JPH1116200A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の記録面を備えた光ディスクからの反射戻
り光には、ビームスポットを形成した記録面と異なる記
録面からの成分も含まれ、再生信号の信号対雑音比（Ｓ
／Ｎ比）を悪化させる。 【解決手段】複数の記録面を備えた光ディスクを再生す
る光ピックアップにおいて、光ディスクからの反射戻り
光を複数の戻り光に分岐する分岐手段と、分岐手段で分
岐された第１戻り光を受光し、第１電気信号に変換して
出力する第１受光手段と、分岐手段で分岐された第２戻
り光の中央部のみを受光し、第２電気信号に変換して出
力する第２受光手段と、第１電気信号から第２電気信号
を差し引いて出力する演算手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の記録面を備
えた光ディスクを再生するための光ピックアップに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクの高密度化の要求に伴
い、１枚の光ディスクに複数の記録面を設けた多層光デ
ィスクとして、デジタル・バーサタイル・ディスク（Ｄ
ＶＤ：Digital Versatile Disk）が開発されている。Ｄ
ＶＤには、ディスク両面から複数の記録面を再生するこ
とが可能な両面再生型ＤＶＤや、ディスクの一方の面を
信号読み取り面とし、信号読み取り面から複数の記録面
を再生することが可能な片面再生型ＤＶＤ等がある。

【０００３】それらのＤＶＤのうち、片面再生型ＤＶＤ
の概略構成と、再生方法について説明する。ここで、片
面再生型ＤＶＤは、２つの記録面を備えた２層光ディス
クとし、２層光ディスクの概略構成と再生方法について
説明する。図３は、従来の光ピックアップにおいて多層
光ディスクの再生状態を示す概略図である。図３におい
て、２層光ディスク２２は、ディスク基板２３上に第１
記録面２０が形成され、第１記録面２０上には半透明膜
（図示せず）が形成されている。また、第２記録面２１
上には反射膜（図示せず）が形成され、第１記録面２０
と第２記録面２１との間には、透明な中間層２４が形成
されている。第１記録面２０上に形成された半透明膜の
反射率は、第１記録面２０からの反射光量と第２記録面
２１からの反射光量が、ほぼ同じになるように設定され
ている。

【０００４】この２層光ディスク２２における第１記録
面２０又は第２記録面２１の再生は、フォーカスサーボ
によりビームスポットが記録面に形成されるように、ビ
ームスポットが形成された記録面からの反射戻り光を、
光検出器（図示せず）で受光して電気信号に変換し、記
録面に記録された情報の再生信号を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すように、第１記録面２０の情報の再生信号を得る場
合、レーザ光１４は、対物レンズ６により収束され第１
記録面２０上にビームスポットを形成すると共に、第１
記録面２０の半透明膜を通過して第２記録面２１の反射
膜により反射し、記録面からの反射戻り光１５を受光し
ている光検出器に入射する。つまり、光検出器は、第１
記録面２０からの第１反射光２５と第２記録面２１から
の第２反射光２６とを受光しているため、その光検出器
から得られた再生信号は、他の記録面からのノイズが重
畳しクロストークの生じた再生信号となり、再生信号の
信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を悪化させるという欠点があ
る。これは、第２記録面２１にビームスポットを形成し
た場合に、第１記録面２０からの反射光の影響も同様で
ある。

【０００６】なお、このクロストークの低減を図るた
め、記録面の間隔を大きくすることが考えられるが、デ
ィスク基板の厚さが増加することにより、対物レンズの
球面収差が増大してビームスポットが大きくなり、高い
空間周波数の信号の再生能力が低下する。そのため、記
録面の距離をあまり大きくすることができず、２層光デ
ィスクにおいて、一般的には４０μｍ〜５０μｍくらい
である。

