JP2009080874A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、層間迷光に起因してトラッキングエラー信号に生じる干渉ノイズを簡易な構成で低減することができる。
【解決手段】本発明は、光ディスク１００における隣り合う信号記録層Ｌ０及びＬ１の間隔ｄと、当該信号記録層Ｌ０及びＬ１間の屈折率ｎによって決定される反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの光路差の空気換算値である光路差ＢＭが、同一光源から分離された２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるような、時間的コヒーレントが比較的大きい光ビーム４０を出射し得る光源を光源２１として用いることにより、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの干渉度合を調整干渉度合未満に抑制するようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば複数の情報記録層を有する多層光ディスクに対して情報の記録又は再生を行う光ディスク装置に適用して好適なものである。

従来、光ディスク装置においては、光ディスクに対して音楽コンテンツや映像コンテンツ、或いは各種データ等の情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を再生するようになされたものが広く普及している。

実際上、光ディスク装置は、光ディスクの信号記録層に同心円状又は螺旋状に形成され、グルーブ及びランドからなるトラックに対して書込用の光ビームを照射して記録マークを形成することにより光ディスクに対して情報を記録する。

また光ディスク装置は、当該トラックに読出用の光ビームを照射してその反射光ビームを複数の検出領域に分割されたフォトディテクタで受光する。光ディスク装置は、当該反射光ビームの受光量に応じて検出領域ごとに検出信号を生成すると共に、当該検出信号に基づいて再生ＲＦ信号を生成することにより、信号記録層に記録された情報の再生を行うようになされている。

このとき光ディスク装置は、検出信号に基づいて光ディスクの信号記録層と光ビームの焦点とのずれ量に応じたフォーカスエラー信号を生成し、当該フォーカスエラー信号を基に当該光ビームの焦点距離を制御して光ディスクの信号記録層に光ビームを合焦させる、いわゆるフォーカス制御を行うようになされている。

また光ディスク装置は、検出信号に基づいて所定の信号処理を施すことにより、光ビームの照射位置と所望のトラックとのずれ量に応じたトラッキングエラー信号を生成し、当該トラッキングエラー信号を基に当該光ビームの照射位置を制御して当該ずれ量を削減させる、いわゆるトラッキング制御を行うようになされている。

このトラッキング制御の一手法として、ＤＰＰ（Differential Push Pull）法が広く使用されている。ＤＰＰ法では、図１（Ａ）に示すように、光ビームをメインビーム及び２つのサブビームの３つに分離して３つのスポットＰ（メインスポットＰＡ並びにサブスポットＰＢ及びＰＣ）として光ディスク１００のグルーブＧ及びランドＬにそれぞれ照射する。

またＤＰＰ法では、図１（Ｂ）に示すようにメインビーム及びサブビームが光ディスクに反射されてなる反射光ビーム（メイン反射光ビーム及び２つのサブ反射光ビーム）による３つの反射光スポットＱ（メイン反射光スポットＱＡ並びにサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣ）をフォトディテクタ１における３つのビーム検出器（メインビーム検出器２並びにサブビーム検出器３及び４）によってそれぞれ受光するようになされている。

ところで光ディスク装置の中には、信号記録層を複数有するいわゆる多層ディスクに記録された情報を再生し得るようになされたものがある。この光ディスク装置では、目的とする情報が記録された信号記録層（以下、これを対象記録層と呼ぶ）に光ビームを合焦するように照射するものの、他の信号記録層によって光ビームの一部が反射され、情報の再生などに使用されることの無い不要な迷光（以下、これを層間迷光と呼ぶ）が発生する。

図１（Ａ）に示したように、光ディスク装置は、対物レンズによって光ビームの波長と同程度にまでビーム径を絞った状態で当該光ビームを目標トラック上に照射する。このため、光ディスク１００の記録層上に形成されるスポットＰの直径は、トラックピッチＴＰよりも小さくなる。

ここで光ディスク１００が２層の信号記録層を有する２層ディスクであった場合、光ビームの一部は照射対象となった対象記録層でない他の信号記録層（以下、これを他記録層と呼ぶ）に照射されることになる。

この他記録層に対して照射された光ビームは、他記録層によって反射されると共に、対象記録層によって反射された反射光ビームと同様の光路を辿り、不必要な層間迷光ＯＢとしてフォトディテクタ１に照射されることになる。

このとき光ディスク装置は、図１（Ｂ）に示したように、フォトディテクタ１に対して焦点が大きくずれた（すなわちデフォーカスした）状態で層間迷光ＯＢを受光する。このためフォトディテクタ１において受光される層間迷光ＯＢは、反射光スポットＱよりも大きい径を有している。

ちなみに光ビームとして、メインビーム及び２つのサブビームがそれぞれ他記録層によって反射され、各々が重なった状態でフォトディテクタ１に照射されることになるが、説明の都合上、１つの層間迷光ＯＢがフォトディテクタ１に照射されるものとして説明する。

