JP2002074731A

JP2002074731A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2002074731A
Application number: JP2000257728A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakano; 治中野
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2000-08-28
Filing date: 2000-08-28
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-28
Also published as: JP4302303B2

Abstract

(57)【要約】【課題】回折スポット径の変動を小さく押さえ、安定
したトラックサーボや情報信号の記録再生を可能とする
光ピックアップ装置を提供すること。【解決手段】この光ピックアップ装置は、情報記録媒
体１の記録媒質４にレーザ光１０を照射し、フォーカス
制御、トランキング制御を行いながら、所望の記録層２
に対して情報の記録／再生を行う。このときに、シリン
ドリカルレンズ１２を設けて半導体レーザ光源１１から
でるレーザ光１０の水平方向の拡がり角を広げるととも
に、対物レンズ１８の瞳径をａとし、対物レンズ１８に
入ってくるレーザ光１０の１／ｅ²となる強度の取り込
み範囲をｗとしたときに、光軸方向変移器（コリメータ
レンズ１４）の最大可動範囲をａ／ｗが０．８以下の範
囲に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、深さ方向にガイド
トラック層と複数の記録層とを有する情報記録媒体に対
して情報の記録および／または再生を行う情報記録再生
装置の光ピックアッブ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の光ピックアップ装置としては、
異なる二つの厚みの光ディスクの再生を可能するものが
提案されている（例えば特開平１０−１３４４００号公
報参照）。この従来の光ピックアップ装置は、光ディス
クの厚みの違いに合わせ、コリメータレンズを光軸方向
駆動させることにより収束度、発散度を調整し、収差を
打ち消すようにしたものである。

【０００３】また、他の従来の光ピックアップ装置とし
ては、少なくとも２個の記録面とガイド面を備えた光記
録媒体に光学的に情報を書き込み、読取り、あるいは消
去できるものが提案されている（例えば特開平４−３０
１２２６号公報参照）。この従来の他の光ピックアップ
装置は、対物レンズに近い側にガイドトラック層を、対
物レンズから離れる側に複数の記録層を有する情報記録
媒体に対し、ガイド用光源と記録再生用の走査用光源と
を用いて情報の記録／再生を行うもので、ガイド用光源
からのガイドビームはガイド用コリメータレンズで平行
光束に変換した後、ビーム結合素子、ガルバノミラーお
よび対物レンズを経て情報記録媒体のガイドトラック層
に集光させている。

【０００４】また、走査用光源からの走査ビームは、走
査用コリメータレンズで平行光束に変換した後、光軸方
向偏移器により収束度、発散度を調整して上記ビーム結
合素子でガイドビームと結合し、上記ガルバノミラーお
よび対物レンズを経て情報記録媒体の所望の深さの記録
層に集光させるようにしている。

【０００５】このようにして、情報の記録においては、
ガイドビームをガイドトラック層に集光させ、その戻り
光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング制御を
行うととともに、対物レンズに入射する走査ビームの平
行度を光軸方向偏移器で制御しながら、走査ビームを所
望の深さの記録層に集光させて情報を記録し、また所望
の深さの記録層に記録されている情報の再生や消去にお
いては、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させ、
その戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラッキン
グ制御を行いながら、情報を再生あるいは消去するよう
にしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の二つの光ピックアップ装置にあつては、対物レ
ンズに入射するビームの平行度をコリメータレンズまた
は光軸方向偏移器で制御するため、対物レンズヘ入射す
る光は発散光や収集光となり、半導体レーザの拡がり角
の取り込み範囲が変わってしまっていた。

【０００７】このため、記録層により対物レンズの瞳径
ａと、この対物レンズへ入つてくる光ビームのガウス分
布のとりこみ範囲（１／ｅ²となる強度で定義した径
ｗ）との比率ａ／ｗが変わってしまうため、記録層によ
りスポット径が変わってしまい、例えばグルーブによる
トラックエラーの変調度は、スポット径の変動により大
きな変動を受けてしまう欠点があった。

