光ピックアップ装置及び情報記録再生装置
【課題】 点数を増加することなく、信号品位の悪化の低減を実現する光量調整手段を備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 光ピックアップ装置において、光ビームの光量を調整する光量調整手段は、異なる透過率を有する第１透過部と第２透過部とが同一平面上に形成された透過素子と、透過素子を支持するための支持手段と、光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有している。この回転駆動により、光ビームが透過素子を出力する際の光量を切換える。
【解決手段】 光ピックアップ装置において、光ビームの光量を調整する光量調整手段は、異なる透過率を有する第１透過部と第２透過部とが同一平面上に形成された透過素子と、透過素子を支持するための支持手段と、光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有している。この回転駆動により、光ビームが透過素子を出力する際の光量を切換える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃといった光ディスクを用いた情報記録再生装置と、情報記録再生装置に用いられる光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）は、デジタルデータをＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）の約６倍の記録密度で記録することが可能であり、映画や音楽などの大容量のデジタルデータを書き込むことができる情報記録媒体（光ディスク）として知られている。近年は、記録対象となる情報の情報量が増大しているため、さらに容量の大きい情報記録媒体が求められている。
【０００３】
光ディスクの情報記録媒体の容量を大きくするためには、情報の記録密度を高くする必要がある。これは一般に、データの書き込み時および読み出し時に光ディスクに放射されるレーザ光のスポット径を小さくすることによって実現される。そして、光のスポット径を小さくするためには、レーザ光の波長をより短くし、かつ、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすればよい。例えば波長４０５ｎｍの青色レーザ光と、ＮＡが０．８５の対物レンズを使用することによって、現在のＤＶＤのさらに５倍の記録密度で情報を記録することができる。
【０００４】
青色レーザ等を用いてレーザ光の短波長化することに加え、さらに記録密度を高めるため、１枚の光ディスクに複数の記録層を設ける技術の開発も進んでいる。例えば、２層の記録層を有する光ディスクを得ることが可能になれば、上述のレーザ光の短波長化およびＮＡの大きな対物レンズの使用と併せて、記録密度は１層の記録層を有するＤＶＤの約１０倍になる。
【０００５】
しかしながら、青色レーザを光源とする光ディスク装置では、青色レーザにおける再生用の光パワーのマージンは極めて小さいため、光源の量子ノイズが問題となる。
【０００６】
そこで特開２００６−４０４３２号公報の光ディスク装置では、光量調整手段として、レーザ光の経路に対して回転によって挿脱可能に光ビーム透過調整手段（強度フィルタ）を設けた光ピックアップが開示されている。
【０００７】
図３、図４に上記の従来技術を示す。
【０００８】
図３に、従来の光ディスク装置１０の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置１０は、光ピックアップ装置１１と、信号処理回路１２と、サーボ制御回路１３とを備えている。
【０００９】
まず、光ディスク装置１０の動作の概要を説明する。光ピックアップ装置１１は、光ディスク１４に対して光ビームを放射して光ディスク１４からの反射光を検出する。そして、反射光の検出位置および検出光量に応じた光量信号を出力する。信号処理回路１２は、光ピックアップ装置１１から出力される光量信号に応じて、光ディスク１４における光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー（ＦＥ）信号や、光ビームの焦点位置と光ディスク１４のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー（ＴＥ）信号等を生成して出力する。ＦＥ信号やＴＥ信号は、サーボ信号と総称される。サーボ制御回路１３は、それらの信号に基づいて駆動信号を生成して出力する。駆動信号は、後述する光ピックアップ装置１１のアクチュエータコイル６に入力され、対物レンズ５の位置が調整される。これにより、光ディスク１４に放射される光ビームの焦点が記録層から外れないように制御される。
【００１０】
光ビームの焦点が記録層から外れないように制御されている状態において、信号処理回路１２は光量信号に基づいて再生信号を出力する。再生信号は光ディスク１４に書き込まれたデータを示している。これにより、光ディスク１４からのデータの読み出しが実現される。また、光ビームの光パワーを再生時よりも大きくすることにより、光ディスク１４にデータを書き込むことができる。
