JP2000331382A - 光ディスク及び光ピックアップ並びに光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コストと情報容量のバランスのとれた光ディ
スクを提供すること及び複屈折量の異なる複数のディス
クを記録再生することができる光ピックアップ及びこの
光ピックアップを使用した光ディスク装置を提供するこ
とである。 【解決手段】 本発明の光ディスクは、ディスクの複屈
折量の増大に応じて、ディスクの情報容量を小さくし或
いは、ピット長またはトラックピッチを大きくする。ま
た、本発明の光ピックアップは、ディスクの複屈折量を
検出する検出器を有し、再生する光ディスクの複屈折量
によって、対物レンズの開口数を変化させる。本発明の
光ディスク装置は、ディスクの複屈折量を検出する検出
器を有し、再生する光ディスクの複屈折量によって、対
物レンズの開口数を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスクおよび光ピ
ックアップ並びに光ディスク装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の情報を高密度・大容量に記
憶できる記憶媒体として、ＣＤ・ＤＶＤの如き光ディス
クが知られている。この光ディスクは大量複製できる点
に優位性がある。従って光ディスク基板には、成型の容
易なプラスチック基板が用いられる。前記光ディスクの
成形の際には、良好な再生信号を得るために、様々な特
性に着目した精密な成形が行われる。この成形の際に着
目される主要な特性としては、例えば、光ディスクの厚
さ・表面の平坦度・複屈折特性・光の透過率・ゴミ等の
混入・成形所要時間が挙げられる。

【０００３】成型されたディスクは、反射膜あるいは記
録膜が成膜された後、保護コート付着工程（又はＤＶＤ
の場合は貼り合わせ行程）を経て完成された光ディスク
となる。

【０００４】なお光ディスク基板の特性としてさらに、
完成ディスクの反り角が挙げられる。従って、この反り
角を（経時変化含めて）小さな値に押さえるように、成
形工程・ディスク材料等が工夫される。

【０００５】これらの諸特性を満足する材料の代表例
は、ポリカーボネートであり、コストが安いことも相ま
って ＣＤ・ＤＶＤの製造を始め広く使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記ディス
クにおいては、記録情報の高密度化が進展している。

【０００７】またこの光ディスクを再生する光ディスク
装置に於いては、前記ディスクの高密度化に応じてレー
ザ波長の短波長化が進んでいる。そしてこのレーザの波
長の短波長化に伴い、精度が高いディスクが要求されて
いる。これは、ディスク材料の種々の光学特性がレーザ
波長に依存することに起因する。すなわちレーザ波長が
短くなると、前記光学特性の波長依存性のために、再生
信号の読み取りが劣化するからである。

【０００８】前記レーザ波長の短波長化に伴う具体的問
題として、例えば以下のものが挙げられる。

【０００９】１．青色レーザダイオードを用いた新シス
テムに於ける問題 近年、青色レーザダイオードを用いた新システムが提案
されているが、この新システムの為のディスクを作製す
る場合、前記に鑑み、高精度ディスクが作製される。し
かし、諸特性に優れたポリカーボネートで形成したディ
スクでも、ポリカーボネートの物性と不可分の関係にあ
る複屈折量のごとき光学特性を顕著に改良することは困
難である。従って、依然として再生信号の読み取り誤差
が発生する問題が残る。これに対して、ポリカーボネー
ト以外の材料を使用することも考えられるがコストが上
昇する問題がある。

【００１０】２．前記青色レーザシステムで現行システ
ム用ディスクを使用する場合の問題 前記青色レーザを用いた新システムでたとえば赤色レー
ザを用いた現行システム用ＤＶＤを再生する例を考え
る。一般に、現行システム用ＤＶＤディスクは、規格で
定められたＤＶＤ再生を可能とする低い複屈折量に押さ
えられている。また、現行システム用ＤＶＤディスクの
記録密度は青色システム用ディスクのそれに比べて低
い。従って、現行システム用ＤＶＤディスクを、青色レ
ーザシステムで再生することは可能である。しかし、現
行システム用ＤＶＤディスクを、現行ＤＶＤシステムの
レンズと同程度の開口数を有するレンズを用いて青レー
ザで再生した場合は、ほとんど使用に耐えないような信
号になってしまう。前記複屈折の影響が波長の逆数に比
例するため、複屈折量が現行システムのそれの約１．６
倍になり、且つ、再生信号が非線形関係で劣化するた
め、特性が急激に低下するからである。