【０００８】同様に、記録媒体から信号を読取りの方に
おいても、上述した現象が発生するという欠点があっ
た。

【０００９】このような理由から、安定したトラックサ
ーボができず、また、情報信号の記録再生ができないと
いう不具合があった。

【００１０】（発明の目的）本発明は、上述した点に鑑
みてなされたものであり、情報記録媒体ディスクの厚み
の変動や多層記録による記録層移動を行うことによる回
折スポット径の変動を小さく押さえ、安定したトラック
サーボや情報信号の記録再生を可能とする光ピックアッ
プ装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明に係る光ピックアップ装置は、
記録層を持つ記録媒体と、レーザ光を発射する半導体レ
ーザ光源と、前記レーザ光について前記記録媒体の記録
層内で焦点を結ばせる対物レンズと、前記対物レンズを
少なくともフォーカス方向に駆動するアクチュエータ
と、前記対物レンズと光源の間に設けた光軸方向変移器
と、前記光軸方向変移器の変移を検出する変移検出手段
とを備え、前記光軸方向変移器を可動しディスク厚の異
なる上記記録媒体に焦点を結ぶことにより信号の記録再
生を行う情報記録再生装置において、対物レンズの瞳径
をａとし、対物レンズに入ってくるレーザ光の１／ｅ²
となる強度の取り込み範囲をｗとしたときに、前記光軸
方向変移器の最大可動範囲をａ／ｗが０．８以下の範囲
に設定したことを特徴とする。

【００１２】したがって、請求項１記載の発明によれ
ば、ディスク厚の変動や多層記録による記録層移動を行
うことによる回折スポット径の変動を、前記光軸方向変
移器の最大可動範囲をａ／ｗが０．８以下の範囲に設定
したことにより、小さく押さえることができ、安定した
トラックサーボや情報信号の記録再生ができることにな
る。

【００１３】請求項２記載の発明では、請求項１におい
て、前記記録媒体は多層の記録層を持ち、サーボ用の半
導体レーザ光源と信号記録再生用の半導体レーザ光源と
を備え、前記サーボ用の半導体レーザ光源からのレーザ
光の光軸を変換する光軸方向変換器と信号記録再生用の
半導体レーザ光源からのレーザ光の光軸を変換する光軸
方向変移器とのいずれか一方のみを可動させるアクチュ
エータを備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の発明では、請求項１におい
て、半導体レーザ光源の拡がり角の違いを補正するビー
ム整形手段を設けたことを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。

【００１６】［第１の実施の形態］図１ないし図６は本
発明の第１の実施の形態に係り、以下第１の実施の形態
について説明する。図１は、本発明の第１実施の形態に
係る光ピックアップ装置の光学系の全体を示す概略構成
図である。図２は、同第１の実施の形態に係る光ピック
アップ装置の光学系の要部を示す垂直方向断面図であ
る。図３は、同第１の実施の形態に係る光ピックアップ
装置で使用するＰＩＮフォトダイオードからの信号とコ
リメータレンズ移動量との関係を示す特性図である。

【００１７】これらの図において、情報記録媒体１は、
複数の記録層２と、記録層２の両面にそれぞれ設けられ
た保護層３からなる。前記記録層２は、それぞれの記録
層にグループを有するガイドトラックと、例えば相変化
記録と同じ記録／再生のための記録媒質４とを有する。
この実施の形態では、かかる情報記録媒体１の記録媒質
４にレーザ光を照射し、フォーカス制御、トランキング
制御を行いながら、所望の記録層２に対して情報の記録
／再生を行う。