【００１１】
以下、光ピックアップ装置１１の構成を説明する。光ビーム透過調整手段１００は、光透過率のことなる２個の透過素子を回転駆動で切換えて光ビームの光パワーを調整することができる。
【００１２】
光ピックアップ装置１１は、光源１と、光ビーム透過調整手段１００と、ビームスプリッタ２と、コリメートレンズ３と、ミラー４と、対物レンズ５と、アクチュエータコイル６と、マルチレンズ７と、フォトダイオード８とを備える。
【００１３】
光源１は、ＧａＮ系の青色発光する半導体レーザである。光源１はまた、光ディスク１４の記録層に対して、データの読み出しおよび書き込みのためのコヒーレント光を放射する。
【００１４】
図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、光ビーム透過調整手段１００の詳細な構成を説明する。
【００１５】
図４（ａ）は、光ビーム２０が光ビーム透過調整手段１００の光学フィルタを透過するときの斜視図であり、図４（ｂ）は光ビーム２０が光ビーム透過調整手段１００の光学フィルタを透過しないときの斜視図である。光ビーム２０は矢印によって示す方向に進行する。
【００１６】
光ビーム透過調整手段１００は、第１の透過素子１０１と、第２の透過素子１０２と、回転軸１０３と、支持手段１０４と、回転駆動手段１０５とを有する。第１の透過素子１０１には透過率が５０％の光学フィルタ１０１ａが塗布されており、透過する光ビームの光パワーを減衰させる。一方、第２の透過素子１０２には光学フィルタは塗布されおらず、光ビームの光パワーを概ね維持した状態で光ビーム２０を透過させる。支持手段１０４は、回転軸１０３周りに第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２とを回転可能に支持する。回転軸１０３は、第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２に平行である。すなわち、回転軸１０３は、光ビーム２０の進行方向と垂直である。回転駆動手段１０５は、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２とを回転軸１０３周りに回転駆動させる。
【００１７】
光ビーム透過調整手段１００は、回転駆動手段１０５を利用して回転軸１０３周りの回転駆動を行うことにより、光ビーム２０が第１の透過素子１０１を透過するか（図４（ａ））、第２の透過素子１０２を透過するか（図４（ｂ））を切換えることができる。すなわち、光ビーム２０が光学フィルタ１０１ａを透過するか透過しないかを切換えることができる。光ビーム２０が光学フィルタ１０１ａを透過した場合の光パワーは、透過しない場合の光パワーの５０％となる。
【００１８】
再び図３を参照する。ビームスプリッタ２は、光源１が放射する光ビームを分離する。コリメートレンズ３は、光源１が放射する光ビームを平行光に変換する。ミラー４は、入射する光ビームを反射させ、反射された光ビームを光ディスク１４へと指向させる。対物レンズ５は、光ビームを光ディスク１４の記録層に集光する。アクチュエータコイル６は、印加された駆動信号のレベルに応じて、光ディスク１４に垂直な方向または光ディスク１４に平行な方向に、対物レンズ６の位置を変化させる。マルチレンズ７は、フォトダイオード８に光ビームを集光させる。フォトダイオード８は、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームを受け取り、光量に応じて電気信号（光量信号）に変換する。なお、フォトダイオード８は複数の受光素子を含んでいてもよい。光量信号を受け取る信号処理回路１２は、光量信号がいずれの受光素子から出力されたかという情報も利用して、ＦＥ信号およびＴＥ信号を生成する。
【００１９】
次に、光ディスク装置１０がデータを読み出し、書き込むときの動作を説明する。前提として、光ディスク１４が２層の記録層を有する場合は対物レンズ５に近い側の層の透過率は約５０％と設定されているとする。このため、２層の記録層を有する光ディスクに対して記録再生に要する光パワーの大きさは、１層の記録層を有する光ディスクに対して必要な光パワーの約２倍となる。本従来技術の光ピックアップ装置１１は、光ディスク１４の記録層が１層か２層かによって光パワーの大きさを切換える機能を有するとして説明する。
【００２０】
まず光源１は、所定の光パワーを有する光ビームを発する。このとき光ビーム透過調整手段１００は、光ビームが光学フィルタ１０１ａを透過するように配置されているとする。光ビーム透過調整手段１００から出射された光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、コリメートレンズ３で平行光にされ、ミラー４で反射される。その後、対物レンズ５は、光ビームを光ディスク１４の記録層に集光する。記録層からの反射光は、光ピックアップ装置１１内を通過し、フォトダイオード８に入射する。信号処理回路１２は、光量信号の信号振幅から光ディスク１４が有する記録層の数を判別する。判別処理は、他にも種々考えられる。例えば、光ディスク１４の内周部に製造時に層数を特定する判別情報を記録しておき、再生信号としてその判別情報を読み出して層数を特定してもよい。または、レーザ光を照射したときに記録メディアの種類によって反射光の強さが異なるため、その強さを検出して信号処理回路１２において判別すればよい。または、光ディスク１４がカートリッジに収納された状態で装填されるときは、光ディスク１４の種類によって異なるカートリッジの形状によって判別してもよい。いずれも、装填されている光ディスクの光学的特性および／または物理的特性を用いて検出することができる。