【００１１】本発明は上記の点に着目してなされたもの
であり、第１の目的は、コストと情報容量のバランスの
とれた光ディスクを提供することである。

【００１２】また、本発明の第２の目的は、複屈折量の
異なる複数のディスクを記録再生することができる光ピ
ックアップ及びこの光ピックアップを使用した光ディス
ク装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るための本発明の光ディスクは、ディスクの複屈折量の
増大に応じて、ディスクの情報容量を小さくし或いは、
ピット長またはトラックピッチを大きくする。

【００１４】また、前記第２の目的を達成するための本
発明の光ピックアップは、ディスクの複屈折量を検出す
る検出器を有し、再生する光ディスクの複屈折量によっ
て、対物レンズの開口数を変化させる。

【００１５】また、前記第２の目的を達成するための本
発明の光ディスク装置は、ディスクの複屈折量を検出す
る検出器を有し、再生する光ディスクの複屈折量によっ
て、対物レンズの開口数を変化させる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の一実施例
を説明する。添付図面において、同一又は類似の部材に
は同一又は類似の図面番号を付する。

【００１７】<一>．はじめに、前記「発明が解決しよう
とする課題」の欄に於いて述べた複屈折の影響による再
生信号の読み取り劣化の原因を説明する。

【００１８】１．このために、まず、前記光ディスクか
ら情報を読み出すための光ピックアップの構成を説明す
ると共に、前記光ディスクに於ける複屈折現象を説明す
る。

【００１９】（一）図１は、光ディスク１に記録された
情報の読出・再生を行う光ディスク再生光学系としての
偏光分離型光ピックアップの一例を示す。この光ピック
アップは、レーザダイオード２、集光レンズ３、偏光ビ
ームスプリッタ４、コリメータレンズ５、立ち上げミラ
ー６、１／４波長板７、対物レンズ９、シリンドリカル
レンズ１０、ホトダイオード１１を備えて成る。

【００２０】前記光ピックアップに於いては、前記光デ
ィスク１での複屈折が大きくなると、再生信号が劣化す
る。これはこの光ピックアップが、偏光現象を利用する
偏光ビームスプリッタ４及び１／４波長板７を用いてい
るからである。

【００２１】（二）次に、前記光ピックアップにより光
ディスク１から情報を読み出す際に発生する複屈折を説
明する。

【００２２】前記ポリカーボネートから成る光ディスク
１は、一般に２軸異方性を有する。そして、その主屈折
率に対応する特性軸（以下、このような軸を主軸と称す
る。）の一つは、ディスク１の面の法線方向とほぼ一致
する。従って、前記ディスク法線方向の主軸をｚ軸と
し、ディスク平面内の残りの主軸をｘ軸及びｙ軸とす
る。

【００２３】この場合、３つの主屈折率のうち２つは、
ｚ軸方向に進む光の電場面の方向がｘ軸方向、ｙ軸方向
にある場合の主屈折率ｎｘ、ｎｙとなる。そして、残り
の一つは、光がディスク１の面に平行に進む場合で電場
面がディスク法線方向に有る場合の主屈折率ｎｚであ
る。この際、ポリカーボネート性ディスク１では、ｎｘ
とｎｙとの違いに比べてｎｚの違いが大きい。従って、
前記ディスク１で発生する複屈折には、ディスク１の平
面に対して垂直に入射する光線に対する複屈折（以下、
垂直入射複屈折と称する。）と、ディスク１の平面に対
して斜め方向から入射する光線に対する複屈折（以下、
斜め入射複屈折と称する。）との２種類の複屈折が考え
られる。そして、前記垂直入射複屈折の度合い（垂直入
射複屈折量）は、ｎｘとｎｙとの差により定まり、前記
斜め入射複屈折の度合い（斜め入射複屈折量）は、ｎ
ｚ、ｎｘ、ｎｙの関数として定まる。

【００２４】そこでまず前記垂直入射複屈折量を説明す
る。

【００２５】図２は、前記垂直入射複屈折を説明するた
めの説明図である。図２では前記と同様、主屈折率ｎｚ
に対応する主軸をディスク１に垂直なｚ軸とし、主屈折
率ｎｘ、ｎｙに対応する主軸をディスク１の平面に平行
なｘ軸、ｙ軸とする。