【０００７】したがって本発明は、複数の記録面を備え
た光ディスクを再生するための光ピックアップにおい
て、ビームスポットを形成した記録面以外の記録面によ
るクロストークを低減させ、信号対雑音比を改善した信
号を得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
本発明は、光源から出射されたレーザ光を、対物レンズ
により複数の記録面を備えた光ディスクの記録面上に収
束させ、ビームスポットを形成し、ビームスポットが形
成された記録面から反射し対物レンズを通過した反射戻
り光から、ビームスポットが形成された記録面の情報の
再生信号を検出することが可能な光ピックアップにおい
て、光ディスクからの反射戻り光を複数の戻り光に分岐
する分岐手段と、分岐手段で分岐された第１戻り光を受
光し、第１電気信号に変換して出力する第１受光手段
と、分岐手段で分岐された第２戻り光の中央部のみを受
光し、第２電気信号に変換して出力する第２受光手段
と、第１受光手段の第１電気信号から第２受光手段の第
２電気信号を差し引いて出力する演算手段とを具備する
ことを特徴としている。

【０００９】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の光ピックアップにおいて、第２受光手段が検出す
る第２戻り光の中央部は、レーザ光の波長をλ、対物レ
ンズの開口数をＮＡ、光ディスクの複数の記録面間の距
離をｘ、光ディスクの複数の記録面の間の屈折率をｎ、
対物レンズの有効径をＤ、中央部の直径をＤ’とした場
合、

【数１】に基づいて決定することを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の光ピックアップ
の一実施例の概略構成を示す模式図である。図１におい
て、光ピックアップは、半導体レーザ１、コリメータレ
ンズ２、偏光ビームスプリッタ３、λ／４板４、反射ミ
ラー５、対物レンズ６、ビームスプリッタ７、集光レン
ズ８、シリンドルリカルレンズ９、第１光検出器１０、
第２光検出器１１、演算部１２とを備えている。ここ
で、光ディスク１３は、レーザ光１４が入射した面から
みて、第１記録面（図示せず）と第２記録面（図示せ
ず）を備えた２層記録光ディスクとする。

【００１１】図１において、半導体レーザ１から出射し
たレーザ光１４は、偏向ビームスプリッタ３、λ／４板
４を通過し、反射ミラー５により光ディスク１３の方向
に反射される。反射ミラー５により反射されたレーザ光
１４は、対物レンズ６により、光ディスク１３の第１記
録面上又は第２記録面上に収束し、ビームスポットを形
成する。

【００１２】光ディスク１３の第１記録面上に形成され
ている半透明膜（図示せず）又は第２記録面上に形成さ
れている反射膜（図示せず）により反射した反射光戻り
光１６は、再び対物レンズ６に入射し平行光に成形さ
れ、反射ミラー５により反射しλ／４板４を通過する。
レーザ光１４は、往路と復路の２度λ／４板４を通過す
ることにより、偏向方向が９０度変化する。そのことに
より、反射戻り光１５は、偏向ビームスプリッタ３で９
０度方向に反射する。

【００１３】偏向ビームスプリッタ３で反射した反射戻
り光１５は、ビームスプリッタ７により、入射した反射
戻り光１５の半分をそのまま通過させ、半分を境界面で
９０度方向に反射させる。このビームスプリッタ７は、
ハーフミラーでもよい。

【００１４】ビームスプリッタ７を通過した第１戻り光
１６は、集光レンズ８により集光し、フォーカスエラー
信号を検出するために用いられたシリンドルリカルレン
ズ９により収差が与えられ、第１光検出器１０上に収束
する。第１光検出器１０は、受光した光量に対応する第
１電気信号１７を出力する。この第１光検出器１０で受
光した第１戻り光１６の光量は、光ディスク１３の第１
記録面にビームスポットを形成した場合、第１記録面と
第２記録面とから反射したレーザ光の光量の和である。

【００１５】また、ビームスプリッタ７により反射した
第２戻り光１８は、第２検出器１１により、第２戻り光
１８の中央部のレーザ光のみが受光される。第２光検出
器１１は、受光した光量に対応した第２電気信号１９を
出力する。第２光検出器１１で受光した第２戻り光１８
の光量は、光ディスク１３の第１記録面にビームスポッ
トを形成した場合、第１記録面と第２記録面とから反射
したレーザ光のうち、第２記録面からの反射したレーザ
光の成分に相当する光量である。

【００１６】第２電気信号１９は、演算部１２に入力す
る。演算部１２は、第１光検出器１０で検出された第１
電気信号１７から第２光検出器１１で検出された第２電
気信号１９を差し引いた電気信号を、光ディスク１３の
ビームスポットが形成した記録面に記録されている情報
の再生信号として出力する。

