JP2008108386A - Optical pickup and optical disc drive - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、特に光ディスクの判別動作に関するものである。 The present invention relates to an optical pickup and an optical disc apparatus, and more particularly to an optical disc discrimination operation.
本技術分野の背景技術としては、例えば特開平9−17003号公報がある。本公報には目的として「対物レンズに入射する光ビームを分割、あるいは切り替える際に光量のロスが少なく、ビームの切り替え機構が簡単で切り替えの際に角度変化を伴わず、かつ、1つの対物レンズ駆動装置を用いて装置を小型化できるとともに、信号検出部も小型になり、容易に複数の種類の光ディスクに対応できる光ピックアップを提供することを目的としている。」と記載されており、その解決手段として「(1)光源から発せられた光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための対物レンズを複数個搭載し、所定方向に移動制御するための対物レンズ駆動装置と、入射した直線偏光の偏光方向を変換する偏光方向変換素子と、光ビームの偏光方向によって反射率あるいは出射方向の異なる第1、及び第2の偏光分離手段とを備える光ピックアップであって、前記光源側からの光ビームを前記偏光分離手段により分割し、分割された光ビームを前記複数個の対物レンズにそれぞれ入射させるとともに、前記記録媒体で反射され、前記第1の偏光分離手段に戻り、ここで透過及び反射した光ビームを、第2の偏光分離手段によって異なる偏光方向の光ビームに分割し、それぞれの光ビームを少なくとも2分割された光検出器に入射させることで信号検出を行うこと、更には、(2)前記第1の偏光分離手段が偏光ビームスプリッタであり、前記第2の偏光分離手段がウォラストンプリズムであること、更には、(3)前記偏光方向変換素子によって変換される光ビームの偏光方向を所定の方向に設定することにより、複数個の対物レンズに入射する光ビームの分割比率を決定すること、更には、(4)光源から発せられた光ビームを収束して、その収束光を記録媒体に照射するための対物レンズを複数個搭載し、所定方向に移動制御するための対物レンズ駆動装置と、光ビームの偏光方向によって反射率の異なる偏光分離手段と、前記偏光分離手段に入射する光ビームの偏光方向を変換するための偏光方向変換素子とを備える光ピックアップであって、前記偏光方向変換素子によって光ビームの偏光方向を切り替えることで、前記複数個の対物レンズのうち、どの対物レンズに光ビームを入射させるかを切り替えるとともに、前記偏光分離手段を透過して、前記記録媒体で反射された光ビームを再び前記偏光分離手段を透過させ、一方、前記偏光分離手段で反射され、前記記録媒体で反射された光ビームを再び前記偏光分離手段で反射させることにより、両方の反射光を共通の光検出器で受光するようにしたこと、更には、(5)前記偏光方向変換素子は2分の1波長板であり、前記2分の1波長板を光路に対して抜き差しすることで、光ビームの偏光方向を切り替えること、更には、(6)前記偏光方向変換素子は2分の1波長板であり、前記2分の1波長板を所定の角度だけ回転させることで、光ビームの偏光方向を切り替えること、を特徴としたものである。」と記載されている。 As background art in this technical field, there is, for example, JP-A-9-17003. The purpose of this publication is as follows: “There is little loss in the amount of light when splitting or switching the light beam incident on the objective lens, the beam switching mechanism is simple, there is no angle change at the time of switching, and one objective lens The objective of the present invention is to provide an optical pickup that can reduce the size of the device by using a driving device and that can also reduce the size of the signal detection unit and can easily handle a plurality of types of optical discs. As a means, (1) an objective lens driving device for converging a light beam emitted from a light source and mounting a plurality of objective lenses for irradiating the converged light onto a recording medium and controlling movement in a predetermined direction; A polarization direction conversion element that converts the polarization direction of the incident linearly polarized light, and first and second polarization components having different reflectances or emission directions depending on the polarization direction of the light beam. An optical pickup comprising: a light beam from the light source side divided by the polarization separation unit; the divided light beams are respectively incident on the plurality of objective lenses and reflected by the recording medium; Returning to the first polarization separation means, the light beam transmitted and reflected here is divided into light beams of different polarization directions by the second polarization separation means, and each light beam is divided into at least two light detectors. (2) the first polarization separation means is a polarization beam splitter, and the second polarization separation means is a Wollaston prism. (3) A light beam incident on a plurality of objective lenses by setting the polarization direction of the light beam converted by the polarization direction conversion element to a predetermined direction. Determining the division ratio, and (4) mounting a plurality of objective lenses for converging the light beam emitted from the light source and irradiating the converged light onto the recording medium, and controlling movement in a predetermined direction An optical pickup comprising: an objective lens driving device for driving; a polarization separating unit having a different reflectance depending on a polarization direction of the light beam; and a polarization direction converting element for converting the polarization direction of the light beam incident on the polarization separating unit. By switching the polarization direction of the light beam by the polarization direction conversion element, the objective lens among the plurality of objective lenses is switched and the light beam is transmitted through the polarization separation means. The light beam reflected by the recording medium is transmitted again through the polarization separation means, while the light beam reflected by the polarization separation means and reflected by the recording medium is reflected. The reflected light is reflected again by the polarization separating means, so that both reflected lights are received by a common photodetector, and (5) the polarization direction changing element is a half-wave plate. The polarization direction of the light beam is switched by inserting / removing the half-wave plate with respect to the optical path, and (6) the polarization direction conversion element is a half-wave plate, The polarization direction of the light beam is switched by rotating the half-wave plate by a predetermined angle. Is described.