フォトディテクタ１における各ビーム検出器２〜４では、分割線Ｃｐで分割された各検出領域２Ａ及び２Ｂ、３Ａ及び３Ｂ、並びに４Ａ及び４Ｂの光量を検出信号として検出し、当該検出信号から上述した再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成する。このとき各ビーム検出器によって受光される層間迷光ＯＢが一様である場合、検出信号に大きな影響を与えることはない。

ここで光ビームの利用効率を高めるため、再生ＲＦ信号の生成などに利用されないサブビームの光量はメインビームの光量と比して小さくなされている。このため層間迷光ＯＢは、当該層間迷光ＯＢの光強度よりも遥かに大きい光強度を有するメインビームに対しては大きな影響を与えないものの、当該層間迷光ＯＢと同程度の光強度を有するサブビームと干渉してしまう。

この結果層間迷光ＯＢは、図２に示すように、サブビームによる反射光スポットＱＢ及びＱＣに干渉縞を生じさせる。この干渉縞は、外側に行くほど密になる同心円状に形成され、検出信号において干渉縞に起因するノイズ成分（以下、これを干渉ノイズと呼ぶ）を発生させてしまう。

なお図２では干渉縞が真円状に形成されており、検出器の中心から左右及び上下に対称性を有しているが、実際の干渉縞がこのような対称性を有しているとは限らない。

このような検出信号に基づいて例えばトラッキングエラー信号を生成すると、干渉縞が必ずしも分割線Ｃｐを跨いで対称でないため、各検出領域の光量の差分を算出することによって層間迷光の光量を相殺することができず、当該トラッキングエラー信号の品質を低下させてしまう。

そこで層間迷光ＯＢを選択的に遮蔽することにより、フォトディテクタ１によって反射光ビームのみを受光するようになされた光ディスク装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１４１３５７公報

ところでかかる構成の光ディスク装置においては、フォトディテクタ１の手前で反射光ビーム及び層間迷光ＯＢを一旦集光させると共に、当該反射光ビームの焦点近傍に設置された遮蔽部材によって焦点の異なる層間迷光ＯＢを遮蔽した後に、再度集光した反射光ビームをフォトディテクタ１によって受光するようになされている。

このため光ディスク装置は、層間迷光ＯＢを遮蔽するために、反射光ビームを集光させる集光レンズや遮蔽部材などの光学部材が必要となるため、構成が複雑になるという問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、層間迷光に起因してトラッキングエラー信号に生じる干渉ノイズを簡易な構成で低減することができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、光ビームを出射する光源と、光ディスクが有する複数の信号記録層のうち、照射対象となる対象記録層に対して光ビームを集光して照射する対物レンズと、対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム及び複数の信号記録層のうち、照射対象でない他記録層によって反射されてなる層間迷光を受光するフォトディテクタとを設け、光源が、光ビームの波長をλ、光ビームのスペクトル幅（半値全幅）をΔλ、他記録層のうち対象記録層に隣接する他記録層と対象記録層との間隔をｄ、対象記録層と他記録層との間の屈折率をｎ、円周率をπ、自然対数をｌｎ、定数をｋで表すとき、反射光ビーム及び層間迷光の光路差の空気換算値が、同一光源から分離された２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるよう次式
を満たすことにより、反射光ビーム及び層間迷光の干渉度合を調整干渉度合未満に抑制するようにした。

光ビームの波長λ、間隔ｄ、屈折率ｎは各種光ディスクの規格などによって定まる値であることから、光源が（１）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビームを出射するだけで反射光ビーム及び層間迷光の干渉度合を調整干渉度合に抑制することができる。

また本発明においては、光ビームを出射する光源と、光ディスクが有する複数の信号記録層のうち、照射対象となる対象記録層に対して光ビームを集光して照射する対物レンズと、対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム及び複数の信号記録層のうち、照射対象でない他記録層によって反射されてなる層間迷光を受光するフォトディテクタと、フォトディテクタによる受光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成する信号処理部とを設け、光源が、光ビームの波長をλ、光ビームのスペクトル幅（半値全幅）をΔλ、他記録層のうち対象記録層に隣接する他記録層と対象記録層との間隔をｄ、対象記録層と他記録層との間の屈折率をｎ、円周率をπ、自然対数をｌｎ、定数をｋで表すとき、反射光ビーム及び層間迷光の光路差の空気換算値が、同一光源から分離された２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるよう（１）式を満たすことにより、反射光ビーム及び層間迷光の干渉度合を調整干渉度合未満に抑制するようにした。

光ビームの波長λ、間隔ｄ、屈折率ｎは各種光ディスクの規格などによって定まる値であることから、光源が（１）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビームを出射するだけで反射光ビーム及び層間迷光の干渉度合を調整干渉度合に抑制することができる。

本発明によれば、光ビームの波長λ、間隔ｄ、屈折率ｎは各種光ディスクの規格などによって定まる値であることから、光源が（１）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビームを出射するだけで反射光ビーム及び層間迷光の干渉度合を調整干渉度合に抑制することができ、かくして層間迷光に起因して検出信号に生じる干渉ノイズを簡易な構成で低減することができる光ピックアップ及び光ディスク装置を実現できる。

