幅をモニタしながら、コリメートレンズ駆動制御回路０５１を制御し球面収差補正することでトラッキングエラー信号の振幅が最大になるようにコリメートレンズ１０５を制御する。ここでは、フォーカシングエラー信号の振幅最大を検索するより、より高精密にコリメートレンズ１０５を制御させる。コントロール回路００７はＴＥＳの振幅最大点検索完了後に、アクチュエータ駆動回路００８を制御し、トラッキングを開始する。
【００９０】
次にコントロール回路００７は、情報信号再生回路００５から生成された再生信号の振幅をモニタしながら、再びコリメートレンズ駆動制御回路０５１を駆動し球面収差補正することで再生信号の振幅最大もしくはジッタ最小になるように制御する。ここでは最小分解能でコリメートレンズ１０５の位置制御を行う。探索終了後コントロール回路００７は球面収差補正を終了させる。コントロール回路００７は球面収差が補正された再生信号をホスト０１４へ出力する。
【００９１】
このようにフォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号、再生信号をモニタしながら、コリメートレンズ駆動制御回路０５１を制御することで球面収差補正が実現できる。
【００９２】
なお、コントロール回路００７はアクセス制御回路０１０を駆動し所定の半径位置に光ヘッド１０１を移動させるためローディングモータ０１３を駆動する機能も有する。
【００９３】
上記のように光ディスク装置００１回路を駆動させることで、ホスト０１４は所望の再生情報を獲ることができる。
【００９４】
さて、ホスト０１４から光ディスクへ情報を記録するという指示がコントロール回路００７へ入力されると、上記再生のときと同様の動作を行い、球面収差を補正し、トラッキングを行い、光源１０２を点灯させ光ビームを光ディスクへ集光照射させる。
【００９５】
次にホスト０１４から記録する記録情報がコントロール回路００７を介して記録情報信号変換回路００６へ入力され、記録情報信号変換回路００６で記録信号に変換される。この記録信号はコントロール回路００７に送られる。コントロール回路００７は、光源制御回路００９を駆動させ光源の光量制御を行い、光ディスクに記録信号を記録する。なお、フロントモニタを利用することで、光ヘッド１０１から光源の正確な光量をモニタできる。また、この際、コントロール回路００７はアクセス制御回路０１０とスピンドルモータ駆動回路０１１を駆動し、記録信号に応じ光ヘッド１０１のアクセス制御や、光ディスクの回転制御なども行われる。
【００９６】
上記のように光ディスク装置００１の回路を駆動させることで、ホストから受けた記録情報を光ディスクへ記録することができる。
【００９７】
本発明では、不要光ビームおよび、不要反射光ビームによる外乱を回避しているため、上記動作を安定して行える。
【実施例８】
【００９８】
本発明における実施例８について図を用いて詳細に説明する。ここでは、図７の光ヘッド１７０の変形例について説明する。図１２は光ヘッド２５０の光学部品配置を示したものである。光ヘッド２５０では、図７と比べ偏光プリズム２５２を配置し、領域別回折格子１７２と異なる領域別回折格子２５１を配置した点が異なる。偏光性を備えた回折格子は高価な部品のため、偏光性の無い領域別回折格子２５１を用いている。
【００９９】
領域別回折格子２５１を用いる場合、実施例５のように、不要光ビームを分離する機能がなくなるため、偏光プリズム２５２を配置した。偏光プリズム２５２で不要光ビームは上述のように分離できる。また、検出器１７３の検出面ｎには光ビームが進行しないため、検出面ｎは不要になる。もちろん検出面ｎが無い検出器で良い。以上のように、偏光性の無い領域別回折格子２５１を用いても、偏光プリズム２５２により不要光ビームを分離でき安定した情報信号が得られる。また、偏光性の無い領域別回折格子を用いることでコスト面で有利になる。
【０１００】
以上、本発明に従う光ピックアップ及びそれを備える光ディスク装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良や変形を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】実施例１における光ヘッド１０１の概略構成を説明する図である。
【図２】不要光ビームを説明する図である。
【図３】実施例２における光ヘッド１３０の概略構成を示す図である。
【図４】実施例３における光ヘッド１４０の概略構成を示す図である。
【図５】実施例４における光ヘッド１５０の概略構成を説明する図である。
【図６】実施例４における検出器１５２を説明する図である。
【図７】実施例５における光ヘッド１７０を説明する図である。
【図８】実施例５における領域別回折格子１７０と検出器１７３を説明する図である。
【図９】実施例６における光ヘッド１９０の概略構成を示した図である。
【図１０】実施例１における不要反射光ビームの発生原理と、反射板１０９の不要反射光ビーム分離原理を説明する図である。
【図１１】実施例７における光ディスク装置１０１の概略回路構成のブロック図を示す図である。
【図１２】実施例８における光ヘッド２５０の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０１・・・光ヘッド、１０２・・・光源、１０３、１０４・・・偏光プリズム、１０５・・・コリメートレンズ、１０８・・・対物レンズ、１０９・・・反射板、１１１・・・検出器、１１２・・・遮光壁
【図１】
2009176378.tif 000003
【図２】
2009176378.tif 000004
【図３】
2009176378.tif 000005
【図４】
2009176378.tif 000006
【図５】
2009176378.tif 000007
【図６】
2009176378.tif 000008
【図７】
2009176378.tif 000009
【図８】
2009176378.tif 000010
【図９】
2009176378.tif 000011
【図１０】
2009176378.tif 000012
【図１１】
2009176378.tif 000013
【図１２】
2009176378.tif 000014