JP2007328877A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
２層ディスクを再生する場合において、他層からの戻り光が信号光と干渉し、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が変動し、光ピックアップの性能が確保できないという問題があった。
【解決手段】
光ビームを出射するレーザ光源と、光ビームが透過する位置に配置され光ビームを０次光と±１次光の少なくとも３つの光ビームに分岐する回折素子と、回折素子を透過した光ビームを光ディスクに集光する対物レンズと、光ディスクからの反射光と受光する光検出器とを備え、回折素子は光ビームの特定の偏光方向成分のみを素通りさせ、それと直交する方向の偏光方向成分を回折させる偏光回折格子とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。

本技術分野の背景技術としては、例えば特開平１０−２６９５８７号公報がある。本公報には目的として「不要な迷光の発生を防止することが容易であり、かつプッシュプル法及び３ビーム法による信号検出を同時に行う」と記載されており、その解決手段として「入射光ビームを０次（メインビーム）、±１次（サブビーム）の３つの光ビームに分割する第１の回折素子と、複数の回折領域を有する第２の回折素子と、記録媒体から反射された光ビームを２方向に分離するビームスプリッタとが存在するなかで、ビームスプリッタにて分離された一方の光路上に、複数の光検出器を記録媒体のトラック方向に直線的に配置してなる第１の光検出器が、メインビームのみを受光するように設けられ、他方の光路上に、複数の光検出器からなる第２の光検出器が、各光検出器にて０次光成分および±１次光成分の少なくともいずれかを受光するよう設けられる」と記載されている。

特開平１０−２６９５８７号公報

光ディスクシステムにおいては、記録容量の増加を図るために、信号記録面を２層化した２層ディスクが存在する。例えばＤＶＤにおいては、ＤＶＤ−ＲやＤＶＤ−ＲＷにて２層ディスクが存在し、単層の光ディスクの容量に対して約２倍の容量を実現している。また、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下ＢＤ）と呼ばれる高密度記録の光ディスクシステムにおいても同様に２層ディスクが存在する。

光ディスク装置に搭載される光ピックアップにおいては、光ディスクからの反射光を用いることにより、対物レンズのフォーカス方向やトラッキング方向のサーボ制御用の信号としている。そのため、信号に用いるべき反射光に不要な迷光が加わってしまうと、信号検出に不具合が生じてしまう。

レーザ光源から出射される光ビームを０次光及び±１次光の少なくとも３つの光ビームに分岐して光ディスク上に照射し、光ディスクからの反射光を光検出器にて受光する光ピックアップにおいては、２層ディスクの再生・記録動作を行った場合に、他層からの不要な反射光が迷光成分となり、トラッキング信号の外乱成分となってしまうという課題がある。

他層からの迷光を考慮した文献ではないが、特許文献１には「不要な迷光の発生を防止することが容易であり、かつプッシュプル法及び３ビーム法による信号検出を同時に行う」ことを目的としており、「入射光ビームを０次（メインビーム）、±１次（サブビーム）の３つの光ビームに分割する第１の回折素子と、複数の回折領域を有する第２の回折素子と、記録媒体から反射された光ビームを２方向に分離するビームスプリッタとが存在するなかで、ビームスプリッタにて分離された一方の光路上に、複数の光検出器を記録媒体のトラック方向に直線的に配置してなる第１の光検出器が、メインビームのみを受光するように設けられ、他方の光路上に、複数の光検出器からなる第２の光検出器が、各光検出器にて０次光成分および±１次光成分の少なくともいずれかを受光するよう設ける」ことで解決するものもある。

しかし、特許文献１では、この迷光成分を排除するために回折領域を分割してそれぞれ、＋１次のみ、あるいは−１次のみを受光するようにして分離している。そのため、回折された光ビームは本来の半分以下の光量となり、検出される信号が小さくなってしまう。また、異なる分割領域から±１次の光ビームを生成するために、各分割領域にて回折される光量の比率がばらつきやすく、光ディスク上に照射する±１次の光スポットの位置が０次光に対して点対称に配置しにくくなるため、良好なサーボ信号を得ることが難しいという課題があった。