【００１７】第１戻り光１６及び第２戻り光１８は、光
ディスク１３のビームスポットを形成した記録面からの
反射光と、前記ビームスポットを形成した記録面と異な
る記録面からの反射光を含んだ反射戻り光１５である。
第１光検出器１０では、第１戻り光１６をすべて受光し
て第１電気信号１７に変換しているため、第１電気信号
１７は、ビームスポットを形成した記録面の信号成分
と、該記録面と異なる記録面からの反射光成分とを含む
信号である。

【００１８】一方、第２戻り光１８は、光ディスク１３
のビームスポットを形成した記録面からの反射光と、前
記ビームスポットを形成した記録面と異なる記録面から
の反射光を含んだ反射戻り光のうち、第２戻り光１８の
中央部付近の反射光量を受光して、第２電気信号１９に
変換している。この第２戻り光１８の中央部の反射光
は、ビームスポットを形成している記録面と異なる記録
面から反射した反射光の成分である。すなわち、対物レ
ンズ６により焦点が合っていない記録面からの反射光の
成分が大部分であり、空間周波数の低い成分である。

【００１９】ここで、第２光検出器１１が検出する第２
戻り光１８の中央部付近の反射光について説明する。図
２は、本発明の光ピックアップにおける第２戻り光の中
央部付近を説明するための模式図である。図２におい
て、レーザ光１４が対物レンズ６により光ディスクの第
１記録面２０上に収束したとき、第１記録面２０を透過
した一部のレーザ光１４は、第２記録面２１で反射す
る。このとき、第２記録面２１上に照射されたレーザ光
１４による反射光は、第２記録面２１上におけるレーザ
光１４の直径より大きい範囲の凹凸（ピット）或いは明
暗には影響されるが、第２記録面２１上のレーザ光１４
の直径より小さい範囲に存在する凹凸（ピット）或いは
明暗には影響されない。

【００２０】対物レンズ６の開口数をＮＡ、対物レンズ
６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の有効径をＤとする
と、開口数ＮＡの対物レンズ６の有効径Ｄと焦点距離ｆ
との関係は、次式の数２のようになる。

【００２１】

【数２】

【００２２】第１記録面２０を透過した一部のレーザ光
１４は、第２記録面２１で反射し、第１記録面２０上に
照射する。第１記録面２０と第２記録面２１との距離を
ｘ、第１記録面２０と第２記録面２１との間の屈折率を
ｎとすると、第１記録面２０上に形成された第２記録面
２１からの反射光のビームの直径ｄは、対物レンズ６の
有効径Ｄと焦点距離ｆの関係との比により、次式の数３
で求められる。

【００２３】

【数３】

【００２４】ゆえに、数３からビームの直径ｄは、次式
の数４により求められる。

【数４】

【００２５】また、対物レンズ６の焦点位置において、
ビームスポット径が数４により求められた直径ｄとなる
場合の対物レンズ６の開口数ＮＡ'は、次式の数５によ
り求められる。

【００２６】

【数５】

【００２７】ビームの直径ｄの反射光が第１記録面２０
上に形成され、この反射光が対物レンズ６により捕らえ
られ、図１に示す反射戻り光１５となる。第１記録面２
０上において、直径ｄのビームが、対物レンズ６により
反射戻り光１５に整形された場合、直径ｄのビームに相
当する反射戻り光１５の中心部の直径Ｄ’は、対物レン
ズ６の有効径Ｄとの比から、次式の数６により求められ
る。

【００２８】

【数６】

【００２９】そして、数６に数４を代入することによ
り、次式の数７となり、反射戻り光１５の中心部の直径
が求められる。

【００３０】

【数７】

【００３１】例えば、レーザ波長λ＝０．６５μｍ、対
物レンズ６の開口数ＮＡ＝０．６、対物レンズ６の焦点
距離ｆ＝２．４ｍｍ、対物レンズ６の有効径Ｄ＝２．８
８ｍｍ、第１記録面２０と第２記録面２１との距離ｘ＝
２０μｍ、屈折率ｎ＝１．５５とすると、対物レンズ６
の有効径Ｄと、反射戻り光の中心部の直径Ｄ’は、次式
の数８から求められる。