次世代の光ディスクとして、BD(Blu−ray Disc)やHD DVDなどの青色半導体レーザを用いた光ディスクシステムが提案されている。このBDとHD DVDは、半導体レーザの仕様は共通であるが、ディスクの物理仕様が異なるシステムである。例えば、ディスクの基板厚さはBDで0.1mmでありHD DVDで0.6mmであり、NAはBDで0.85でありHD DVDで0.6となっている。このような異なる物理仕様の光ディスクの何れにも対応する互換光ピックアップを実現しようとした場合、どのディスクが装着されたかを最初に判別する光ディスク判別動作においては、それぞれの光ディスクを想定して順番に判別動作を繰り返す必要があり、そのためディスク判別に時間がかかってしまうという課題がある。 As a next generation optical disc, an optical disc system using a blue semiconductor laser such as a BD (Blu-ray Disc) or an HD DVD has been proposed. The BD and HD DVD are systems having the same semiconductor laser specifications but different disk physical specifications. For example, the substrate thickness of the disc is 0.1 mm for BD and 0.6 mm for HD DVD, and NA is 0.85 for BD and 0.6 for HD DVD. When trying to realize a compatible optical pickup compatible with any of the optical discs with different physical specifications, in the optical disc discrimination operation for first discriminating which disc is loaded, the respective optical discs are assumed in order. The discriminating operation needs to be repeated, which causes a problem that it takes time to discriminate the disc.
しかしながら、先に示した特許文献1では、異なる物理仕様の光ディスクに対応する点は考慮されているが、複数の光ディスクに対してディスク判別に要する時間を短縮することに関しては記載されていない。
However, in
本発明は、光ディスクの判別に要する時間を短縮することを目的とする。 An object of the present invention is to shorten the time required for discriminating optical disks.
上記目的は、その一例として、特許請求の範囲に記載の構成により達成できる。 The above object can be achieved by, for example, the configuration described in the claims.
本発明によれば、光ディスクの判別に要する時間を短縮することができる。 According to the present invention, the time required for discriminating an optical disk can be shortened.
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。 Hereinafter, the configuration of an optical pickup as Example 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
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およびHD DVD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、図中矢印にて示すような紙面に平行な面に平行の偏光状態(以下、P偏光と記す)の光ビームとなるように、半導体レーザ1は光ビームの光軸廻りに回転位置を決めて配置してある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an optical pickup in
半導体レーザ1を出射した光ビームは、半導体レーザ1の直前においてある液晶素子2に至る。ここで液晶素子2は、光ピックアップの外部に設けられた液晶素子駆動回路25からの入力信号に応じて透過するP偏光の偏光角度を略90度回転することが可能な素子であり、図中に示すように液晶素子駆動回路25のスイッチがオンの状態においては、液晶素子2を透過したあとの光ビームの偏光方向は、P偏光が90度回転された図中2重丸で示す紙面に垂直な方向(以下、S偏光と記す)となる。
The light beam emitted from the
液晶素子2を透過した光ビームは、回折格子3に至る。回折格子3は入射する光ビームを、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り、透過後の光ビームは、偏光ビームスプリッタであるPBS4に至る。PBS4は、三角柱が2つ組合さった立方体形状からなり、その内部に半導体レーザ1から出射された光ビームの出射光軸に対して、45°の角度をなすような膜面4aが形成されている。その膜面4aでは、後述するように405nm帯波長の光ビームのうちS偏光成分を約100%反射するようになっている。一方P偏光成分に関しては、約100%を透過させるようになっている。そのため、PBS4に到達した光ビームは、その偏光状態に応じた光量だけS偏光成分は入射方向に対して90°方向に反射し、P偏光成分は透過することとなる。
The light beam transmitted through the
PBS4の膜面4aにおいて反射した光ビームは、コリメートレンズ5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5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を透過後、立上げミラー7にて光軸が90度変換され、光ビーム12の光軸は光ディスクの面に対して略垂直に入射するように設定されている。立上げミラー7を出射した光ビーム12は対物レンズ8に入射する。対物レンズ8は、405nm帯波長の光ビーム12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13の情報記録面14に対して合焦可能な特性のレンズである。対物レンズ8は、駆動コイル10と一体になっているアクチュエータ9に保持されており、駆動コイル10と対向する位置にはマグネット11が配置されている。そのため駆動コイル10に通電しマグネット11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8を光ディスク13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。
The light beam reflected on the
光ディスク13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8、立上げミラー7を経て4分の1波長板6に至る。その後、光ビームはコリメートレンズ5に入射し、コリメートレンズ5により光ビームは平行光から収束光に変換され、PBS4に到達する。詳細は後述するが、PBS4に到達した復路の光ビームは、PBS4内部の膜面4aを透過するため、復路の光ビームは検出レンズ23に向かうこととなる。
The light beam reflected from the
ここで、PBS4を透過する光ビームは、コリメートレンズ5を透過することによりすでに収束光となっている。検出レンズ23は、検出系側の合成焦点距離を拡大するためのレンズであり、2つの面のうち一方が凹面、他方が円筒面で構成されているため、検出レンズ23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。光ビームは、検出レンズ23を透過した後に光検出器24の所定の光検出面に集光されるようになっている。光検出器24では、受光した光ビームから光ディスク13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。