【００１８】図１に示すように、本実施の形態での光ピ
ックアップ装置では、半導体レーザ光源１１からレーザ
光１０が発散光として出射する。このレーザ光１０は、
シリンドリカルレンズ１２を透過し、後述する記録媒体
１からの反射光束を記録／再生及びサーボ信号を生成す
る光路へ導くための偏光ビームスプリッタ１３を透過す
る。次にレーザ光１０は、アクチュエータ１５で保持さ
れたコリメートレンズ１４を透過し、透過後に略平行と
なる。次に、ビームスプリッタ１６と１／４波長板１７
は一体に構成され、このビームスプリッタ１６で一部を
反射し、コリメートレンズ１４からの平行度を検出する
光学系へ導く。一方、ビームスプリッタ１６を透過した
レーザ光１０は、１／４波長板を透過して対物レンズ１
８により情報記録媒体１の記録層２へ集光する。記録層
２から反射したレーザ光１０は、対物レンズ１０で再度
平行ビームとなり、１／４波長板１７、ビームスプリッ
タ１６、コリメータ１４を透過後、偏光ビームスプリッ
タ１３で反射される。反射後のレーザ光１０は、シリン
ドリカルレンズ２１で集光される記録媒体からの光束を
記録／再生及びサーボ用の電気信号に変換するＰＩＮフ
ォトダイオード２２上に集光する。

【００１９】一方、偏光ビームスプリッタ１６で一部反
射したレーザ光１０は、臨海角プリズム１９へ入り、こ
の反射光を電気信号へ変換するＰＩＮフォトダイオード
２２を備えている。

【００２０】また、少なくとも対物レンズ１８は図示し
ないボイスモータ付きの可動部にのっており、情報記録
媒体１の半径方向に移動可能となっており、移動部位の
軽量化により光速シークを可能としている。

【００２１】以下、作用の詳細を説明する。半導体レー
ザ光源１１からのレーザ光１０は、その構造上、断面が
楕円なレーザ光１０を出射する。その楕円の短軸方向に
直線偏光をしている。また、一般に、上記楕円の短軸方
向の拡がり角はたとえば９度前後、長軸方向の拡がり角
は２０度前後である。図１において偏光面は紙面と水平
方向である。

【００２２】このレーザ光１０は、シリンドリカルレン
ズ１２を透過することで楕円強度分布をほぼ円の強度分
布へ変換する。すなわち、このシリンドリカルレンズ１
２は、紙面方向のみの光線を凸レンズ機能により拡げ、
一方紙面方向と垂直方向はパワーをもたせず、そのまま
透過させる構成となっている。図２は、この部分につい
て、図１の垂直方向の断面を示す図である。

【００２３】次にレーザ光１０は、Ｐ偏光１００％透
過、Ｓ偏光１００％反射の特性を持つ偏光ビームスプリ
ッタ１３の入射面にＰ偏光で入り、この面をほぼ１００
％透過していく。続いてレーザ光１０は、アクチュエー
タ１５で保持されたコリメータレンズ１４を透過し、略
平行光となる。この時情報記録媒体１の記録層２におい
て、図示した中央の記録層に集光するようにする。

【００２４】続いてレーザ光１０は、Ｐ偏光７０％透
過、Ｓ偏光７０％反射の特性を持つ偏光ビームスプリッ
タ１３の入射面にＰ偏光で入り７０％が透過し、３０％
が反射する。

【００２５】偏光ビームスプリッタ１６と透過したレー
ザ光１０は、１／４波長板を透過した円偏光となり、対
物レンズ１８により、情報記録媒体１の所望の記録層２
の情報トラック上に集光させる。

【００２６】一方、偏光ビームスプリッタ１６を反射し
たレーザ光１０は、Ｐ偏光で臨海角プリズム１９を反射
し、光検出器２０で受光される。光検出器２０は、２分
割フォトダイオードからなり、半導体レーザ光源１１か
らの光量を検出する。光検出器２０の和信号を対物レン
ズ１８から出射されるレーザ光１０の光量の光量制御を
行うために使用するとともに、差信号をコリメートレン
ズ１４の位置制御に使用する。

