JP2013020671A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 １ビーム方式のトラッキング制御動作を行うことが出来る光ピックアップ装置に関する。
【解決手段】 レーザーダイオード１から生成放射されるレーザー光を光ディスクＤに設けられている信号記録層に集光させる対物レンズ７方向へ導くとともに光ディスクＤに設けられている信号記録層Ｌから反射される戻り光を光検出器１０方向へ導く光学素子を備え、前記光学素子と光検出器１０との間に戻り光を４つのビームに分割する光分離素子を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置に関する。

光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。

光ディスク装置としては、ＣＤやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクを使用するものが開発されている。また、前述した光ディスクの中には、信号記録層が複数設けられている多層型の光ディスクが製品化されている。

光ディスク装置に組み込まれる光ピックアップ装置では、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズに導き、該対物レンズの集光動作によってレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層にレーザースポットとして照射させるように構成されている。

そして、光ピックアップ装置では、信号記録層にレーザー光を集光させるフォーカス制御動作及び該信号記録層に設けられている信号トラックにレーザースポットを追従させるトラッキング制御動作を行うように構成されている。

トラッキング制御動作は、光ディスクの信号記録層から反射されるレーザー光、即ち戻り光を光検出器に導き、該光検出器に組み込まれている受光部から得られる信号に基づいて生成されるトラッキングエラー信号を利用して行うように構成されている。

トラッキング制御動作を行う方式としては、種々あるが３つのビームを利用する３ビーム方式が一般的である。斯かる３ビーム方式は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を回折格子によって１つのメインビームと２つのサブビームに分離し、２つのサブビームの反射光量差を検出することによってメインビームの位置が信号トラック上の信号読み出し動作等を行う場う場合に適した位置にあるか否かを判定するように構成されている。即ち、メインビームの前後に配置される２つのサブビームの戻り光が光検出器に組み込まれているサブビーム用の２つの受光部に照射され、各受光部から得られる光量差を検出することによってメインビームの信号トラックに対するずれ量やずれ方向を認識することが出来るので、この検出信号に基づいて信号トラックに対するずれを補正する方向へ対物レンズを変位させることによってトラッキング制御動作を行うことが出来る。斯かる３ビーム法によるトラッキング制御動作は周知であるので、その詳細な説明は省略する。

前述した３ビームを利用したトラッキング制御方法は、エラー検出精度が高く、またエラー検出動作を安定して行うことが出来るという利点があるが、レーザー光を３つのレーザー光に分離させる回折格子を必要とするため、部品の価格が上昇するだけでなく該回折格子の取付位置の精度を高める必要があるという問題がある。また、光ディスクに記録されている信号を読み出す機能に加えて該光ディスクに信号を記録することが出来るように構成された記録再生兼用の光ピックアップ装置では、レーザー光を３つのレーザー光に分離しているので、記録動作を行うメインビームの光量が低下することになる。その結果、記録動作を行うためには、レーザーダイオードから生成されるレーザー光の出力を大きくする必要があるという問題がある。更に、光ディスクに複数の信号記録層が設けられている多層型の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置では、信号の読み出し動作を行っていない信号記録層から反射されるメインビーム、即ち迷光と呼ばれるレーザー光がサブビームの戻り光を受光するべく設けられている受光部に照射されてトラッキングエラー信号の生成動作に悪影響を与えるという問題がある。

前述した３ビーム方式によるトラッキング制御方法が有する問題点を解決することが出来るトラッキング制御方法として１ビーム方式と呼ばれる１つのレーザービームを使用する方法が開発されている。斯かる１ビーム方式によるトラッキング制御方法において、トラッキングエラー信号をプッシュプル法にて得るように構成した場合、対物レンズが光ディスクの偏芯に追従してトラッキング方向へ変位するとトラッキング信号にオフセットが発生するという問題がある。

斯かる問題を解決する１ビーム方式のトラッキング制御方法としてＡＰＰ法(アドバンスドプッシュプル法)と呼ばれるトラッキング制御方法が開発されている。(特許文献１参照。)

特開２００６−３１９１３号公報

ＡＰＰ法と呼ばれる１ビーム方式のトラッキング制御方法は、プッシュプル法が有する問題点を解決することが出来るものの１つのレーザースポットによってトラッキング信号に含まれるオフセットを補正するための正確な信号を生成する必要があるので、光検出器に組み込まれている受光素子や該受光素子にレーザー光である戻り光を導く光学素子の取付位置に精度が要求される。その結果、斯かるＡＰＰ法によるトラッキング制御動作を行うように構成された光ピックアップ装置は、組立作業を容易に行うことが出来ないので製造価格が高くなるという問題がある。