【００３２】

【数８】

【００３３】数８から、反射戻り光１５の中央部の直径
Ｄ’は、次式の数９のようになる。

【００３４】

【数９】

【００３５】すなわち、反射戻り光に含まれるビームス
ポットが形成した第１記録面２０と異なる第２記録面２
１からの反射光は、反射戻り光１５の中心から直径７
７．４μｍの範囲に含まれているため、その範囲の反射
戻り光１５を、図１に示す第２検出器１１で検出するこ
とにより、ビームスポットが形成された記録面と異なる
記録面から反射した反射戻り光１５の成分を検出するこ
とができる。

【００３６】そして、図１において、第２光検出器１１
で検出した反射戻り光の成分を第２電気信号１９に変換
し、第２電気信号１９を第１光検出器１０からの第１電
気信号１７から差し引くことにより、演算部１２から出
力された信号は、ビームスポットが形成された記録面の
信号成分のみを備えた信号となる。したがって、記録層
間のクロストーが低減され、信号対雑音比が改善された
信号を得ることができる。特に、多層光ディスクにおい
て、記録面数を増加させたとき、対物レンズの球面収差
の増加を防ぐために、記録面の間隔を小さくする必要が
生じるため有効である。

【００３７】また、本実施例においては、ビームスプリ
ッタ７を戻り光の平行光中に配置したが、集光レンズ８
とシリンドリカルレンズ９との間に配置して、第２光検
出器１１を収束光中に配置した構成としてもよい。この
場合、前述した数７におけるＤ’／Ｄは、第２光検出器
１１の直径と収束光ビームの直径との比を表す。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、複数の記録面を備えた
光ディスクを再生するための光ピックアップにおいて、
複数の記録面によるクロストークを低減させ、信号対雑
音比を改善した信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの一実施例の概略構成
を示す模式図である。

【図２】本発明の光ピックアップにおける第２戻り光の
中央部付近を説明するための模式図である。

【図３】従来の光ピックアップにおいて多層光ディスク
の再生状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１・・半導体レーザ、２・・コリメータレンズ、３・・
偏光ビームスプリッタ、４・・λ／４板、５・・反射ミ
ラー、６・・対物レンズ、７・・ビームスプリッタ、８
・・集光レンズ、９・・シリンドリカルレンズ、１０・
・第１光検出器、１１・・第２光検出器、１２・・演算
部、１３・・光ディスク、１４・・レーザ光、１５・・
反射戻り光、１６・・第１戻り光、１７・・第１電気信
号、１８・・第２戻り光、１９・・第２電気信号、２０
・・第１記録面、２１・・第２記録面、２２・・２層光
ディスク、２３・・ディスク基板、２４・・中間層、２
５・・第１反射光、２６・・第２反射光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源から出射されたレーザ光を対物レンズ
   により複数の記録面を備えた光ディスクの記録面上に収
   束させビームスポットを形成し、前記ビームスポットが
   形成された記録面から反射し前記対物レンズを通過した
   反射戻り光からビームスポットが形成された記録面の情
   報の再生信号を検出することが可能な光ピックアップに
   おいて、 前記光ディスクからの反射戻り光を複数の戻り光に分岐
   する分岐手段と、 該分岐手段で分岐された第１戻り光を受光し第１電気信
   号に変換して出力する第１受光手段と、 前記分岐手段で分岐された第２戻り光の中央部のみを受
   光し第２電気信号に変換して出力する第２受光手段と、 前記第１受光手段の第１電気信号から前記第２受光手段
   の第２電気信号を差し引いて出力する演算手段とを具備
   することを特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】請求項１記載の光ピックアップにおいて、
   前記第２受光手段が検出する前記第２戻り光の中央部
   は、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡ、
   前記光ディスクの複数の記録面間の距離をｘ、前記光デ
   ィスクの複数の記録面の間の屈折率をｎ、前記対物レン
   ズの有効径をＤ、前記中央部の直径をＤ’とした場合、 【数１】 に基づいて決定することを特徴とする光ピックアップ。