JP2009043315A - 光記録再生装置及び信号検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層型の光ディスクより反射した光ビームの迷光成分による影響を抑える。
【解決手段】複数の記録層を有する光記録媒体に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光記録再生装置において、複数の記録層の一に焦点を合わせてレーザ光を照射する発光素子と、複数の記録層からの戻り光を受光する複数の受光素子２５ａ，２５ｂと、複数の受光素子２５ａ，２５ｂのうち、焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別する判別手段４１と、判別手段４１の判別結果に応じて複数の受光素子２５ａ，２５ｂのいずれか一を選択する選択手段４０とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、光記録再生装置及び光記録再生装置における信号検出方法に関する。

一般に、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光学的に情報を記録する光記録媒体（以下、光ディスクとも称する）に記録された情報の読み取り（再生）、あるいはこれらに情報の書き込み（記録）を行う装置には、光ピックアップ装置が内蔵されている。

図１６は従来の光ピックアップ装置の概略構成図である。光ピックアップ装置１００は、それぞれ個々に、すなわちディスクリートに構成された、例えば発光素子としてレーザ光を出射するレーザダイオード１０１、回折格子１０２、ビームスプリッタ１０３、対物レンズ１０４および例えばフォトダイオードからなる受光素子１０５がそれぞれ所定の位置に配設されることにより構成される。上記構成の光ピックアップ装置１００では、レーザダイオード１０１からのレーザ光Ｌが、回折格子１０２を通過して回折し、３本のレーザ光に分割される（図１６においては１本のレーザ光のみを示している）。各レーザ光は、ビームスプリッタ１０３によって反射され、対物レンズ１０４により光ディスク１０６上に集光される。そして、光ディスク１０６からの反射光が、対物レンズ１０４を介して、ビームスプリッタ１０３を透過して受光素子１０５上に投光される。受光素子１０５においては、レーザ光のスポット径、位置変化等を検出し、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ、および光ディスク１０６に記録された情報信号ＲＦの読み取りが行われる。

また、図１６に示すような光ピックアップ装置１００は、複数の部品の組立品からなるため、構成部品点数が多くなり、装置全体としてサイズの縮小化を図ることが困難であり、また、部品の単価、組み立て調整の関係等で、コスト低減を図ることが困難であることから、近年、光ピックアップ装置の小型化、及びコストの低減化を図るために、ハイブリット構成の光ピックアップ装置を可能とする、いわゆるレーザカプラと呼ばれる半導体集積発光素子が提供されている。

図１７（ａ）は上記のレーザカプラのパッケージ形態の概略構成を示す斜視図であり、図１７（ｂ）は上記レーザカプラの斜視図である。図１７（ａ），（ｂ）に示すレーザカプラ１１０においては、例えば、シリコンからなる集積回路基板１１１上に、シリコンブロック１１３が配置され、さらに、このシリコンブロック１１３上に、レーザダイオード１１４が配置されている。また集積回路基板１１１には、例えばフォトダイオードからなるそれぞれ４分割構成を有する２組の受光素子１１５ａ，１１５ｂが形成され、この受光素子１１５ａ，１１５ｂ上に、プリズム１１６が搭載されて、全体として、一体化されたレーザカプラ１１０を構成している。

レーザカプラ１１０は、図１７（ａ）および図１８（ａ）に示すように、例えばセラミックを母材とした偏平な第１パッケージ１１７に収納されている。第１パッケージ１１７は、その上面が開口した箱型をしており、開口部は透明板ガラスなどの第２パッケージ１１８により封止されている。

図１７（ａ），（ｂ），および図１８（ａ）に示したレーザカプラ１１０では、レーザダイオード１１４から出射されたレーザ光Ｌは、プリズム１１６の斜面１１６ａで反射し、パッケージ１１７の透明板ガラスなどの第２のパッケージ１１８を透過して、図示しない対物レンズにより光ディスク上に集光され、この光ディスクから反射したレーザ光Ｌが、プリズム１１６内に入り、プリズム１１６の上面に焦点を結んで、各受光素子１１５ａ，１１５ｂに図１８（ｂ）に示すようなレーザ光のスポットＳ１およびＳ２として入射する。

受光素子１１５ａ，１１５ｂにおいては、レーザ光のスポット径、位置変化等を検出し、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ、および光ディスクに記録された情報信号ＲＦの読み取りが行われる。

レーザカプラ１１０は、受光素子と発光素子とを一体的に構成としたこと、及び第１，第２のパッケージ１１７，１１８内に収納したことによって、光ピックアップ装置１００のサイズの縮小化および各部品間の相対位置精度の向上を図ることができる。