【００２１】
光ディスク１４が１層の記録層を有すると判別された場合には、光ビーム透過調整手段１００は第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２を回転させ、第１の透過素子１０１が光軸と垂直になる位置で、かつ、第２の透過素子１０２が光路から外れる位置に設定する。光学フィルタ１０１ａは、入射した光ビームの光パワーを約５０％に減衰して透過させる。
【００２２】
一方、光ディスク１４が２層の記録層を有すると判断された場合には、光ビーム透過調整手段１００は、第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２を回転させて、第２の透過素子１０２が光軸と垂直となる位置で、かつ、第１の透過素子１０１が光路から外れる位置に設定する。その結果、第２の透過素子１０２は光ビームの光パワーを実質的に減衰することなく透過させる。
【００２３】
データの書き込み時には、光スポットが形成される部分の記録層の状態がそのデータの内容に応じて変化する。一方、データの読み出し時には、光ビームは光ディスク１４の記録層の状態に応じた反射率で反射される。記録層で反射した光ビームは、再び対物レンズ５を透過し、ミラー４で反射され、コリメートレンズ３を透過し、マルチレンズ７を透過してフォトダイオード８に集光される。その結果、フォトダイオード８は光量信号を生成して出力する。信号処理回路１２は光量信号に基づいて、書き込まれたデータの内容を示す再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を生成する。
【特許文献１】特開２００６−４０４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
近年の光ディスク装置においては、装置の小型薄型化、低コスト化とともに、モバイルという過酷な使用環境に対する性能マージンの拡大が要求されている。特に近年増加しているカムコーダという製品形態においては、その要求が顕著である。
【００２５】
例えば一般的に温度が上昇すると光源の量子ノイズは増加するが、カムコーダといった製品形態では、製品の小型化を実現するために電気基板といった発熱源と光ディスク装置は、高密度に配置される。これにより、光ディスク装置の温度上昇が助長される。一方、装置の冷却を促進するファンなどは、装置の大型化、高コスト化といった問題から採用することは困難である。
【００２６】
また、カムコーダという製品形態では光ディスク装置の使用中に姿勢差、衝撃の付加などが容易に発生する。これは例えば使用者が撮影中に撮影する方向を急激に変化させたり、手などが当たったりする可能性が、パーソナルコンピュータやビデオレコーダといった固定された環境で使用する製品形態と比較し、格段に増加するためである。
【００２７】
以上のように、光源の量子ノイズ増加に対する対策と、装置の性能マージンの確保との両立は製品自体の付加価値を高める上でも重要である。
【００２８】
しかしながら上記従来例では以下のような問題点があった。
【００２９】
従来例の光ビーム透過調整手段１００では、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２を直角に構成し支持手段１０４に固定する必要がある。このため、部品加工上、支持手段１０４に設けられた第１の透過素子１０１の取り付け部と、第２の透過素子１０２の取り付け部の各々には、相対的な角度バラツキが発生する。これにより、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２には相対的な角度バラツキが生じる。以上から、従来例の課題においても示された、透過素子の切換えにより、透過素子を透過する光ビームの光軸に対する透過素子の角度ズレによる光軸ズレが発生してしまう。このため、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード８に集光する位置にズレが発生する。これにより、上述したフォーカス信号やトラッキングエラー信号といったサーボ信号の信号品位が悪化し、再生信号や光ディスク１４に記録される記録信号の品位の悪化が生じてしまう。
【００３０】