以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。

（１）光ディスク装置の構成
図３において、光ディスク装置１０は、全体としてＢＤ（Blu-ray Disc、登録商標）−ＲＥ（Rewritable）ディスクやＢＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）ディスク等の複数の信号記録層を有する光ディスク１００に対して音楽コンテンツ、映像コンテンツ又は各種データ等の情報を記録し、また当該光ディスク１００から当該情報を再生するようになされている。

システムコントローラ１１は、光ディスク装置１全体を統括制御するようになされており、光ディスク１００が装填された状態で、図示しない操作部より当該光ディスク１００からの情報の再生命令を取得すると、当該光ディスク１００の信号記録層に記録されている情報を特定するためのアドレス情報ＩＡと共に、情報読出命令ＭＲを駆動制御部１３へ送出する。

駆動制御部１３は、システムコントローラ１１からの情報読出命令に応じて、スピンドルモータ１４を制御することにより光ディスク１００を所定の回転速度で回転させると共に、当該データ読出命令ＭＲ及びアドレス情報ＩＡを基に送りモータ１５を制御することにより、光ピックアップ２０を当該光ディスク１００の径方向に移動させ、当該光ディスク１００の信号記録層におけるアドレス情報ＩＡに応じたトラック（以下、これを所望トラックと呼ぶ）に光ビームを集光した状態で照射させる。

このとき光ピックアップ２０は、光ディスク１００に照射した光ビームが反射されてなる反射光ビームを受光し、その光量に応じた検出信号を生成し、信号処理部１７へ送出する。

信号処理部１７は、この検出信号に基づいて所望トラックに対する光ビームの照射位置のずれ量に応じたトラッキングエラー信号ＳＴＥと光ディスク１００の信号記録層に対する光ビームの焦点のずれ量に応じたフォーカスエラー信号ＳＦＥとを生成してこれらを駆動制御部１３へ送出すると共に、当該検出信号を基に再生ＲＦ信号ＳＲＦを生成して信号変復調部１８へ送出する。

駆動制御部１３は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ及びフォーカスエラー信号ＳＦＥに基づいたトラッキング制御信号ＣＴ及びフォーカス制御信号ＣＦを生成し、これらを光ピックアップ２０へ送出する。これに応じて光ピックアップ２０は、トラッキング制御及びフォーカス制御を行い、光ビームの焦点を光ディスク１００の所望トラックに合わせるようになされている。

信号変復調部１８は、再生ＲＦ信号ＳＲＦに対して所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより情報を再生し、これを外部機器（図示せず）へ送出する。

また光ディスク装置１０は、信号変復調部１８に入力された記録信号に対して所定の変調処理を施し、これを信号処理部１７により記録用の信号に変換した後、光ピックアップ２０から当該記録用の信号に応じた記録用ビームを出射させることにより、記録信号に応じた情報を光ディスク１００に記録する。

このように光ディスク装置１０は、光ピックアップ２０から光ディスク１００の信号記録層における所望トラックに対して焦点を合わせた光ビームを照射することにより、所望の情報を再生または記録し得るようになされている。

（２）光ピックアップの構成
図１及び図２と対応する部分と同一符号を附した図４に示すように、光ピックアップ２０のレーザダイオード２１は、制御部１２（図７）から供給される駆動電流に応じてレーザ光を発光し、光ビーム４０として回折素子２３へ入射する。

回折素子２３は、光ビーム４０を０次光ビームであるメインビーム及び±１次光ビームであるサブビームに分離し、ビームスプリッタ２４へ入射する。なお、信号記録層の記録情報を読み取るためのメインビームの光利用効率を高めるために、サブビームの光量は、当該メインビームと比較して小さくなるようになされている。

ビームスプリッタ２４は、入射されたメインビーム及びサブビームでなる光ビーム４０を反射してその進行方向を９０°変化させ、コリメータレンズ２５へ入射する。コリメータレンズ２５は、発散光として入射された光ビーム４０を平行光に変換し、立上ミラー２６によってその進行方向を９０°変化させ、１／４波長板２７を介して対物レンズ２８に入射させる。そして対物レンズ２８は、メインビーム及びサブビームでなる光ビーム４０を集光し光ディスク１００に照射する。

この結果メインビームによるメインスポットＰＡ（図１（Ａ））と、２つのサブビームによる２つのサブスポットＰＢ及びＰＣとが光ディスク１００が有する複数の信号記録層のうち、照射対象となる所望の信号記録層（以下、これを対象記録層と呼ぶ）における所望のトラックに照射される。

また対物レンズ２８（図２）は、光ビーム４０が対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム５０を受光し、１／４波長板２７と立上ミラー２６とコリメータレンズ２５とを介してビームスプリッタ２４へ入射する。ビームスプリッタ２４は、反射光ビーム５０を透過させ、マルチレンズ２９を介してフォトディテクタ１に入射する。

