JP2005032299A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化及び高コスト化を招くことなく、光利用効率を向上させることができる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光ディスクの記録面で反射された戻り光束は、対物レンズを介して偏向光学素子５６に入射され、偏向光学素子にて偏向される。このとき、戻り光束は、回折素子５０に対する入射角が回折素子におけるブラッグ角とほぼ等しくなるように偏向されるため、回折素子に入射した戻り光束は高い回折効率で回折される。そのため、光検出器ＰＤでの受光量が増大し、光検出器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比が向上する。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、光ディスクの記録面に光を照射し、その記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報（以下「コンテンツ」ともいう）を記録するための媒体として、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ）や、ＣＤの約７倍相当のデータをＣＤと同じ直径のディスクに記録可能としたＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクを記録及び再生などを含むアクセスの対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。
【０００３】
光ディスク装置は、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成された光ディスクの記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光（戻り光束）を受光する光ピックアップ装置を備えている。
【０００４】
この光ピックアップ装置は通常、対物レンズを含み、光源から出射されたレーザ光を光ディスクの記録面に導くとともに、戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された光検出器などを備えている。この光検出器からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、対物レンズの位置制御に必要な情報（サーボ制御情報）を含む信号が出力される。
【０００５】
ところで、コンテンツの情報量は、年々増加する傾向にあり、アクセス速度の高速化への要求が高まり、アクセス速度が光ディスク装置の売れ行きを左右するようになってきた。そこで、アクセス速度の高速化に対応する方法の一つとして、光源から出射されるレーザ光の利用効率を高くする試みがなされた。
【０００６】
例えば、記録面で反射された戻り光束を往路と復路の共通光路から分岐して受光位置に導くための光学素子の１つとして、その回折作用が入射光の偏光状態に依存する回折素子（偏光回折素子）を用いることにより、レーザ光の利用効率を高くすることが提案された（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。なお、この偏光回折素子は特許文献１では「偏光ビームスプリッタ」として記載されている。
【０００７】
【特許文献１】
特許第２５９４５４８号公報
【特許文献２】
特許第３０４７３１４号公報
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている偏光回折素子を用いた光ディスク装置及び上記特許文献２に開示されている光ディスク装置（光ヘッド）では、光源から出射されたレーザ光を少ない光量ロスで光ディスクの記録面に導くことは可能となったが、大型化及び高コスト化を招くことなく、偏光回折素子での戻り光束の回折効率を高くするには困難な点が多く、今後の更なるアクセス速度の高速化に対応するには不十分であった。
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光利用効率を向上させることができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、光ディスクへの高速度でのアクセスを精度良く行うことができる光ディスク装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ディスクの記録面に光を照射するとともに、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、光源と；前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、その回折効率が入射光束の入射角に依存し、前記記録面で反射された戻り光束を回折する回折素子と、該回折素子と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記回折素子に対する前記戻り光束の入射角が前記回折素子におけるブラッグ角とほぼ等しくなるように、前記対物レンズを介した戻り光束を偏向する偏向光学素子とを含む光学系と；前記回折素子からの回折光を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００１１】
これによれば、光ディスクの記録面で反射された戻り光束は、対物レンズを介して偏向光学素子に入射され、偏向光学素子にて偏向される。このとき、戻り光束は、回折素子に対する入射角が回折素子におけるブラッグ角とほぼ等しくなるように偏向されるため、回折素子に入射した戻り光束は高い回折効率で回折される。そのため、光検出器での受光量が増大し、光検出器の出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比が向上する。すなわち、大型化及び高コスト化を招くことなく、光利用効率を向上させることができる。
【００１２】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、その偏向特性が入射光束の偏光状態に依存することとすることができる。