本発明は上記課題に鑑み、部品点数を増加することなく、信号品位の悪化の低減を実現する光量調整手段を備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記課題を解決するために、光ビームを発する光源と、前記光ビームの光量を調整する光量調整手段と、前記光量調整手段からの前記光ビームを情報記録媒体に集光する集光手段と、を有する光ピックアップ装置において、前記光量調整手段は、第１の透過率を有する第１透過部と、前記第１透過部と同一平面上に形成された前記第１の透過率と異なる第２の透過率を有する第２透過部とを有する透過素子と、前記透過素子を支持するための支持手段と、前記光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、前記透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有していることを特徴とする光ピックアップ装置を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の構成によれば、従来例と比較し、第１の透過部と第２の透過部の相対的な角度バラツキによる、透過素子を透過する光ビームの光軸ズレが低減されるため、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード８に集光する位置のズレは低減される。このため、部品点数を増加することなく、サーボ信号や再生信号、記録信号の品位の悪化の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
（実施例）
図１に、本発明の情報記録再生装置（以下、光ディスク装置２１０と称す。）の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置２１０は、光ピックアップ装置２１１と、信号処理回路２１２と、サーボ制御回路２１３とを備えている。
【００３５】
まず、光ディスク装置２１０の動作の概要を説明する。光ピックアップ装置２１１は、光ディスク２１４に対して光ビームを放射して光ディスク２１４からの反射光を検出し、反射光の検出位置および検出光量に応じた光量信号を出力する。信号処理回路２１２は、光ピックアップ装置２１１から出力される光量信号に応じて、光ディスク２１４における光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー（ＦＥ）信号や、光ビームの焦点位置と光ディスク２１４のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー（ＴＥ）信号等を生成して出力する。ＦＥ信号やＴＥ信号は、サーボ信号と総称される。サーボ制御回路２１３は、それらの信号に基づいて駆動信号を生成して出力する。駆動信号は、後述する光ピックアップ装置２１１のアクチュエータコイル２０６に入力され、対物レンズ２０５の位置が調整される。これにより、光ディスク２１４に放射される光ビームの焦点が記録層から外れないように制御される。
【００３６】
光ビームの焦点が記録層から外れないように制御されている状態において、信号処理回路２１２は光量信号に基づいて再生信号を出力する。再生信号は光ディスク２１４に書き込まれたデータを示している。これにより、光ディスク２１４からのデータの読み出しが実現される。また、光ビームの光パワーを再生時よりも大きくすることにより、光ディスク２１４にデータを書き込むことができる。
【００３７】
以下、光ピックアップ装置２１１の構成を説明する。
【００３８】
光ピックアップ装置２１１は、光源２０１と、光量調整手段３００と、ビームスプリッタ２０２と、コリメートレンズ２０３と、ミラー２０４と、対物レンズ２０５と、アクチュエータコイル２０６と、マルチレンズ２０７と、フォトダイオード２０８とを備える。
【００３９】
光源２０１は、ＧａＮ系の青色発光する半導体レーザである。光源２０１はまた、光ディスク２１４の記録層に対して、データの読み出しおよび書き込みのためのコヒーレント光を放射する。
【００４０】
光量調整手段３００は、量子ノイズが低く保たれた状態となる高い光パワーで光源２０１より出射された光ビームを、該光量調整手段３００の光透過率を変化させることで、適切な光パワーに変化させるものである。これは、一般的な半導体レーザが高い光パワーを出射するほど、光ビームにおける量子ノイズの割合が低減することを利用している。
【００４１】
ここで、図２（ａ）から（ｄ）を参照しながら、光量調整手段３００の詳細な構成を説明する。
【００４２】
本発明の光量調整手段３００は、第１の透過率を有する第１透過部３０１ａと、第１の透過率とは異なる第２の透過率を有する第２透過部３０１ｂという２つの異なる透過率を有した透過部を回転駆動で切換える。これにより、光源２０１から出射された光ビームの光パワーに対する、対物レンズ２０５から出射される光ビームの光パワーを変更することができる。
【００４３】
図２（ａ）は、光ビーム２２０が光量調整手段３００の第１透過部３０１ａを透過するときの斜視図であり、図２（ｂ）は同状態における側面図、図２（ｃ）は光ビーム２２０が光量調整手段３００の第２透過部３０１ｂを透過するときの斜視図、図２（ｄ）は同状態における側面図である。光ビーム２２０は矢印によって示す方向に進行する。また、図中に破線の円で示した領域は後述する透過部に入射する光ビーム２２０の有効領域を示している。