Here, the light beam passing through the PBS 4 has already become convergent light by passing through the
一方、液晶素子2を透過した後の光ビームの偏光方向がP偏光のままに設定されている場合においては、回折格子3を経てPBS4に至る光ビームの偏光状態はP偏光となっている。先述したようにPBS4においては、P偏光成分の約100%を透過させるようになっている。そのため、PBS4に到達したP偏光の光ビームは、PBS4を透過することとなる。
On the other hand, when the polarization direction of the light beam after passing through the
PBS4の膜面4aを透過し出射した光ビームは、反射プリズム15の内部に光ビームの光軸に対して45度に設定された反射面により光ビームの光軸方向を90度変換させられ、コリメートレンズ16に至る。コリメートレンズ16では、光ビームは略平行な光ビームに変換され、コリメートレンズ16を出射した光ビームは、4分の1波長板17を透過する。ここで、4分の1波長板17を透過後の光ビームは、立上げミラー7にて光軸が90度変換され光ビームの光軸が光ディスクの面方向に向くように設定されている。立上げミラー18を出射した光ビーム20は対物レンズ19に入射する。対物レンズ19は、405nm帯の光ビーム20が平行光で入射した場合に、例えばHD DVDのように基板厚さが0.6mmである第2の光ディスク21の情報記録面22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19は、駆動コイル10と一体になっているアクチュエータ9に保持されており、駆動コイル10と対向する位置にはマグネット11が配置されている。そのため駆動コイル10に通電しマグネット11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19を光ディスク21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。また、実施例1の光ピックアップにおいては、対物レンズ8と対物レンズ19が共通のアクチュエータ9に一体保持されているため、駆動コイル10に通電することにより、対物レンズ8と対物レンズ19は一体で駆動されることとなる。
The light beam transmitted through and emitted from the
光ディスク21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19、立上げミラー18を経て4分の1波長板17に至る。その後、光ビームはコリメートレンズ16に入射し、コリメートレンズ16により光ビームは平行光から収束光に変換され、反射プリズム15にて90度光ビームの光軸方向を変換された後にPBS4に到達する。詳細は後述するが、PBS4に到達した第2の光ディスクからの復路の光ビームは、PBS4内部の膜面4aにて反射するため、復路の光ビームは検出レンズ23に向かうこととなる。
The light beam reflected from the
ここで、PBS4を透過する光ビームは、コリメートレンズ16を透過することによりすでに収束光となっている。先述したように、検出レンズ23は、2つの面のうち一方が凹面、他方が円筒面で構成されているレンズであり、そのため、検出レンズ23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23を透過した後に光検出器24の所定の光検出面に集光されるようになっている。尚、検出レンズ23は、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24では、受光した光ビームから光ディスク13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。
Here, the light beam passing through the
以上説明したように、1つの半導体レーザと、偏光を回転する液晶素子と、PBSと、複数の対物レンズ、一つの光検出器の組合せにより、光ピックアップ26が構成されている。
As described above, the
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27は405nm帯の光ビームを出射するものであり、基板29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27の内部には、活性層28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27にある活性層28の端面からレーザチップ27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28に平行な方向θh(水平方向)の広がり角が狭く、活性層28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30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27から出射された光ビームの振動面は、活性層28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。
Next, the laser chip mounted on the semiconductor laser and the polarization will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a
次に、図3を用いて液晶素子の動作について説明する。図3において、液晶素子2は外部からの電気信号のオン/オフに連動して、液晶素子2を透過するP偏光を偏光面が光軸に対して90度回転したS偏光に変換可能な偏光回転素子である。素子の構成自体は本発明との関連が少ないため詳細な説明をここでは省略する。
Next, the operation of the liquid crystal element will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the
図3(a)において、スイッチ25はオフ状態となっており、液晶素子2に外部から通電されていない状態を示している。この状態においては、液晶素子2には何ら電気的作用が発生しないので、入射側から入射したP偏光は、液晶素子2をそのまま通過し、出射側からP偏光のまま出射される。一方、図3(b)においては、スイッチ25がオン状態を示しており、液晶素子2が電気的に作用を受けている状態である。この状態において入射側から入射したP偏光は、液晶素子2内で偏光面を90度回転させられ、出射側からS偏光の光ビームとなって出射される。以上により、液晶素子2においては、通電状態のオン/オフにより入射偏光に対して出射偏光を90度回転可能となる。尚、この液晶素子は、光ビームの偏光面を回転させるものであり、出射する光ビームの偏光状態に関係なく、95%以上の透過率を確保できるものである。
In FIG. 3A, the
図4は、PBS4の膜面4aの特性を示した図である。図4において、横軸は膜面4aに入射する光ビームの波長を示しており、縦軸は入射した光ビームの透過率となっている。光ビームに対して45度の角度で配置されている膜面4aにおいて、P偏光の光ビームの場合は405nm付近で約100%の光を透過し、S偏光の光ビームに関しては405nm付近でほとんど光を透過しない特性となっている。そのため、405nm付近の光ビームに関しては、P偏光はほとんどが反射せず透過し、S偏光は約100%が反射することとなる。すなわち、P偏光とS偏光は膜面4aでほぼ分離され、透過及び反射することとなる。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the
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及び図6を用いて説明する。 Next, the polarization state of the light beam in the optical pickup will be described with reference to FIGS.