このとき対物レンズ２８は、光ビーム４０が対象記録層以外の信号記録層（以下、これを他記録層と呼ぶ）によって反射された反射光（以下、これを層間迷光と呼ぶ）ＯＢをも同様に受光し、１／４波長板２７と立上ミラー２６とコリメータレンズ２５とビームスプリッタ２４とマルチレンズ２９とを介してフォトディテクタ１に入射する。

ここでフォトディテクタ１は、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの光量に応じた検出信号を生成し、信号処理部１７へ送出する。

信号処理部１７（図７）は、この検出信号から再生ＲＦ信号、フォーカスエラー信号ＳＦＥ及びトラッキングエラー信号ＳＴＥ（以下、これらを生成信号群と呼ぶ）を生成し、駆動制御部１３へ送出する。駆動制御部１３は、信号処理部１７から供給されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号ＳＴＥに基づいて駆動制御信号を生成し、２軸アクチュエータ３０（図４）を制御することにより、光ビーム４０を光ディスク１００の対象記録層における所望のトラック上に正確に照射するように対物レンズ２８をフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動するようになされている。

（３）光源の選定
まず光ディスク１００が例えば信号記録層を２層有する２層ディスク１００ａであった場合の反射光ビーム５０と層間迷光ＯＢとの間に生じる光路差について着目する。

図５（Ａ）に示すように、２層ディスク１００ａは、光ビーム４０が入射される表面から順に、信号記録層を保護する保護層Ｐｒと、信号記録層Ｌ１と、光ビームを高透過率で透過する透過層Ｐｍと、信号記録層Ｌ０と、信号記録層を保護すると共に２層ディスク１００ａ全体を支持する基板Ｐｃとを有している。

信号記録層Ｌ１が対象記録層である場合、信号記録層Ｌ１に対して照射された光ビーム４０は、その一部が対象記録層である信号記録層Ｌ１によって反射されて反射光ビーム５０となる。一方信号記録層Ｌ１に対して照射された光ビーム４０は、その残りが信号記録層Ｌ１を透過し、さらに透過層Ｐｍを透過した後、他記録層である信号記録層Ｌ０によって反射され、情報の再生などに不要な層間迷光ＯＢとなる。

この層間迷光ＯＢは、対象記録層によって反射された反射光ビーム５０と同様の光路を辿ってフォトディテクタ１に受光される。このため層間迷光ＯＢは、反射光ビーム５０に対し、信号記録層Ｌ１と信号記録層Ｌ０との間隔ｄを往復する分、すなわち間隔ｄの２倍だけ光路差を生じることになる。

また信号記録層Ｌ０が対象記録層である場合、信号記録層Ｌ０に対して照射された光ビーム４０は、その約５０％が信号記録層Ｌ１を透過し、信号記録層Ｌ０によって反射されて反射光ビーム５０となる。一方信号記録層Ｌ０に対して照射された光ビーム４０は、その残り約５０％が信号記録層Ｌ０に到達する前に信号記録層Ｌ１によって反射され層間迷光ＯＢとなる。

このため層間迷光ＯＢは、対象記録層が信号記録層Ｌ１である場合と同様に、信号記録層Ｌ１と信号記録層Ｌ０との間隔ｄを往復する分、すなわち間隔ｄの２倍だけ反射光ビーム５０に対して光路差を生じることになる。

なお光ディスク１００が３層以上の多層ディスクである場合にも同様であり、層間迷光ＯＢは、他記録層のうち対象記録層と隣接する他記録層と対象記録層との間隔ｄの２倍だけ反射光ビーム５０に対して光路差を生じることになる。

ここで信号記録層Ｌ１及びＬ１間に介在する透過層Ｐｍの屈折率をｎとしたとき、層間迷光ＯＢに生じる光路差は、空気換算値である光路差ＢＭとして次式のように表すことができる。

ところで図２を用いて上述したように、光ディスク装置１０は、メインビームと比してサブビームの光量を小さくしている。このためメインビームが層間迷光ＯＢの影響を大きく受けることはない。しかしながらサブビームの光量が層間迷光ＯＢと同程度となるため、サブビームと層間迷光ＯＢとが干渉し、反射光スポットＱＢ及びＱＣに干渉縞を生じさせてしまう。

光ディスク装置１０では、この干渉縞における光の強弱を光強度で表したときの振幅（以下、これを干渉度合と呼ぶ）に応じて、サブビーム検出器３及び４における分割線Ｃｐを跨いだ検出領域の光量を表す検出信号ＳＤが変化し、当該干渉縞を起因とするノイズ成分（以下、これを干渉ノイズと呼ぶ）のレベルが決定される。従ってこの干渉度合を小さくすることにより、トラッキングエラー信号ＳＴＥにおける干渉ノイズ成分を低減することができる。

一般的に、一旦分離されてから合流する２つの光ビームが所定の干渉度合となる干渉を生じる光路差（以下、これを可干渉距離と呼ぶ）ＤＣは、光ビーム４０の波長をλ、光ビーム４０のスペクトル幅をΔλ、円周率をπ、自然対数（ｌｏｇ_ｅ）をｌｎとすると、次式に従って算出することができる。

