JP2012069183A - 光ピックアップ装置および光ディスク装置 - Google Patents
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Abstract
複数の情報記録面を有する光ディスクを記録再生する場合に、レンズシフトまで考慮して信号光と迷光を効果的に分離し、安定なサーボ信号およびRF信号を生成することが可能な光ピックアップ装置およびそれを搭載した光ディスク装置を提供する。
【解決手段】
光ピックアップ装置は、レーザ光源と、光束を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、情報記録面で反射した光束を複数に分割する回折格子と、複数に分割された光束を受光する複数の受光素子を備えた光検出器とを備え、
回折格子の中央領域を、光ディスクのトラックに垂直な方向の2本の分割線によって3分割し、分割された領域のうち回折格子の中心を含む中央の領域は、光束を遮光する遮光領域を設け、遮光領域を除く2つの領域は、回折した光束を受光面で検出する。
【選択図】 図15
Description
特許文献1には、「動作の信頼性を確保した上で受光部への迷光の入射の防止を図る。」とあり、解決手段として「ディスク状記録媒体から受光素子までの光路中にレーザー光の一部を遮光する遮光部13aを有する遮光部材13を設け、情報の記録又は再生が行われる記録層とは別の層で反射されたレーザー光の少なくとも一部を受光素子の受光部に入射しないようにした。」と記載されている。
一点鎖線21は、トラック方向に略垂直な方向、つまり光ディスク半径方向を示す。以下Rad方向と略す。一点鎖線22は、トラック方向に略平行な方向、つまり光ディスク接線方向を示す。以下Tan方向と略す。
遮光部20が例えば図2のように平板のように形成されるとき、Rad方向に平行な辺20Aは、Tan方向に平行な辺20Bよりも長くなることが望ましい。この詳細については、図6を用いて後述する。
光ディスクの情報層上より反射した光束は、破線23で示すように遮光素子18に入射する。このとき遮光部20に入射した部分の光束は遮光され、残りの光束は透過して光検出器19に進行する。
(数1)
FES=(19a+19c)−(19b+19d)
また、数2に示す演算式のように全ての和をとってRF信号を生成する。
(数2)
RF=19a+19b+19c+19d
また、対物レンズをRad方向に変位させる、いわゆるレンズシフトを行うとき、迷光は受光面に対してRad方向にシフトすることが知られている。図6において、紙面左右方向をRad方向とすると、迷光50はRad方向に対して余裕を持って入射することが必要となる。受光面はバランスの点で対称の設計にした方が望ましいため、遮光素子18の遮光部20においてRad方向に平行な辺20Aは、Tan方向に平行な辺20Bよりも長いことが望ましい。Tan方向に平行な辺20Bは、レンズシフトをしない状態で図6のように迷光を回避すればよい。
このように、遮光素子18のような構成にすることで、中央を含んだ一部の光束を遮光することで、レンズシフトまで考慮して効果的に信号光と迷光を分離することが可能となる。
(数3)
FES=(61a+61c)−(61b+61d)
また、数4に示す演算式のように全ての和をとってRF信号を生成する。
(数4)
RF=61a+61b+61c+61d+61e
また、レンズシフトを行った場合も、Rad方向において受光面は迷光と離れて配置されているため、効果的に信号光と迷光を分離することができる。
特に受光面61Eは、自身の迷光がTan方向に離れて入射するため、レンズシフトをしても受光面61E上に入ることはない。よって、レンズシフトのマージンを広くすることが可能である。従って、信号光と迷光の干渉のない、安定なRF信号を検出することができる。
このように、光学系に回折格子を設け、回折格子の中央を含んだ領域に遮光部を設けるとともに、一部の光束を回折することで、RF信号のS/Nを向上し、かつレンズシフトまで考慮して効果的に信号光と迷光を分離することが可能となる。
回折格子130の回折光は、主に+1字回折光と−1次回折光で構成される。
回折格子130の各領域の分光比は、例えば領域131A、131B、130G、130H、130I、130Jは、0次光:+1次光:−1次光=0:1:0とする。また、領域130C、130D、130E、130Fは、0次光:+1次光:−1次光=0:7:3とする。このように、+1次光と−1次光の分光比が異なるように、回折格子の格子溝形状を形成することをブレーズ化という。ブレーズ化する理由は、再生信号を+1次光の総和で生成するので、再生信号の光量を多くとりノイズを低減するためである。
なお、領域130Aと領域130Bは、破線で示した信号光140のうち、光ディスクのトラックによる回折で生じるプッシュプル成分のパターンを示す141と142が入射する領域となっている。
遮光部20に入射した部分の光束は遮光され、残りの光束は所定の方向に回折して光検出器131に進行する。
領域130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、130H、130I、130Jを回折した光束の+1次回折光は、それぞれ受光面131A、131B、131C、131D、131E、131F、131G、131H、131I、131Jに入射し、領域130C、130D、130E、130Fを回折した光束の−1次回折光は、それぞれ受光面131Rと131V間の暗線部、131Pと131T間の暗線部、131Sと131W間の暗線部、131Qと131V間の暗線部に入射する。
+1次回折光と−1次回折光は光軸中心150に対して対称に回折するため、受光面の配置も図16のように対称に配置される。