【００２７】また、情報記録媒体１で反射された反射レ
ーザ光は、往路とは、逆の経路をたどって、対物レンズ
１８、１／４波長板１７を透過する。この反射レーザ光
は、往路と復路とで１／４波長板１７を２回透過するの
でＳ偏光状態となり，偏光ビームスプリッタ１６を、例
えばＴｓ≧７０［％］として透過させる。この偏光ビー
ムスプリッタ１６を透過した反射レーザ光は、コリメー
タレンズ１４を経て偏光ビームスプリッタ１３に入射す
る。このビームスプリッタ１３に入射された反射レーザ
光は、偏光ビームスプリッタ１３の反射面で反射され
る。この偏光ビームスプリッタ１３で反射される反射レ
ーザ光は、シリンドリカルレンズ２０を通つて、ＰＩＮ
フォトダイオード２２に集光される。このＰＩＮフォト
ダイオード２２で集光された反射レーザ光は電気信号に
変換されて信号処理回路に送られる。

【００２８】この信号処理回路では、ＰＩＮフォトダイ
オード２２からの電気信号を基に、公知の非点収差法に
よリフォーカスエラー信号を出力し、記録層２にあらか
じめ付けられたトラッキング用のグループにより、トラ
ックエラー信号を出力する。一方、情報記録媒体１の所
望の記録層２（図１の深い層、中央の層、浅い層）に記
録されている情報信号を出力する。

【００２９】ところで、本発明に係る光ピックアップ装
置では、光軸方向変換器であるコリメータレンズ１４
は、アクチュエータ１５により光軸方向に駆動可能にな
っており、記録層２，２，…を移動するとき情報記録媒
体１のディスク厚、すなわち情報記録媒体１のディスク
表面から集光点までの厚さが変わるため、記録層２から
合わせてコリメータレンズ１４の位置を変え、球面収差
を補正している。

【００３０】すなわち、深い記録層を記録再生する場合
は、記録層の厚さが暑くなるため記録層２に集光したス
ポットにはオーバー側の球面収差が発生する。この収差
を補正するため、アクチュエータ１５によりコリメート
レンズ１４を半導体レーザ光源１１側に近づけてコリメ
ートレンズ１４からのレーザ光１０を発散光とし、対物
レンズ１８に発散光を入れてアンダー側の球面収差を発
生させる。これにより対物レンズ１８を透過し記録層２
に集光したスポットは、球面収差をキャンセルした良好
なスポットをつくる。浅い層を記録再生する場合は、逆
にコリメートレンズ１４を半導体レーザ光源１１から遠
ざけて、レーザ光１０を収束光束とする。

【００３１】レーザ光１０を集光してできる情報記録媒
体１のディスク内のスポットは、対物レンズ１８を対物
レンズ駆動手段により情報記録媒体１のディスクに対し
てフォーカス方向および可動ユニットをボイスコイルモ
ーターによりトラッキング方向（ディスク半径方向）に
駆動して相対位置を制御している。

【００３２】また、コリメータレンズ１４の位置制御
や、レーザ光１０の光量制御は臨界角プリズム１９およ
び光検出器２０ａを用いた臨界角法により行っている。

【００３３】さらに、コリメータレンズ１４が移動する
とき、レーザ光１０の平行度が変化して収束または発散
する。したがって、光検出器２０ａの２分割フォトダイ
オードの差をとり差信号を得ることにより、図３に示す
特性の位置制御信号Ｄが得られる。この位置制御信号Ｄ
を用いて、コリメータレンズ１４の位置制御を行えばよ
い。

【００３４】また、コリメータレンズ１４を移動させる
ことにより平行度の変化が生じると、対物レンズ１８上
でケラレが生じるため、光量変化が生じる。この場合、
臨界角プリズム１９がない場合、光検出器２０ａで受光
する光量は、対物レンズ出射の光量変化に関係なくほぼ
一定のため、正確な光量制御ができなくなる。

【００３５】そこで、臨界角プリズム１９による臨界角
法を用いた場合、平行度の変化を検知できるので、これ
を使用して光量制御を行えばよい。すなわち、図３に示
すように、上記エラー信号を基に、コリメータレンンズ
１４の位置制御信号Ｄと、光検出器２０ａの検出信号の
和信号Ｋの変動をコリメータレンズ１４の位置がゼロ点
を境に極性を反転させ、係数倍することにより、変動す
る対物レンズ１８からの出射光量を補正すればよい。