特開２００３−３２３７３６号公報

ところで、多層型の光ディスクは、例えば図１９に概略を示すような積層構造となっている。この例は、ＤＶＤ再生専用ディスクであって片面に記録層を２層形成した例で、基板１２０上に第１の記録層１２２が形成されており、その上に、接合層１２４を介して第２の記録層１２６が形成されている。第２の記録層１２６上には、保護層１２８が形成されている。光ピックアップ装置１００からのレーザ光は、基板１２０側から第１の記録層１２２あるいは第２の記録層１２６に入射する。

このような多層型の光ディスクに対して、上述した光ピックアップ装置１００によりレーザ光を照射し情報信号の読み取りを行うと、レーザ光入射側のディスク表面から各記録層１２２，１２６に至る厚みが異なるため、球面収差が発生して第１、第２の受光素子１１５ａ，１１５ｂの検出信号が劣化してしまう。また、目的とする記録層以外の記録層からの戻り光が、迷光となって目的とする記録層からの戻り光に混じって各受光素子１１５ａ，１１５ｂに入射する層間クロストークが発生し、これも検出信号の劣化の要因となり、安定性について十分なマージンが取れない可能性がある。

さらに、近年の多層型の光ディスクにおいては、各記録層１２２，１２６の層間距離が狭小化していること、及びピックアップベースの小型化、薄型化に伴い、光ピックアップ装置１００の薄型化が図られ、ピックアップ光学系の光路長も短小化されていることから、迷光成分が信号検出に与える影響も大きくなっている。

ここで、かかる迷光成分による影響を除去するために、ピックアップ光学系内にピンホールを配設する方法が提案されている（特許文献１）。しかし、光学系内にピンホールを配設することは光路長の短小化を阻害しかねず、また、レーザカプラを用いた光学系においては、パッケージ内にピンホールを設けることは困難である。

そこで、本発明は、多層型の光ディスクより反射した光ビームの迷光成分による影響を抑えることができる光記録再生装置及び信号検出方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る光記録再生装置は、複数の記録層を有する光記録媒体に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光記録再生装置において、上記複数の記録層の一に焦点を合わせてレーザ光を照射する発光素子と、上記複数の記録層からの戻り光を受光する複数の受光素子と、上記複数の受光素子のうち、上記焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別する判別手段と、上記判別手段の判別結果に応じて上記複数の受光素子のいずれか一を選択する選択手段とを備えるものである。

また、本発明に係る信号検出方法は、複数の記録層を有する光記録媒体の上記記録層の一に焦点を合わせてレーザ光を照射し、上記光記録媒体からの戻り光を複数の受光素子で受光し、上記複数の受光素子のうち、上記焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別し、判別結果に応じて上記複数の受光素子のいずれか一を選択するものである。

本発明に係る光記録再生装置及び信号検出方法によれば、焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別し、この受光素子を選択するように切り替えるため、迷光成分のよりすくない受光素子によって情報信号ＲＦを生成することができ、信号検出の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明に係る光記録再生装置及び信号検出方法が適用された光ディスク装置１について、図面を参照しながら詳細に説明する。この光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う記録再生装置である。

この光ディスク装置１で記録及び／又は再生を行う光ディスク２として、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等が用いられる。

光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ３と、光ディスク２に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置４と、光ピックアップ装置４を光ディスク２の半径方向に移動させる駆動手段としての送りモータ５とを備えている。ここで、スピンドルモータ３は、システムコントローラ７及び制御回路部９により所定の回転数で駆動するように制御されている。

図２に示すように、光ピックアップ装置４は、光ディスク２に対して所定の波長の光ビームを出射する発光素子と光ディスク２の信号記録面から反射される戻り光を検出する受光素子としてのフォトダイオードとが一対の光学ブロックとしてパッケージ封入されたレーザカプラ２０と、発光素子からの光ビームを光ディスク２の信号記録面に収束合焦して照射する対物レンズ１７と、レーザ光の発散角を変換するコリメータレンズ１８と、対物レンズ１７をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動する対物レンズ駆動機構等が設けられている。

発光素子及び受光素子が一体の光学ブロックとしてパッケージ封入されているレーザカプラ２０は、図３（ａ）に示すように、シリコンからなる集積回路基板２１上に、モニター用の光検出素子としてのＰＩＮダイオード２２が形成されたシリコンブロック２３が配置され、さらに、このシリコンブロック２３上に、レーザダイオード２４が配置されている。ＰＩＮダイオード２２においては、レーザダイオード２４のリア側に出射されたレーザ光を検知し、レーザ光の強度を測定して、レーザ光の強度が一定となるようにレーザダイオード２４の駆動電流を制御する、いわゆるＡＰＣ（Automatic Power Control ）制御が行われる。