本発明は、信頼性の高い光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することを目的とする。

上記目的は、光検出面上にて０次光と±１次光の偏光状態を略直交させることにより達成できる。

本発明によれば、信頼性の高い光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することが可能になる。

本発明を実施するための具体的構成として、実施例１から実施例５を用いて以下説明をする。

以下、本発明の実施例１としての光ピックアップの構成について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例１における光ピックアップの構成を示す図である。図１において、半導体レーザ１は４０５ｎｍ帯の波長で発振可能な半導体レーザであり、常温における発振波長は４０５ｎｍとなっている。尚、４０５ｎｍ帯はＢＤの記録再生が可能な波長である。図１は４０５ｎｍの波長の光ビームが出射されている状態を示している。半導体レーザ１より出射した光ビームは、後述するが紙面に平行な方向に対して、光ビームの光軸まわり角度α回転した面に平行な偏光状態の光ビームとなるように、半導体レーザ１を光ビームの光軸廻り回転して配置している。

光ビームは、半導体レーザの直前においてある偏光回折格子２に至る。ここで、偏光回折格子２は入射する光ビームをその偏光状態に応じて、０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐し、光ディスク上で３つの光スポットを生成するためのものである。詳細については、後述する。光ビームは偏光回折格子２の格子面により、０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐し、ハーフミラー３に至る。

ハーフミラー３は、半導体レーザ１から出射された光ビームの出射光軸に対して、４５°の角度をなすように配置されており、その表面に形成された膜で４０５ｎｍ帯の波長の光ビームを約８０％、Ｐ偏光成分を約７０％反射する光学素子である。そのため、ハーフミラー３に到達した光ビームは、その偏光状態に応じた光量だけ入射方向に対して９０°方向に反射することとなる。尚、光ビームの一部は、ハーフミラー３を透過し光ビームの光量をモニタするためのフロントモニタ５に至る。

ハーフミラー３の反射膜において反射した光ビームは、コリメートレンズ４によって平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ４を出射した光ビームは、４分の１波長板６を透過する。ここで、コリメートレンズ４を透過した光ビームは、４分の１波長板６により円偏光に変換された後、対物レンズ７に入射する。対物レンズ７は、４０５ｎｍ帯の光ビームが平行光で入射した場合に、例えばＢＤのように基板厚さが０．１ｍｍである第１の光ディスク１１の情報記録面に対して合焦可能な機能を持つレンズである。

対物レンズ７は、駆動コイル９と一体になっているアクチュエータ８に保持されており、駆動コイル９と対向する位置にはマグネット１０が配置されている。そのため駆動コイル９に通電しマグネット１０からの反力による駆動力を発生させることにより、対物レンズ７を光ディスク１１の略半径方向およびディスク面に垂直な方向に移動することが可能な構成となっている。ここで、対物レンズ７を透過した光ビームは、フロントモニタ５により検出した光量を基にして、対物レンズ７を透過する光ビームの光量、あるいは光ディスク１１上に集光する光スポットの光量を推定可能な構成となっている。

光ディスク１１を反射した光ビームは、往路光と同様の光路を往路とは逆方向に戻り、対物レンズ７を経て４分の１波長板６に至る。そのとき、光ビームのほとんどの偏光が往路と同じ円偏光であるため、４分の１波長板６を透過することにより往路とは直交する偏光に変換される。その後、光ビームはコリメートレンズ４に入射し、コリメートレンズ４により光ビームは平行光から収束光に変換され、ハーフミラー３に到達する。ハーフミラー３に到達した光ビームは、ハーフミラー３の膜面により２０％から３０％の光ビームがハーフミラー３を透過する。

ここで、ハーフミラー３を透過する光ビームは、コリメートレンズ４を透過することによりすでに収束光となっており、光ビームの進行方向に対して４５°方向に傾斜しているハーフミラー３を透過する際に光ビームに非点収差が与えられることなる。その後、光ビームは検出レンズ１２を透過した後に光検出器１３の所定の光検出面に集光されるようになっている。検出レンズ１２は、ハーフミラー３で発生するコマ収差をキャンセルするため、及び検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズである。光検出器１３では、受光した光ビームから光ディスク１１からのサーボ信号や再生信号などを出力可能となっている。