領域130Gから領域130Jの回折光を受光する受光面は、領域130Aから領域130Fの回折光を受光する受光面よりも光軸中心150から離れて配置する。このような配置にすることによって、いかなる迷光も回避することが可能となる。これについては、図17から図19を用いて後述する。
(数5)
FES=(131q+131r+131t+131w)−(131p+131s+131u+131v)
例えば、プッシュプル成分を含んだ信号131aと131bのみで生成した場合、対物レンズがRad方向に対物レンズ変位、すなわちレンズシフトしたときに、図15中の左右の光量アンバランスによって直流成分のオフセットが発生する。
そこで、オフセット成分のみの信号131cから131fを用いて、オフセットをキャンセルする演算を行う。
プッシュプル成分を含んだ信号をメインプッシュプル信号(以下MPP信号と略す。)、プッシュプル成分を含まないオフセット成分のみの信号をオフセット信号とすると、DPP信号は数6に示す演算式となる。
(数6)
MPP信号=131a−131b
オフセット信号=(131c+131d)−(131e+131f)
TES=DPP信号=(MPP信号)−kt・(オフセット信号)
また、数7に示す演算式のように+1次回折光で得られた信号の全ての和をとってRF信号を生成する。
(数7)
RF=131a+131b+131c+131d+131e+131f+131g+131h+131i+131j
回折格子130の回折光は、主に+1字回折光と−1次回折光で構成される。
回折格子130の各領域の分光比は、例えば領域130I、130J、130K、130Lは、0次光:+1次光:−1次光=0:1:0とする。また、領域130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、130Hは、0次光:+1次光:−1次光=0:7:3とする。このように、+1次光と−1次光の分光比が異なるように、回折格子の格子溝形状を形成することをブレーズ化という。ブレーズ化する理由は、再生信号を+1次光の総和で生成するので、再生信号の光量を多くとりノイズを低減するためである。
なお、領域130Aから130Dは、破線で示した信号光140のうち、光ディスクのトラックによる回折で生じるプッシュプル成分のパターンを示す141と142が入射する領域となっている。
遮光部20に入射した部分の光束は遮光され、残りの光束は所定の方向に回折して光検出器131に進行する。
領域130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、130H、130I、130J、130K、130Lを回折した光束の+1次回折光は、それぞれ受光面131A、131B、131C、131D、131E、131F、131G、131H、131I、131J、131K、131Lに入射し、領域130A、130B、130C、130D、130E、130F、130G、130Hを回折した光束の−1次回折光は、それぞれ受光面131Pと131Q間の暗線部、131Qと131R間の暗線部、131Sと131T間の暗線部、131Rと131S間の暗線部、受光面131W、131X、131Y、131Zに入射する。
+1次回折光と−1次回折光は光軸中心150に対して対称に回折するため、受光面の配置も図22のように対称に配置される。
領域130Iから領域130Lの回折光を受光する受光面は、領域130Aから領域130Hの回折光を受光する受光面よりも光軸中心150から離れて配置する。このような配置にすることによって、いかなる迷光も回避することが可能となる。これについては、図23から図25を用いて後述する。
(数8)
FES=(131q+131s)−(131p+131r+131t)
例えば、プッシュプル成分を含んだ信号131aと131bのみで生成した場合、対物レンズがRad方向に対物レンズ変位、すなわちレンズシフトしたときに、図21中の左右の光量アンバランスによって直流成分のオフセットが発生する。
そこで、オフセット成分のみの信号131cから131fを用いて、オフセットをキャンセルする演算を行う。
プッシュプル成分を含んだ信号をメインプッシュプル信号(以下MPP信号と略す。)、プッシュプル成分を含まないオフセット成分のみの信号をオフセット信号とすると、DPP信号は数9に示す演算式となる。
(数9)
MPP信号=(131a+131e+131b+131f)−(131c+131g+131d+131h)
オフセット信号=(131w+131x)−(131y+131z)
TES=DPP信号=(MPP信号)−kt・(オフセット信号)
また、数10に示す演算式のように+1次回折光で得られた信号の全ての和をとってRF信号を生成する。
(数10)
RF=131a+131b+131c+131d+131e+131f+131g+131h+131i+131j+131k+131l
Claims (11)
- レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射した光束を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面で反射した光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、を備えた光ピックアップ装置において、
前記情報記録面から前記光検出器までの光路中に、前記光束の中心を含む領域を遮光する遮光素子を設け、
前記遮光素子の遮光領域は、
前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の幅よりも、前記光ディスクのトラック方向に略直交する方向の幅の方が大きく、
前記遮光領域以外の領域を通過した光束は回折され、前記光検出器で検出される
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射した光束を光ディスクの情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面で反射した光束を複数に分割する回折格子と、