【００１３】
この場合において、前記偏向光学素子としては、種々のものが考えられ、例えば請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、ローションプリズムであることとすることができる。
【００１４】
上記請求項１〜３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、その回折特性が入射光束の偏光状態に依存することとすることができる。
【００１５】
この場合において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、複屈折性を有し、その一側の面に回折格子が形成された高分子膜を備えることとすることができる。
【００１６】
この場合において、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記高分子膜は、高分子の有機材料が所定方向に延伸された有機高分子膜であることとすることができる。
【００１７】
上記請求項１〜６に記載の各光ピックアップ装置において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、前記入射光束の波長λ、前記回折素子における回折格子の溝深さＴ、該回折格子の格子ピッチｄ、及び前記回折素子の屈折率ｎを用いて、２πλＴ／ｎｄ^２≧２を満足することとすることができる。
【００１８】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、更に前記戻り光束の波面収差に含まれる非点収差成分を補正することとすることができる。
【００１９】
上記請求項１〜７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、非点収差法に対応したフォーカスエラー情報を含む信号を出力することとすることができる。
【００２０】
この場合において、請求項１０に記載の光ピックアップ装置の如く、前記非点収差法は、前記偏向光学素子を透過する際に生じた非点収差を利用することとすることができる。
【００２１】
上記請求項１〜１０に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１１に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光検出器は、前記光源と同一の筐体内に収納され、パッケージ化されていることとすることができる。
【００２２】
この場合において、請求項１２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、前記筐体と一体化されていることとすることができる。
【００２３】
上記請求項１〜１２に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、前記回折素子と一体化されていることとすることができる。
【００２４】
この場合において、請求項１４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記回折素子は、前記偏向光学素子上に形成されていることとすることができる。
【００２５】
上記請求項１〜１４に記載の各光ピックアップ装置において、請求項１５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記光源から前記対物レンズに向かう光束を０次光と回折光とを含む複数のビームに分割するグレーティングを更に備えることとすることができる。
【００２６】
この場合において、請求項１６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記グレーティングは、その回折特性が入射光束の偏光状態に依存することとすることができる。
【００２７】
請求項１７に記載の発明は、光ディスクに対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行う光ディスク装置であって、請求項１〜１６のいずれか一項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介して、前記情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行う処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００２８】
これによれば、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置を搭載しているため、結果として光ディスクへの高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く行うことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００３０】
この図１に示される光ディスク装置２０は、情報記録媒体としての光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、レーザコントロール回路２４、エンコーダ２５、モータドライバ２７、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０、及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における接続線は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、本実施形態では、一例として光ディスク装置２０はＤＶＤの規格に準拠した光ディスクに対応しているものとする。
【００３１】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５のスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置である。なお、この光ピックアップ装置２３の構成等については後に詳述する。
【００３２】