以上説明した光学部品と電気部品の組合せにより、光ピックアップ１４が構成されている。

次に、図２を用いて半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光に関して説明する。図２において、レーザチップ２１は４０５ｎｍ帯の光ビームを出射するものであり、基板２３の上に搭載され、図１に記載した半導体レーザ１の内部に搭載されている。レーザチップ２１の内部には、活性層２２が形成されており、この活性層の端面より光ビームを出射するようになっている。レーザチップ２１にある活性層２２の端面からレーザチップ２１の長手方向に略平行な方向に出射した４０５ｎｍ帯の光ビームは、光ビームの光軸に対して活性層２２に平行な方向θｈ（水平方向）の広がり角が狭く、活性層２２に垂直な方向θｖ（垂直方向）の広がり角が広くなっている。例えばこの広がり角は、おおよそ９°と１８°であり、光ビームの広がり２４はθｖ方向に長い楕円状の強度分布を持つものとなっている。ここで、レーザチップ２１から出射された光ビームの振動面は、活性層２２に平行な面、すなわちθｈ方向と略一致しており、図中に矢印で示した方向に振動する、いわゆるＰ偏光の偏光状態となっている。

次に、図３を用いて半導体レーザを出射した後の光ビームの偏光方向と偏光回折格子の位置関係について説明する。尚、半導体レーザ部分に関しては、図２にて説明したものと同じである。図３において、レーザチップ２１から発せられた光ビームの偏光方向は、活性層２２に平行な面、すなわちθｈ方向のＰ偏光となっている。一方、半導体レーザ１の前に配置する偏光回折格子２は、Ｐ偏光を回折するものであり、その回折方向、すなわち回折格子の溝構造に直交する方向は、図中のθｈ方向に対して角度αだけ傾くように配置されている。そのため、偏光回折格子に入射する光ビームのうち、ｃｏｓαに相当する成分（すなわちＰ偏光）が偏光回折格子により±１次光として回折され、ｓｉｎαに相当する成分（すなわちＳ偏光）が偏光回折格子を０次光として素通りすることとなる。

図４は、偏光回折格子における光ビームの回折状態を示す図である。図４においては、偏光回折格子の格子溝に直交する断面方向から見た状態を示している。そのため、偏光回折格子２に図面右側から入射する光ビームは、紙面に対して振動面が角度αだけ傾いた直線偏光となっている。図３で説明したように、偏光回折格子２においては格子にとってＰ偏光成分となる光ビームを所定の角度の±１次光として回折するようになっているため、ｃｏｓαに相当する光量が＋１次光及び−１次光に分岐して回折される。このとき、回折された±１次光の偏光方向は、図中丸印で示す紙面に垂直な振動面を持つＰ偏光となっている。一方、偏光回折格子２に入射する光ビームのうちｓｉｎαに相当する光量は、０次光として偏光回折格子２を素通りする。このとき、０次光の偏光方向は、図中矢印で示す紙面に平行な振動面を持つＳ偏光となっている。以上により、本実施例においては、偏光回折格子２を透過した後の０次光はＳ偏光であり、±１次光はＰ偏光となる。すなわち、０次光と±１次光の偏光方向は直交することとなる。

次に、光ピックアップにおける光ビームの偏光状態に関して図５を用いて説明する。図５において、（ａ）は０次光の偏光状態、（ｂ）は±１次光の偏光状態を示したものである。尚、図５の各構成部品に関しては、既に図１を用いて説明しているため、ここでは説明を省略する。図５（ａ）において、半導体レーザ１から出射された光ビームは、偏光回折格子２に入射する。このとき、光ビームは図４にて説明したのと同様に、紙面に対して振動面が角度αだけ傾いた直線偏光となっている。そのため、偏光回折格子２に入射する光ビームのうちｓｉｎαに相当する光量は、０次光として偏光回折格子２を素通りし、このとき、０次光の偏光方向は図中矢印で示す紙面に平行な振動面を持つＳ偏光となっている。