【００４４】
光量調整手段３００は、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂとが形成された透過素子３０１と、回転軸３０３と、支持手段３０４と、回転駆動手段３０５とを有する。本実施例においては、透過素子３０１を、例えば一枚のガラス平板のような同一部材で形成している。これにより、同一平面上に第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂとを形成することができる。透過素子３０１には、光ビーム２２０の有効領域を満足するように、光ビーム２２０の入射面側の、図２に示すｙ軸方向に長さＬとなる領域に、透過率が５０％となる光学フィルタ膜を蒸着することで第１透過部３０１を形成している。これにより、第１透過部３０１を透過する光ビームの光量を減衰させる。一方、ｘｙ平面と平行である第１透過部３０１の光学フィルタ膜が形成された平面内であって、ｙ軸方向に隣接し第１透過部３０１ａと同様に長さＬとなる領域には光学フィルタ膜は蒸着されていない。これにより、透過した光ビームの光量を概ね維持した第２透過部３０１ｂが形成されている。
【００４５】
支持手段３０４は、回転軸３０３周りに透過素子３０１を回転可能に支持する。本実施例では支持手段３０４には透過素子３０１の光軸方向（＝ｚ軸方向）突き当て部３０４ａが一体で形成されており、透過素子３０１は突き当て部３０４ａに当接して固定されている。
【００４６】
回転軸３０３は、図２（ｂ）および（ｄ）の点Ｒに示すように、ｙｚ平面において第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂの境界上、かつ、透過素子３０１のｚ軸方向長さの中心を回転中心として構成している。つまり、ｙｚ平面内において、光ビーム２２０の有効領域外であり、かつ、光ビーム２２０の光軸方向に対して垂直となるよう回転軸３０３の軸中心は構成されている。回転駆動手段３０５は、透過素子３０１を回転軸３０３周りに回転駆動する。
【００４７】
また、回転軸３０３を構成する支持手段３０４の回転軸と回転駆動手段３０５の回転軸とを、本実施例では同一の構成で示したが、その各々の回転軸の間にギア等で構成された減速機構を設けても良い。
【００４８】
以上のような構成とすることで、光学素子３０１の回転にともなう占有体積を最小に構成することが可能である。
【００４９】
光量調整手段３００は、回転駆動手段３０５を利用して回転軸３０３周りの回転駆動を行うことにより、光ビーム２２０が第１透過部３０１ａを透過するか（図２（ａ）、（ｂ））、第２透過部３０１ｂを透過するか（図２（ｃ）、（ｄ））を切換えることができる。
【００５０】
再び図１を参照する。ビームスプリッタ２０２は、光源２０１が放射する光ビームを分離する。コリメートレンズ２０３は、光源２０１が放射する光ビームを平行光に変換する。ミラー２０４は、入射する光ビームを反射させ、反射された光ビームを光ディスク２１４へと指向させる。対物レンズ２０５は、光ビームを光ディスク２１４の記録層に集光する。アクチュエータコイル２０６は、印加された駆動信号のレベルに応じて、光ディスク２１４に垂直な方向または光ディスク２１４に平行な方向に対物レンズ２０６の位置を変化させる。マルチレンズ２０７は、フォトダイオード２０８に光ビームを集光させる。フォトダイオード２０８は、光ディスク２１４の記録層で反射された光ビームを受け取り、光量に応じて電気信号（光量信号）に変換する。なお、フォトダイオード２０８は複数の受光素子を含んでいてもよい。光量信号を受け取る信号処理回路２１２は、光量信号がいずれの受光素子から出力されたかという情報も利用して、ＦＥ信号およびＴＥ信号を生成する。
【００５１】
次に、光ディスク装置２１０がデータを読み出し、書き込むときの動作を説明する。前提として、光ディスク２１４が２層の記録層を有する場合は対物レンズ２０５に近い側の層の透過率は約５０％と設定されているとする。このため、２層の記録層を有する光ディスクに対して記録再生に要する光パワーの大きさは、１層の記録層を有する光ディスクに対して必要な光パワーの約２倍となる。本実施例の光ピックアップ装置２１１は、光ディスク２１４の記録層が１層か２層かによって光パワーの大きさを切換える機能を有するとして説明する。
【００５２】
まず光源２０１は、所定の光パワーを有する光ビームを発する。このとき光量調整手段３００は、図１（ａ）に示すように、光ビームが第１透過部３０１ａを透過するように配置されているとする。光量調整手段３００から出射された光ビームは、ビームスプリッタ２０２で反射され、コリメートレンズ２０３で平行光にされ、ミラー２０４で反射される。その後、対物レンズ２０５は、光ビームを光ディスク２１４の記録層に集光する。記録層からの反射光は、光ピックアップ装置２１１内を通過し、フォトダイオード２０８に入射する。信号処理回路２１２は、光量信号の信号振幅から光ディスク２１４が有する記録層の数を判別する。判別処理は、他にも種々考えられる。例えば、光ディスク２１４の内周部に製造時に層数を特定する判別情報を記録しておき、再生信号としてその判別情報を読み出して層数を特定してもよい。または、レーザ光を照射したときに記録メディアの種類によって反射光の強さが異なるため、その強さを検出して信号処理回路２１２において判別すればよい。または、光ディスク２１４がカートリッジに収納された状態で装填されるときは、光ディスク２１４の種類によって異なるカートリッジの形状によって判別してもよい。いずれも、装填されている光ディスクの光学的特性および／または物理的特性を用いて検出することができる。