前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の出力信号に基づいてウォブル信号、ＲＦ信号及びサーボ信号（フォーカスエラー信号、トラックエラー信号）などを検出する。ここで検出されたサーボ信号はサーボコントローラ３３に出力される。また、再生信号処理回路２８は、ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号などを抽出し、アドレス情報をＣＰＵ４０に、同期信号をエンコーダ２５にそれぞれ出力する。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復号処理及び誤り検出処理等を行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとしてバッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。なお、本実施形態では、フォーカスエラー信号は、後述する光ピックアップ装置２３のローションプリズムで戻り光束が偏向されることにより生じる非点収差を利用して、いわゆる非点収差法を用いて検出される。また、トラックエラー信号はいわゆるプッシュプル法（ＰＰ法）を用いて検出される。
【００３３】
前記サーボコントローラ３３は、再生信号処理回路２８からのフォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正するためのフォーカス制御信号を生成し、再生信号処理回路２８からのトラックエラー信号に基づいてトラックずれを補正するためのトラッキング制御信号を生成する。ここで生成された各制御信号は、モータドライバ２７に出力される。
【００３４】
前記モータドライバ２７は、サーボコントローラ３３からの各制御信号及びＣＰＵ４０の指示に基づいて、後述する光ピックアップ装置２３の駆動系及びスピンドルモータ２２を駆動する。すなわち、再生信号処理回路２８、サーボコントローラ３３及びモータドライバ２７によってトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。
【００３５】
前記バッファＲＡＭ３４は、光ディスクに記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスクから再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納されるバッファ領域と、各種プログラム変数などが格納される変数領域とを有している。
【００３６】
前記バッファマネージャ３７は、バッファＲＡＭ３４へのデータの入出力を管理する。そして、バッファ領域に蓄積されたデータ量が所定量になるとＣＰＵ４０に通知する。
【００３７】
前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいてバッファＲＡＭ３４のバッファ領域に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ３７を介して取り出し、所定のデータ変調処理及びエラー訂正コードの付加処理などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成する。ここで生成された書き込み信号はクロック信号とともにレーザコントロール回路２４に出力される。
【００３８】
前記レーザコントロール回路２４は、後述する光ピックアップ装置２３の半導体レーザのＩ−Ｌ特性、エンコーダ２５からの書き込み信号及びクロック信号などに基づいて、光ピックアップ装置２３から出射されるレーザ光の出力を制御する。
【００３９】
前記インターフェース３８は、ホスト（例えばパソコン）との双方向の通信インターフェースであり、一例としてＡＴＡＰＩ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ Ｐａｃｋｅｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の規格に準拠している。
【００４０】
前記フラッシュメモリ３９は、プログラム領域及びデータ領域を含んで構成されている。このフラッシュメモリ３９は不揮発性メモリであり、電源供給が停止されても格納されている内容は保持される。フラッシュメモリ３９のプログラム領域には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラムが格納されている。また、フラッシュメモリ３９のデータ領域には、前記Ｉ−Ｌ特性、記録条件、及びシーク動作に関する情報（以下「シーク情報」ともいう）などが格納されている。
【００４１】
前記ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９のプログラム領域に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１及びバッファＲＡＭ３４の変数領域に格納する。
【００４２】
次に、前記光ピックアップ装置２３の構成等について図２〜図５に基づいて説明する。
【００４３】
一例として図２に示される光ピックアップ装置２３は、光源ユニット５１、回折素子としての偏光ホログラム５０、ローションプリズム５６、カップリングレンズ５２、λ／４板５５、対物レンズ６０、及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ、トラッキングアクチュエータ及びシークモータ（いずれも図示省略））などを備えている。
【００４４】
前記光源ユニット５１は、波長が６６０ｎｍのレーザ光を発光する光源としての半導体レーザＬＤ、及び光ディスク１５で反射したレーザ光（戻り光束）を受光する受光器ＰＤを含んで構成されている。なお、本実施形態では、光源ユニット５１から出射されるレーザ光の光束（以下、「出射光束」と略述する）の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。また、本実施形態では一例として、出射光束は、偏光ホログラム５０及びローションプリズム５６の入射面に対してＰ偏光となるように設定されているものとする。
【００４５】
受光器ＰＤは受光した戻り光束を光電変換し、前記再生信号処理回路２８に出力する。この受光器ＰＤは、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を検出するのに適した信号、及びＰＰ法を用いてトラックエラー信号を検出するのに適した信号が出力されるように設定されている。