偏光回折格子２を出射した０次光は、ハーフミラー３にて反射されコリメートレンズ４に至る。ハーフミラー３にて、０次光の約８０％は反射し、反射後の０次光の偏光方向は、図中往路表記で示した紙面に平行な偏光方向である。その後、０次光は、コリメートレンズ４を経て４分の１波長板６を透過する。４分の１波長板６においては、０次光は円偏光に変換される。その後、対物レンズ７に入射した０次光は、ディスク１１の記録面にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ７を経て４分の１波長板６に至る。４分の１波長板６を透過するとき、0次光は往路とは直交する方向の偏光に変換される。すなわち、図中丸印で示した紙面に垂直な偏光方向であるＰ偏光となる。その後、０次光はコリメートレンズ４に入射し、コリメートレンズ４により平行光から収束光に変換され、ハーフミラー３に到達する。ハーフミラー３に到達した光ビームは、ハーフミラー３の膜面の特性により３０％の光量がハーフミラー３を透過する。その後、０次光は、検出レンズ１２を透過し光検出器１３の所定の光検出面に集光されるが、０次光の偏光方向は図中の丸印にて示した紙面に垂直なＰ偏光の状態である。

次に±１次光の偏光状態について説明する。図５（ｂ）において、半導体レーザ１から出射された光ビームは、偏光回折格子２に入射する。このとき、光ビームは図４にて説明したのと同様に、紙面に対して振動面が角度αだけ傾いた直線偏光となっている。そのため、偏光回折格子２においてＰ偏光成分となる光ビームを所定の角度の±１次光として回折する。すなわち、光ビームのｃｏｓαに相当する光量が＋１次光及び−１次光に分岐して回折される。このとき、回折された±１次光の偏光方向は、図中丸印で示す紙面に垂直な振動面を持つＰ偏光となっている。

偏光回折格子２を出射した±１次光はＰ偏光であるため、±１次光の約７０％がハーフミラー３にて反射されコリメートレンズ４に至る。反射後の±１次光の偏光方向は、図中往路表記の丸印で示した紙面に垂直な偏光方向である。その後、±１次光は、コリメートレンズ４を経て４分の１波長板６を透過する。４分の１波長板６においては、±１次光は円偏光に変換される。その後、対物レンズ７に入射した±１次光は、ディスク１１の記録面にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ７を経て４分の１波長板６に至る。４分の１波長板６を透過するとき、±１次光は往路とは直交する方向の偏光に変換される。すなわち、図中矢印で示した紙面に平行な偏光方向であるＳ偏光となる。その後、±１次光はコリメートレンズ４に入射し、コリメートレンズ４により平行光から収束光に変換され、ハーフミラー３に到達する。ハーフミラー３に到達した光ビームは、ハーフミラー３の膜面の特性により２０％の光量がハーフミラー３を透過する。その後、±１次光は、検出レンズ１２を透過し光検出器１３の所定の光検出面に集光されるが、±１次光の偏光方向は図中の矢印にて示した紙面に平行なＳ偏光の状態である。

次に偏光回折格子に入射する偏光の角度と０次光と±１次光の光量の関係について説明する。図６は、偏光回折格子に対する入射偏光角度と０次光及び±１次光の光量の関係を示したものである。ここで、検討を簡略化するため、実施例１における偏光回折格子は、Ｐ偏光成分をその入射光量を５０％ずつの光量の＋１次光と−１次光の光ビームに回折するものである。そのため、入射偏光角度が０度の場合には全光量が回折せずにそのまま透過し、０次光の光量が１となり、＋１次光及び−１次光の光量が０となる。入射偏光の入射角度が変化するに従って回折するＰ偏光成分が増加することとなるため、０次光は減少し、図中同じ挙動を示す＋１次光と−１次光は逆に増加することとなる。３ビームを用いるいわゆる差動プッシュプル方式における０次光と±１次光の光量の比率は、光ディスク上の記録マークを±１次光が消去しないという観点から±１次光はあまり光量を大きくできない。そのため、０次光対±１次光の光量比率の上限は、１０対１程度となっている。一方、検出した信号成分がノイズの影響を受けにくくするためにある程度の±１次光の光量が必要である。そのため、０次光と±１次光の光量比率の下限は２０対１である。すなわち、０次光と±１次光の光量の比率を１０対１から２０対１の間に設定することで、光ピックアップとして良好な性能を確保することが可能である。実施例１においては、図６に示すように０次光と±１次光の光量比率を１０対１から２０対１の間に設定するために、偏光回折格子に入射する偏光の角度を５度から１２度の間に設定することで、最適な０次光と±１次光の光量の比率、すなわち分光比に設定することが可能である。