【００３６】（ディスク内のスポット径について）とこ
ろで、ディスク内のスポット径はどうなっているのか
を、以下の条件を仮定して計算を行う。なお、図４
（ａ）は本発明に係る光ピックアップ装置による場合の
ディスク内のスポットの位置とスポット径の関係を示す
特性図、図４（ｂ）は本発明に係る光ピックアップ装置
において、凹レンズを外した場合のディスク内のスポッ
トの位置とスポット径の関係を示す特性図である。図５
（ａ）は本発明に係る光ピックアップ装置による場合の
ディスク内のスポットの位置とａ／ｗとの関係を示す特
性図、図５（ｂ）は本発明に係る光ピックアップ装置に
おいて、凹レンズを外した場合のディスク内のスポット
の位置とａ／ｗとの関係を示す特性図である。図６は本
発明に係る光ピックアップ装置において、ａ／ｗとスポ
ット径の関係を示す図であり、横軸にａ／ｗを、縦軸に
スポット径をそれぞれとったものである。

【００３７】次に、スポット径を計算するための条件を
述べると、例えばコリメータレンズ１４の焦点距離を１
２．２［ｍｍ］、対物レンズ１８の焦点距離を２．６
［ｍｍ］とし、ＮＡ数値を０．６とし、対物レンズの瞳
径を３．１２［ｍｍ］とし、対物レンズ１８からコリメ
ータレンズ１４までの距離を８８［ｍｍ］とする。な
お、少なくとも対物レンズ１８はその他の光学系と分離
してディスク半径方向へ移動可能な可動部（図示せず）
に載っており、この位置から３０［ｍｍ］短くなる位置
へ移動する（ディスク外周部に相当する）ことで、ディ
スク外周部にトラックすることができる。また、半導体
レーザ光源１１の拡がり角の半値全幅は、上述したよう
に垂直方向に９［度］、水平方向に２０［度］であり、
水平方向の拡がり角のみ凹レンズ１２によって水平方向
２０［度］と同じ角度になるように広げられたレーザ光
１０に変換されている。

【００３８】上記コリメータレンズ１４で平行光とされ
たあとの１／ｅ²となる強度での直径ｗと、対物レンズ
１８の瞳径ａと直径ｗとの比（ａ／ｗ）とはそれぞれ以
下のようになる。

【００３９】すなわち、直径ｗについては、ｗ＝２×１２．２［ｍｍ］×ｓｉｎ（２０［度］／２×１．６９９）＝７．１３［ｍｍ］ａ／ｗ＝０．４４となる。

【００４０】ここで、情報記録媒体１の屈折率をポリカ
ーボネートの値である１．５６とおき、上記値を用いて
媒体内で±４０［ｕｍ］の距離の中でスポットを動かし
た場合に、スポット径は、図４（ａ）により、光路長変
動を含めてレンジで２［％］のレベル変動に納まってい
る。

【００４１】また、この条件におけるａ／ｗは、図５
（ａ）に示すように、０．２８〜０．５５の間の変動と
なっている。

【００４２】比較のため、図示水平方向（図１の紙面方
向）のみを拡げる凹レンズ１２を外した場合の水平方向
のスポット径図は、図４（ｂ）よリ、レンジで１４
［％］の値を示し、大きな変動となることがわかる。

【００４３】また、この条件におけるａ／ｗは、図５
（ｂ）に示すように、０．６５〜１．２８の間で大きく
変動することとなる。

【００４４】一方、本発明の実施の形態に係る光ピック
アップ装置において、ａ／ｗとスポット径の関係を調べ
てみると、図６に示すように、ａ／ｗの値が、例えば
０．８境に大きくなればなるほどスポット径も大きくな
ることかわかる。したがって、コリメータレンズ１４を
大きく変移させた場合の最大のａ／ｗ値を0．８以下に
設定することにより、ａ／ｗの変化に対しスポット径変
化の少ない領域（図６において、ａ／ｗ＝０．８〜０．
３３の領域）を使用することができる。