なお図６に示すように、最も大きい光強度を有する波長λの光強度を１００％としたときに、５０％の光強度を有する波長幅（すなわちＦＷＨＭ：半値全幅）をスペクトル幅Δλと呼ぶ。またｋは任意の定数であり、定数ｋの値を調整することにより干渉度合を自由に調整することができる。

またスペクトル幅Δλは、実際に光ディスク装置１０において再生及び記録処理の際に出力されるときと同様の条件で、すなわち光ビーム４０を変調することなくＤＣ（Direct Current）出力したときの値とする。

従って（１）式を満たすことにより、この可干渉距離ＤＣを光路差ＢＭよりも小さくすることができれば、サブビームと層間迷光ＯＢとの間の干渉度合を定数ｋによって調整される干渉度合（以下、これを調整干渉度合と呼ぶ）以下に抑制することができる。

ここで（１）式を変形すると、可干渉距離ＤＣを光路差ＢＭよりも小さくすることができる光ビーム４０のスペクトル幅Δλを次式のように表すことができる。

例えば（４）式において定数ｋの値を０．５若しくはそれ以上に設定することにより、調整干渉度合を抑制し得、検出信号に生じる干渉ノイズ成分を実用上問題の無いレベルまで低下させ得るスペクトル幅Δλの値を算出することができる。

すなわち光ディスク装置１０は、定数ｋの値を０．５若しくはそれ以上に設定し、（４）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビーム４０を出射し得るように光源２１が選定されることにより、検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズ成分を実用上問題の無いレベルまで低下させ得るようになされている。

また（４）式において定数ｋの値を２．０に設定すると、同一波長及び同一光強度の光源における干渉度合の最大値（以下、これを最大干渉度合と呼ぶ）と比して調整干渉度合を約５０％にまで抑制し得るようなスペクトル幅Δλの値を算出することができる。

すなわち光ディスク装置１０は、定数ｋの値を２．０若しくはそれ以上に設定し、（４）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビーム４０を出射し得るように光源２１が選定されることにより、最大干渉度合と比して干渉度合を半分以下に抑制し得、検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズ成分のレベルを大幅に低下させ得るようになされている。

さらに（４）式において定数ｋの値を６．０に設定すると、最大干渉度合と比して調整干渉度合を約１％にまで抑制し得るようなスペクトル幅Δλの値を算出することができる。

すなわち光ディスク装置１０は、定数ｋの値を６．０若しくはそれ以上に設定し、（４）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビーム４０を出射し得るように光源２１が選定されることにより、最大干渉度合と比して干渉度合を１％に抑制し得、検出信号ＳＤに干渉ノイズ成分を殆ど生じさせないようにできる。

図７に、波長λを４０５［ｎｍ］、屈折率ｎを１．６とした場合のスペクトル幅Δλと、可干渉距離ＤＣ（それぞれ定数ｋ＝０．５、２．０、６．０のとき）との関係をグラフとして示している。このグラフから、定数ｋをいずれの値に設定した場合であってもスペクトル幅Δλが増大するにつれて可干渉距離ＤＣが減少していくことがわかる。

ここで波長λが４０５［ｎｍ］でなる光源を使用するＢＤでは、間隔ｄが２５［μｍ］であることから、光ビーム４０に生じる光路差ＢＭは（３）式より、３１．３［μｍ］と算出される。さらにこのとき定数ｋ＝０．５とした場合、可干渉距離ＤＣを光路差ＢＭ以下にできるスペクトル幅Δλは（４）式より約０．５７［ｎｍ］超（０．５７［μｍ］より大きいことを意味する、以下同様にして「超」を使用する）と算出される。

従って光ディスク装置１０は、スペクトル幅Δλが０．５７［ｎｍ］超という比較的スペクトル幅Δλが広い（すなわち時間的コヒーレンシーが小さい）光ビーム４０を出射するという出射条件（以下、これを時間的出射条件と呼ぶ）を満たす光源を光源２１として使用することにより、検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズ成分を実用上問題の無いレベルまで低下させることができる。

また定数ｋ＝２．０及び６．０とした場合、可干渉距離ＤＣを光路差ＢＭ以下にできるスペクトル幅Δλは（４）式より約２．２［ｎｍ］超、６．８［ｎｍ］超とそれぞれ算出される。

因みに波長λが４０５［ｎｍ］の光ビームを出射する一般的な半導体レーザは、数百［ＭＨｚ］（１０^８［Ｈｚ］オーダー）の高周波重畳した場合であっても、スペクトル幅Δλが０．２［ｎｍ］〜０．３［ｎｍ］であり、時間的出射条件を満たすことができず、干渉度合を調整干渉度合以下にすることができない。

なお定数ｋ＝０．５、２．０、６．０として（２）式に従ってこの半導体レーザの可干渉距離ＤＣの値を算出すると、それぞれ１２０〜１８０［μｍ］、２４０〜３６０［μｍ］、７６０〜１０６０［μｍ］となる。従って一般的な半導体レーザを光源２１として用いる場合には、信号記録層Ｌ１及びＬ１間の間隔ｄをこれらの値以上にする必要があるが、チルトマージンなどを考慮するとこれらの値は現実的であるとはいえない。