次に、２層ディスクを再生する場合の光ビームの状態について図７を用いて説明する。図７（ａ）は、２層ディスクを再生した場合の光ビームの状態を示しており、図７（ｂ）は、２層ディスク内での光ビームの状態を示した図である。尚、図７において、各光学部品の配置は先の図１で示した構成と同じであるので説明を省略する。

半導体レーザ１を出射した光ビームは、先に説明したのと同様に対物レンズ７にて光ディスク１５上の再生しようとする記録面１６に集光される。記録面１６を反射した光ビームは、図中の実線にて示すように往路と同じ光路の光ビームとなって、光検出器に到達する。ここで、２層ディスクは、２つの記録面１６及び記録面１７を有する光ディスクであり、対物レンズ７から見て手前側にある記録面１６は、所定量の光ビームを反射し、所定量の光ビームを透過させ記録面１７に導くような記録面特性に設定されている。そのため、記録面１６に光ビームを集光した場合においても、記録面１６を透過する光ビームが一定量必ず生じることとなる。記録面１６に集光したのちに記録面１６を透過する光ビームは、図中の点線にて示すように記録面１７にて全反射し、対物レンズ７を経てコリメートレンズ４に至る。実線で示した記録面１６を反射した光ビームに対して、この記録面１７を反射した光ビームは点線にて示すように光ビームの収束状態が異なることとなる。そのため、光検出器１３に到達する手前に一旦集光状態となり、光検出器１３上では光ビームの有効径が幾分大きくなっている。

図８は２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図である。図８（ａ）は所望の記録面からの信号光のスポットを示しており、図８（ｂ）は他の記録面からの反射光のスポットを追記して示している。図８（ａ）において、光検出器内には、各々が４分割された受光面３０、受光面３１、受光面３２からなる３つの受光面が配置されている。この受光面に対して、所望の記録面からの３つの信号光が照射されるように光検出器は位置調整されており、受光面３０には０次信号光３３が照射され、受光面３１には＋１次信号光３４が照射され、受光面３２には−１次信号光３５が照射されている。そのため、受光面３０、３１、３２からの出力信号を演算することにより、非点収差法や差動非点収差法によるフォーカスエラー信号、差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号を出力することが可能である。ここで、非点収差法や差動非点収差法及び差動プッシュプル法は、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。先に説明したように、実施例１においては、偏光回折格子に対して所定の角度となるように直線偏光を入射させるために、０次光と±１次光の偏光方向が互いに直交する関係で光ディスク上に照射され、その後光検出器へ戻るような構成となっている。そのため、光検出器上の０次信号光３３は図中右上がり斜線で示したＳ偏光であり、＋１次信号光３４は左上がり斜線で示したＰ偏光、−１次信号光３５もＰ偏光となっている。

２層ディスクを再生する場合においては、先に図７を用いて説明したように、他層を反射した０次光からの戻り光３６が光検出器面上に照射される。この戻り光３６は、図８（ｂ）に示したように、０次光の信号光に対して略同心円上にあり、その直径は受光面３０のみならず受光面３１及び受光面３２を包含する程度に大きいものである。＋１次信号光３４に対して同じ受光面３１に照射される戻り光３６は、光量としては同じ程度か数分の一程度であるがほとんど同じ光路長のため、戻り光３６と＋１次信号光が同じ偏光状態の光の組合せの場合、記録面１６と記録面１７の面間隔変動を要因として＋１次信号光と干渉を起こしてしまうこととなる。その場合、受光面３１から得られるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に干渉による変動が発生することとなる。本発明による実施例１においては、この戻り光３６の偏光方向はＳ偏光であり、＋１次信号光３３はＰ偏光である。そのため、戻り光３６は受光面３１において、総光量をわずかに増加させるが、干渉による変動要因とはならないため、受光面３１から出力可能なフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が干渉により変動することはない。