【００２６】既に述べたように、前記垂直入射複屈折量
は前記主屈折率ｎｘとｎｙとの差により定まる。より詳
細には前記複屈折量は、直交する２つの偏光成分の間の
位相差を長さの単位にして表される。特に、光ディスク
の場合には、前記複屈折量は、基板を光が往復した場合
の位相差で定義される。例えば、図２において、ｘ方向
へ偏光した光に対する屈折率をｎｘとし、ｙ方向へ偏光
した光に対する屈折率をｎｙとし、ディスクの厚さをｄ
とするとき、例えばＣＤ・ＤＶＤの規格で使用されるダ
ブルパス複屈折の量は、式、 ２ｄ（ｎｘ―ｎｙ） で表される。この複屈折量は、ＤＶＤ用ディスクの場合
には１００ｎｍ以下に設定される。

【００２７】後述するように、前記複屈折量が大きくな
ると、偏光分離型ピックアップでは、レーザダイオード
２から、光ディスク１を経てホトダイオード１０へ入射
される光量が著しく低下する（すなわち再生信号の読取
りが劣化する。）。

【００２８】次に、前記斜め入射複屈折量を説明する。

【００２９】図３は、前記斜め入射複屈折を説明する説
明図である。以下に説明するように、この斜め入射複屈
折量が再生信号の読み取り程度に大きな影響を与える。
なお図３でも、主屈折率ｎｚに対応する主軸をディスク
に垂直なｚ軸とし、主屈折率ｎｘに対応する主軸をｘ
軸、主屈折率ｎｙに対応する主軸をｙ軸とする。

【００３０】ここにディスク１面内を当該面に平行に進
む光を考えると、図３に於いて、ｘ軸、ｙ軸に平行な方
向Ａ、Ｂに沿ってディスク１を通過する光の屈折率は、
前記主屈折率ｎｚ、ｎｙ或いはｎｚ、ｎｘで決定され
る。また、ｘ軸或いはｙ軸と異なる軸に沿ってディスク
１面に平行に進む光の屈折率は、当該光の偏光方向とｘ
軸或いはｙ軸との成す角度及び前記主屈折率ｎｘ、ｎｙ
により決定される。従って、図３に示すように、ディス
ク１の面に対して斜め方向からディスク１へ入射する入
射光Ｌの屈折率は前記主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚの関数
として決定される。

【００３１】以上の通り、ポリカーボネートから成る光
ディスクでは垂直入射複屈折量と斜め入射複屈折量とが
考えられ、前記垂直入射複屈折量は、前記ディスク面に
平行な主軸についての主屈折率ｎｘ、ｎｙの差により定
まり、前記斜め入射複屈折の量は、前記主屈折率ｎｘ、
ｎｙと前記ディスク面に直交する主軸についての主屈折
率ｎｚとの組み合わせにより定まるものである。

【００３２】２．次に、前記光ディスクに於ける垂直入
射複屈折及び斜め入射複屈折に由来する再生信号の読み
取り劣化を説明する。

【００３３】前記したように、前記ポリカーボネート製
ディスク１においては、主屈折率ｎｘ、ｎｙに対して主
屈折率ｎｚが大きく異なる。従ってこの主屈折率の相違
が、図３の斜め入射光Ｌに対して大きな複屈折率量を与
え、これにより再生信号の読み取り劣化が発生する。

【００３４】より詳細には以下の通りである。

【００３５】一例として前記光ディスク１は、次の特性
を有するとする。すなわち、貼り合わせ前の厚さはｄ＝
０．６ｍｍであり、主屈折率はｎｘ＝１．５５０００、
ｎｙ＝１．５５００８、ｎｚ＝１．５４９５０であると
する。また、再生信号の読み取りに使用するレーザー光
の波長は現行システムに用いられる赤色レーザの波長λ
＝６５０ｎｍであるとする。

【００３６】この場合、前記垂直入射複屈折量（２ｄ
（ｎｘ―ｎｙ））は９６ｎｍである。これは、ＤＶＤの
再生専用ディスクの規格である１００ｎｍより小さく、
再生信号の読み取り劣化は発生させない。

【００３７】これに対して、図４は、図１に示す光ピッ
クアップに於いて、光ディスク１から反射され偏光ビー
ムスプリッタ４から出射される光の光量Ｉを開口数ＮＡ
の関数として示すグラフである。このグラフは、前記デ
ィスク厚さｄ、主屈折率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ、レーザー波
長λに基づいて、前記光量を理論的に計算したものであ
る。図４に於いて、曲線１０１はｘ軸方向の光量を表
し、曲線１０３はｙ軸方向の光量を表す。また縦軸Ｉは
複屈折がない場合の光量を１００としてある。