また定数ｋが大きければ大きいほど干渉度合を抑制して干渉ノイズのレベルを低減できるものの、スペクトル幅Δλが増大して色収差が大きくなるため、定数ｋの値は０．５以上かつ６．０以下に設定することが好ましい。

ところで光ディスク装置１０では、光ビーム４０を極力小さいスポットＰに集光しなければならないため、上述した時間的出射条件を満たすだけでなく、空間的コヒーレンシーの小さい光ビームを出射し得るという出射条件（以下、これを空間的出射条件と呼ぶ）を満たす光源を光源２１として選択する必要がある。

この空間的出射条件を満たすためには、光源２１が面積の極めて小さい一点から光ビーム４０を出射する点光源でなければならない。

実際上、光ディスク装置１０は、光源２１として点光源かつスペクトル幅Δλが広いスーパールミネッセント・ダイオードを光源２１として使用している。

これにより光ディスク装置１０は、光源２１が時間的出射条件及び空間的出射条件のいずれをも満たすため、光ディスク１００に対する情報の再生及び記録を問題なく実行し得ると共に、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢ間の干渉度合を抑制して検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズ成分を実用上問題の無いレベルまで低下させることができる。

（４）生成信号群の生成
次に、生成信号群の生成について説明する。

光ディスク装置１０における信号処理部１７（図３）は、光ピックアップ２０のフォトディテクタ１から検出信号が供給されると、この検出信号からトラッキングエラー信号ＳＴＥを生成する。

具体的に信号処理部１７は、図８に示すように、メインビーム検出器２の検出領域２Ａ及び２Ｂの受光量を表す検出信号ＳＤａからＳＤｂを減算することにより、次式に従って、メインビーム検出器２における分割線Ｃｐを挟んだ光量差となる減算信号Ｓｄｉｆを生成する。

これにより信号処理部１７は、１周期が光ディスク１００のトラックピッチに対応した正弦波となるメインプッシュプル信号Ｓｄｉｆを得ることができる。すなわち、このメインプッシュプル信号Ｓｄｉｆは、メインスポットＰＡのトラックの中心位置からのずれ（以下、これを照射ずれと呼ぶ）を表している。

因みにこのとき信号処理部１７は、検出信号ＳＤａからＳＤｂを減算することにより、各検出領域２Ａ及び２Ｂによって受光した層間迷光ＯＢの受光量を相殺することができる。

さらにこのメインプッシュプル信号Ｓｄｉｆは、対物レンズ２８のみがトラッキング方向に移動するいわゆるレンズシフトなどに起因して、反射光スポットＱＡの中心がメインビーム検出器２の中心からずれると、照射ずれが発生していないにも拘わらず、メインプッシュプル信号Ｓｄｉｆの信号レベルが変化する、いわゆるオフセットを生じる。

一方、信号処理部１７は次式に従って、検出領域３Ａ及び４Ａ（図８）の受光量を表す検出信号ＳＥａ及びＳＦａから、検出領域３Ｂ及び４Ｂの受光量を表す検出信号ＳＥａ及びＳＦｂをそれぞれ減算することにより、サブビーム検出器３及び４における分割線Ｃｐを挟んだ光量差をそれぞれ算出し、この光量差の和をサイドプッシュプル信号Ｓｄｓとして算出する。なおＫ_１は定数であり、これによりサイドプッシュプル信号Ｓｄｓの信号レベルをメインプッシュプル信号Ｓｄｉｆの信号レベルと同レベルにするようになされている。

このとき信号処理部１７は、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの干渉度合が抑制されているため、各検出領域３Ａ及び３Ｂ、並びに４Ａ及び４Ｂによって受光した層間迷光ＯＢの受光量をほぼ相殺することができ、サイドプッシュプル信号Ｓｄｓに生じる干渉ノイズを問題とならないレベルまで低減することができる。

ここで、図１を用いて上述したように、トラッキング方向に隣り合う２つのサブスポットＰＢ及びＰＣはメインスポットＰＡからそれぞれ半トラックずつ離れた位置に照射されることから、当該２つのサブスポットＰＢ及びＰＣの位相（図８）はメインスポットＰＡの位相から１８０°ずれる。

すなわちサイドプッシュプル信号Ｓｄｓでは、照射ずれを表す正弦波の位相がメインプッシュプル信号Ｓｄｉｆから反転すると共に、同一のオフセットが表れる。

このため信号処理部１７は、次式に従って、メインプッシュプル信号Ｓｄｉｆからサイドプッシュプル信号Ｓｄｓを減算してオフセットを相殺することにより、トラッキングエラー信号ＳＴＥを算出すると、このトラッキングエラー信号ＳＴＥを駆動制御部１３（図３）へ供給するようになされている。

このとき信号処理部１７は、サイドプッシュプル信号Ｓｄｓに生じる干渉ノイズを低減していることから、層間迷光ＯＢの影響を殆ど受けない高品質なトラッキングエラー信号ＳＴＥを生成することができる。