次に、本発明の実施例２について、図９を用いて説明する。図９において、基本的な光学部品配置は、先に説明した図１のものと同じであり、同一の部品に関しては同一番号を付与している。実施例２が図１で示した実施例１と異なる点は、半導体レーザ１と偏光回折格子２の間に、２分の１波長板１８が配置されている点である。この２分の１波長板１８は、内部の方位角との入射偏光の角度の設定により、角度差の倍の角度だけ偏光方向を回転させる作用をもつ光学素子である。そのため、２分の１波長板１８により、半導体レーザ１から出射される直線偏光の偏光方向を所望の方向に変換するように設定することが可能である。すなわち、半導体レーザ１の光軸周りの角度を変更することなしに、偏光回折格子２への入射偏光角度を設定できるため、偏光回折格子２で回折される±１次光の光量と回折されない０次光の割合を調整しやすくすることができ、例えば半導体レーザ１から出射する光ビームの偏光角度にばらつきがある場合においても、容易に偏光回折格子２への入射偏光角度を設定できるという利点もある。

次に、本発明の実施例３について、図１０を用いて説明する。図１０において、基本的な光学部品配置は、先に説明した図９のものと同じであり、同一の部品に関しては同一番号を付与している。実施例３が図９で示した実施例２と異なる点は、半導体レーザ１と偏光回折格子２の間に、２分の１波長板１８の代わりに電源のオン／オフで入射偏光の偏光方向の角度回転が可能な液晶素子２５を配置している点である。この液晶素子２５は、スイッチ２６において電源をオン／オフさせることにより、液晶素子２５内部の２分の１波長板機能の動作をオン／オフさせることができるものである。そのため、偏光回折格子２に入射する偏光状態を少なくとも２つの状態とすることができ、例えば半導体レーザ１から出射する光ビームの偏光角度にばらつきがある場合においても、容易に偏光回折格子２への入射偏光角度を設定でき、偏光回折格子２を回折する±１次光の光量を調整することが可能である。

次に、本発明の実施例４について、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は実施例４における回折格子のパターンを示した図であり、図１１（ｂ）は本回折格子を光ビームが透過する際の偏光状態を示した図である。図１１（ａ）において、回折格子１９の基板３８の表面の一部は回折格子の溝がない中央領域２７となっている。一方、その両端には、特に偏光依存性のない通常の回折格子領域２８及び回折格子領域２９が形成されている。ここで、回折格子領域２８及び回折格子領域２９は、回折格子１９を透過する光ビームの有効径３７の一部がかかる程度に離間して形成されている。また、回折格子領域２８及び回折格子領域２９の部分には、図示しない２分の１波長板３９及び２分の１波長板４０が貼り付けてある。

図１１（ｂ）において、回折格子１９の右側から入射する光ビームは、図中矢印で記載した紙面に平行な方向のＳ偏光状態となっている。光ビームが回折格子１９に入射した場合、中央領域２７の部分は素通りするため、その部分を通過した光ビームの偏光方向は特に変化がなく、紙面に平行なＳ偏光状態が維持される。一方、入射する光ビームのうち、回折格子領域２８及び回折格子領域２９を透過する光ビームは、回折格子の溝構造により、±１次光に各々が分岐される。回折格子領域２８及び回折格子領域２９にはそれぞれ２分の１波長板３９及び２分の１波長板４０が一体で貼り付けてあるため、回折格子１９を出射した±１次光の偏光方向をＰ偏光とすることが可能である。これにより、高価な偏光回折格子とは異なる構成で、０次光と±１次光の偏光方向を直交させることが可能となる。すなわち、実施例４による回折格子１９を用いることで、実施例１と同様に２層ディスクで他層からの戻り光の影響を排除し、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号における干渉に信号変動を抑制することができる。