【００４６】
偏光ホログラム５０は、光源ユニット５１の＋Ｘ側に配置され、出射光束のほとんどをそのまま透過するとともに、戻り光束を受光器ＰＤの受光面方向に回折する。すなわち、ここでは、偏光ホログラム５０はＰ偏光に対して低い回折効率を有し、Ｓ偏光に対して高い回折効率を有するように設定されている。なお、本実施形態では一例として、偏光ホログラム５０は光源ユニット５１と一体化されている。この偏光ホログラム５０の構成等については後に詳述する。
【００４７】
ローションプリズム５６は、偏光ホログラム５０の＋Ｘ側に配置され、偏光ホログラム５０からの出射光束のほとんどをそのまま透過するとともに、戻り光束を往路と復路の共通光路上から偏向する。なお、本実施形態では一例として、ローションプリズム５６は偏光ホログラム５０と一体化されている。従って、光源ユニット５１、偏光ホログラム５０及びローションプリズム５６は一体化されている。
【００４８】
カップリングレンズ５２はローションプリズム５６の＋Ｘ側に配置され、ローションプリズム５６を透過した出射光束を以降の光学系（ここでは、λ／４板５５及び対物レンズ６０）にカップリングする。
【００４９】
λ／４板５５はカップリングレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、入射した光束に１／４波長の光学的位相差を付与する。
【００５０】
対物レンズ６０はλ／４板５５の＋Ｘ側に配置され、λ／４板５５を透過した出射光束を集光し、光ディスク１５の記録面に光スポットを形成する。
【００５１】
ここで、前記偏光ホログラム５０の構成等について図３を用いて説明する。この偏光ホログラム５０は、複屈折性を有し、一方の面に周期的な凹凸（格子）が形成された有機高分子膜としての有機延伸膜５０ｂ、該有機延伸膜５０ｂを保持するため、有機延伸膜５０ｂの他方の面と接着されている第１ガラス基板５０ａ、有機延伸膜５０ｂの前記一方の面の少なくとも凹部に充填された充填材５０ｃ、及び充填材５０ｃを保護するための第２ガラス基板５０ｄを含んで構成されている。
【００５２】
ところで、小山次郎、西原浩著、「光波電子工学」（コロナ社、１９９３年７月１５日、ｐ．１１７−１３２）によると、ホログラムは、一例として図４に示されるように、次の（１）式で算出されるパラメータＱの値（Ｑ値）によって回折特性が異なっている。ここで、λは入射光の波長、Ｔは格子の溝深さ、ｎは屈折率（偏光ホログラムでは常光屈折率と異常光屈折率の平均屈折率）、ｄは格子ピッチ（ホログラムピッチ）である。
【００５３】
Ｑ＝２πλＴ／（ｎｄ^２） ……（１）
【００５４】
Ｑ≦０．５のホログラムでは、光の入射角度に関係なく回折効率はほぼ一定であるが、Ｑ≧２のホログラムでは、光の入射角度により回折効率は大きく変化し、特定の入射角θ_Ｂ（ブラッグ角）のときに回折効率が最大となる。このブラッグ角θ_Ｂは次の（２）式から求めることができる。
【００５５】
θ_Ｂ＝ｓｉｎ^−１（λ／２ｄ） ……（２）
【００５６】
本実施形態では一例として、偏光ホログラム５０は、Ｑ≧２となるように格子の溝深さ及び格子ピッチなどが設定されている。さらに、ローションプリズム５６で偏向された戻り光束の偏光ホログラム５０への入射角が偏光ホログラム５０におけるブラッグ角とほぼ一致するように、ローションプリズム５６の偏向特性及び偏光ホログラム５０の格子ピッチがそれぞれ最適化されている。
【００５７】
有機延伸膜５０ｂの素材としては、例えばポリエステル系、ポリイミド系、ポリエチレン系、ポリカーボネート系、ポリビニルアルコール系、ポリメタクリル酸メチル系、ポリスチレン系、ポリサルフォン系、ポリエーテルサルフォン系、及びポリエチレンテレフタレート系などが適用できる（特開２０００−０７５１３０号公報参照）。この有機延伸膜５０ｂは、カルサイト等の光学異方性結晶材料に比べて大面積でかつ大量に、低コストで作成できる特徴がある。
【００５８】
第１ガラス基板５０ａと第２ガラス基板５０ｄとは同じ材質であり、光学ガラスの一種であるＢＳＣ７及び石英ガラスなどの安価なガラスが用いられている。
【００５９】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を図２及び図５を用いて説明する。光源ユニット５１から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光束（出射光束）は、偏光ホログラム５０及びローションプリズム５６を透過してカップリングレンズ５２に入射する。カップリングレンズ５２でカップリングされた出射光束は、λ／４板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録面に微小スポットとして集光される。
【００６０】
光ディスク１５の記録面で反射した反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光束として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、λ／４板５５で往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、カップリングレンズ５２を透過した後、ローションプリズム５６に入射する。ローションプリズム５６に入射した戻り光束は、一例として図５に示されるように、往路と復路の共通光路上から偏向され、偏光ホログラム５０に入射する。偏光ホログラム５０に入射した戻り光束は、入射角（ここでは、ほぼブラッグ角）に応じた回折効率で回折され、受光器ＰＤで受光される。受光器ＰＤでは受光量に応じた電流信号を再生信号処理回路２８に出力する。ここでは、戻り光束はほぼブラッグ角に対応した入射角で偏光ホログラム５０に入射するため、無偏光ホログラムに比べて回折効率が高くなり、受光器ＰＤでの受光量が増加する。
【００６１】
《記録処理》
次に、ホストからの記録要求コマンドを受信したときの光ディスク装置２０における処理（記録処理）について図６を用いて簡単に説明する。図６のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応し、ホストから記録要求コマンドを受信すると、図６のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、記録処理がスタートする。