一方、集積回路基板２１には、例えばフォトダイオードからなるそれぞれ４分割構成を有する第１，第２の受光素子２５ａ，２５ｂが形成され、これら第１，第２の受光素子２５ａ，２５ｂ上に、プリズム２６が搭載されて、全体として、一体化されたレーザカプラ２０を構成している。

プリズム２６は、例えば光学ガラス、一軸性結晶ＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３）、二軸性結晶ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ_４）、また一軸性結晶ＹＶＯ_４等の複屈折性材料を用いて形成され、レーザダイオード２４側に略４５°に傾いた光路分岐面２７が形成されている。光路分岐面２７は、例えば誘電体多層膜が形成されることにより、光分離機能を備え、ビームスプリッタとして用いられることにより、レーザダイオード２４から出射される光ビームを反射し、また光ディスク２に反射された戻り光を透過する。

プリズム２６の下面には、第２の受光素子２５ｂと重ならない位置に半透過膜が形成され、この半透過膜の下方に第１の受光素子２５ａが形成されている。なお、以下では第１の受光素子２５ａと第２の受光素子２５ｂとの入射光量が等しくなるように透過、反射の分割比が５０：５０に設計された半透過膜が用いられているものとして説明する。
図３（ｂ）に示すように、光路分岐面２７を透過した戻り光は、プリズム２６の下面に達し、第１の受光素子２５ａに入射するとともに、半透過膜に反射されプリズム２６の上面に達し、光反射ミラー膜が形成されたプリズム上面に反射されることにより再びプリズム２６の下面に達して第２の受光素子２５ｂに入射する。

ここで、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂは、プリズム２６に入射した戻り光のプリズム２６の上面における焦点、すなわちレーザダイオード２４と共役となる点の前後等距離の位置に形成されている。

レーザカプラ２０は、例えばセラミックを母材とした偏平な第１パッケージ２８に収納されている。第１パッケージ２８は、その上面が開口した箱型をしており、開口部は透明板ガラスなどの第２パッケージ２９により封止されている。

レーザカプラ２０は、レーザダイオード２４から出射されたレーザ光Ｌが、プリズム２６の光路分岐面２７で反射し、第１パッケージ２８の透明板ガラスなどの第２パッケージ２９を透過して、対物レンズ１７により光ディスク２上に集光され、この光ディスク２から反射したレーザ光Ｌが、光路分岐面２７よりプリズム２６内に入射し、プリズム２６の上面に焦点を結んで、各受光素子２５ａ，２５ｂに図４に示すようなレーザ光のスポットＳ１およびＳ２として入射する。

受光素子２５ａおよび２５ｂにおいては、レーザ光のスポット径、位置変化等を検出し、トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥ、及び光ディスク２に記録された情報信号ＲＦの読み取りが行われる。トラッキングエラー信号ＴＥ、フォーカスエラー信号ＦＥの取り出しは、信号処理部１０において、以下のようにそれぞれ周知の方法により行なわれる。

すなわち、図４に示すように、それぞれ４分割された２組の受光素子２５ａ，２５ｂのそれぞれにおいて得られた信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｉ，ｊ，ｋおよびｌを用いて、次式（１）によって、いわゆる１ビーム法によりトラッキングエラー信号ＴＥを得ることができる。

ＴＥ＝〔（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）〕＋〔（ｋ＋ｌ）−（ｉ＋ｊ）〕…（１）
また、図４に示すように、上記の信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｉ，ｊ，ｋおよびｌを用いて次式（２）によって、いわゆるスポットサイズ検出法によりフォーカスエラー信号ＦＥを得ることができる。

ＦＥ＝〔（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）〕−〔（ｉ＋ｌ）−（ｊ＋ｋ）〕…（２）
一方、本願発明においては、情報信号ＲＦの取り出しは、読み出しを行う光ディスク２の信号記録層や、当該信号記録層より反射する戻り光及び迷光の量に応じて第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂのいずれか一方に照射されたレーザ光を検出することにより行う。かかる情報信号ＲＦの検出方法については、後に詳述する。

光ピックアップ装置４を内蔵する光ディスク装置１においては、信号処理部１０において、光ディスク２の上下の振れによるフォーカスエラー信号の生成をレーザ光のスポットサイズの検出によって行い、また、トラッキングエラー信号の生成をプッシュプル法によって行い、制御回路部９に供給する。制御回路部９は、対物レンズ駆動機構に、フォーカスエラー信号に従ってフォーカシングサーボをかけ、また、トラッキングエラー信号に従ってトラッキングサーボをかけ、対物レンズを移動操作する。