本発明は、前述した問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。

本発明は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクに設けられている信号記録層から反射される戻り光を光検出器方向へ導く光学素子を備え、前記光学素子と光検出器との間に戻り光を４つのビームに分離する光分離素子を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明は、光分離素子にて分離された４つのビームを各々受光する４つの受光素子を光検出器内に設けたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、４つの受光素子をトラッキング方向に分割した第１及び第２の受光部にて構成したことを特徴とするものである。

また、本発明は、４つの受光素子を構成する第１及び第２の受光部にて得られる信号によりトラッキングエラー信号を生成するようにしたことを特徴とするものである。

そして、本発明は、光分離素子を第１及び第２の回折格子にて構成したことを特徴とするものである。

更に、本発明は、第１及び第２の回折格子によって上下左右に分離された４つのビームを生成するようにしたことを特徴とするものである。

本発明は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクに設けられている信号記録層から反射される戻り光を光検出器方向へ導くべく設けられている光学素子と光検出器との間に戻り光を４つのビームに分離する光分離素子を設けたので、即ち４つのビームを使用してトラッキングエラー信号の生成動作を行うように構成したので、光分離素子や光検出器の取付位置に高い精度を要しないという利点がある。従って、本発明は、光ピックアップ装置の製造価格を下げることが出来るという効果を有するものである。

本発明に係る光ピックアップ装置の光学系を説明するための概略図である。 本発明に係る光検出器の構成を説明するための図である。

レーザーダイオードから放射されるレーザー光を分離させないで光ディスクに設けられている信号記録層に１ビームのレーザー光を集光させることによって信号の読み出し動作及び信号の記録動作を行うことが出来るように構成された光ピックアップ装置に関する。

図１は本発明に係る光ピックアップ装置の光学系を示すものであり、同図において、１は、例えばＢｌｕ−ｒａｙ規格である光ディスクＤに設けられている信号記録層Ｌに記録されている信号を読み出す場合及び該信号記録層Ｌに信号を記録する場合に適した波長のレーザー光を放射するレーザーダイオードである。

２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射されるとともに該レーザー光をＰ偏光光に変換する１／２波長板、３は前記１／２波長板２を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、Ｐ偏光光を反射させるとともにＳ偏光光を透過させる制御膜３ａが設けられている。

４は前記偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａにて反射されたレーザー光が入射される１／４波長板であり、入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光へ、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。５は前記１／４波長板４を透過したレーザー光が入射されるとともに入射光を発散光から平行光に、反対に平行光から収束光に変換するコリメートレンズであり、球面収差を補正するためにモーター等(図示せず)の回転駆動力によって光軸方向、即ち矢印Ａ及びＢ方向へ変位せしめられるように構成されている。

６は前記コリメートレンズ５を透過したレーザー光が入射される位置に設けられている立ち上げミラーであり、入射されるレーザー光を対物レンズ７方向へ反射させるように構成されている。前記対物レンズ７は、入射されるレーザー光を光ディスクＤに設けられている信号記録層Ｌに集光させる作用を成すものである。

前述した光学部品にて構成された光路を通してレーザーダイオード１から放射されるレーザー光が前記対物レンズ７に入射されるので、光ディスクＤの信号記録層Ｌに対物レンズ７の集光動作によってレーザー光が集光されて光ディスクＤの信号記録層Ｌに記録されている信号を読み出すために適したレーザースポット及び該信号記録層Ｌに信号を記録するために適したレーザースポットが生成される。

斯かる動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ上にレーザースポットが生成されるが、同時に前記信号記録層Ｌからレーザー光が戻り光として反射されることになる。

このようにして反射されるレーザー光の戻り光は、対物レンズ７、立ち上げミラー６、コリメートレンズ５及び１／４波長板４を通して偏光ビームスプリッタ３に入射されることになる。斯かる戻り光は、周知のように１／４波長板４による位相変更動作によって異なる方向の直線偏光光、即ちＳ偏光光に変換されているので、前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａにて反射されることなく該制御膜３ａを透過することになる。