【００５３】
光ディスク２１４が１層の記録層を有すると判別された場合には、図１（ａ）に示すように、光量調整手段３００は透過素子３０１を回転させ、第１透過部３０１ａが光軸と垂直になる位置に設定する。これにより、入射した光ビームの光量を約５０％に減衰して透過させる。つまり、光源２０１から出射する光パワーを増加させ、第１透過部３０１ａを透過させることで、対物レンズ２０５から出射される光ビーム光パワーを調整し、かつ、量子ノイズを低減することが可能となる。
【００５４】
一方、光ディスク２１４が２層の記録層を有すると判断された場合には、図１（ｂ）に示すように、光量調整手段３００は、透過素子３０１を回転させて、第２透過部３０１ｂが光軸と垂直となる位置に設定する。その結果、入射した光ビームの光量は実質的に減衰することなく透過させる。つまり、上述した前提から１層の光ディスク２１４と比較して必要な光パワーが２倍となっているため、元々光源２０１から出射する光ビームの量子ノイズは低減された状態となる。
【００５５】
データの書き込み時には、光スポットが形成される部分の記録層の状態がそのデータの内容に応じて変化する。一方、データの読み出し時には、光ビームは光ディスク２１４の記録層の状態に応じた反射率で反射される。記録層で反射した光ビームは、再び対物レンズ２０５を透過し、ミラー２０４で反射され、コリメートレンズ２０３を透過し、マルチレンズ２０７を透過してフォトダイオード２０８に集光される。その結果、フォトダイオード２０８は光量信号を生成して出力する。信号処理回路２１２は光量信号に基づいて、書き込まれたデータの内容を示す再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を生成する。
【００５６】
本実施例によれば、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂを、透過素子３０１に一体で形成することが可能である。また、透過素子３０１を支持手段３０４の光軸方向突き当て部３０４ａに突き当てることで構成可能である。このため、従来例と比較し、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂには、相対的な角度バラツキが生じない。よって、透過素子３０１を透過する光ビーム２２０の光軸に対する透過素子３０１の角度ズレによる光軸ズレを低減することが可能となる。これにより、光ディスク２１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード２０８に集光する位置のズレは従来例と比較し低減される。
【００５７】
このため、部品点数を増加することなく、サーボ信号や再生信号、記録信号の信号品位の悪化が低減される。また、透過素子が一体で構成されているため従来例と比較し部品点数の削減も実現可能である。
【００５８】
なお、本実施例では光軸方向突き当て部３０４ａを図示したようにｙ軸方向に沿って形成したが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。例えば光ビーム２２０の有効領域外であって、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂの境界上にｘ軸方向に沿って形成することも可能である。また、例示したように支持手段３０４から突出して形成するのではなく、透過素子３０１が挿入可能なようにｘ軸に沿って凹形状に形成することも可能である。
【００５９】
また、例えば光軸方向突き当て部３０４ａを設けることなく、支持手段３０４の基準面に対して、位置調整された固定治具を用い、該固定治具を用いて例えば透過素子３０１と支持手段３０４の位置を調整し、端面同士を面接着で固定することも可能である。
【００６０】
また、例えば第１透過部３０１ａと、第２透過部３０１ｂを別々の平板状光学素子で構成することも可能である。この場合、上述したような部品点数の削減の効果は得られないが、支持手段３０４の光軸方向突き当て部３０４ａに突き当てて構成することは可能である。このため、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂには、相対的な角度バラツキが生じず、本発明の効果を得ることが可能となる。
【００６１】
