JP2007133918A - 抽出光学系、光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化を招くことなく、信号光成分と迷光成分とが混在する光から信号光成分を取得する。
【解決手段】光源ユニット５１から出射されたＰ偏光の光は、光ディスク１５で反射され、Ｓ偏光となってレンズ６１に入射する。レンズ６１からの光に含まれる信号光は反射板６５ａでＰ偏光に変換されて反射され、迷光の大部分は保持部材６５を透過もしくは保持部材６５で吸収され、減衰する。反射板６５ａで反射された光（信号光が主として含まれる光）は、レンズ６１、偏光ビームスプリッタ５４、検出レンズ５８を介して受光器ＰＤに入射する。
【選択図】図３

Description

本発明は、抽出光学系、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、信号光成分と迷光成分とが混在する光から信号光成分を抽出する抽出光学系、該抽出光学系を有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。

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、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、光ディスクを情報記録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。

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、光ディスクの記録容量の更なる増加が期待されている。そこで、光ディスクの記録容量を増加させる手段の一つとして、記録層の多層化が考えられ、複数の記録層を有する光ディスク（以下「多層ディスク」ともいう）及び該多層ディスクをアクセス対象とする光ディスク装置の開発が盛んに行われている。

多層ディスクでは、記録層と記録層との間隔が広いと、球面収差の影響により選択された記録層からの信号が劣化するため、記録層と記録層との間隔を狭くする傾向にある。しかしながら、記録層と記録層との間隔が狭くなると、いわゆる層間クロストークにより、多層ディスクからの戻り光には、目的とする記録層での反射光（以下「信号光」ともいう）だけでなく、目的とする記録層以外の記録層での反射光（以下「迷光」ともいう）も高いレベルで含まれることとなり、再生信号のＳ／Ｎ比が低下してしまう。

そこで、多層ディスクを再生するときに、層間クロストークを低減させる装置が提案された（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示されている装置では、層間クロストークを低減するためのピンホールを配置した信号検出光学系とディスク位置と集光スポットのずれを検知する非点収差光学系とは共存せず、各光学系が個別に必要となるため、レイアウトを小さく収めることが困難であり、小型化が望まれる光ディスク装置としては不向きであった。また、特許文献１に記載されている光学系では、受光素子が信号検出光学系と非点収差光学系の両方に必要となり、高価なものになってしまう、という不都合があった。

特許第２６２４２５５号公報

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、大型化を招くことなく、信号光成分と迷光成分とが混在する光から信号光成分を取得することができる抽出光学系を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、大型化を招くことなく、複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得す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。

また、本発明の第３の目的は、大型化を招くことなく、複数の記録層を有する光ディスクからの情報の再生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。

本発明は、第１の観点からすると、複数の記録層を有する光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップ装置に用いられ、前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層からの信号光成分と、前記複数の記録層のうち前記アクセス対象の記録層以外の記録層からの迷光成分とが混在する光から前記信号光成分を抽出する抽出光学系であって、前記光の光路上に配置され、前記光を集光する集光光学素子と；前記集光光学素子で集光された光が入射され、前記信号光成分が主として含まれる光を反射する選択光学系と；を備える抽出光学系である。

これによれば、信号光成分と迷光成分とが混在する光束は集光光学素子で集光され、選択光学系により、信号光成分が主として含まれる光が反射される。従って、大型化を招くことなく、信号光成分と迷光成分とが混在する光束から信号光成分を取得することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、複数の記録層を有する光ディスクに光を照射し、前記光ディスク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た光を前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層に集光する対物レンズと；前記光ディスクで反射され前記対物レンズを介した戻り光の光路上に配置された本発明の抽出光学系と；前記抽出光学系からの光を受光し、受光量に応じた信号を生成する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。

これによれば、抽出光学系により戻り光から信号光が主として含まれる光が取得され、該信号光が主として含まれる光は光検出器で受光される。そして、光検出器では受光量に応じた信号が生成される。すなわち、大型化を招くことなく、信号光を主として含む光が光検出器に入射されるため、Ｓ／Ｎ比が向上し、複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、複数の記録層を有する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が可能な光ディスク装置であって、本発明の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置の光検出器の出力信号を用いて、前記光ディスクに記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。