このように光ディスク装置１０は、（４）式を満たすような広域のスペクトル幅Δλを有する光源を光源２１として使用することにより、サイドプッシュプル信号Ｓｄｓに生じる干渉ノイズを低減することができ、高品質なトラッキングエラー信号ＳＴＥを生成し得るようになされている。

また光ディスク装置１０は、次式に従ってメインビーム検出器２の検出領域２Ａ及び２Ｂの受光量を表す検出信号ＳＤａとＳＤｂとを加算し、再生ＲＦ信号を生成する。

光ディスク１００における信号記録層Ｌ０及びＬ１の間隔ｄが狭く層間迷光ＯＢと反射光スポットＱとの光強度の差異が小さい場合、従来の半導体レーザを光源として用いる光ディスク装置では、メイン反射光スポットＱＡにも図２におけるサブ反射光スポットＱＢ及びＱＣと同様の干渉縞が形成される。このとき従来の光ディスク装置では、メイン反射光スポットＱＡによる検出信号ＳＲＦの干渉ノイズを低減することができる。

なお説明の都合上図示しないが、光ディスク装置１０は、スポットサイズ法に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成するようになされている。

このスポットサイズ法では、フォトディテクタ１の前段に設けられた円弧状の回折素子（図示しない）によってメインビームＭＢを０次光ビーム及び±１次光ビームに分離し、±１次光ビームの光量差に基づいてフォーカスエラー信号ＳＦＥを生成する。

光ディスク装置１０は、ＤＰＰ法と同様、±１次光ビームに基づく検出信号における干渉ノイズを抑制することができるため、当該検出信号に基づいて生成されるフォーカスエラー信号ＳＦＥの干渉ノイズを低減することができる。

また、光ディスク装置１０の信号処理部１７は、検出信号ＳＤに基づいて生成される生成信号群として、再生ＲＦ信号ＳＲＦ、トラッキングエラー信号ＳＴＥ、フォーカスエラー信号ＳＦＥ以外にもメインビームＭＢの和信号であるプルイン信号や、メインプッシュプル信号Ｓｄｉｆなどをそれぞれ生成する。光ディスク装置１０は、検出信号ＳＤにおける干渉ノイズを抑制することにより、これら全ての信号における干渉ノイズを低減することが可能となる。

（５）動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置１０の光ピックアップ２０は、光源２１から出射した光ビーム４０を対物レンズ２８によって集光し、光ディスク１００が有する複数の信号記録層Ｌ１及びＬ１のうち照射対象となる対象記録層に対して照射し、対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム５０及び信号記録層Ｌ１及びＬ１のうち照射対象でない他記録層によって反射されてなる層間迷光ＯＢをフォトディテクタ１によって受光する。

このとき光ピックアップ２０は、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの光路差の空気換算値である光路差ＢＭが、同一光源からなる２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるよう（１）式（但しｋ≧０．５）を満たすことにより、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの干渉度合を調整干渉度合未満に抑制するようにした。

ここで光ビーム４０の波長λ、間隔ｄ、屈折率ｎは光ディスク１００の規格などによって定まる値であることから、光ピックアップ２０は、（１）式を満たすようなスペクトル幅Δλを有する光ビーム４０を出射する光源２１を使用するだけで反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの干渉度合を調整干渉度合に抑制することができる。このため光ピックアップ２０は、干渉ノイズを低減するための光学部品を何ら必要とせず、簡易な構成でトラッキングエラー信号に生じる干渉ノイズを低減することができる。

言い換えると光ピックアップ２０は、既知の値である光ビーム４０の波長λ、間隔ｄ、屈折率ｎを（４）式（但しｋ≧０．５）に代入したときに（４）式を満たすように光源２１が選定されることにより、層間迷光ＯＢ自体を遮蔽するのではなく層間迷光ＯＢにおいて問題となる反射光ビーム５０との干渉を抑制して検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズを低減することができる。

また定数ｋが次式を満たすような光源２１を選定することにより、干渉度合を抑制しつつスペクトル幅Δλの拡大に伴って増大する色収差を補正可能な一定の範囲内に抑えることができる。

以上の構成によれば、光ピックアップ２０は、反射光ビーム５０及び層間迷光ＯＢの光路差の空気換算値である光路差ＢＭが、（１）式を満たすことにより、同一光源からなる２つの光ビームが定数ｋによって決定される調整干渉度合で干渉する可干渉距離となるスペクトル幅Δλ以上でなるスペクトル幅Δλを有する光ビーム４０を出射する光源を光源２１として用いることにより、検出信号ＳＤに生じる干渉ノイズを設定した定数ｋに応じて所望のレベルにまで自在に低減することができ、かくして層間迷光ＯＢに起因してトラッキングエラー信号に生じる干渉ノイズを簡易な構成で低減することができる光ピックアップ及び光ディスク装置を実現できる。