前記回折格子によって複数に分割された光束を受光する複数の受光面を備えた光検出器と、を備えた光ピックアップ装置において、
前記回折格子は、
前記回折格子の中心を含む第1の領域と、前記回折格子の中心を除く第2の領域に分割され、
該第1の領域は、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な方向の2本の分割線によって3分割され、
3分割された前記第1の領域のうち、前記回折格子の中心を含む中央の領域は、
光束を遮光する遮光領域であり、
前記遮光領域以外の領域を通過した光束は回折され、前記光検出器で検出される
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、
前記回折格子の中心を含む遮光領域は、
前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の幅よりも、前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の幅の方が大きい
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2又は請求項3に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1の領域のうち、前記回折格子の中心を含む遮光領域を除く2つの領域は、
所定の値に周期的に刻まれた格子溝からなる回折領域とし、
該領域の回折光は、前記光検出器の所定の受光面に入射する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項4のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1の領域のうち、前記回折格子の中心を含む遮光領域を除く2つの領域は、
前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の分割線によって少なくとも4分割される
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項5のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1の領域のうち、前記回折格子の中心を含む遮光領域を除く2つの領域は、
前記回折格子の中心を通り、前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の軸に対して線対称であり、
かつ前記回折格子の中心を通り、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な方向の軸に対して線対称である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項6のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記回折格子の第2の領域で、複数に分割される回折領域は、
前記回折格子の中心を通り、前記光ディスクのトラック方向に略平行な方向の軸に対して線対称であり、
かつ前記回折格子の中心を通り、前記光ディスクのトラック方向に略垂直な方向の軸に対して線対称である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項7のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記回折格子の前記第1の領域の回折角は、
前記回折格子の前記第2の領域の回折角よりも大きい
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項8のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記回折格子の前記第2の領域で回折した光束を用いてフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を検出し、
前記遮光領域を除く全ての回折領域で回折した光束を用いて再生信号を検出する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2から請求項9のいずれかに記載の光ピックアップ装置であって、
前記回折格子は、
前記遮光領域に変えて、所定の値に周期的に刻まれた格子溝からなる回折領域とし、
該領域の回折光は、前記光検出器の各受光面から所定の距離分離した受光感度を持たない位置に入射する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置と、
前記レーザ光源を駆動するためのレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップの光検出器で得られた検出信号より、多層化された前記光ディスクで安定したサーボ信号を生成するためのサーボ信号生成回路と、
前記光ピックアップの光検出器で得られた検出信号より、多層化された前記光ディスクに記録されている情報を安定に再生するための情報信号再生回路と、
前記レーザ点灯回路、前記サーボ信号生成回路ないし前記情報信号再生回路を制御するコントロール回路と、を備えた光ディスク装置。
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JP2010211555A JP2012069183A (ja) | 2010-09-22 | 2010-09-22 | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
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