これによれば、本発明の光ピックアップ装置を備えているため、大型化を招くことなく、複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得することができ、その結果として、複数の記録層を有する光ディスクからの情報の再生を精度良く行うことが可能となる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１１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。

この図１に示される光ディスク装置２０は、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、該光ピックアップ装置２３をスレッジ方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、駆動制御回路２６、再生信号処理回路２８、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における矢印は、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、光ディスク装置２０は多層ディスクに対応しているものとする。

前記光ディスク１５は、一例として図２に示されるように、光の入射側から順に、基板Ｍ0、記録層Ｌ0、中間層ＭＬ、記録層Ｌ1、基板Ｍ1を有している。また、記録層Ｌ0と中間層ＭＬとの間には金や誘電体などで形成された半透明膜ＭＢ0があり、記録層Ｌ1と基板Ｍ1との間にはアルミニウムなどで形成された反射膜ＭＢ1がある。中間層ＭＬには、照射される光に対して透過率が高く、基板の屈折率に近い屈折率を有する紫外線硬化型の樹脂材料が用いられている。すなわち、光ディスク１５は片面２層ディスクである。なお、各記録層にはスパイラル状又は同心円状の案内用の溝を有するトラックが、それぞれ形成されている。そして、光ディスク１５は、記録層Ｌ0が記録層Ｌ1よりも光ピックアップ装置２３に近くなるように光ディスク装置２０にセットされる。そこで、光ディスク１５に入射した光の一部は半透明膜ＭＢ0で反射され、残りは半透明膜ＭＢ0を透過する。そして、半透明膜ＭＢ0を透過した光は反射膜ＭＢ1で反射される。ここでは、一例として、光ディスク１５はＤＶＤ系の情報記録媒体であるものとする。

前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５の２つの記録層のうちアクセス対象の記録層（以下「対象記録層」と略述する）にレーザ光を照射するとともに、光ディスク１５からの反射光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置２３は、一例として図３に示されるように、光源ユニット５１、カップリングレンズ５２、１／４波長板５５、対物レンズ６０、抽出光学系７０、検出レンズ５８、光検出器としての受光器ＰＤ、及び対物レンズ６０を駆動するための駆動系（フォーカシングアクチュエータＡＣ及びトラッキングアクチュエータ（図示省略））などを備えている。

上記抽出光学系７０は、偏光分岐光学素子としての偏光ビームスプリッタ５４、集光光学素子としてのレンズ６１、反射型１／２波長板としての反射板６５ａ及び該反射板６５ａを保持する保持部材６５を備えている。

上記光源ユニット５１は、光ディスク１５に対応する波長が約６６０ｎｍのレーザ光を発光する光源としての半導体レーザＬＤ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最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。また、一例として光源ユニット５１からは偏光ビームスプリッタ５４の入射面に平行な偏光（Ｐ偏光）の光が出射されるものとする。

この光源ユニット５１の＋Ｘ側には、前記カップリングレンズ５２が配置され、光源ユニット５１から出射された光を略平行光とする。

前記偏光ビームスプリッタ５４は、カップリングレンズ５２の＋Ｘ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ５４は、入射する光の偏光状態に応じてその反射率が異なっている。ここでは、偏光ビームスプリッタ５４は、一例としてＰ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。すなわち、光源ユニット５１から出射された光の大部分は、偏光ビームスプリッタ５４を透過することができる。この偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側には、前記１／４波長板５５が配置されている。

この１／４波長板５５は、入射した光に１／４波長の光学的位相差を付与する。１／４波長板５５の＋Ｘ側には、前記対物レンズ６０が配置され、１／４波長板５５を透過した光を対象記録層に集光する。

前記レンズ６１は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ５４で反射された戻り光を集光する。

前記反射板６５ａは、レンズ６１の−Ｚ側であって、レンズ６１による信号光の集光位置近傍に配置され、レンズ６１で集光された戻り光に１／２波長の光学的位相差を付与し、レンズ６１の方向に向けて反射する。この反射板６５ａには、サブ波長格子及びフォトニック結晶などを用いることができる。また、反射板６５ａの大きさ（図４におけるＤ）は、レンズ６１で集光される信号光のエアリーディスク（＝０．６１×波長／ＮＡ）の１０倍以下とする。なお、ＮＡはレンズ６１の開口数である。