８は制御膜３ａを透過した戻り光が入射される位置に設けられている第１回折格子であり、戻り光を上下方向に分離された２つのレーザービームを生成する作用を成すものである。９は前記第１回折格子８を透過した戻り光、即ち上下方向に分離された２つのレーザービームが入射される位置に設けられている第２回折格子であり、２つの戻り光を左右方向に分離させて４つのレーザービームを生成する作用を成すものである。

１０は前記第１回折格子８及び第２回折格子９によって上下左右方向に４つに分離されたレーザービームが照射される光検出器であり、図２に示すような受光部が組み込まれている。

図２において、１０Ａは前記光検出器１０内に設けられているとともに前記第１回折格子８及び第２回折格子９にて分離生成された第１レーザービームＭ１が照射される位置に設けられている第１受光素子であり、光ディスクのトラッキング方向に分割された第１受光部Ａ及び第２受光部Ｂにて構成されている。また、１０Ｂは前記光検出器１０内に設けられているとともに前記第１回折格子８及び第２回折格子９にて分離生成された第２レーザービームＭ２が照射される位置に設けられている第２受光素子であり、光ディスクのトラッキング方向に分割された第１受光部Ｃ及び第２受光部Ｄにて構成されている。そして、１０Ｃは前記光検出器１０内に設けられているとともに前記第１回折格子８及び第２回折格子９にて分離生成された第３レーザービームＭ３が照射される位置に設けられている第３受光素子であり、光ディスクのトラッキング方向に分割された第１受光部Ｅ及び第２受光部Ｆにて構成されている。更に、１０Ｄは前記光検出器１０内に設けられているとともに前記第１回折格子８及び第２回折格子９にて分離生成された第４レーザービームＭ４が照射される位置に設けられている第４受光素子であり、光ディスクのトラッキング方向に分割された第１受光部Ｇ及び第２受光部Ｈにて構成されている。

斯かる構成において、第１受光部Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧは光ディスクに対してトラッキング方向の内周側、第２受光部Ｂ、Ｄ、Ｆ及びＨは光ディスクに対してトラッキング方向の外周側に配置されている。即ち、光ディスクＤの信号記録層Ｌに設けられている信号トラックに追従するべく制御されるレーザースポットが外周側へ変位すると第１受光素子１０Ａ、第２受光素子１０Ｂ、第３受光素子１０Ｃ及び第４受光素子１０Ｄに照射生成される第１レーザービームＭ１、第２レーザービームＭ２、第３レーザービームＭ３及び第４レーザービームＭ４が各々矢印Ｃ方向である第２受光部Ｂ、Ｄ、Ｆ及びＨ方向へ移動するように配置されている。

反対に光ディスクＤの信号記録層Ｌに設けられている信号トラックに追従するべく制御されるレーザースポットが内周側へ変位すると第１受光素子１０Ａ、第２受光素子１０Ｂ、第３受光素子１０Ｃ及び第４受光素子１０Ｄに照射生成される第１レーザービームＭ１、第２レーザービームＭ２、第３レーザービームＭ３及び第４レーザービームＭ４が各々矢印Ｄ方向である第１受光部Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧ方向へ移動するように配置されている。

前述したように光検出器１０は、トラッキング方向に２つの受光部に分割されている第１受光素子１０Ａ、第２受光素子１０Ｂ、第３受光素子１０Ｃ及び第４受光素子１０Ｄにて構成されているが、次にトラッキングエラー信号の生成動作について説明する。

図２において、１１は第１受光素子１０Ａを構成する第１受光部Ａから得られる信号と第２受光素子１０Ｂを構成する第１受光部Ｃから得られる信号とを加算する第１加算回路、１２は第１受光素子１０Ａを構成する第２受光部Ｂから得られる信号と第２受光素子１０Ｂを構成する第２受光部Ｄから得られる信号とを加算する第２加算回路、１３は第３受光素子１０Ｃを構成する第１受光部Ｅから得られる信号と第４受光素子１０Ｄを構成する第１受光部Ｇから得られる信号とを加算する第３加算回路、１４は第３受光素子１０Ｃを構成する第２受光部Ｆから得られる信号と第４受光素子１０Ｄを構成する第２受光部Ｈから得られる信号とを加算する第４加算回路である。