【００６２】
最初のステップ５０１では、記録速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから記録要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。また、ホストから受信したデータ（記録用データ）のバッファＲＡＭ３４への蓄積をバッファマネージャ３７に指示する。
【００６３】
次のステップ５０３では、光ディスク１５の回転が所定の線速度に達していることを確認すると、サーボコントローラ３３に対してサーボオンを設定する。これにより、前述の如くトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は記録処理が終了するまで随時行われる。
【００６４】
次のステップ５０５では、記録速度に基づいてＯＰＣ（Ｏｐｔｉｍｕｍ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行い、最適な記録パワーを取得する。すなわち、記録パワーを段階的に変化させつつ、ＰＣＡ（Ｐｏｗｅｒ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ａｒｅａ）と呼ばれる試し書き領域に所定のデータを試し書きした後、それらのデータを順次再生し、例えばＲＦ信号から検出されたアシンメトリの値が予め実験等で求めた目標値とほぼ一致する場合を最も高い記録品質であると判断し、そのときの記録パワーを最適な記録パワーとする。
【００６５】
次のステップ５０７では、再生信号処理回路２８からのアドレス情報に基づいて現在のアドレスを取得する。
【００６６】
次のステップ５０９では、現在のアドレスと記録要求コマンドから抽出した目標アドレスとの差分（アドレス差）を算出する。
【００６７】
次のステップ５１１では、アドレス差に基づいてシークが必要であるか否かを判断する。ここでは、前記シーク情報の一つとしてフラッシュメモリ３９に格納されている閾値を参照し、アドレス差が閾値を越えていれば、ここでの判断は肯定され、ステップ５１３に移行する。
【００６８】
このステップ５１３では、アドレス差に応じたシークモータの制御信号をモータドライバ２７に出力する。これにより、シークモータが駆動し、シーク動作が行なわれる。そして、前記ステップ５０７に戻る。
【００６９】
なお、前記ステップ５１１において、アドレス差が閾値を越えていなければ、ここでの判断は否定され、ステップ５１５に移行する。
【００７０】
このステップ５１５では、現在のアドレスが目標アドレスと一致しているか否かを判断する。現在のアドレスが目標アドレスと一致していなければ、ここでの判断は否定され、ステップ５１７に移行する。
【００７１】
このステップ５１７では、アドレス情報に基づいて現在のアドレスを取得する。そして、前記ステップ５１５に戻る。
【００７２】
以下、前記ステップ５１５での判断が肯定されるまで、ステップ５１５→５１７の処理を繰り返し行う。
【００７３】
現在のアドレスが目標アドレスと一致すれば、前記ステップ５１５での判断は肯定され、ステップ５１９に移行する。
【００７４】
このステップ５１９では、エンコーダ２５に書き込みを許可する。これにより、記録用データは、エンコーダ２５、レーザコントロール回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して光ディスク１５に書き込まれる。記録用データがすべて書き込まれると、所定の終了処理を行った後、記録処理を終了する。
【００７５】
《再生処理》
さらに、ホストから再生要求コマンドを受信したときの光ディスク装置２０における処理（再生処理）について図７を用いて説明する。図７のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応し、ホストから再生要求コマンドを受信すると、図７のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、再生処理がスタートする。
【００７６】
最初のステップ７０１では、再生速度に基づいてスピンドルモータ２２の回転を制御するための制御信号をモータドライバ２７に出力するとともに、ホストから再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８に通知する。
【００７７】
次のステップ７０３では、光ディスク１５の回転が所定の線速度に達していることを確認すると、サーボコントローラ３３に対してサーボオンを設定する。これにより、前述の如くトラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。なお、トラッキング制御及びフォーカス制御は再生処理が終了するまで随時行われる。
【００７８】
次のステップ７０５では、アドレス情報に基づいて現在のアドレスを取得する。
【００７９】
次のステップ７０７では、現在のアドレスと再生要求コマンドから抽出した目標アドレスとの差分（アドレス差）を算出する。
【００８０】
次のステップ７０９では、前記ステップ５１１と同様にして、シークが必要であるか否かを判断する。シークが必要であれば、ここでの判断は肯定され、ステップ７１１に移行する。
【００８１】
このステップ７１１では、アドレス差に応じたシークモータの制御信号をモータドライバ２７に出力する。そして、前記ステップ７０５に戻る。
【００８２】
一方、前記ステップ７０９において、シークが必要でなければ、ここでの判断は否定され、ステップ７１３に移行する。
【００８３】
このステップ７１３では、現在のアドレスが目標アドレスと一致しているか否かを判断する。現在のアドレスが目標アドレスと一致していなければ、ここでの判断は否定され、ステップ７１５に移行する。
【００８４】
このステップ７１５では、アドレス情報に基づいて現在のアドレスを取得する。そして、前記ステップ７１３に戻る。
【００８５】
以下、前記ステップ７１３での判断が肯定されるまで、ステップ７１３→７１５の処理を繰り返し行う。
【００８６】
現在のアドレスが目標アドレスと一致すれば、前記ステップ７１３での判断は肯定され、ステップ７１７に移行する。