前記保持部材６５は、入射光を透過あるいは減衰させる。

前記検出レンズ５８は、偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｚ側に配置され、反射板６５ａで反射された戻り光を前記受光器ＰＤの受光面に集光する。この受光器ＰＤは、再生信号処理回路２８にてＲＦ信号、ウォブル信号及びサーボ信号などを検出するのに最適な信号（光電変換信号）を生成するための複数の受光素子（又は受光領域）を含んで構成されている。

前記フォーカシングアクチュエータＡＣは、対物レンズ６０の光軸方向であるフォーカス方向に対物レンズ６０を微少駆動するためのアクチュエータである。ここでは、便宜上、対象記録層が記録層Ｌ0のときのフォーカス方向に関する対物レンズ６０の最適位置を「第１レンズ位置」といい、対象記録層が記録層Ｌ1のときのフォーカス方向に関する対物レンズ６０の最適位置を「第２レンズ位置」ということとする。なお、対物レンズ６０が第２レンズ位置にあるときには、第１レンズ位置にあるときよりも、対物レンズ６０と光ディスク１５との間隔は狭くなる（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。

ここで、光ディスク１５からの戻り光について図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて説明する。

対象記録層が記録層Ｌ0のときには、一例として図５（Ａ）に示されるように、対物レンズ６０は前記第１レンズ位置に位置決めされる。これにより、光源ユニット５１から出射された光は、対物レンズ６０によって記録層Ｌ0に集光される。そして、半透過膜ＭＢ0で反射された光は信号光として対物レンズ６０に入射する。一方、半透過膜ＭＢ0を透過した光は前記金属反射膜ＭＢ1で反射され、迷光として対物レンズ６０に入射する。

対象記録層が記録層Ｌ1のときには、一例として図５（Ｂ）に示されるように、対物レンズ６０は前記第２レンズ位置に位置決めされる。これにより、光源ユニット５１から出射された光は、対物レンズ６０によって記録層Ｌ1に集光される。そして、金属反射膜ＭＢ1で反射された光は信号光として対物レンズ６０に入射する。一方、半透過膜ＭＢ0で反射された光は迷光として対物レンズ６０に入射する。

すなわち、対象記録層がいずれの記録層であっても、戻り光には半透過膜ＭＢ0で反射された光（以下「第１反射光」ともいう）と金属反射膜ＭＢ1で反射された光（以下「第２反射光」ともいう）とが含まれることとなる。ここでは、対象記録層が記録層Ｌ0のときには、第１反射光が信号光であり、第２反射光が迷光である。一方、対象記録層が記録層Ｌ1のときには、第２反射光が信号光であり、第１反射光が迷光である。迷光成分は再生信号処理回路２８で各種信号を検出する際にＳ/Ｎ比を低下させる要因となるため、戻り光に含まれる迷光成分を除去する必要がある。

そして、半透過膜ＭＢ0と金属反射膜ＭＢ1とは、フォーカス方向に関して互いに離れているために、レンズ６１を透過した第１反射光の集光位置と第２反射光の集光位置とは一致せずに、レンズ６１の光軸方向に関して互いに離れることとなる。

本実施形態では、一例として図６（Ａ）に示されるように、対象記録層が記録層Ｌ0のときに、レンズ６１を透過した第２反射光の集光位置をｆ₊₁とし、第１反射光の集光位置をｆ₀とする。また、一例として図６（Ｂ）に示されるように、対象記録層が記録層Ｌ1のときに、レンズ６１を透過した第２反射光の集光位置をｆ₀とし、第１反射光の集光位置をｆ_-1とする。すなわち、信号光の集光位置をｆ₀とし、対物レンズ６０との距離に関して、対象記録層よりも遠い位置にある記録層による迷光の集光位置をｆ₊₁とし、対象記録層よりも近い位置にある記録層による迷光の集光位置をｆ_-1とする。