信号処理部１０は、各光ビームを検出して得られる検出信号に基づいて各種のサーボ用信号、すなわち、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラーＴＥ信号を生成し、さらに、光ディスクに記録された情報信号である情報信号ＲＦを生成する。これらフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びＲＦ信号は、制御回路部９や信号変調部及びＥＣＣブロック８へ供給され、再生対象とされる記録媒体の種類に応じて、これらの信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。

また、信号処理部１０は、情報信号ＲＦを生成する受光素子を選択する選択手段４０を有する。選択手段４０は、システムコントローラ７により情報信号ＲＦ生成用の受光素子が判別されると、システムコントローラ７の指示を受けて、第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂのいずれか一方のみから情報信号ＲＦを得るように切り替え、信号変復調部及びＥＣＣブロック８へ供給する。

信号変復調部及びＥＣＣブロック８は、信号処理部１０から出力される信号の変調、復調及びＥＣＣ（エラー訂正符号）の付加を行う。光ピックアップ装置４は、システムコントローラ７及び制御回路部９からの指令に従って回転する光ディスク２の信号記録面に対して光ビームを照射する。このような光ビームの照射により光ディスク２に対する情報信号の記録が行われ、光ディスク２に記録された情報信号の再生が行われる。

ここで、信号変調部及びＥＣＣブロック８により復調された記録信号が、例えばコンピュータのデータストレージ用であれば、インタフェース１１を介して外部コンピュータ１２等に送出される。これにより、外部コンピュータ１２等は光ディスク２に記録された信号を再生信号として受け取ることができるように構成されている。

また、信号変調部及びＥＣＣブロック８により復調された記録信号がオーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器１３のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル処理部１４に供給される。そして、このオーディオ・ビジュアル処理部１４でオーディオ・ビデオ信号処理が行われ、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１５を介して外部の撮像・映写機器に伝送される。

光ピックアップ装置４には、送りモータ５が接続されている。送りモータ５は、光ピックアップ装置４を光ディスク２の径方向に亘って送り操作するものであり、制御回路部９のサーボ信号に基づき、光ディスク２上の所定の記録トラックへ移動する。

制御回路部９は、信号処理部１０から入力されるフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥ、情報信号ＲＦなどに基づいて、光ピックアップ装置４に設けられたトラッキングコイル及びフォーカスコイルに供給するための駆動信号（駆動電流）をそれぞれ生成し、光ピックアップ装置４の対物レンズをその光軸方向のフォーカス方向及び光軸方向と直交するトラッキング方向へ移動変位させる対物レンズ駆動機構の制御を行う。そのほか、制御回路部９は、スピンドルモータ３の制御と、送りモータ５の制御を行う。

レーザ制御部１６は、光ピックアップ装置４におけるレーザ光源を制御するものであり、光ディスク装置１内に装着された光ディスク２の種別に応じて、照射する発光素子や、レーザ光の波長及び強度を選択する。

尚、ここでフォーカス方向Ｆとは、光ピックアップ装置４の対物レンズ２３，２４の光軸方向をいい、タンジェンシャル方向Ｔｚとはフォーカス方向Ｆと直交する方向であって光ディスク装置１の円周のタンジェンシャル方向Ｔｚと平行する方向をいい、トラッキング方向Ｔとはフォーカス方向Ｆ及びタンジェンシャルＴｚ方向と直交する方向をいう。

システムコントローラ７は、光ディスク装置１の全体の動作を制御するものであり、光ディスク２の記録及び／又は再生に必要な動作を、光ピックアップ装置４、信号処理部１０、信号変調部＆ＥＣＣブロック８、制御回路部９及びレーザ制御部１６に指示する。また、システムコントローラ７は、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂのいずれを用いて情報信号ＲＦを生成するのかを判別する判別部４１を有する。判別部４１は、光ディスク２の信号記録面で反射した戻り光を受光する第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂのうち、迷光成分の入射が少ない方の受光素子を判別し、信号処理部１０に形成されている選択手段４０に、この判別結果に応じた一方の受光素子を選択するように指示する。

次いで、かかる光ディスク装置１における情報信号ＲＦの検出方法について説明する。上述したように、光ディスク装置１は、再生する記録再生層からの戻り光を検出する第１，第２の受光素子２５ａ，２５ｂのうち、ノイズ成分の少ない一方を選択し、情報信号ＲＦを得る。すなわち、光ディスク装置１は、多層型の光ディスク２として、例えば片面２層の信号記録層を備える光ディスク２が装着される場合がある。