１５は前記第１加算回路１１によって加算された信号と第３加算回路１３によって加算された信号とを加算する第５加算回路、１６は前記第２加算回路１２によって加算された信号と第４加算回路１４によって加算された信号とを加算する第６加算回路である。斯かる構成によれば第５加算回路１５の出力端子には、第１受光素子１０Ａに設けられている第１受光部Ａから得られる信号、第２受光素子１０Ｂに設けられている第１受光部Ｃから得られる信号、第３受光素子１０Ｃに設けられている第１受光部Ｅから得られる信号、そして第４受光素子１０Ｄに設けられている第１受光部Ｇから得られる信号の全ての信号が加算された信号が出力され、第６加算回路１６の出力端子には、第１受光素子１０Ａに設けられている第２受光部Ｂから得られる信号、第２受光素子１０Ｂに設けられている第２受光部Ｄから得られる信号、第３受光素子１０Ｃに設けられている第２受光部Ｆから得られる信号、そして第４受光素子１０Ｄに設けられている第２受光部Ｈから得られる信号の全ての信号が加算された信号が出力されることになる。

１７は前記第５加算回路１５の出力信号、即ち第１受光素子１０Ａ、第２受光素子１０Ｂ、第３受光素子１０Ｃ及び第４受光素子１０Ｄを各々構成する第１受光部Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧの全ての第１受光部から得られる信号を加算した信号から前記第６加算回路１６の出力信号、即ち第１受光素子１０Ａ、第２受光素子１０Ｂ、第３受光素子１０Ｃ及び第４受光素子１０Ｄを各々構成する第２受光部Ｂ、Ｄ、Ｆ及びＨの全ての第２受光部から得られる信号を加算した信号を減算した信号を出力端子１８に出力する減算回路である。

前述したように前記減算回路１７の出力端子１８には、光ディスクＤのトラック方向に関連して内周側に設けられている第１受光部Ａ、Ｃ、Ｅ及びＧから得られる全ての信号を加算した信号から光ディスクＤのトラック方向に関連して外周側に設けられている第２受光部Ｂ、Ｄ、Ｆ及びＨから得られる全ての信号を加算した信号を減算した信号が出力されることになる。斯かる出力信号の大きさは、光ディスクＤの信号記録層Ｌに設けられている信号トラックに追従するべく照射生成されるレーザースポットのトラック方向への変位量に対応して変化するので、減算回路１７の出力端子１８に出力される信号をトラッキングエラー信号として利用することが出来る。即ち、本実施例において、前記出力端子１８に出力される減算出力であるトラッキングエラー信号を利用してトラッキング制御動作を行うことが出来る。

尚、本実施例では、光検出器１０に照射されるレーザー光を４つに分離させる素子として互いに離間した第１回折格子８と第２回折格子９の２つの回折格子を設けたが、２つの回折格子を合体させて配置させることも出来る。また、レーザーダイオード１から放射されるレーザー光を対物レンズ７方向へ導くとともに光ディスクＤの信号記録層Ｌから反射される戻り光を光検出器１０方向へ導く光学素子として偏光ビームスプリッタ３を用いたが他の光学素子を使用した光ピックアップ装置に実施することも出来る。

本発明は、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作及び記録動作を行うことが出来る光ピックアップ装置に実施した場合について説明したが、異なる規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や記録動作を行うように構成された光ピックアップ装置にも応用することが出来る。

１ レーザーダイオード
３ 偏光ビームスプリッタ
４ １／４波長板
５ コリメートレンズ
７ 対物レンズ
８ 第１回折格子
９ 第２回折格子
１０ 光検出器
１０Ａ 第１受光素子
１０Ｂ 第２受光素子
１０Ｃ 第３受光素子
１０Ｄ 第４受光素子
１１ 第１加算回路
１２ 第２加算回路
１３ 第３加算回路
１４ 第４加算回路
１５ 第５加算回路
１６ 第６加算回路
１７ 減算回路
Ｄ 光ディスク
Ｌ 信号記録層

Claims (6)

1. レーザーダイオードから放射されるレーザー光を対物レンズ方向へ導くとともに光ディスクに設けられている信号記録層から反射される戻り光を光検出器方向へ導く光学素子を備えた光ピックアップ装置であり、前記光学素子と光検出器との間に戻り光を４つのビームに分離する光分離素子を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光分離素子にて分離された４つのビームを各々受光する４つの受光素子を光検出器内に設けたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. ４つの受光素子をトラッキング方向に分割した第１及び第２の受光部にて構成したことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. ４つの受光素子を構成する第１及び第２の受光部にて得られる信号によりトラッキングエラー信号を生成するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
5. 光分離素子を第１及び第２の回折格子にて構成したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
6. 第１及び第２の回折格子によって上下左右に分離された４つのビームを生成するようにしたことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。

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