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６（Ａ）、図６（Ｂ）、図７及び図８を用いて説明する。ここでは、便宜上、レンズ６１の光軸方向に関して、偏光ビームスプリッタ５４から集光位置ｆ₊₁に向かう光路を光路Ａ、集光位置ｆ₊₁から集光位置ｆ₀に向かう光路を光路Ｂ、集光位置ｆ₀から偏光ビームスプリッタ５４に向かう光路を光路Ｃ、偏光ビームスプリッタ５４から検出レンズ５８に向かう光路を光路Ｄとする。

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）の光は、カップリングレンズ５２で略平行光となり、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。この光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の対象記録層に微小スポットとして集光される。光ディスク１５からの反射光（信号光＋迷光）は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０で再び略平行光とされ、１／４波長板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、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。

偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、レンズ６１で集光される。レンズ６１を介した戻り光は、反射板６５ａに入射する。光路Ａ及び光路Ｂでは、信号光及び迷光はいずれもＳ偏光である。信号光は、反射板６５ａにて１／２波長の光学的位相差が付与され、Ｐ偏光として反射される。一方、迷光は反射板６５ａの位置ではビームが拡大しており、迷光の大部分は保持部材６５を透過、もしくは保持部材６５で吸収され、減衰する。すなわち、反射板６５ａで反射された光は、ほとんどがＰ偏光の信号光である。

反射板６５ａで反射された信号光は、レンズ６１を介して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。偏光ビームスプリッタ５４では、Ｐ偏光の信号光はそのまま透過し、検出レンズ５８を介して受光器ＰＤで受光される。受光器ＰＤでは受光素子（又は受光領域）毎に光電変換され、各光電変換信号はそれぞれ再生信号処理回路２８に出力される。ここでは、信号光が主として含まれる光が受光器ＰＤで受光されるため、Ｓ／Ｎ比の高い光電変換信号が出力されることとなる。

図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、前記受光器ＰＤの出力信号（複数の光電変換信号）に基づいて、サーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号など）、アドレス情報、同期情報及びＲＦ信号などを取得する。ここでは、受光器ＰＤからＳ／Ｎ比の高い光電変換信号が出力されるため、サーボ信号、アドレス情報、同期情報及びＲＦ信号などを精度良く取得することができる。例えば、図９（Ａ）に示されるように、フォーカスエラー信号のリニア部が従来（例えば図１０（Ａ）参照）よりも長くなり、位置ずれ量を精度良く検出することができる。なお、図９（Ａ）の縦軸は規格化されており、例えば、受光器がトラッキング方向に対応する方向の分割線によって２つの受光領域に分割され、各受光領域の出力信号をＳａ、Ｓｂとすると、図９（Ａ）の縦軸は（Ｓａ−Ｓｂ）／（Ｓａ＋Ｓｂ）である。また、一例として図９（Ｂ）に示されるように、ＲＦ信号が含まれる和信号（複数の光電変換信号を加算した信号）についても、従来（例えば図１０（Ｂ）参照）よりも安定しているため、ＲＦ信号を精度良く取得することができる。なお、図９（Ｂ）の縦軸は正規化されており、和信号の最大値を１としている。また、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、中間層ＭＬの厚さが約９μｍであり、対物レンズのＮＡが約０．６５、レーザ光の波長が約６６０ｎｍのときのデータである。

ここで得られたサーボ信号は前記駆動制御回路２６に出力され、アドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５や駆動制御回路２６などに出力される。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などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ３７を介して前記バッファＲＡＭ３４に格納する。また、再生データに含まれるアドレス情報はＣＰＵ４０に出力される。

前記駆動制御回路２６は、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、トラッキング方向に関する対物レンズ６０の位置ずれを補正するための前記トラッキングアクチュエータの駆動信号を生成する。また、駆動制御回路２６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、対物レンズ６０のフォーカスずれを補正するための前記フォーカシングアクチュエータＡＣの駆動信号を生成する。ここで生成された各アクチュエータの駆動信号は光ピックアップ装置２３に出力される。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。さらに、駆動制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。