この片面２層記録型の光ディスク２は、概略図５に示すような積層構造を有しており、レーザダイオード２４より出射されたレーザ光が上側又は下側のいずれか一方の信号記録層に焦点を定め照射された場合に、当該一方の信号記録層からの戻り光のほかに、他方の信号記録層からの戻り光も生じる。かかる他方の信号記録層からの戻り光は、第１，第２の受光素子２５ａ，２５ｂに検出されると、迷光成分となり層間クロストークを発生させ、検出信号の劣化を引き起こす。

そこで、光ディスク装置１では、第１，第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する戻り光のうち、迷光成分の少ない一方のみから情報信号ＲＦを生成することとしている。まず、片面２層記録型の光ディスク２にレーザ光を照射した場合の戻り光の光路について説明する。

図６及び図７に示すように、片面２層記録型の光ディスク２の下側記録層Ｂ１に焦点を合わせてレーザ光を照射すると、下側記録層Ｂ１で反射した戻り光Ｌ１は、プリズム２６の上面に設けられた共役点に焦点を結び、その前後に等距離で配設されている第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する。このとき、図８（ａ）に示すように、下側記録層Ｂ１からの戻り光Ｌ１のスポット面積及び強さは等しく、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量は等しくなる。

一方、図６中、上側記録層Ｂ２で反射した迷光Ｌ２は、下側記録層Ｂ１からの戻り光Ｌ１よりも手前で焦点を結び、拡散しながらプリズム２６内を進行する。そして、上側記録層Ｂ２で反射した迷光Ｌ２は、図８（ｂ）に示すように、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂを含む周辺領域まで照射することとなり、ロスが生じるが、このロス分は第１の受光素子２５ａ側照射分よりも第２の受光素子２５ｂ側照射分の方が多くなる。すなわち、この場合、迷光Ｌ２は、第１の受光素子２５ａで検出される光量よりも、第２の受光素子２５ｂで検出される光量が少なくなる。

したがって、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂには、図８（ｃ）に示すように戻り光Ｌ１及び迷光Ｌ２が重畳して入射するため、片面２層記録型の光ディスク２のうち、下側記録層Ｂ１に記録された情報を再生する場合は、第２の受光素子２５ｂで検出したＲＦ信号の方が、第１の受光素子２５ａで検出したＲＦ信号よりも迷光成分が少なく、記録された情報の再現性に優れている。

同様に、図９及び図１０に示すように、片面２層記録型の光ディスク２の上側記録層Ｂ２に焦点を合わせてレーザ光を照射すると、上側記録層Ｂ２で反射した戻り光Ｌ２は、プリズム２６の上面に設けられた共役点に焦点を結び、その前後に等距離で配設されている第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する。このとき、図１１（ａ）に示すように、上側記録層Ｂ２からの戻り光Ｌ２のスポット面積及び強さは等しく、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量は等しくなる。

一方、図９中、下側記録層Ｂ１で反射した迷光Ｌ１は、戻り光Ｌ２よりも奥で焦点を結び、収束しながらプリズム２６内を進行する。そして、下側記録層Ｂ１で反射した迷光Ｌ１は、図１１（ｂ）に示すように、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂを含む周辺領域まで照射することとなり、ロスが生じるが、このロス分は第２の受光素子２５ｂ側照射分よりも第１の受光素子２５ａ側照射分の方が多くなる。すなわち、この場合、迷光Ｌ１は、第２の受光素子２５ｂで検出される光量よりも、第１の受光素子２５ａで検出される光量が少なくなる。

したがって、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂには、図１１（ｃ）に示すように迷光Ｌ１及び戻り光Ｌ２が重畳して入射するため、片面２層記録型の光ディスク２のうち、上側記録層Ｂ２に記録された情報を再生する場合は、第１の受光素子２５ａで検出したＲＦ信号の方が、第２の受光素子２５ｂで検出したＲＦ信号よりも迷光成分が少なく、記録された情報の再現性に優れている。

以上のことから、光ディスク装置１は、予め下側あるいは上側の信号記録層に応じた受光素子を定めておき、再生を行う信号記録層を判別することにより第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂを切り替える。具体的に、図４に示すように、光ディスク装置１は、再生指示のあった信号記録層あるいは現在再生中の信号記録層が、下側記録層Ｂ１なのか、あるいは上側記録層Ｂ２なのかを、システムコントローラ７の判別部４１によって判別する。

判別部４１は、レジスタに登録されたアドレスを読み取ることによって再生を行う信号記録層を判別し、片面２層記録型の光ディスク２のうち、下側記録層Ｂ１に記録された情報を再生する場合は第２の受光素子２５ｂを選択するように選択手段４０に対して指示し、上側記録層Ｂ２に記録された情報を再生する場合は第１の受光素子２５ａを選択するように選択手段４０に対して指示する。選択手段４０は、判別部４１からの指示を受けて第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂを切り替える。