（６）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、ＤＰＰ法に従ってトラッキングエラー信号ＳＴＥを生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば５スポット法や３スポット法など種々のトラッキングエラー信号の生成手法を用いるようにしても良い。また光ビーム４０をメインビーム及びサブビームに分離する必要は無く、光ビームを分離することなく光ディスク１００に照射する１スポット法やＤＰＤ（Differential Phase Detection）法にも適用することができる。この場合、間隔ｄが狭く層間迷光ＯＢと反射光スポットＱとの光強度の差異が小さい場合に特に有効となる。

またフォーカスエラー信号ＳＦＥの生成手法としては、例えば非点収差法などを用いるようにしても良い。

また上述の実施の形態においては、光源２１としてスーパールミネッセント・ダイオードを用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は（４）式（ｋ≧０．５）を満たしさえすれば良く、種々の光源を用いることができる。

さらに上述の実施の形態においては、光ディスク１００がＢＤでなり、光源２１が４０５［ｎｍ］の光ビーム４０を出射するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば光ディスク１００がＤＶＤ（Digital Versatile Disc）でなり、光源２１が６３５［ｎｍ］や６６０［ｎｍ］の光ビームを出射するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、再生処理及び記録処理の両方を実行し得る再生記録型の光ディスク装置１０に本発明を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、再生処理又は記録処理のみを実行する再生専用又は記録専用の光ディスク装置に本発明を適用するようにしても良い。

さらに上述の実施の形態においては、光源としての光源２１と、対物レンズとしての対物レンズ２８と、フォトディテクタとしてのフォトディテクタ１と、信号処理部としての信号処理部１７とによって光ディスク装置としての光ディスク装置１０を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる光源と、対物レンズと、フォトディテクタと、信号処理部とによって本発明の光ディスク装置を構成するようにしても良い。

本発明の光ディスク装置は、例えば光ディスクに記録された情報を使用する種々の電子機器に利用することができる。

ＤＰＰ法による光ビームの照射と受光の様子を示す略線図である。 反射光スポットに生じる干渉縞を示す略線図である。 光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。 光ピックアップの構成を示す略線図である。 トラッキングエラー信号の生成の説明に供する略線図である。 層間迷光に生じる光路差の説明に供する略線図である。 光源のスペクトル幅の説明に供する略線図である。 スペクトル幅と可干渉距離との関係を示す略線図である。

符号の説明

１……フォトディテクタ、２……メインビーム検出器、３、４……サブビーム検出器、２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ、４Ａ、４Ｂ……検出領域、１０……光ディスク装置、１１……システムコントローラ、１３……駆動制御部、１７……信号処理部、２０……光ピックアップ、２１……光源、２３……回折素子、２８……対物レンズ、ＰＡ……メインスポット、ＰＢ、ＰＣ……サブスポット、ＱＡ……メイン反射光スポット、ＱＢ、ＱＣ……サブ反射光スポット、Δλ……スペクトル幅。

Claims (4)

1. 光ビームを出射する光源と、
   光ディスクが有する複数の信号記録層のうち、照射対象となる対象記録層に対して上記光ビームを集光して照射する対物レンズと、
   上記対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム及び上記複数の信号記録層のうち、照射対象でない他記録層によって反射されてなる層間迷光を受光するフォトディテクタと
   を具え、
   上記光源が、
   上記光ビームの波長をλ、上記光ビームのスペクトル幅（半値全幅）をΔλ、上記他記録層のうち上記対象記録層に隣接する他記録層と上記対象記録層との間隔をｄ、上記対象記録層と上記他記録層との間の屈折率をｎ、円周率をπ、自然対数をｌｎ、定数をｋで表すとき、上記反射光ビーム及び上記層間迷光の光路差の空気換算値が、同一光源から分離された２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるよう次式
   

   

   を満たすことにより、上記反射光ビーム及び上記層間迷光の干渉度合を上記調整干渉度合未満に抑制する
   ことを特徴とする光ピックアップ。
2. 上記定数が、
   次式を満たす
   

   

   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 上記光源は、
   スーパールミネッセント・ダイオードである
   ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 光ビームを出射する光源と、
   光ディスクが有する複数の信号記録層のうち、照射対象となる対象記録層に対して上記光ビームを集光して照射する対物レンズと、
   上記対象記録層によって反射されてなる反射光ビーム及び上記複数の信号記録層のうち、照射対象でない他記録層によって反射されてなる層間迷光を受光するフォトディテクタと、
   上記フォトディテクタによる受光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成する信号処理部と
   を具え、
   上記光源が、
   上記光ビームの波長をλ、上記光ビームのスペクトル幅（半値全幅）をΔλ、上記他記録層のうち上記対象記録層に隣接する他記録層と上記対象記録層との間隔をｄ、上記対象記録層と上記他記録層との間の屈折率をｎ、円周率をπ、自然対数をｌｎ、定数をｋで表すとき、上記反射光ビーム及び上記層間迷光の光路差の空気換算値が、同一光源から分離された２つの光ビームが任意の調整干渉度合で干渉する可干渉距離よりも小さくなるよう次式
   

   

   を満たすことにより、上記反射光ビーム及び上記層間迷光の干渉度合を上記調整干渉度合未満に抑制する
   ことを特徴とする光ディスク装置。

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