図5は、第1の光ディスクを再生している場合の偏光状態を示した図である。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において、半導体レーザ1から出射された光ビームは、液晶素子2に入射する。第1の光ディスク13を再生する場合においては、液晶素子駆動回路25のスイッチをオンとすることにより、液晶素子2を通過する光ビームの偏光状態は、図中矢印で記載の紙面に平行なP偏光から、図中2重丸で記載の紙面に垂直なS偏光に回転される。その後光ビームは回折格子3にて0次光及び±1次の3つの光ビームに分岐され、PBS4に至る。PBS4においてS偏光は約100%を反射するため、光ビームはS偏光の状態でPBS4の膜面4aで反射してPBS4を出射することになる。S偏光の光ビームは、コリメートレンズを経て、4分の1波長板6に至る。4分の1波長板6においては、光ビームの偏光状態は円偏光に変換され、立上げミラー7で反射した後、対物レンズ8に入射する。その後、第1のディスク13の記録面14にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ8、立上げミラー7を経て、4分の1波長板6に至る。復路においては、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直線偏光に変換される。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P偏光となる。その後、光ビームはコリメートレンズ5に入射し、コリメートレンズ5により平行光から収束光に変換されるが、偏光状態はP偏光のままでPBS4に到達する。先述したようにPBS4の膜面4aは、P偏光の光ビームを約100%透過するため、第1の光ディスクからの反射光はPBS4を透過し、検出レンズ23及び光検出器24へ向かって出射する。即ち、図5のPBS4においては、往路の光ビームはS偏光のため反射し、復路はP偏光のため透過することとなる。
FIG. 5 is a diagram showing a polarization state when the first optical disc is being reproduced. Note that each component in FIG. 5 has already been described with reference to FIG. In FIG. 5, the light beam emitted from the
次に、第2の光ディスクを再生している場合の偏光状態に関して、図6を用いて説明する。 Next, the polarization state when the second optical disc is reproduced will be described with reference to FIG.
尚、図6の各構成部品に関しても、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6において、半導体レーザ1から出射された光ビームは、偏光回転素子2に入射する。第2の光ディスク21を再生する場合においては、液晶素子駆動回路25のスイッチをオフとすることにより、液晶素子2を通過する光ビームの偏光状態は、図中矢印で記載の紙面に平行なP偏光まま液晶素子を透過することとなる。その後光ビームは回折格子3にて0次光及び±1次の3つの光ビームに分岐され、PBS4に至る。PBS4においてP偏光は約100%透過するため、光ビームはP偏光の状態でPBS4の膜面4aを透過してPBS4を出射することになる。P偏光の光ビームは、反射プリズム15にて光軸方向を90度変換された後、コリメートレンズ16を経て、4分の1波長板17に至る。4分の1波長板17においては、光ビームの偏光状態は円偏光に変換され、立上げミラー18で反射した後、対物レンズ19に入射する。その後、第2のディスク21の記録面22にて反射され、再び円偏光の状態で、対物レンズ19、立上げミラー18を経て、4分の1波長板17に至る。復路においては、4分の1波長板17を透過するとき、0次光は往路とは直交する方向の直線偏光に変換される。すなわち、図中2重丸で示した紙面に垂直な偏光方向であるS偏光となる。その後、光ビームはコリメートレンズ16に入射し、コリメートレンズ16により平行光から収束光に変換されるが、偏光状態はS偏光のままでPBS4に到達する。先述したようにPBS4の膜面4aは、S偏光の光ビームを約100%反射するため、第2の光ディスクからの反射光はPBS4を反射し、検出レンズ23及び光検出器24へ向かって出射する。即ち、図6のPBS4においては、往路の光ビームはP偏光のため透過し、復路はS偏光のため透過することとなる。
Note that each component shown in FIG. 6 has already been described with reference to FIG. In FIG. 6, the light beam emitted from the
以上より、実施例1においては、液晶素子2において偏光方向をS偏光あるいはP偏光とすることで、S偏光の場合は第1の対物レンズ8側に光ビームを導き、P偏光の場合は第2の対物レンズ19側に光ビームを導き、何れの場合においても光ディスクからの反射光を光検出器にて検出することが可能である。
As described above, in the first embodiment, in the
次に、ディスク再生時におけるフォーカスエラー信号及び和信号について説明する。 Next, a focus error signal and a sum signal at the time of disc reproduction will be described.