これにより、光ディスク装置１は、迷光成分の入射量が少ない受光素子によって検出した情報信号ＲＦを用いて再生を行うことができる。光ディスク装置１は、第１の受光素子２５ａの４分割された領域において得られた信号ａ，ｂ，ｃ，ｄ又は第２の受光素子２５ｂの４分割された領域において得られた信号ｉ，ｊ，ｋ，ｌを用いて、次式（３）又は（４）によって光ディスク２に記録された情報信号ＲＦを求める。

ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ …（３）
ＲＦ＝ｉ＋ｊ＋ｋ＋ｌ …（４）

次いで、迷光成分の入射量が少ない受光素子を選択する他の方法について説明する。上述したように、再生を行う一の信号記録層からの戻り光の、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量はそれぞれ等しい。また、他の信号記録層からの戻り光の第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量は差が生じる。すなわち、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂの各信号電圧を比較すると、迷光成分の入射が多い方の受光素子の信号電圧は、迷光成分の入射が少ない方の受光素子の信号電圧に比して高くなる。したがって、光ディスク装置１は、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂの各信号電圧を比較し、少ない方の受光素子を選択することで、迷光成分の入射量が少ない受光素子によって検出した情報信号ＲＦを用いて再生を行うことができる。

例えば、図６に示すように、片面２層記録型の光ディスク２の下側記録層Ｂ１に焦点を合わせてレーザ光を照射すると、下側記録層Ｂ１で反射した戻り光Ｌ１は、プリズム２６の上面に設けられた共役点に焦点を結び、その前後に等距離で配設されている第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する。このとき、下側記録層Ｂ１からの戻り光Ｌ１の、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量は等しくなることから、上記式（３）及び（４）の演算結果により、図１２に示すように、戻り光Ｌ１分の信号電圧も等しくなる。

一方、図６中、上側記録層Ｂ２で反射した迷光Ｌ２は、下側記録層Ｂ１からの戻り光Ｌ１よりも手前で焦点を結び、拡散しながらプリズム２６内を進行するため、第１の受光素子２５ａで検出される光量が、第２の受光素子２５ｂで検出される光量よりも多くなる。このため、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂは、下側記録層Ｂ１からの戻り光Ｌ１の光量と上側記録層Ｂ２からの迷光Ｌ２とを加えた光量の信号電圧を比べると、図１３に示すように、第１の受光素子２５ａでの信号電圧が、第２の受光素子２５ｂでの信号電圧よりも高くなる。したがって、この場合、第２の受光素子２５ｂを、より迷光成分の入射が少ない受光素子として選択し、第２の受光素子２５ｂから情報信号ＲＦを得る。

また、図９に示すように、片面２層記録型の光ディスク２の上側記録層Ｂ２に焦点を合わせてレーザ光を照射すると、上側記録層Ｂ２で反射した戻り光Ｌ２は、プリズム２６の上面に設けられた共役点に焦点を結び、その前後に等距離で配設されている第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する。このとき、上側記録層Ｂ２からの戻り光Ｌ２の第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂに入射する光量は等しくなることから、上記式（３）及び（４）の演算結果により、図１２に示すように、戻り光Ｌ２の信号電圧も等しくなる。

一方、図９中、下側記録層Ｂ１で反射した迷光Ｌ１は、上側記録層Ｂ２よりも奥で焦点を結び、収束しながらプリズム２６内を進行するため、第２の受光素子２５ｂで検出される光量が、第１の受光素子２５ａで検出される光量よりも多くなる。このため、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂは、上側記録層Ｂ２からの戻り光Ｌ２の光量と下側記録層Ｂ１からの迷光Ｌ１とを加えた光量の信号電圧を比べると、図１４に示すように、第２の受光素子２５ｂでの信号電圧が第１の受光素子２５ａでの信号電圧よりも高くなる。したがって、この場合、第１の受光素子２５ａを、より迷光成分の入射が少ない受光素子として選択し、第１の受光素子２５ａから情報信号ＲＦを得る。

ここで、光ディスク装置１は、図１５に示すように、信号処理部１０とシステムコントローラ７の判別部４１とが接続されており、第１の受光素子２５ａ及び第２の受光素子２５ｂの各信号電圧は、信号処理部１０によって、上記式（３）及び（４）に基づきそれぞれ４分割された各領域において得られた信号を加算することにより検出され、システムコントローラ７に供給される。次いで、システムコントローラ７は、判別部４１において、第１の受光素子２５ａ及び第２の受光素子２５ｂの各信号電圧を比較し、より信号電圧の低い受光素子を判別すると、当該受光素子を選択するように選択手段４０に対して指示する。選択手段４０は、判別部４１からの指示を受けて第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂを切り替える。信号変調部及びＥＣＣブロック８は、選択手段４０に選択された側の受光素子から情報信号ＲＦの供給を受け、再生対称対される記録媒体の種類に応じて、情報信号ＲＦに基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理を行うと、外部コンピュータ１２あるいは外部の撮像・映写機器に伝送する。