前記バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスク１５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。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、前記バッファマネージャ３７によって管理されている。

前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４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、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、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レーザ制御回路２４に出力される。

前記レーザ制御回路２４は、前記半導体レーザＬＤの発光パワーを制御する。例えば記録の際には、前記書き込み信号、記録条件、及び半導体レーザＬＤの発光特性などに基づいて、半導体レーザＬＤの駆動信号がレーザ制御回路２４にて生成される。

前記インターフェース３８は、上位装置９０（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、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの標準インターフェースに準拠している。

前記フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、記録パワーや記録ストラテジ情報を含む記録条件、及び半導体レーザＬＤの発光特性などが格納されている。

前記ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９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に保存する。

次に、上位装置９０からアクセス要求があったときの、光ディスク装置２０における処理について図１１を用いて簡単に説明する。図１１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ている。

上位装置９０から記録要求コマンド又は再生要求コマンド（以下、「要求コマンド」と総称する）を受信すると、図１１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、処理がスタートする。

最初のステップ４０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、上位装置９０から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。

次のステップ４０３では、要求コマンドから指定アドレスを抽出し、その指定アドレスから、対象記録層が記録層Ｌ0であるか記録層Ｌ1であるかを特定する。

次のステップ４０５では、特定された対象記録層に関する情報を駆動制御回路２６などに通知する。

次のステップ４０９では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。

次のステップ４１１では、要求コマンドに応じて記録又は再生を許可する。

次のステップ４１３では、記録又は再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。完了していれば、ここでの判断は肯定され、処理を終了する。

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、再生信号処理回路２８と、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現される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。

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、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）の光は、カップリングレンズ５２、偏光ビームスプリッタ５４（偏光分岐光学素子）、１／４波長板５５、及び対物レンズ６０を介して光ディスク１５の対象記録層に微小スポットとして集光される。光ディスク１５からの戻り光（信号光＋迷光）は、往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）となって偏光ビームスプリッタ５４に入射する。偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、レンズ６１（集光光学素子）で収束光となり、反射板６５ａに入射する。戻り光に含まれる信号光は、反射板６５ａで１／２波長の光学的位相差が付与され、反射される。一方、戻り光に含まれる迷光は、その大部分が保持部材６５を透過、もしくは保持部材６５で吸収され、減衰する。すなわち、反射板６５ａで反射された光は、ほとんどがＰ偏光の信号光となる。反射板６５ａで反射された信号光（信号光が主として含まれる光）は、レンズ６１、偏光ビームスプリッタ５４及び検出レンズ５８を介して受光器ＰＤで受光される。この場合には、信号光が主として含まれる光が受光器ＰＤで受光されるため、Ｓ／Ｎ比の高い光電変換信号が出力されることとなる。従って、複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得することが可能となる。

また、本実施形態に係る光ディスク装置２０によると、Ｓ／Ｎ比の高い光電変換信号が光ピックアップ装置２３から出力されるため、複数の記録層を有する光ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。従って、複数の記録層を有する光ディスクからの情報の再生を精度良く行うことができる。

なお、上記実施形態において、図１２に示されるように、前記カップリングレンズ５２を前記偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置しても良い。これにより、戻り光に対して前記カップリングレンズ５２が前記レンズ６１と同等の機能を有することとなる。すなわち、ここでは、前記偏光ビームスプリッタ５４と前記カップリングレンズ５２と反射板６５ａと保持部材６５とから抽出光学系７０が構成されることとなる。この抽出光学系７０の作用は、上記実施形態における抽出光学系７０の作用と同様であり、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。そして、部品点数が更に減少し、光ピックアップ装置を更に小型化することができる。

この場合において、図１３に示されるように、偏光ビームスプリッタ５４と反射板６５ａとの間に１／４波長版６２を配置し、前記反射板６５ａに代えて、入射光をそのまま反射する反射部材としてのミラー６５ｂを用いても良い。