【００８７】
このステップ７１７では、再生信号処理回路２８に読み取りを指示する。これにより、再生信号処理回路２８にて再生データが取得され、バッファＲＡＭ３４に格納される。この再生データはセクタ単位でバッファマネージャ３７及びインターフェース３８を介してホストに転送される。そして、ホストから指定されたデータの再生がすべて終了すると、所定の終了処理を行った後、再生処理を終了する。
【００８８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク装置２０では、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムによって、処理装置が実現されている。しかしながら、本発明がこれに限定されるものではないことは勿論である。すなわち、上記実施形態は一例に過ぎず、上記のＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現した処理装置の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、戻り光束を偏光ホログラム５０への入射角がブラッグ角とほぼ一致するように偏向するローションプリズム５６を備えているため、偏光ホログラム５０での戻り光束の回折効率が高くなり、受光器ＰＤの出力信号における信号レベル及びＳ／Ｎ比を向上させることが可能となる。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、光利用効率を向上させることができる。
【００９０】
また、偏光ホログラム５０は複屈折性を有する部材として透明度が高い有機延伸膜を用いているために、偏光ホログラム５０における光量のロスを抑制することができる。すなわち、光利用効率の低下を抑制することができる。また、有機延伸膜は安価で微細加工性に優れているため、製品歩留まりが向上し、低コスト化を促進することができる。さらに、有機延伸膜はシート状であるため、小型化を促進することが可能となる。また、波長が６６０ｎｍの光束に対する有機延伸膜の屈折率は１．６近傍であるため、市販されている安価な高分子材料を充填材として用いることが可能となる。従って、部品コストの低減を図ることができる。
【００９１】
また、偏光ホログラム５０はＱ≧２となるように格子の溝深さ及び格子ピッチなどが設定されているため、ブラッグ角近傍における回折効率を高くすることが可能となる。すなわち、光利用効率を向上させることができる。
【００９２】
また、半導体レーザＬＤと受光器ＰＤとを同一パッケージ内に実装しているため、小型化を促進することができる。さらに、組み付け時の部品点数が減少するため、組み付け作業及び調整作業を簡素化することが可能となる。
【００９３】
また、偏光ホログラム５０は光源ユニット５１と一体化しているため、小型化を促進することができる。さらに、組み付け時の部品点数が減少するため、組み付け作業及び調整作業を簡素化することが可能となる。
【００９４】
また、ローションプリズム５６は偏光ホログラム５０と一体化しているため、小型化を促進することができる。さらに、組み付け時の部品点数が減少するため、組み付け作業及び調整作業を簡素化することが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態に係る光ディスク装置２０によると、光利用効率に優れた光ピックアップ装置２３を搭載しているため、高速度での情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を含むアクセスを精度良く行うことが可能となる。さらに、光ピックアップ装置の小型化によって、光ディスク装置自体の小型化及び消費電力の低減も促進することができ、例えば携帯用として用いられる場合には、持ち運びが容易となり、更に長時間の使用が可能となる。
【００９６】
なお、上記実施形態では、偏光ホログラム５０は、Ｑ≧２となるように格子の溝深さ及び格子ピッチなどが設定されている場合について説明したが、これに限らず、ブラッグ角近傍における回折効率を高くすることができれば１＜Ｑ＜２であっても良い。
【００９７】
また、上記実施形態では、戻り光束を受光器の受光面方向に回折する回折素子として、偏光ホログラム５０を用いる場合について説明したが、これに限らず、例えば無偏光ホログラムであっても良い。この場合に、一例として図８に示されるように、ローションプリズムの光源ユニット側の面に、戻り光束を受光器の受光面方向に回折するための回折格子を形成しても良い。
【００９８】
また、上記実施形態では、ローションプリズム５６と偏光ホログラム５０とが一体化している場合について説明したが、これに限らず、例えば図９に示されるように、ローションプリズム５６は偏光ホログラム５０と個別に配置しても良い。
【００９９】
また、上記実施形態では、半導体レーザＬＤと受光器ＰＤとが同一パッケージ内に実装されている場合について説明したが、これに限らず、一例として図１０に示されるように、半導体レーザＬＤと受光器ＰＤとをそれぞれ個別に配置しても良い。この場合には、受光器ＰＤの位置に応じてローションプリズム５６及び偏光ホログラム５０の位置も変更される。図１０に示される光ピックアップ装置では、カップリングレンズ５２とλ／４板５５との間に偏光ビームスプリッタ５４が配置され、この偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側にローションプリズム５６、偏光ホログラム５０及び受光器ＰＤが配置されている。ここでは、λ／４板５５を透過した戻り光束は、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に分岐されローションプリズム５６に入射する。ローションプリズム５６で偏向された戻り光束はブラッグ角とほぼ等しい入射角で偏光ホログラム５０に入射する。そして、偏光ホログラム５０からの回折光は受光器ＰＤで受光される。なお、この場合には、ローションプリズム５６に代えてウォラストンプリズムを用いても良い。
【０１００】
また、この場合には、図１１に示されるように、ローションプリズム５６に代えて反射ミラーＭＲを用いても良い。要するに、偏光ホログラム５０への入射角がブラッグ角とほぼ等しくなるように、戻り光束を偏向する偏向光学素子であれば良い。