【００４５】以上説明したように本発明の実施の形態に
係る光ピックアップ装置では、シリンドリカルレンズ１
２を設けて、水平方向の拡がり角を大きくとり、かつ、
コリメータレンズ１４を大きく変移させた場合の最大で
もａ／ｗ値を 0．８以下に設定することにより、ディス
ク厚の変動や多層記録による記録層移動を行うことによ
る回折スポット径の変動を小さく押さえることができ、
安定したトラックサーボや情報信号の記録再生を可能と
することができる。

【００４６】［第２の実施の形態］図７は、本発明の第
２実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系全体を
示す概略構成図である。図８は、同第２の実施の形態に
おいて光検出器で得られた検出信号の差を取った差信号
の特性図で、横軸にコリメータレンズの移動量を、縦軸
に差信号の値をとった図である。図９は、同第２の実施
の形態において光検出器から得られた検出信号の特性図
であって、横軸にコリメータレンズの移動量を、縦軸に
検出信号の値をとった図である。

【００４７】この第２の実施の形態が第１実施の形態と
異なる部分のみを以下では説明する。なお、第２の実施
の形態において、第１の実施の形態と同一構成要素には
同一の符号を付して説明を省略する。

【００４８】図７に示す第２実施の形態において、情報
記録媒体１は、グルーブを有するガイドトラック層５
と、該ガイドトラック層５上に記録／再生用レーザ光の
吸収層６を介して設けられた記録媒質４が分割されて，
複数の記録層２を形成するようになつている。

【００４９】この第２の実施の形態では、この情報記録
媒体１に、ガイドトラック層５からフォーカス制御およ
びトラッキング制御を行うためにサーボ用レーザ光（第
１のビーム）４０を照射するとともに、記録／再生用レ
ーザ光（第２のビーム）１０とを照射して所望の記録層
に対して情報の記録／再生を行うことを特徴としてい
る。

【００５０】この第２の実施の形態では、第１の実施の
形態における偏光ビームスプリッタ１６に代えてダイク
ロイックプリズム２３を使用している。当該ダイクロイ
ックプリズム２３と対物レンズ１８との間にビームスプ
リッタ２４を設けている。

【００５１】１／４波長板１７は、コリメータレンズ１
４とダイクロイックプリズム２３の間に配置される。な
お、サーボ用レーザ光４０の波長は、記録／再生用レー
ザ１０の波長よりも長くする。

【００５２】また、サーボ用レーザ光４０および記録／
再生用レーザ光１０は、ビームスプリッタ２４で反射さ
せ、対物レンズ１８に入射する。

【００５３】一方、ビームスプリッタ２４を透過したサ
ーボ用レーザ光４０は、集光レンズ２５およびシリンド
リカルレンズ２６を通つて、光検出器２０ｂに集光され
る。集光レンズ２５は、対物レンズ１８と同じ径の絞り
２７が配置されている（対物レンズの絞りは省略されて
いる）。光検出器２０ｂは４分割フォトダイオードであ
る。また、ビームスプリンタ２４および対物レンズ１８
の検出系は、分離光学系の可動部２８に配置されてい
る。このとき、ビームスプリッタ２４から対物レンズ１
８までの距離と、ビームスプリッタ２４から集光レンズ
２５までの光学距離は同距離であるため、発散、収東に
よる対物レンズ１８の透過光と同じ光量の変動を光検出
器２０ｂで検出することができる。

【００５４】サーボ用レーザ光４０は、光源ユニット４
１から出射される。この光源ユニット４１は、半導体レ
ーザ光源４２と、光検出器４３と、ホログラム４４とか
ら構成されている。この光源ユニット４１とコリメータ
レンズ４５との間には、水平方向（図１の紙面方向）の
拡がり角のみ大きく変換するシリンドリカルレンズ４６
が配置されている。この光源ユニット４１からのサーボ
用レーザ光４０は、シリンドリカルレンズ４６で水平方
向（図１の紙面方向）の拡がり角のみ大きく変換された
後、コリメータレンズ４５で略平行光にされ、しかる後
に、ダイクロイックプリズム２３、ビームスプリッタ２
４で反射され、対物レンズ１８により情報記録媒体１の
ガイドトラック５に集光される。なお、凹レンズ４６
は、半導体レーザ光源４１の拡がり角の違いを補正する
ビーム整形手段を構成している。