この場合には、偏光ビームスプリッタ５４で反射した戻り光は、１／４波長板６２で円偏光に変換され、ミラー６５ｂに入射する。戻り光に含まれる信号光は、ミラー６５ｂで反射され、反対回りの円偏光になって１／４波長板６２に入射し、１／４波長板６２でＰ偏光に変換された後、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。一方、戻り光に含まれる迷光の大部分は、上記実施形態と同様に減衰する。従って、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。ここでは、前記偏光ビームスプリッタ５４と前記カップリングレンズ５２と１／４波長板６２とミラー６５ｂと保持部材６５とから抽出光学系７０が構成されることとなる。

また、上記実施形態において、図１４、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、前記保持部材６５を屈折率が１よりも大きな透明な素材で作成し、該透明な保持部材６５を介して前記反射板６５ａに戻り光が入射するようにしても良い。これにより、反射板６５ａの表面にゴミなどが付着して信号光が散乱するのを防止することができる。

この場合において、上記透明な保持部材６５に１／４波長板の機能を付加し、前記反射板６５ａに代えて、前記ミラー６５ｂを用いても良い。

また、上記実施形態において、一例として図１６に示されるように、前記反射板６５ａを傾斜させても良い。そして、反射板６５ａで反射された信号光の集光位置近傍に前記受光器ＰＤを配置することにより、光源ユニット５１から出射される光にＳ偏光が含まれている場合に、光源ユニット５１から出射され偏光ビームスプリッタ５４で＋Ｚ方向に反射されたＳ偏光が受光器ＰＤに入射するのを防ぐことができる。

そして、この場合に、偏光ビームスプリッタ５４で＋Ｚ方向に反射されたＳ偏光の集光位置近傍に受光素子ＦＭ（モニタ用受光素子）を配置することにより、受光素子ＦＭの出力信号を半導体レーザＬＤの発光パワーのモニタ信号として利用することができるができる。

また、上記実施形態では、対物レンズが無限系であるものとして説明したが、これに限らず、有限系であっても良い。この場合であっても、上記実施形態と同じ構成で信号光を取得することができる。

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、少なくとも情報の再生が可能な光ディスク装置であれば良い。

また、上記実施形態では、光ディスクが２つの記録層を有する場合について説明したが、これに限らず、３つ以上の記録層を有していてもよい。この場合に、例えば対象記録層が２つの記録層に挟まれていると、戻り光には、信号光の集光位置よりも手前で集光する迷光と、信号光の集光位置よりも遠方で集光する迷光とが含まれることとなる。この場合であっても、前記抽出光学系７０により信号光成分を取得することができる。また、上記実施形態では、光ディスクがＤＶＤ系の場合について説明したが、これに限らず、光ディスクがＣＤ系、及び波長が４０５ｎｍの光に対応した次世代の情報記録媒体であっても良い。

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の光を発光する半導体レーザ、波長が約６６０ｎｍの光を発光する半導体レーザ及び波長が約７８０ｎｍの光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、少なくともいずれかの光ディスクが複数の記録層を有する光ディスクであっても良い。

また、上記実施形態において、光ディスク装置が、同一の波長の光に対応し、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。例えば、光源波長が４００〜４１０ｎｍであって、対物レンズのＮＡが０．８５の規格（Ｂｌｕ−ｒａｙ規格）に準拠した光ディスク、及び対物レンズのＮＡが０．６５の規格（ＨＤ−ＤＶＤ規格）に準拠した光ディスクのいずれにも対応可能な光ディスク装置であっても良い。この場合には、いずれの光ディスクにおいても出射光の発光点が同じであり、レンズ６１による信号光の集光位置はいずれの光ディスクにおいても同一位置となるので、それぞれの規格に準拠した各２層ディスクに対して、いずれも信号光を抽出することができる。

以上説明したように、本発明の抽出光学系によれば、大型化を招くことなく、信号光成分と迷光成分とが混在する光から信号光成分を取得するのに適している。本発明の光ピックアップ装置によれば、大型化を招くことなく、複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得するのに適している。また、本発明の光ディスク装置によれば、複数の記録層を有する光ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うのに適している。