【０１０１】
また、上記実施形態では、偏光ホログラム５０と光源ユニット５１とが一体化している場合について説明したが、これに限らず、偏光ホログラム５０は光源ユニット５１と個別に配置しても良い。
【０１０２】
また、上記実施形態では、偏光ホログラム５０は複屈折性を有する部材として有機延伸膜５０ｂを用いる場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えばポリエステル系高分子（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなど）のように延伸しなくても複屈折性を有する高分子膜を用いても良い。
【０１０３】
また、上記実施形態では、偏光ホログラム５０は、第２ガラス基板５０ｄが光源ユニット側となるように配置される場合について説明したが、これに限らず、第１ガラス基板５０ａが光源ユニット側となるように配置されても良い。
【０１０４】
また、上記実施形態において、一例として図１２に示されるように、第２ガラス基板５０ｄにグレーティング５０ｅを形成しても良い。これにより、光源ユニット５１から出射された光束はグレーティング５０ｅにて０次光（主ビーム）及び±一次回折光（副ビーム）に分割されることとなり、トラックエラー信号をいわゆる差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）を用いて検出することが可能となる。なお、この場合には、受光器ＰＤはＤＰＰ法に対応した信号を出力するように設定される。このＤＰＰ法は対物レンズのレンズシフトや光ディスクの記録面に垂直な方向と対物レンズの光軸方向とのずれ（メディアチルト）などの影響を受けにくいことから、記録可能なＤＶＤ系の光ディスクに対応した光ディスク装置の多くで採用されている。この場合においても、一例として図１３に示されるように、偏光ホログラム５０とローションプリズム５６とがそれぞれ個別に配置されても良い。さらに、グレーティング５０ｅは出射光束に対しては高い回折効率を有し、戻り光束に対しては低い回折効率を有するように設定しても良い。すなわち、偏光グレーティングであっても良い。これにより、戻り光束がグレーティング領域を避ける必要がなくなり、設計の自由度が増加するとともに、光源ユニットの小型化を促進することが可能となる。
【０１０５】
また、上記実施形態では、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、いわゆるナイフエッジ法を用いても良い。この場合には、非点収差を補正する機能が付加された偏光ホログラムを用いると、フォーカスエラー信号の検出精度を向上させることができる。なお、偏光ホログラムでは、回折格子の形状を調整することにより、非点収差を補正する機能を付加することができる。
【０１０６】
また、上記実施形態では、ＰＰ法を用いてトラックエラー信号を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、いわゆる位相差法を用いても良い。この場合には、受光器は位相差法に対応した信号を出力するように設定される。
【０１０７】
また、上記実施形態では、偏向光学素子としてローションプリズムを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１０８】
また、上記実施形態では、第１ガラス基板５０ａと第２ガラス基板５０ｄとは同じ材質である場合について説明したが、これに限定されるものではない。また、第１ガラス基板５０ａ及び第２ガラス基板５０ｄの代わりに、透明な樹脂製の基板を用いても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態では、光源として波長が６６０ｎｍの光束を発光する半導体レーザＬＤを用いる場合について説明したが、これに限られるものはなく、例えば波長が約４０５ｎｍの光束を発光する光源又は波長が約７８０ｎｍの光束を発光する光源が用いられても良い。
【０１１０】
また、上記実施形態では、光ピックアップ装置が１つの半導体レーザを備える場合について説明したが、これに限らず、例えば互いに異なる波長の光束を発光する複数の半導体レーザを備えていても良い。この場合に、例えば波長が約４０５ｎｍの光束を発光する半導体レーザ、波長が約６６０ｎｍの光束を発光する半導体レーザ及び波長が約７８０ｎｍの光束を発光する半導体レーザの少なくとも１つを含んでいても良い。すなわち、光ディスク装置が互いに異なる規格に準拠した複数種類の光ディスクに対応する光ディスク装置であっても良い。この場合に、各波長毎に偏光ホログラムを設けても良い。
【０１１１】
また、上記実施形態では、インターフェースがＡＴＡＰＩの規格に準拠する場合について説明したが、これに限らず、例えばＡＴＡ（ＡＴ Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ）、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）１．０、ＵＳＢ２．０、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ８０２．３、シリアルＡＴＡ及びシリアルＡＴＡＰＩのうちのいずれかの規格に準拠しても良い。
【０１１２】
また、上記実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち、少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るピックアップ装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光利用効率を向上させることができるという効果がある。
【０１１４】
また、本発明に係る光ディスク装置によれば、光ディスクへの高速度でのアクセスを精度良く行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における光ピックアップ装置の構成を説明するための図である。
【図３】図２における偏光ホログラムの構成を説明するための図である。
【図４】ホログラムにおける回折効率とＱ値との関係を説明するための図である。