【００５５】また、情報記録媒体１で反射されるサーボ
用レーザ光４０は、往路とは逆の経路をたどつて、対物
レンズ１８、ビームスプリッタ２４、ダイクロイックプ
リズム２３、コリメータレンズ４５および凹レンズ４６
を介して光源ユニット４１のホログラム４４に入射させ
て回折させ、その回折光を光検出器４３で受光して、公
知のビームサイズ法やフーコー法などによリフォーカス
エラー信号を検出し、プッシュプル法などによりトラッ
キングエラー信号を検出する。

【００５６】なお、光検出器４３からの検出信号の差を
取ると、図８に示すような検出差信号Ｄが得られるの
で、この検出差信号Ｄによりコリメータレンズ４５を駆
動すればよい。

【００５７】また、光検出器４３からの検出信号Ｓａ，
Ｓｂは、図９に示すように、コリメータレンズ４５を透
過したレーザ光が収束光となるように移動すればするほ
ど高くなり（出射光量が大きくなり）、コリメータレン
ズ４５を透過したレーザ光が発散光となるように移動す
ればするほど低くなる（出射光量が小さくなる）。ま
た、光検出器４３からの検出信号の特性は、図９に示す
ように、内周側の検出信号Ｓａのほうが変化率が大き
く、外周側の検出信号Ｓｂほうが変化率が小さい。した
がって、この光検出器４３の検出信号ＳａまたはＳｂの
特性を使用し、コリメータレンズ４３の位置に対する半
導体レーザ光源４２の出射光量を制御すればよい。

【００５８】なお、サーボ用レーザ光４０側のコリメー
タレンズ４５の駆動に応じて、対物レンズ１８の位置を
動かすことにより、相対的に記録／再生用レーザ光１０
の情報記録媒体１のディスク内のスポット位置を移動さ
せることができる。

【００５９】この場合も、サーボ用光源側のコリメータ
レンズ４５を大きく変移させた場合の最大のａ／ｗ値を
0．８以下に設定することにより、ａ／ｗの変化に対し
スポット径変化の少ない領域（図６において、ａ／ｗ＝
０．８〜０．３３の領域）を使用することができる。

【００６０】以上説明したように本発明の第２の実施の
形態に係る光ピックアップ装置では、シリンドリカルレ
ンズ４６を設けて、水平方向の拡がり角を大きくとり、
かつ、コリメータレンズ４５を大きく変移させた場合の
最大でもａ／ｗ値を 0．８以下に設定することにより、
ディスク厚の変動や多層記録による記録層移動を行うこ
とによる回折スポット径の変動を小さく押さえることが
でき、安定したトラックサーボや情報信号の記録再生を
可能とすることができる。

【００６１】また、第２の実施の形態に特有の効果とし
ては、２波長により、記録再生専用のレーザ光１０のス
ポットとサーボ専用のレーザ光４０のスポットとに分
け、記録再生用のレーザ光１０のスポットのａ／ｗは変
動させないようにすることで、記録再生の性能変動を抑
えることができるとともに、サーボ用として可動部に光
量検出手段を設けることで、光路長が変わるときの対物
レンズ１８からの出射パワー変動も同時に抑えることが
できる。