図7は、第1の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示している。対物レンズ8に対して、第1の光ディスク13が再生される場合においては、光ビーム12を第1の対物レンズ8に略平行光として入射するようにすることで、例えばBDである第1の光ディスク上のディスク基板厚さ0.1mmの記録面14に光ビームを集光することが可能である。一方、第1の対物レンズ8に対してディスク基板厚さが最適でない、例えばディスク基板厚さが0.6mmのHD DVDからなる第2の光ディスクが再生される場合においては、第1の対物レンズ8へ平行光で入射する光ビーム12は、図中破線で示すように記録面27では集光することができないため、第1の光ディスクからの反射光は第1の対物レンズを往路と同じ平行光の状態で戻ることができずに図中破線の光ビーム28のようになってしまう。そのため、第1の光ディスクを再生する場合と比較して、第2の光ディスクを再生する場合に光検出器にて検出される信号は、光ビームが最適状態と比較してぼやけてしまうために検出信号自体が小さくなってしまう。
FIG. 7 shows a state where the optical disk is reproduced by the first objective lens. In the case where the first
図8は、第1の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示したものである。横軸に時間、縦軸に信号レベルを示している。図8(a)は、第1の光ディスクを再生した場合を示しており、フォーカスエラー信号及び和信号の何れも十分な信号レベルとなっている。一方、図8(b)は、第2の光ディスクを再生した場合を示しており、光検出器での光ビームがぼやけてしまうためにフォーカスエラー信号及び和信号の何れも信号レベルが小さいものとなる。 FIG. 8 shows a focus error signal and a sum signal when the optical disk is reproduced by the first objective lens. The horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the signal level. FIG. 8A shows a case where the first optical disk is reproduced, and both the focus error signal and the sum signal have sufficient signal levels. On the other hand, FIG. 8B shows a case where the second optical disk is reproduced. Since the light beam at the photodetector is blurred, both the focus error signal and the sum signal have low signal levels. Become.
図9は、第2の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合の状態を示している。対物レンズ19に対して、第2の光ディスク21が再生される場合においては、光ビーム20を第2の対物レンズ19に略平行光として入射するようにすることで、例えばHD DVDである第2の光ディスク上のディスク基板厚さ0.6mmの記録面22に光ビームを集光することが可能である。一方、第2の対物レンズ19に対してディスク基板厚さが最適でない、例えばディスク基板厚さが0.1mmのBDからなる第1の光ディスクが再生される場合においては、第2の対物レンズ19へ平行光で入射する光ビーム20は、図中破線で示すように記録面29では集光することができないため、第1の光ディスクからの反射光は第2の対物レンズを往路と同じ平行光の状態で戻ることができずに図中破線の光ビーム30のようになってしまう。そのため、第2の光ディスクを再生する場合と比較して、第1の光ディスクを再生する場合に光検出器にて検出される信号は、光ビームが最適状態と比較してぼやけてしまうために検出信号自体が小さくなってしまう。
FIG. 9 shows a state where the optical disk is reproduced by the second objective lens. When the second
図10は、第2の対物レンズにおいて光ディスクを再生した場合のフォーカスエラー信号及び和信号を示したものである。横軸に時間、縦軸に信号レベルを示している。図10(a)は、第2の光ディスクを再生した場合を示しており、フォーカスエラー信号及び和信号の何れも十分な信号レベルとなっている。一方、図10(b)は、第1の光ディスクを再生した場合を示しており、光検出器での光ビームがぼやけてしまうためにフォーカスエラー信号及び和信号の何れも信号レベルが小さいものとなる。 FIG. 10 shows a focus error signal and a sum signal when the optical disk is reproduced by the second objective lens. The horizontal axis shows time, and the vertical axis shows the signal level. FIG. 10A shows a case where the second optical disk is reproduced, and both the focus error signal and the sum signal have sufficient signal levels. On the other hand, FIG. 10B shows a case where the first optical disk is reproduced. Since the light beam at the photodetector is blurred, both the focus error signal and the sum signal have low signal levels. Become.
次に、液晶駆動信号とフォーカスエラー信号と和信号の関係について説明する。 Next, the relationship among the liquid crystal drive signal, the focus error signal, and the sum signal will be described.
図11は、各種ディスクを再生した場合における液晶駆動信号とフォーカスエラー信号と和信号の関係を示したものである。図11(a)は第1の光ディスクを再生した場合、(b)は第2の光ディスクを再生した場合、(c)はその他の光ディスクを再生した場合、(d)は第1の光ディスクを再生した他の場合を示しており、何れも横軸に時間、縦軸に信号振幅を示している。図11(a)の第1の光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号をオンとすることにより、先述したように第1の光ディスクからの反射光を最適に検出することができる。そのため、液晶駆動信号がオンの状態にのみ、あらかじめ設定したスライスレベルを超えるフォーカスエラー信号や和信号を検出することができる。一方、液晶駆動信号がオフの場合は、光ディスクからの反射光を十分に検出することができないため、スライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。そのため、液晶駆動信号の状態がオンのときに、スライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出した場合には、再生している光ディスクが第1の光ディスクの特性をもつものであることが判別可能である。図11(b)の第2の光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号をオフの状態にのみ、あらかじめ設定したスライスレベルを超えるフォーカスエラー信号や和信号を検出することができ、液晶駆動信号がオフの場合にはスライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。そのため、液晶駆動信号がオフの場合のフォーカスエラー信号や和信号のレベルを判定することにより、再生している光ディスクが第2の光ディスクの特性を持つものであるかどうかを判別可能である。図11(c)のその他のディスク基板厚さを持つ光ディスクを再生した場合においては、液晶駆動信号のオン及びオフに関係なく光検出器で検出できる光ビームがぼやけてしまうため、どのタイミングをもってしてもスライスレベルを超えるようなフォーカスエラー信号や和信号を検出することができない。即ち、液晶駆動信号のオン/オフの状態とフォーカスエラー信号や和信号のレベルを判定することで、再生している光ディスクを判別することが可能である。図11(d)に示すように、第1の光ディスクを再生した場合において液晶駆動信号のオン/オフ状態の動作時間をフォーカスエラー信号の周期より短く切替えている状態を示している。このような構成とすることにより、各々の光ディスクに対して対物レンズが焦点位置付近にあるときに液晶素子をオン状態及びオフ状態の2つの動作状態とすることが可能であるため、1度の対物レンズのフォーカス方向移動にてフォーカスエラー信号や和信号のレベル判定を行うことができ、再生している光ディスクの判別動作をより短い時間で行うことが可能である。 FIG. 11 shows the relationship between the liquid crystal drive signal, the focus error signal, and the sum signal when various disks are reproduced. 