【００３８】図４のグラフから、開口数ＮＡが大きくな
るとｙ軸方向の光量１０３が大きく減少し、読み取り劣
化が生ずることが理解される。ここに前記開口数ＮＡは
図３に於けるディスク１への光Ｌの入射角に対応する。
従って、図４のグラフから、前記ポリカーボネート製デ
ィスク１においては、主屈折率ｎｘ、ｎｙに対して主屈
折率ｎｚが大きく異なり、ディスク１への光Ｌの入射角
が増大するにつれて、複屈折量が増大し、もってｙ軸方
向の光量が減少し、読み取り劣化が生ずることが理解さ
れる。

【００３９】図５は、図４のグラフを俯瞰的に示すため
の模式図であり、対物レンズ９の瞳９ａ上での光量分布
を示す。図４に於けると同様に曲線１０１がｘ軸方向で
の光量分布を表し、曲線１０３がｙ軸方向での光量分布
を表す。これにより、方向がｘ軸方向かｙ軸方向かによ
り複屈折の影響が異なることが理解される。

【００４０】前記大きな開口数ＮＡでのｙ軸方向での光
量の減少、すなわち再生信号の読み取り劣化は、レーザ
光の波長が短くなるにつれて更に顕著になる。

【００４１】図６は、前記厚さｄ、主屈折率ｎｘ、ｎ
ｙ、ｎｚを有する光ディスク１について、新システムに
用いられる青色レーザ光の波長を４００ｎｍとして計算
した場合のｘ軸方向の光量１０５及びｙ軸方向の光量１
０７を示すグラフである。図６から理解されるように、
斜め入射光に対する複屈折の影響は、波長が６５０ｎｍ
の場合（図４）に比べて、遙かに大きいことが分かる。
すなわち波長が４００ｎｍの場合は、ｙ軸方向では、Ｎ
Ａ＝０．６での光の透過率はほとんどゼロとなる。これ
は、この部分において、再生のための信号がほとんど検
出できないことを意味する。このため、エラーレートが
増えシステムが破綻する。従って、高密度を狙いＮＡを
高くすると複屈折の影響が大きくなる。

【００４２】なお図６から、垂直入射の光線の光量は、
４００ｎｍのレーザ光でも、ｘ軸方向、ｙ軸方向ともほ
ぼ５０程度である。従って、垂直入射複屈折量はそれほ
ど大きく無く、再生信号劣化にはさほど影響を与えな
い。

【００４３】以上の事から、複屈折の影響による再生信
号の読み取り劣化は、以下の原因により発生することが
分かる。すなわち、ポリカーボネート製光ディスクの複
屈折量は、入射光の入射角すなわち開口数が大きくなる
につれて著しく増大し、且つ、この複屈折量はレーザ光
の波長が短くなるにつれて更に大きくなる。そしてこれ
により、例えば前記光ディスク１から反射され偏光ビー
ムスプリッタ４から射出される光の光量はＮＡが大きな
値を有する位置に於いて著しく減少し、再生信号の読み
取り劣化が発生する。

【００４４】<二>．前記再生信号の読み取り劣化の原因
或いは機構に鑑み、本発明の光ディスクは、以下の点を
特徴とする。

【００４５】すなわち、ディスクの複屈折量の増大に応
じて、ディスクの情報容量を小さくする。或いは、ディ
スクの複屈折量の増大に応じて、ピット長またはトラッ
クピッチを大きくする。

【００４６】より好適には、ディスクの複屈折量に応じ
て、ディスクの情報容量の最大値を定義する。すなわ
ち、複屈折が大きいディスクは所定情報容量より小さい
情報容量とする。

【００４７】また、複屈折が限度を超えて大きくない場
合は、最短ピット長さを延ばしたり或いは、トラックピ
ッチを広げて情報容量を下げることもできる。これによ
り記録再生のマージンが増加し、複屈折の大きなディス
クでも安定に再生することが出来る。

【００４８】更に具体的には、例えば表１に示すよう
に、トラックピッチ（ディスク半径方向に於けるトラッ
ク間の間隔）を一定に保ちながら、垂直入射複屈折量
（２ｄ（ｎｘ―ｎｙ））の増大に応じて、最短ピット長
（トラック方向におけるピットの間隔）を順次大きくす
ることにより情報容量を順次小さくすることができる。