これにより、光ディスク装置１は、迷光成分の入射量が少ない受光素子によって検出した情報信号ＲＦを用いて再生を行うことができる。また、情報信号ＲＦの再生に先立って第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂの各信号電圧を測定、比較し、信号電圧の低い受光素子を選択することから、再生を行う光ディスク２の層構造にかかわらず、迷光成分の入射量の少ない受光素子を選択することができる。

なお、第１の受光素子２５ａの上部に形成され、第１の受光素子２５ａ及び第２の受光素子２５ｂへの光路を分離する半透過膜は、入射・反射の分割比が５０：５０でない場合もある。その場合は、例えば予め片面１層記録型の光ディスクを用いたときの各受光素子２５ａ，２５ｂの信号比を保管しておき、その情報に基づき各受光素子２５ａ，２５ｂからの信号を補正し、この補正された信号量で上述した比較を行うことにより、情報信号ＲＦを検出する受光素子を選択する。具体的に、第１の受光素子２５ａの信号量に対する第２の受光素子２５ｂの信号量の信号比をＦとすると、第１の受光素子２５ａの信号量と、１／Ｆを乗じた第２の受光素子２５ｂの信号量とを比較する。以上の方法により各受光素子２５ａ，２５ｂの迷光成分の比較を正確に行うことができる。

また、第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂにおける信号電圧レベルのうち、再生を行う記録層からの戻り光成分と迷光成分の占める割合（ＳＮ比）を検出し、この迷光成分の入射割合が少ない受光素子を選択することもできる。

各受光素子におけるＳＮ比は、ＲＦ信号変調度（ＡＣ振幅÷最大電圧レベル）を観測することにより検出、比較することができる。ＡＣ振幅は、各受光素子において検出される、戻り光の電圧レベルの周期的な変化量である。また最大電圧レベルは、各受光素子において検出される、戻り光及び迷光の総和を電圧レベルとして表した量である。かかる各受光素子におけるＳＮ比は、受光素子に入射する迷光成分が少ないほど、高い値を示し、迷光成分が多いほど低い値を示す。

以上のことから、光ディスク装置１は、信号処理部１０によってＲＦ信号変調度（ＡＣ振幅÷最大電圧レベル）が検出され、システムコントローラ７に供給される。次いで、システムコントローラ７は、判別部４１において、第１の受光素子２５ａ及び第２の受光素子２５ｂの各ＲＦ信号変調度を比較し、よりＲＦ信号変調度の高い受光素子を判別すると、当該受光素子を選択するように選択手段４０に対して指示する。選択手段４０は、判別部４１からの指示を受けて第１の受光素子２５ａ又は第２の受光素子２５ｂを切り替える。信号変調部及びＥＣＣブロック８は、選択手段４０に選択された側の受光素子から情報信号ＲＦの供給を受け、再生対称対される記録媒体の種類に応じて、情報信号ＲＦに基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理を行うと、外部コンピュータ１２あるいは外部の撮像・映写機器に伝送する。

これにより、光ディスク装置１は、迷光成分の入射割合が少ない受光素子によって検出した情報信号ＲＦを用いて再生を行うことができる。また、情報信号ＲＦの再生に先だって第１、第２の受光素子２５ａ，２５ｂの各ＲＦ信号変調度を測定、比較し、迷光成分の入射割合の低い受光素子を選択することから、再生を行う光ディスク２の層構造にかかわらず、迷光成分の入射割合の少ない受光素子を選択することができる。

以上、本発明が適用された光ディスク装置１及び信号検出方法について説明したが、本発明は、光ピックアップ装置４として、レーザカプラ２０を用いる構成の他に、発光素子や受光素子が個別に配設されたディスクリート型の光ピックアップ装置として構成することもできる。