11A shows the case where the first optical disk is played back, FIG. 11B shows the case where the second optical disk is played back, FIG. 11C shows the case where other optical disks are played back, and FIG. In other cases, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents signal amplitude. When the first optical disk in FIG. 11A is reproduced, the reflected light from the first optical disk can be optimally detected as described above by turning on the liquid crystal drive signal. Therefore, only when the liquid crystal drive signal is on, a focus error signal or sum signal exceeding a preset slice level can be detected. On the other hand, when the liquid crystal drive signal is off, the reflected light from the optical disc cannot be detected sufficiently, and a focus error signal or sum signal exceeding the slice level cannot be detected. Therefore, when a focus error signal or sum signal exceeding the slice level is detected when the liquid crystal drive signal is on, the optical disc being reproduced has the characteristics of the first optical disc. Can be determined. When the second optical disk of FIG. 11B is reproduced, only when the liquid crystal drive signal is turned off, a focus error signal or sum signal exceeding a preset slice level can be detected. When is turned off, a focus error signal or sum signal exceeding the slice level cannot be detected. Therefore, it is possible to determine whether or not the optical disc being reproduced has the characteristics of the second optical disc by determining the level of the focus error signal and the sum signal when the liquid crystal drive signal is off. When reproducing an optical disc having another thickness of the disc substrate shown in FIG. 11C, the light beam that can be detected by the photodetector is blurred regardless of whether the liquid crystal drive signal is on or off. However, it is impossible to detect a focus error signal or a sum signal that exceeds the slice level. That is, it is possible to discriminate the optical disc being reproduced by determining the on / off state of the liquid crystal drive signal and the level of the focus error signal or the sum signal. As shown in FIG. 11 (d), when the first optical disk is reproduced, the operation time in the on / off state of the liquid crystal drive signal is switched to be shorter than the period of the focus error signal. With such a configuration, when the objective lens is in the vicinity of the focal position with respect to each optical disc, the liquid crystal element can be set to two operation states of an on state and an off state. The level of the focus error signal or the sum signal can be determined by moving the objective lens in the focus direction, and the discriminating operation of the optical disc being played back can be performed in a shorter time.
尚、本実施例において、光検出器は1つであることを想定している。そのように光検出器を1つとすることにより、光ディスクからの反射光を光検出器にて特に切替操作をせずに対物レンズ1及び対物レンズ2の何れからも得ることが出来るという利点がある。
In this embodiment, it is assumed that there is one photodetector. By using one photodetector as described above, there is an advantage that the reflected light from the optical disk can be obtained from either the
次に光ディスク判別のシーケンスについて説明する。 Next, an optical disc discrimination sequence will be described.
図12は、光ディスク判別のシーケンスを示したものである。ターンテーブル(図示しない)に光ディスクを装着後、光ディスクは回転しレーザが点灯される。その後、対物レンズが搭載されたアクチュータをフォーカス方向に加振し、液晶素子を駆動する駆動信号をオンあるいはオフさせる。この場合は、液晶素子の駆動信号オン及びオフのタイミングは、数ミリ秒から数10ミリ秒程度に設定されている。これは液晶素子の動作速度の上限に近い値である。液晶素子のオン/オフ駆動と同時に、フォーカスエラー信号及び和信号の検出を行い、検出された各種信号のレベルが、あらかじめ設定してあるスライスレベルと比較して大きいかどうかと液晶素子の駆動タイミングと同期しているかを判定する。その判定結果により、装着された光ディスクが第1の光ディスクなのか、第2の光ディスクなのか、あるいはそれ以外の光ディスクなのかの光ディスクの判別を行い、光ディスク判別のシーケンスを終了する。 FIG. 12 shows an optical disc discrimination sequence. After the optical disk is mounted on a turntable (not shown), the optical disk is rotated and the laser is turned on. Thereafter, the actuator equipped with the objective lens is vibrated in the focus direction, and the drive signal for driving the liquid crystal element is turned on or off. In this case, the drive signal ON / OFF timing of the liquid crystal element is set to several milliseconds to several tens of milliseconds. This is a value close to the upper limit of the operation speed of the liquid crystal element. Simultaneously with the on / off driving of the liquid crystal element, the focus error signal and the sum signal are detected, and whether the level of each detected signal is higher than a preset slice level and the driving timing of the liquid crystal element It is determined whether it is synchronized with. Based on the determination result, the optical disc is discriminated whether it is the first optical disc, the second optical disc, or any other optical disc, and the optical disc discrimination sequence is terminated.