【００４９】

【表１】 この場合、最短ピット長が長くなることにより、再生信
号の空間周波数が下がるため、再生に余裕が出来、大き
な複屈折に耐えうるようになる。

【００５０】なお表１における最短ピット長・トラック
ピッチ・情報容量は、垂直入射複屈折が５０ｎｍの時の
値を１として規格化した値である。

【００５１】表１では、トラッキングの便を考えて最短
ピット長を長くしているが、これに限定されるものでな
い。例えば表２に示すように、前記垂直入射複屈折量の
増大に応じて、最短ピット長・トラックピッチを共に順
次大きくし、もって情報容量を順次小さくすることもで
きる。

【表２】 或いは複屈折に応じて、最短ピッチ長を一定に保持して
トラックピッチを長くすることもできる。これら最短ピ
ット長・トラックピッチ値の調整は、トラッキングに対
する影響等のシステム設計により変わり得る。

【００５２】さらに、前記最短ピット長・トラックピッ
チ値を１枚のディスク内で記録場所に応じて変動させる
こともできる。例えば、トラックの内側と外側とで複屈
折量が異なる場合、その複屈折量の変化に応じて、段階
的にあるいは連続的に前記最短ピット長及び／又はトラ
ックピッチを変化させることもできる。

【００５３】さらにディスク毎に、複屈折が最悪の場合
に破綻しないような固定値を定めることもできる。

【００５４】なお表１及び表２では、複屈折の程度を垂
直入射複屈折量（２ｄ（ｎｘ―ｎｙ））で表したが、斜
め入射複屈折量を用いて複屈折の程度を表すこともでき
る。

【００５５】前記本発明のディスクは、複屈折量が大き
い場合小さい情報容量を有する（すなわち小さい記録密
度を有する）。

【００５６】このような記録密度の小さいディスクは、
分解能がそれほど高くない小さな開口数の対物レンズで
記録再生することができる。一方、対物レンズの開口数
が小さくなると、ディスクに入射する光線の入射角は小
さくなり、複屈折のうちでも、現実に記録再生特性に大
きな影響を与える斜め入射による複屈折の影響は著しく
小さくなる。

【００５７】従って、本発明のディスクは、複屈折量が
大きくても再生信号の劣化を生ずることなく容易に再生
することが出来る。

【００５８】図７は、本発明のディスクを再生するため
の光ピックアップの一例を示す。図７の光ピックアップ
に於いて、図１の光ピックアップと異なるところは、１
／４波長板７と対物レンズ９の間に、対物レンズ９の開
口数を調整するための開口数制御部８を設けた点であ
る。この開口制御部８は、様々な手段で作成することが
出来るが、特開平９―３２０１０号に開示された開口制
限方式を使用するのが好ましい。

【００５９】また前記開口制御部８として、フォトクロ
ミック膜・液晶と偏光子の組み合わせ・機械的な絞り等
を用いることも出来る。

【００６０】前記光ピックアップによれば、複屈折量が
大きい材料から形成されたディスクでも、開口制御部８
により対物レンズ９の開口数を小さく調整することによ
り、再生信号を安定して再生することができる。

【００６１】図８は、開口数をＮＡ＝０．３７に調整し
た場合に於ける、ディスクから反射され偏光ビームスプ
リッタ４から出射される光の光量を示すグラフである。
ここにディスクの貼り合わせ前の厚さは０．６ｍｍであ
り、主屈折率はそれぞれ、ｎｘ＝１．５５、ｎｙ＝１．
５５００８、ｎｚ＝１．５４９５であり、使用レーザー
波長は４００ｎｍである。図８から理解されるように、
前記開口数をＮＡ＝０．３７に調整することによりｙ軸
方向の光量１１１は、周辺部で２４．５％の光量になっ
ている。従って、開口数をＮＡ＝０．３７程度に絞るこ
とにより再生可能な実用的信号を得ることができる。

【００６２】図９は、本発明のディスクを再生するため
の光ピックアップの他の例を示す。図９の光ピックアッ
プに於いて、図７の光ピックアップと異なるところは、
再生する光ディスクの複屈折量を検出するための検出器
２１を備えたことである。この光ピックアップに依れ
ば、前記検出器２１からの検出信号に基づいて、前記開
口制御部８を制御することができる。すなわち、この光
ピックアップによれば、前記光ディスクの複屈折量に応
じて対物レンズの開口数を変化させることができる。

【００６３】前記複屈折量の検出には様々な方法がある
が、図９の例では、光ピックアップに容易に搭載できる
一例として、ディスク１で反射されて、対物レンズ９へ
戻ってくる光の強度分布を検知する方法を採用した。