また、二つの平板状光学素子を組み合わせて、上述した固定治具を用いて接着する場合には、厳密には第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂは同一平面から例えばｚ軸方向に微少量ズレる可能性がある。しかしながら、本発明の効果である第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂの角度ズレを従来例に対し低減することは無論可能である。もちろん、このような場合の固定治具は、図２に示した光軸方向突き当て部３０４ａのように、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂを、同一の治具面で受けるように構成することが望ましい。
【００６２】
また、本実施例では光学フィルタ膜を透過素子３０１の光ビーム２２０の入射面側に形成したが、出射面側に形成することも可能である。
【００６３】
また、本実施例では透過光量を変更する手段として、減衰効果のある光学フィルタ膜を透過素子３０１に蒸着することで形成した。しかしながら例えば塗布やスパッタを用いてクロムや酸化クロム、酸化シリコン、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦといった金属膜や誘電体膜、および、いずれかの膜の組合せによる膜を光学素子表面に形成することによっても実現可能である。また、フィルム状の減衰素子を透過素子３０１に貼り付けたり、フィルム状減衰素子自身を第１透過部３０１ａとして用いることも可能である。この場合、透過素子の厚さによる、光ディスク２１４からの反射光のフォトダイオード２０８の受光面に対するデフォーカスを防ぐため、第２透過部３０１ｂと第１透過部３０１ａの光路長を一致させておくことが望ましい。なお、フィルム状の減衰素子は一般的には例えばゼラチンやアセテートなどの素材に色素などを混合することで形成することが出来る。
【００６４】
また、本実施例では透過素子３０１をガラスで構成したが、樹脂材料を用いることも可能である。
【００６５】
また、第１透過部３０１ａ自体を、第２透過部３０１ｂと比較し低い透過率の材質を用いることで、透過光量を変更する手段を構成することも可能である。
【００６６】
また、第１透過部３０１ａの光軸に垂直な一方の表面に微細な凹凸形状からなるナノ構造を形成することで、透過する光ビームの光量を減衰することも可能である。より具体的には、例えば、第１透過部３０１ａの光軸に垂直な一方の表面に回折格子を形成することで透過光量を減衰させることも可能である。この場合、回折格子を透過した１次光の光量を変更し、該１次光を光ディスク２１４まで導くことで実現可能である。なお、同様の減衰効果を得ることが出来るのであれば、回折格子以外の形状で本発明の効果を得ることも無論可能である。
【００６７】
また、本実施例においては、透過光を減衰させる第１透過部３０１ａと、減衰させない第２透過部３０１ｂを切換えることで光量調整を行ったが、第２透過部３０１ｂにも第１透過部３０１ａと異なる透過率の光学フィルタを形成して用いることも可能である。これにより、２層の記録層を有する光ディスク２１４を用いる場合においても、量子ノイズを低減可能なようにより高い光パワーを光源２０１から照射することが可能となる。
【００６８】
また、青色半導体レーザを光源として用いたが、赤色半導体レーザや、緑色から紫外線といった異なる波長の光源を用いることも可能である。
【００６９】
また、本実施例においては、光量調整手段３００は情報記録媒体が１層の記録層を有する場合と２層の記録層を有する場合とで光ビームの光量の切換えを行った。しかし、２層以上の多層の記録層を有する情報記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すことが可能な光ディスク装置１０であれば、光ディスクの記録層の数に応じて光ビームの光量を切換えてもよい。この場合、例えば本実施例で示した光量調整手段３００を光軸に沿って複数個備えることで、多段階の光ビームの光量切換えが可能となる。
【００７０】
また、同様にデータの読み出し時と書き込み時とで光ビームの光量を切換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例における光ディスク装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例における光量調整手段の構造の概略を示す図である。
【図３】従来例の光ディスク装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】従来例における光量調整手段の構造の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０１ 光源
２０２ ビームスプリッタ
２０３ コリメートレンズ
２０４ ミラー
２０５ 対物レンズ
２０６ アクチュエータコイル
２０７ マルチレンズ
２０８ フォトダイオード
２１０ 光ディスク装置
２１１ 光ピックアップ装置
２１２ 信号処理回路
２１３ サーボ制御回路
２１４ 光ディスク
３００ 光ビーム透過調整手段
３０１ 透過素子
３０１ａ 第１透過部
３０１ｂ 第２透過部
３０３ 回転軸
３０４ 支持手段