【図５】図２の光ピックアップ装置の作用を説明するための図である。
【図６】ホストからの記録要求コマンドに応じて行なわれる光ディスク装置での記録処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】ホストからの再生要求コマンドに応じて行なわれる光ディスク装置での再生処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】回折格子が形成されたローションプリズムを説明するための図である。
【図９】ローションプリズムが個別に配置された光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図１０】半導体レーザと受光器とがそれぞれ個別に配置された光ピックアップ装置（その１）を説明するための図である。
【図１１】半導体レーザと受光器とがそれぞれ個別に配置された光ピックアップ装置（その２）を説明するための図である。
【図１２】グレーティングが形成された偏光ホログラム（その１）を説明するための図である。
【図１３】グレーティングが形成された偏光ホログラム（その２）を説明するための図である。
【符号の説明】
１５…光ディスク、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、４０…ＣＰＵ（処理装置）、５０…偏光ホログラム（回折素子）、５０ｂ…有機延伸膜（有機高分子膜）、５０ｅ…グレーティング、５６…ローションプリズム（偏向光学素子）、６０…対物レンズ、ＬＤ…半導体レーザ（光源）、ＰＤ…受光器（光検出器）。

Claims (17)

1. 光ディスクの記録面に光を照射するとともに、前記記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置であって、
   光源と；
   前記光源から出射される光束を前記記録面に集光する対物レンズと、その回折効率が入射光束の入射角に依存し、前記記録面で反射された戻り光束を回折する回折素子と、該回折素子と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、前記回折素子に対する前記戻り光束の入射角が前記回折素子におけるブラッグ角とほぼ等しくなるように、前記対物レンズを介した戻り光束を偏向する偏向光学素子とを含む光学系と；
   前記回折素子からの回折光を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
2. 前記偏向光学素子は、その偏向特性が入射光束の偏光状態に依存することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記偏向光学素子は、ローションプリズムであることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記回折素子は、その回折特性が入射光束の偏光状態に依存することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記回折素子は、複屈折性を有し、その一側の面に回折格子が形成された高分子膜を備えることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記高分子膜は、高分子の有機材料が所定方向に延伸された有機高分子膜であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記回折素子は、前記入射光束の波長λ、前記回折素子における回折格子の溝深さＴ、該回折格子の格子ピッチｄ、及び前記回折素子の屈折率ｎを用いて、２πλＴ／ｎｄ^２≧２を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記回折素子は、更に前記戻り光束の波面収差に含まれる非点収差成分を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記光検出器は、非点収差法に対応したフォーカスエラー情報を含む信号を出力することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記非点収差法は、前記偏向光学素子を透過する際に生じた非点収差を利用することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記光検出器は、前記光源と同一の筐体内に収納され、パッケージ化されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
12. 前記回折素子は、前記筐体と一体化されていることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ装置。
13. 前記偏向光学素子は、前記回折素子と一体化されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
14. 前記回折素子は、前記偏向光学素子上に形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
15. 前記光源から前記対物レンズに向かう光束を０次光と回折光とを含む複数のビームに分割するグレーティングを更に備えることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
16. 前記グレーティングは、その回折特性が入射光束の偏光状態に依存することを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップ装置。
17. 光ディスクに対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行う光ディスク装置であって、
    請求項１〜１６のいずれか一項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介して、前記情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行う処理装置と；を備える光ディスク装置。

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