【００６４】より詳細には以下の通りである。すなわ
ち、図９に示す様に、前記偏光ビームスプリッタ４とシ
リンドリカルレンズ１０との間に第１、第２のビームス
プリッタ４、２２を設け、この前記第２のビームスプリ
ッタ２２の側方に、当該ビームスプリッタ２２から射出
される光線の強度分布を検出するための複屈折検出器と
してのホトダイオード２１を設けた。

【００６５】なお図９の光ピックアップにおいては、ホ
トダイオード２１の小型化を図るために、集束レンズ
（図示せず）が設けられている。これにより前記ビーム
スプリッタ２２からの光線はホトダイオード２１へ収束
光として入射される。ただし前記ホトダイオード２１は
前記収束光の焦点位置から外れた位置に配置される。こ
れにより、集束レンズによる回折の効果が抑制され、デ
ィスクから戻ってくる光の強度分布が、形を変えずにホ
トダイオード２１で検出される。

【００６６】なお、図９の装置においてディスク１から
の光を収束させず大型のホトダイオードで検知すること
もできる。図１０は、前記ホトダイオード２１の分割パ
ターンを示す。より詳細には、前記ホトダイオード２１
は、５個の分割センサー２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１
Ｄ、２１Ｅから成る。ここに、前記５個のセンサは、中
央のセンサー２１Ａが中心部分の光量を検出し、周辺部
のセンサ２１Ｂ、２１Ｄがディスクトラック方向の光量
を検出し、他の周辺部のセンサ２１Ｃ、２１Ｅがディス
ク半径方向の光量を検出する様に配置されている。この
配置パターン或いは分割パターンにより、射出成形で作
成された光ディスク１のからの光線における複屈折の影
響が最適に検出される。これは、射出成形で作製された
光ディスク１の場合、複屈折の影響による光強度の変化
が半径方向とトラック方向とに強く出るからである。

【００６７】なお図１０に於いて、破線２５は、前記ホ
トダイオード２１へ入射される光線のビームスポットを
示す。

【００６８】前記各センサ２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２
１Ｄ、２１Ｅから信号強度をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅとする
とき、前記ディスクの複屈折量は次の値Ｈ１、Ｈ２に基
づいて決定される。

【００６９】Ｈ１＝（Ｅ＋Ｃ）／Ａ Ｈ２＝（Ｂ＋Ｄ）／Ａ 図１１は、前記垂直入射複屈折量ＤＲと前記値Ｈ１，Ｈ
２の関係を示すグラフである。このグラフは、図４のグ
ラフを計算するために用いたディスク厚さｄ及び主屈折
率ｎｘ、ｎｙ、ｎｚを用いて理論的に計算したものであ
る。図１１から分かる様に、垂直入射複屈折量ＤＲ＝２
ｄ（ｎｘ―ｎｙ）が０から正方向へシフトするにつれて
Ｈ１は増大するとともにＨ２は減少し、垂直入射複屈折
量ＤＲが０から負方向へシフトするにつれてＨ１は減少
するとともにＨ２は増大する。

【００７０】従って、前記センサ２１Ａ、２１Ｂ、２１
Ｃ、２１Ｄ、２１Ｅからの信号値Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅに
より値Ｈ１、Ｈ２を計算し、この計算値Ｈ１、Ｈ２に基
づき図１１を参照して前記ディスク１の複屈折量ＤＲを
決定することができる。

【００７１】以上のようにして検出した複屈折量ＤＲを
用いて、ピックアップ１の開口制御部８の開口数を変化
させることができる。すなわち例えば、複屈折量ＤＲが
増大するに従って前記開口数ＮＡを小さくすることがで
きる。

【００７２】図９の光ピックアップを使用することによ
り、青色レーザダイオードを使用しない現行システムに
対応した光ディスクを、再生信号の劣化を伴うことなく
青色レーザダイオード用新システムで使用することもで
きる。

【００７３】すなわち前記したように現行システムに対
応した光ディスクは、複屈折は大きいがその記録容量は
比較的低い。従って、図９の光ピックアップでは、前記
光ディスクの複屈折率を検出しこの検出した複屈折量に
応じて、前記開口数ＮＡを小さくすることにより、再生
信号を劣化させることなく良好な信号再生を行うことが
できる。より詳細には、例えば図８に示すように前記開
口数をＮＡ＝０．３７に制限することにより前記ビーム
スプリッタ４からの光量を所定値以上に保持し、再生信
号の劣化を防止することができる。