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１における光ディスクの構造を説明するための図である。 図１における光ピックアップ装置を説明するための図である。 図３における反射板及び保持部材を説明するための図である。 図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ信号光及び迷光を説明するための図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ図３における抽出光学系の作用を説明するための図である。 抽出光学系の作用を説明するための図である。 抽出光学系の作用を説明するための図である。 図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ図１における再生信号処理回路で取得されるフォーカスエラー信号及び和信号を説明するための図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ従来取得されていたフォーカスエラー信号及び和信号を説明するための図である。 上位装置からアクセス要求を受信したときの光ディスク装置での処理を説明するためのフローチャートである。 図３における抽出光学系の変形例１を説明するための図である。 図３における抽出光学系の変形例２を説明するための図である。 図３における抽出光学系の変形例３を説明するための図である。 図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ図１４における反射板及び保持部材を説明するための図である。 図３における抽出光学系の変形例４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、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、５４…偏光ビームスプリッタ（偏光分岐光学素子）、６０…対物レンズ、６１…レンズ（集光光学素子）、６２…１／４波長板、６５ａ…反射板（反射型１／２波長板）、６５ｂ…ミラー（反射部材）、６５…保持部材、７０…抽出光学系、ｆ₀…信号光の集光位置、ＦＭ…受光素子（モニタ用受光素子）、Ｌ0…記録層（複数の記録層の一部）、Ｌ1…記録層（複数の記録層の一部）、ＬＤ…半導体レーザ（光源）、ＰＤ…受光器（光検出器）。

Claims (12)

1. 複数の記録層を有する光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップ装置に用いられ、前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層からの信号光成分と、前記複数の記録層のうち前記アクセス対象の記録層以外の記録層からの迷光成分とが混在する光から前記信号光成分を抽出する抽出光学系であって、
   前記光の光路上に配置され、前記光を集光する集光光学素子と；
   前記集光光学素子で集光された光が入射され、前記信号光成分が主として含まれる光を反射する選択光学系と；を備える抽出光学系。
2. 前記選択光学系は、
   前記集光光学素子で集光された前記信号光成分の集光位置に配置され、前記集光位置における前記信号光成分のスポット径と同じ径の反射面を有するとともに、反射時に進相軸と遅相軸とで１／２波長の光学的位相差を付与する反射型１／２波長板を有することを特徴とする請求項１に記載の抽出光学系。
3. 前記選択光学系は、前記反射型１／２波長板の前記集光光学素子側に配置された透明部材を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の抽出光学系。
4. 前記反射型１／２波長板と前記透明部材とは一体化されていることを特徴とする請求項３に記載の抽出光学系。
5. 前記選択光学系は、
   前記集光光学素子で集光された前記信号光成分の集光位置に配置され、前記集光位置における前記信号光成分のスポット径と同じ径の反射面を有する反射部材と；
   前記反射部材の前記集光光学素子側に配置された１／４波長板と；を有することを特徴とする請求項１に記載の抽出光学系。
6. 前記反射部材と前記１／４波長板とは一体化されていることを特徴とする請求項５に記載の抽出光学系。
7. 前記選択光学系は、前記反射部材の前記１／４波長板側に配置された透明部材を更に備えていることを特徴とする請求項５に記載の抽出光学系。
8. 前記反射部材と前記透明部材とは一体化されていることを特徴とする請求項７に記載の抽出光学系。
9. 複数の記録層を有する光ディスクに光を照射し、前記光ディスク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た光を前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層に集光する対物レンズと；
   前記光ディスクで反射され前記対物レンズを介した戻り光の光路上に配置された請求項１〜８のいずれか一項に記載の抽出光学系と；
   前記抽出光学系からの光を受光し、受光量に応じた信号を生成する光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
10. 前記抽出光学系は、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記戻り光を集光光学素子に向かう方向に分岐する偏光分岐光学素子を更に含み、
    前記抽出光学系で抽出された信号光の光路は、前記偏光分岐光学素子からの前記戻り光の光路に対して傾斜してい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. 前記光源から出射され、前記偏光分岐光学素子で分岐された光の集光位置近傍に配置されたモニタ用受光素子を更に備えることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 複数の記録層を有する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が可能な光ディスク装置であって、
    請求項９〜１１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の光検出器の出力信号を用いて、前記光ディスクに記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。

Images