次に、実施例１から実施例４の光ピックアップを搭載した光ディスク装置について説明する。図１２に本実施例における光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図を示す。光ピックアップ１４より検出された信号の一部は光ディスク判別回路５１に送られる。光ディスク判別回路５１における光ディスクの判別動作は、光ディスクの基板厚さが点灯している半導体レーザの発振波長に対応したものである場合と、異なる発振波長に対応したものである場合とを比較した場合に、光ピックアップ１４より検出された例えばフォーカスエラー信号振幅レベルが前者の場合に大きくなることを利用している。その判別結果はコントロール回路５４に送られる。さらに、光ピックアップ１４により検出された検出信号の一部は、サーボ信号生成回路５２あるいは情報信号検出回路５３に送られる。サーボ信号生成回路５２では、光ピックアップ１４で検出された各種信号から光ディスク１１あるいは２層ディスク１５に適したフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成し、コントロール回路５４に送る。一方、情報信号検出回路５３では、光ピックアップ１６の検出信号から光ディスク１１あるいは２層ディスク１５に記録された情報信号を検出し再生信号出力端子へ出力する。コントロール回路５４は、光ディスク判別回路５１からの信号により光ディスク１１あるいは２層ディスク１５を設定し、それに対応してサーボ信号生成回路５２にて生成されたフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動信号をアクチュエータ駆動回路５５に送る。この対物レンズ駆動信号によりアクチュエータ駆動回路５５は、光ピックアップ１４内のアクチュエータ８を駆動し対物レンズ７の位置制御を行う。また、コントロール回路５４は、アクセス制御回路５６により光ピックアップ１４のアクセス方向位置制御を行い、スピンドルモータ制御回路５７によりスピンドルモータ５８を回転制御しディスク１１あるいは２層ディスク１５を回転させる。さらに、コントロール回路５４は、レーザ点灯回路５９を駆動することにより、光ピックアップ１４に搭載されている半導体レーザ１を光ディスク１１あるいは２層ディスク１７に応じて適宜点灯させ、光ディスク装置での記録再生動作を実現している。

ここで、光ピックアップから出力された信号から情報信号を再生する情報信号再生部と、情報信号再生部から出力された信号を出力する出力部とを備えることで光ディスクの再生装置を構成することが可能である。また、情報信号を入力する情報入力部と、情報入力部から入力された情報から光ディスクに記録する信号を生成し、光ピックアップに出力する記録信号生成部とを備えることで光ディスクの記録装置を構成することが可能である。

以上のように、上記の各実施例によれば、２層ディスクの再生時において、回折格子で生成した３つのビームにより、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を出力する光ピックアップにおいて、±１次信号光と０次光の他層からの戻り光の偏光方向を直交することにより、戻り光による干渉をなくし、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号が変動しないようにすることができる。それにより、信頼性の高い光ピックアップ、光ディスク装置を実現することができる。

なお、本発明は上記の各実施例の偏光方向に限定されず、０次光をＰ偏光とし、±１次光をＳ偏光とすることが可能である。

また、実施例１から実施例４の光ピックアップにおいては、光ビームを０次光と±１次光に分岐し、かつ互いの偏光方向を略直交させるための偏光回折格子を半導体レーザとハーフミラーの間の往路部分に配置する構成である。しかしながら、例えば、回折格子で０次光と±１次光とした後に波長板や偏光素子によりいずれか一方の光の偏光を変えるなど、本発明は光検出面上にて０次光と±１次光の偏光状態が略直交する構成であれば良く、偏光を直交させるための素子の配置場所やその手段を限定するものではなく、偏光を直交させるための素子を往復路中あるいは復路中に配置してもかまわない。