【００７４】なおこの場合、現行システムのディスクは
情報容量が低いため、開口数を下げても再生精度が低下
することはない。また、スポットの大きさで考えると、
現行システムを、波長が６５０ｎｍでＮＡ＝０．６とす
れば、この条件でスポットの大きさは同等となる。よっ
て、ＭＴＦ（光学的な伝達特性）的に見ても、再生は問
題ない。

【００７５】以上述べたように、前記図９の光ピックア
ップに依れば、開口数を下げることにより、現行システ
ム用ディスクに対する再生或いは記録を安定して行うこ
とが出来る。

【００７６】この発明は、以上の態様に限定されること
なく他の態様でも実施することができる。

【００７７】例えば図１０に示す複屈折検出器としての
ホトダイオード２１によれば、複屈折の大きさのみなら
ず方向も検出することができる。すなわち光ディスクの
形状は、半径方向とトラック方向とで異なっており、そ
の複屈折も異方性を有するのが一般である。従って例え
ば、光ディスクの半径方向の複屈折はＨ１の０からの偏
倚として検出され、トラック方向の複屈折はＨ２の０か
らの偏倚として検出される。よって、前記Ｈ１、Ｈ２の
値を独立に用いることにより、複屈折の量の情報に方向
の情報を付加して、開口絞りを異方的に制御し最適な再
生を行うこともできる。

【００７８】前記開口絞りの異方的制御のためには、前
記開口絞り８を楕円形に制御可能なパターンとすること
ができる。

【００７９】また、図１０に於いては、ホトダイオード
２１は、５個の分割センサーから構成されるとしたが、
５個以上の分割センサから構成することもできる。これ
により前記複屈折量の異方性を更に高精度に検出するこ
とができる。

【００８０】図１２は、このような複屈折量異方性をよ
り高精度に検出するための複屈折検出器としてのホトダ
イオード２１を示す。図１２に示すように、このホトダ
イオード２１は、７個のセンサ２１Ａ〜Ｓ２１Ｉから構
成される。このホトダイオード２１においては、各セン
サ２１Ａ〜２１Ｉからの信号値をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、
Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉとするとき、ディスクの複屈折の量は次
の値Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４に基づいて決定される。

【００８１】Ｈ１＝（Ｅ＋Ｃ）／Ａ Ｈ２＝（Ｂ＋Ｄ）／Ａ Ｈ３＝（Ｆ＋Ｈ）／Ａ Ｈ４＝（Ｇ＋Ｉ）／Ａ この検出器によれば、Ｈ１、Ｈ２の値に基づいて光ディ
スクの半径方向及びトラック方向の複屈折が検出され、
Ｈ３、Ｈ４の値に基づいて、光ディスクの半径方向或い
はトラック方向に対して４５°の角度を成す方向に於け
る複屈折が検出される。従ってこの検出機からの検出信
号に依れば、光ディスクの半径方向或いはトラック方向
に対して４５°の角度を成す方向に於ける複屈折も考慮
に入れて開口絞りを制御することができる。

【００８２】さらに例えば、図１０、図１１に示す実施
態様おいては、対物レンズ９に入射する光の強度分布は
一様であるとした。しかし実際には、レーザーの強度分
布はガウス分布している。従ってこのレーザ強度分布に
応じて前記センサ２１Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ上での光も変
動分布を有する。このレーザ強度変動に対応するために
は、前記ピックアップの形式毎あるいは１台毎に校正し
た値を用いる事ができる。

【００８３】前記分布は複屈折だけでなく、ピットの形
状によっても変わる。したがって、誤差がでにくいとい
う点からはピットが形成されていないミラー部が最適で
ある。しかしながら、ミラー部は、ディスクの最内周あ
るいは最外周にしかない場合が多く、変化をリアルタイ
ムに検出したいという目的には適合しない面がある。こ
れの対策としては、記録部分において、長いランドの部
分の信号をサンプリングして抽出する方法がある。具体
的な例では、ＣＤで使われるＥＦＭ信号の場合、１１Ｔ
のランド部分等を用いれば良い。このサンプリングは、
信号検出ホトダイオードの信号を用いれば良い。またこ
こで、複屈折が大きい場合は、このサンプリングがうま
く働かないことも考えられる。このような場合は、十分
複屈折が大きくサンプリングなしでも概略の大きさはつ
かめるので、まずそれに基づき開口を制御し、しかる後
にサンプリング信号を得て再度検出し適正な信号を得る
ようにすればよい。