【００６２】なお、第２の実施の形態では、前記サーボ
用の光源ユニット４１からのサーボ用レーザ光４０の光
軸を変換するコリメータレンズ（光軸方向変換器）４５
をアクチュエータ１５で移動させるようにしたが、信号
記録再生用の半導体レーザ光源１１からのレーザ光１０
の光軸を変換するコリメータレンズ（光軸方向変移器）
１４をアクチュエータで移動させるようにしてもよい。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、情
報記録媒体ディスクの厚みの変動や多層記録による記録
層移動を行うことによる回折スポット径の変動を小さく
押さえたので、安定したトラックサーボや情報信号の記
録再生を可能とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る光ピックアップ
装置の光学系の全体を示す概略構成図である。

【図２】同第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置
の光学系の要部を示す垂直方向断面図である。

【図３】同第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置
で使用するＰＩＮフォトダイオードからの信号とコリメ
ータレンズ移動量との関係を示す特性図である。

【図４】図４（ａ）は同第１の実施の形態に係る光ピッ
クアップ装置による場合のディスク内のスポットの位置
とスポット径の関係を示す特性図、図４（ｂ）は本発明
の第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置におい
て、凹レンズを外した場合のディスク内のスポットの位
置とスポット径の関係を示す特性図である。

【図５】図５（ａ）は同第１の実施の形態に係る光ピッ
クアップ装置による場合のディスク内のスポットの位置
とａ／ｗとの関係を示す特性図、図５（ｂ）は同第１の
実施の形態に係る光ピックアップ装置において、凹レン
ズを外した場合のディスク内のスポットの位置とａ／ｗ
との関係を示す特性図である。

【図６】同第１の実施の形態に係る光ピックアップ装置
において、ａ／ｗとスポット径の関係を示す図である。

【図７】本発明の第２実施の形態に係る光ピックアップ
装置の光学系全体を示す概略構成図である。

【図８】同第２の実施の形態において光検出器で得られ
た検出信号の差を取った差信号の特性図である。

【図９】同第２の実施の形態において光検出器から得ら
れた検出信号の特性図である。

【符号の説明】

１情報記録媒体２記録層３保護層４記録媒質５ガイドトラック層６吸収層８サーボ駆動系１０，４０レーザ光１１半導体レーザ光源１２，４６シリンドリカルレンズ（ビーム整形手段
９）１３偏光ビームスプリッタ１４，４５コリメータレンズ（光軸方向変移器）１５アクチュエータ１６偏光ビームスプリッタ１７１／４波長板１８対物レンズ１９臨界角プリズム２０ａ，２０ｂ光検出器２１シリンドルカルレンズ２２ＰＩＮフォトダイオード２３ダイクロイックプリズム２４ビームスプリッタ２５集光レンズ４１光源ユニット４２半導体レーザ光源４３光検出器４４ホログラム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録層を持つ記録媒体と、レーザ光を発
射する半導体レーザ光源と、前記レーザ光について前記
記録媒体の記録層内で焦点を結ばせる対物レンズと、前
記対物レンズを少なくともフォーカス方向に駆動するア
クチュエータと、前記対物レンズと光源の間に設けた光
軸方向変移器と、前記光軸方向変移器の変移を検出する
変移検出手段とを備え、前記光軸方向変移器を可動しデ
ィスク厚の異なる上記記録媒体に焦点を結ぶことにより
信号の記録再生を行う情報記録再生装置において、対物レンズの瞳径をａとし、対物レンズに入ってくるレ
ーザ光の１／ｅ²となる強度の取り込み範囲をｗとした
ときに、前記光軸方向変移器の最大可動範囲をａ／ｗが
０．８以下の範囲に設定したことを特徴とする光ピック
アップ装置。
【請求項２】前記記録媒体は多層の記録層を持ち、サ
ーボ用の半導体レーザ光源と信号記録再生用の半導体レ
ーザ光源とを備え、前記サーボ用の半導体レーザ光源か
らのレーザ光の光軸を変換する光軸方向変換器と信号記
録再生用の半導体レーザ光源からのレーザ光の光軸を変
換する光軸方向変移器とのいずれか一方のみを可動させ
るアクチュエータを備えた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】半導体レーザ光源の拡がり角の違いを補
正するビーム整形手段を設けたことを特徴とする請求項
１記載の光ピックアップ装置。