以上説明してきたように、本発明においては、半導体レーザの前においてある液晶素子を高速に駆動することにより、光ビームの偏光状態の切換えを行い、偏光状態の切換えに用いる液晶素子駆動信号のオン/オフの状態とフォーカスエラー信号や和信号の信号レベルをモニタすることにより、装着された光ディスクの判別を一度のディスク判別動作でかつ短時間で行うことができる。 As described above, in the present invention, the polarization state of the light beam is switched by driving a liquid crystal element in front of the semiconductor laser at high speed, and the liquid crystal element drive signal used for switching the polarization state is turned on. By monitoring the / off state and the signal level of the focus error signal and the sum signal, it is possible to discriminate the loaded optical disc in a single disc discriminating operation in a short time.
次に、実施例1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13に本発明の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26に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、液晶駆動回路60から出力される駆動信号のオン/オフの状態とフォーカスエラー信号及び和信号の信号レベルをあらかじめ設定したスライスレベルとを比較することにより行うものである。その光ディスク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26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26で検出された各種信号から光ディスク13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26の検出信号から光ディスク13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13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26内のアクチュエータ10を駆動し対物レンズ8及び対物レンズ19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26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13を回転させる。
Next, an optical disk apparatus equipped with the optical pickup of Example 1 will be described. FIG. 13 is a schematic block diagram of an optical disc apparatus equipped with an optical pickup according to an embodiment of the present invention. A part of the signal detected by the
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26に搭載されている半導体レーザ1を光ディスク13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。また、コントロール回路54は、光ディスク判別回路51の判別結果に基づいて、偏光回転素子2のスイッチ25のオン/オフを行う。これにより、光ピックアップ26における光ビームの偏光状態を最適に制御することが可能とし、光ディスク13からそれぞれ良好な信号を検出することが可能である。
Further, the
尚、以上説明した本発明の実施例1においては、光ディスク13に対してS偏光を照射し、光ディスク21に対してP偏光を照射する構成としているが、本発明は各ディスクに対する偏光状態を限定するものではなく、対物レンズ8及び対物レンズ19の配置を入れ替えて光学系の構成によっては別の偏光状態を利用する構成であってもかまわないことは言うまでもない。また、実施例1の説明においては、光ビームの偏光状態を切替えるために液晶素子を用いる構成としたが、光ビームの偏光状態を選択的に切替え可能であれば、必ずしも液晶素子を用いない構成でもかまわない。例えば、2つの異なる波長板特性を持つ波長板素子の位置を機械的に動かすことにより光ビームの偏光状態を切替える構成であってもかまわない。
In the first embodiment of the present invention described above, the
1…半導体レーザ、2…液晶素子、4…PBS、5、16…コリメータレンズ、
6、17…4分の1波長板、8、19…対物レンズ、13、21…光ディスク、
24…光検出器、25…液晶素子駆動回路、26…光ピックアップ
DESCRIPTION OF
6, 17 ... quarter-wave plate, 8, 19 ... objective lens, 13, 21 ... optical disc,
24 ... photodetector, 25 ... liquid crystal element drive circuit, 26 ... optical pickup
Claims (11)
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第1の光ディスクに集光する第1の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第2の光ディスクに集光する第2の対物レンズと、
前記第1の対物レンズを動かす第1のアクチュエータと、
前記第1の対物レンズを動かす第2のアクチュエータと、
を備え、
前記第1のアクチュエータと前記第2のアクチュエータは、前記偏光回転素子に入射する光ビームの回転操作がある場合とない場合とで、前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズをフォーカス方向に動かす、
光ピックアップ。 An optical pickup that emits light to an optical disc and receives reflected light from the optical disc,
A laser light source;
A polarization rotation element capable of rotationally controlling the polarization direction of the light beam emitted from the laser light source;
A light branching element disposed at a position after the polarization rotation element as viewed from the laser light source and reflecting or transmitting the light beam according to a polarization state of the incident light beam;
A first objective lens for condensing the light beam reflected by the light branching element on a first optical disc;
A second objective lens for condensing the light beam transmitted by the light branching element onto a second optical disc;
A first actuator for moving the first objective lens;
A second actuator for moving the first objective lens;
With
The first actuator and the second actuator move the first objective lens and the second objective lens in a focus direction with or without a rotation operation of a light beam incident on the polarization rotation element. Move to
Optical pickup.
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第1の光ディスクに集光する第1の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第2の光ディスクに集光する第2の対物レンズと、
前記第1の対物レンズを動かす第1のアクチュエータと、
前記第1の対物レンズを動かす第2のアクチュエータと、
を備え、
前記偏光回転素子は、前記第1のアクチュエータと前記第2のアクチュエータが前記第1の対物レンズと前記第2の対物レンズをフォーカス方向に動かすときに、入射する光ビームの偏光方向の回転操作をする、
光ピックアップ。 An optical pickup that emits light to an optical disc and receives reflected light from the optical disc,
A laser light source;
A polarization rotation element capable of rotationally controlling the polarization direction of the light beam emitted from the laser light source;
A light branching element disposed at a position after the polarization rotation element as viewed from the laser light source and reflecting or transmitting the light beam according to a polarization state of the incident light beam;
A first objective lens for condensing the light beam reflected by the light branching element on a first optical disc;
A second objective lens for condensing the light beam transmitted by the light branching element onto a second optical disc;
A first actuator for moving the first objective lens;
A second actuator for moving the first objective lens;
With
The polarization rotation element performs a rotation operation in a polarization direction of an incident light beam when the first actuator and the second actuator move the first objective lens and the second objective lens in a focus direction. To
Optical pickup.