実施例１における光ピックアップの構成を示す図 半導体レーザに搭載されているレーザチップ及び偏光を示す図 半導体レーザを出射した後の光ビームの偏光方向と偏光回折格子の位置関係を示す図 偏光回折格子における光ビームの回折状態を示す図 光ピックアップにおける光ビームの偏光状態を示す図 偏光回折格子に入射する偏光の角度と０次光と±１次光の光量の関係を示した図 ２層ディスクを再生する場合の光ビームの状態について示した図 ２層ディスクを再生した場合の光検出器上でのスポットの状態を示した図 実施例２におけるにおける光ピックアップの光学系構成を示した図 実施例３におけるにおける光ピックアップの光学系構成を示した図 実施例４における回折格子及び偏光状態を示した図 実施例１乃至実施例４の光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略ブロック図

符号の説明

１…半導体レーザ、２…偏光回折格子、３…ハーフミラー、４…コリメータレンズ、６…広帯域波長板、７…対物レンズ、８…アクチュエータ、９…駆動コイル、１０…マグネット、１１…光ディスク、１５…２層ディスク、１２…検出レンズ、１３…光検出器、５…フロントモニタ、１４…光ピックアップ、１８、３９、４０…２分の１波長板、２５…液晶素子、３０、３１、３２…受光面、３３…０次信号光、３４…＋１次信号光、３５…−１次信号光、３６…０次光の他層からの戻り光

Claims (11)

1. 複数の層からなる光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源からの光ビームを０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐する回折素子と、
   前記回折素子により分岐された０次光と±１次光の偏光を直交させる偏光手段と、
   前記回折素子を通る光ビームを前記光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
   を備え、
   前記光検出器は前記偏光手段により直交された０次光と±１次光を受光する、
   光ピックアップ。
2. 複数の層からなる光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源からの光ビームを０次光と±１次光の３つの光ビームに分岐し、該０次光と該±１次光の偏光を直交させる偏光回折素子と、
   前記偏光回折素子を通る光ビームを前記光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
   を備えた、
   光ピックアップ。
3. 請求項１または２に記載の光ピックアップであって、
   前記０次光と±１次光の光量比が１０対１から２０対１である、
   光ピックアップ。
4. 複数の層からなる光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源からの光ビームをメインビームとサブビームに分岐する回折素子と、
   前記回折素子により分岐されたメインビームとサブビームの偏光を直交させる偏光手段と、
   前記回折素子を通る光ビームを前記光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
   を備え、
   前記光検出器は前記偏光手段により直交されたメインビームとサブビームを受光する、
   光ピックアップ。
5. 複数の層からなる光ディスクに光を出射し、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップであって、
   レーザ光源と、
   前記レーザ光源からの光ビームをメインビームとサブビームに分岐し、該メインビームとサブビームの偏光を直交させる偏光回折素子と、
   前記偏光回折素子を通る光ビームを前記光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
   を備えた、
   光ピックアップ。
6. 請求項４または５に記載の光ピックアップであって、
   前記メインビームとサブビームの光量比が１０対１から２０対１である、
   光ピックアップ。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光ピックアップであって、
   前記レーザ光源と前記回折素子の間に前記レーザ光源の発振波長の２分の１倍となる２分の１波長板を配した、
   光ピックアップ。
8. 請求項１ないし６のいずれかに記載の光ピックアップであって、
   前記レーザ光源と前記回折素子の間に、電気的動作により波長板として機能する液晶素子を配した、
   光ピックアップ。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の光ピックアップと、
   前記光ピックアップから出力される信号を用いて、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成するサーボ信号生成回路と、を備え、
   前記サーボ信号生成回路は、差動プッシュプル法によるトラッキング信号を生成可能なことを特徴とする光ディスク装置。
10. 請求項１ないし８のいずれかに記載の光ピックアップと、
    前記光ピックアップから出力された信号から情報信号を再生する情報信号再生部と、
    前記情報信号再生部から出力された信号を出力する出力部と、を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
11. 請求項１ないし８のいずれかに記載の光ピックアップと、
    情報信号を入力する情報入力部と、
    前記情報入力部から入力された情報から光ディスクに記録する信号を生成し、前記光ピックアップに出力する記録信号生成部と、を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
    

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