本発明が適用された光ディスク装置を示すブロック図である。 光ピックアップを示す概略構成図である。 レーザカプラを示す側面図及び平面図である。 情報信号を生成する受光素子を選択する選択手段及び判別部を示す構成図である。 多層型の光ディスクの積層構造を示す断面図である。 下側記録層を読み出す際の光路図である。 下側記録層を読み出す際の光路図である。 下側記録層を読み出す際の各受光素子に入射するスポットを示す図であり、（ａ）は戻り光のスポット、（ｂ）は迷光のスポット、（ｃ）は戻り光及び迷光が重なって入射したスポットを示す。 上側記録層を読み出す際の光路図である。 上側記録層を読み出す際の光路図である。 上側記録層を読み出す際の各受光素子に入射するスポットを示す図であり、（ａ）は戻り光のスポット、（ｂ）は迷光のスポット、（ｃ）は戻り光及び迷光が重なって入射したスポットを示す。 第１及び第２の受光素子に入射する戻り光の光量を比較したグラフである。 下側記録層に対してレーザ光を照射する際における、第１、第２の受光素子で検出する信号電圧を対比して示すグラフである。 上側記録層に対してレーザ光を照射する際における、第１、第２の受光素子で検出する信号電圧を対比して示すグラフである。 情報信号を生成する受光素子を選択する選択手段及び判別部を示す構成図である。 ディスクリート型の光ピックアップを示す図である。 レーザカプラの構成を示す図であり、（ａ）はレーザカプラが収納されたパッケージの斜視図、（ｂ）はレーザカプラの斜視図である。 レーザカプラの構成を示す図であり、（ａ）はレーザカプラの断面図、（ｂ）は光スポットが入射される受光素子を示す平面図である。 多層型の光ディスクの積層構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 光ディスク装置、２ 光ディスク、４ 光ピックアップ装置、７ システムコントローラ、１０ 信号処理部、２０ レーザカプラ、２４ レーザダイオード、２５ 受光素子、２６ プリズム、２７ 光路分岐面、４０ 選択手段、４１ 判別部

Claims (13)

1. 複数の記録層を有する光記録媒体に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う光記録再生装置において、
   上記複数の記録層の一に焦点を合わせてレーザ光を照射する発光素子と、
   上記複数の記録層からの戻り光を受光する複数の受光素子と、
   上記複数の受光素子のうち、上記焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別する判別手段と、
   上記判別手段の判別結果に応じて上記複数の受光素子のいずれか一を選択する選択手段とを備える光記録再生装置。
2. 上記発光素子と、上記発光素子から出射されたレーザ光及び上記光記録媒体からの戻り光が入射するとともに、上記レーザ光と上記戻り光とを分岐する光路分岐面が形成されたプリズムと、上記プリズムの光路分岐面に入射した上記戻り光の焦点から等距離に形成された上記複数の受光素子とを備えた基台が、上記レーザ光が入出される入出部が形成されたチップに収納されていることを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
3. ２つの上記受光素子が、上記戻り光の焦点の前後において、該焦点から等距離に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光記録再生装置。
4. 上記選択手段は、上記複数の受光素子で検出された各情報信号ＲＦの信号電圧レベルに基づいて、上記複数の受光素子のいずれか一を選択することを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
5. 片面２層記録型の光記録媒体に対して情報信号ＲＦの再生を行う請求項４記載の光記録再生装置。
6. 上記選択手段は、上記戻り光が入射する上記複数の受光素子のうち、情報信号ＲＦ変調度が高い方を選択することを特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
7. 上記選択手段は、上記レーザ光を照射する上記光記録媒体の記録層に応じて、上記複数の受光素子のいずれか一を選択すること特徴とする請求項１記載の光記録再生装置。
8. 複数の記録層を有する光記録媒体の上記記録層の一に焦点を合わせてレーザ光を照射し、
   上記光記録媒体からの戻り光を複数の受光素子で受光し、
   上記複数の受光素子のうち、上記焦点を合わせた記録層以外の記録層で反射された迷光成分の入射量が少ない受光素子を判別し、
   判別結果に応じて上記複数の受光素子のいずれか一を選択する信号検出方法。
9. ２つの受光素子が、上記戻り光の焦点の前後において、該焦点から等距離に形成されていることを特徴とする請求項８記載の信号検出方法。
10. 上記選択工程では、上記複数の受光素子で検出された各情報信号ＲＦの信号電圧レベルに基づいて、上記複数の受光素子のいずれか一を選択することを特徴とする請求項８記載の信号検出方法。
11. 片面２層記録型の光記録媒体に対して情報信号ＲＦの再生を行う請求項１０記載の信号検出方法。
12. 上記選択工程では、上記戻り光が入射する上記複数の受光素子のうち、情報信号ＲＦ変調度が高い方を選択することを特徴とする請求項８記載の信号検出方法。
13. 上記選択工程では、上記レーザ光を照射する上記光記録媒体の記録層に応じて、上記複数の受光素子のいずれか一を選択することを特徴とする請求項８記載の信号検出方法。

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