第1及び第2の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備える、
光ピックアップ。 The optical pickup according to claim 1 or 2,
A photodetector for receiving reflected light from the first and second optical discs;
Comprising
Optical pickup.
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第1の光ディスクに集光する第1の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第2の光ディスクに集光する第2の対物レンズと、
前記第1及び第2の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記偏光回転素子における前記光ビームの偏光方向を回転するために偏光回転素子制御回路から出力される制御信号と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第1の光ディスクあるいは第2の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that emits light to an optical disc and receives reflected light from the optical disc,
A laser light source;
A polarization rotation element capable of rotationally controlling the polarization direction of the light beam emitted from the laser light source;
A light branching element disposed at a position after the polarization rotation element as viewed from the laser light source and reflecting or transmitting the light beam according to a polarization state of the incident light beam;
A first objective lens for condensing the light beam reflected by the light branching element on a first optical disc;
A second objective lens for condensing the light beam transmitted by the light branching element onto a second optical disc;
A photodetector for receiving reflected light from the first and second optical discs;
With
Comparing the control signal output from the polarization rotation element control circuit to rotate the polarization direction of the light beam in the polarization rotation element and the amplitude of the focus error signal or the sum signal detected by the photodetector. Thus, it is determined whether the optical disk is the first optical disk or the second optical disk.
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射する光ビームの偏光方向を回転制御することが可能な偏光回転素子と、
前記レーザ光源から見て前記偏光回転素子以降の位置に配され、入射する光ビームの偏光状態により光ビームを反射あるいは透過させる光分岐素子と、
前記光分岐素子にて反射した光ビームを第1の光ディスクに集光する第1の対物レンズと、
前記光分岐素子にて透過した光ビームを第2の光ディスクに集光する第2の対物レンズと、
前記第1及び第2の光ディスクからの反射光を受光する光検出器と、
を備え、
前記偏光回転素子を透過した光ビームの偏光状態と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第1の光ディスクあるいは第2の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that emits light to an optical disc and receives reflected light from the optical disc,
A laser light source;
A polarization rotation element capable of rotationally controlling the polarization direction of the light beam emitted from the laser light source;
A light branching element disposed at a position after the polarization rotation element as viewed from the laser light source and reflecting or transmitting the light beam according to a polarization state of the incident light beam;
A first objective lens for condensing the light beam reflected by the light branching element on a first optical disc;
A second objective lens for condensing the light beam transmitted by the light branching element onto a second optical disc;
A photodetector for receiving reflected light from the first and second optical discs;
With
The optical disk is the first optical disk or the second optical disk by comparing the polarization state of the light beam transmitted through the polarization rotation element and the amplitude of the focus error signal or the sum signal detected by the photodetector. An optical pickup characterized by determining whether or not.
前記光学分岐素子は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup according to claim 4 or claim 5, wherein
The optical pickup element is a polarization beam splitter.
前記偏光回転素子を透過した光ビームの偏光状態は、偏光回転操作がある場合と偏光回転操作がない場合とで互いに略直交していることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup according to any one of claims 4 to 6,
The optical pickup characterized in that the polarization state of the light beam transmitted through the polarization rotation element is substantially orthogonal to the case where there is a polarization rotation operation and the case where there is no polarization rotation operation.
前記偏光回転素子は、機械的に波長板の位置を切替えることにより前記光ビームが透過する部分の波長板の特性を変化させることができる波長板駆動素子であることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup according to any one of claims 4 to 7,
The optical pickup according to claim 1, wherein the polarization rotation element is a wave plate driving element that can change the characteristics of the wave plate through which the light beam is transmitted by mechanically switching the position of the wave plate.
前記偏光回転素子は、駆動電圧を変化させることにより波長板としての特性を変化させることができる液晶素子であることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup according to any one of claims 4 to 7,
2. The optical pickup according to claim 1, wherein the polarization rotation element is a liquid crystal element capable of changing characteristics as a wave plate by changing a driving voltage.
前記レーザ光源の波長は405nm帯であり、前記第1の光ディスクは略0.1mmのディスク基板厚さを有し、前記第2の光ディスクは略0.6mmのディスク基板厚さを有することを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup according to any one of claims 4 to 9,
The wavelength of the laser light source is in a 405 nm band, the first optical disc has a disc substrate thickness of about 0.1 mm, and the second optical disc has a disc substrate thickness of about 0.6 mm. And optical pickup.
前記偏光回転素子における前記光ビームの偏光方向を回転するための制御信号を出力する偏光回転素子制御回路と、を備え、
前記偏光回転素子制御回路から出力される制御信号と、前記光検出器により検出されるフォーカスエラー信号あるいは和信号の振幅とを比較することにより、光ディスクが第1の光ディスクあるいは第2の光ディスクであるかの判別を行うことを特徴とする光ディスク装置。
An optical pickup according to any one of claims 4 to 10,
A polarization rotation element control circuit that outputs a control signal for rotating the polarization direction of the light beam in the polarization rotation element,
The optical disk is the first optical disk or the second optical disk by comparing the control signal output from the polarization rotation element control circuit with the amplitude of the focus error signal or the sum signal detected by the photodetector. An optical disc apparatus characterized by determining whether or not.
Priority Applications (1)
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