【００８４】さらに、ピットの影響は前記の方法よりや
や大きくなるが、すべてのランド部あるいは、一定の長
さ（たとえば５Ｔ）より長いランド部の信号を抽出する
方法によれば、検出のＳ／Ｎを向上することができる。

【００８５】また、前記で述べた検出方法によれば、検
出値と複屈折は深い関係があるものの、必ずしも厳密に
１対１に対応しているわけではないため、検出に多少の
エラーが出る。これについては、複屈折の信号再生に与
える影響は複屈折が小さい場合は、急激に小さくなるこ
とより、エラーに基づき、対処（開口制御）がなされた
後では、十分許容できる範囲に収まっている。

【００８６】この制御の早さは、ディスクの複屈折自体
の変化は、マクロ的に見て急峻な変化がないことより、
一般的にはそれほど高速である必要はない。さらに通常
は、厳密に複屈折にあわせて高速な制御をするよりも、
同じ再生半径付近の複屈折変化の中心値にあわせて制御
を行い、平均的に再生信号の特性を向上させることしい
で十分良好な補正特性を得ることができる。

【００８７】ただし、再生中に、高速に変化させること
も、開口の変化の応答速度が間に合えば、可能ではあ
る。

【００８８】また、前記実施例では、信号検出、トラッ
キング、フォーカス検出をするホトダイオードと複屈折
検出ホトダイオードを別体としたが、ホトダイオードの
分割形状を工夫することで、１つのセンサーで検出する
ことも可能である。また、回折光学素子等を用いること
で、光線を分割し、１つのホトダイオード上に形成し
た、複数の光検出部で、おのおのの信号を検出するよう
にすることもできる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ディスク
よれば、光ディスクが比較的大きな複屈折量を有してい
ても良好な再生信号を得ることができる。

【００９０】また本発明の光ディスク装置或いは光ピッ
クアップに依れば、光ディスクが比較的大きな複屈折量
を有していても良好な信号を再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクの再生を行う偏光分離型光
ピックアップの概略図である。

【図２】垂直入射複屈折を説明するための説明図であ
る。

【図３】斜め入射複屈折を説明するための説明図であ
る。

【図４】図１に示す光ピックアップに於いて、偏光ビー
ムスプリッタから出射される光の光量を対物レンズの開
口数の関数として示すグラフである。

【図５】図４のグラフを俯瞰的に示すための模式図であ
り、対物レンズ９の瞳９ａ上での光量分布を示す。

【図６】図４に於ける光ディスクと同じ厚さ・主屈折率
を有する光ディスクについて、レーザ光の波長を４００
ｎｍとして計算した場合のｘ軸方向の光量曲線及びｙ軸
方向の光量曲線を示すグラフである。

【図７】本発明の光ピックアップの一実施形態を示す概
略図である。

【図８】図７の光ピックアップに於いて、偏光ビームス
プリッタから出射される光の光量を対物レンズの開口数
の関数として示すグラフである。

【図９】本発明の光ピックアップの他の実施形態を示す
概略図である。

【図１０】図９に示された光ピックアップに使用される
複屈折量検出器としてのホトダイオードの一実施形態の
正面図である。

【図１１】図１０のホトダイオードからの出力信号と垂
直入射複屈折量との関係を示すグラフである。

【図１２】図９に示された光ピックアップに使用される
複屈折量検出器としてのホトダイオードの他の実施形態
の正面図である。

【符号の説明】

１：光ディスク ２：レーザダイオード ３：集光レンズ ４：偏光ビームスプリッタ ５：コリメータレンズ ６：立ち上げミラー ７：１／４波長板 ８： 開口制御部 ９：対物レンズ １０：シリンドリカルレンズ １１：ホトダイオード ２１：複屈折検出器 （ホトダイオード） ２２：ビームスプリッタ ２５：ビームスポット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ディスク材料の複屈折量に応じて、光デ
   ィスクの情報容量或いはピット長またはトラックピッチ
   を変化させたことを特徴とする光ディスク。
2. 【請求項２】再生する光ディスクの複屈折量を検出する
   検出器を有し、当該複屈折量に応じて対物レンズの開口
   数を変化させることを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】再生する光ディスクの複屈折量を検出する
   検出器を有し、当該複屈折量に応じて対物レンズの開口
   数を変化させることを特徴とする光ディスク装置。