３０４ａ 光軸方向突き当て部
３０５ 回転駆動手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃといった光ディスクを用いた情報記録再生装置と、情報記録再生装置に用いられる光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）は、デジタルデータをＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）の約６倍の記録密度で記録することが可能であり、映画や音楽などの大容量のデジタルデータを書き込むことができる情報記録媒体（光ディスク）として知られている。近年は、記録対象となる情報の情報量が増大しているため、さらに容量の大きい情報記録媒体が求められている。
【０００３】
光ディスクの情報記録媒体の容量を大きくするためには、情報の記録密度を高くする必要がある。これは一般に、データの書き込み時および読み出し時に光ディスクに放射されるレーザ光のスポット径を小さくすることによって実現される。そして、光のスポット径を小さくするためには、レーザ光の波長をより短くし、かつ、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすればよい。例えば波長４０５ｎｍの青色レーザ光と、ＮＡが０．８５の対物レンズを使用することによって、現在のＤＶＤのさらに５倍の記録密度で情報を記録することができる。
【０００４】
青色レーザ等を用いてレーザ光の短波長化することに加え、さらに記録密度を高めるため、１枚の光ディスクに複数の記録層を設ける技術の開発も進んでいる。例えば、２層の記録層を有する光ディスクを得ることが可能になれば、上述のレーザ光の短波長化およびＮＡの大きな対物レンズの使用と併せて、記録密度は１層の記録層を有するＤＶＤの約１０倍になる。
【０００５】
しかしながら、青色レーザを光源とする光ディスク装置では、青色レーザにおける再生用の光パワーのマージンは極めて小さいため、光源の量子ノイズが問題となる。
【０００６】
そこで特開２００６−４０４３２号公報の光ディスク装置では、光量調整手段として、レーザ光の経路に対して回転によって挿脱可能に光ビーム透過調整手段（強度フィルタ）を設けた光ピックアップが開示されている。
【０００７】
図３、図４に上記の従来技術を示す。
【０００８】
図３に、従来の光ディスク装置１０の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置１０は、光ピックアップ装置１１と、信号処理回路１２と、サーボ制御回路１３とを備えている。
【０００９】
まず、光ディスク装置１０の動作の概要を説明する。光ピックアップ装置１１は、光ディスク１４に対して光ビームを放射して光ディスク１４からの反射光を検出する。そして、反射光の検出位置および検出光量に応じた光量信号を出力する。信号処理回路１２は、光ピックアップ装置１１から出力される光量信号に応じて、光ディスク１４における光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー（ＦＥ）信号や、光ビームの焦点位置と光ディスク１４のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー（ＴＥ）信号等を生成して出力する。ＦＥ信号やＴＥ信号は、サーボ信号と総称される。サーボ制御回路１３は、それらの信号に基づいて駆動信号を生成して出力する。駆動信号は、後述する光ピックアップ装置１１のアクチュエータコイル６に入力され、対物レンズ５の位置が調整される。これにより、光ディスク１４に放射される光ビームの焦点が記録層から外れないように制御される。
【００１０】
光ビームの焦点が記録層から外れないように制御されている状態において、信号処理回路１２は光量信号に基づいて再生信号を出力する。再生信号は光ディスク１４に書き込まれたデータを示している。これにより、光ディスク１４からのデータの読み出しが実現される。また、光ビームの光パワーを再生時よりも大きくすることにより、光ディスク１４にデータを書き込むことができる。
【００１１】
以下、光ピックアップ装置１１の構成を説明する。光ビーム透過調整手段１００は、光透過率のことなる２個の透過素子を回転駆動で切換えて光ビームの光パワーを調整することができる。
【００１２】
光ピックアップ装置１１は、光源１と、光ビーム透過調整手段１００と、ビームスプリッタ２と、コリメートレンズ３と、ミラー４と、対物レンズ５と、アクチュエータコイル６と、マルチレンズ７と、フォトダイオード８とを備える。
【００１３】
光源１は、ＧａＮ系の青色発光する半導体レーザである。光源１はまた、光ディスク１４の記録層に対して、データの読み出しおよび書き込みのためのコヒーレント光を放射する。
【００１４】
図４（ａ）および（ｂ）を参照しながら、光ビーム透過調整手段１００の詳細な構成を説明する。
【００１５】
図４（ａ）は、光ビーム２０が光ビーム透過調整手段１００の光学フィルタを透過するときの斜視図であり、図４（ｂ）は光ビーム２０が光ビーム透過調整手段１００の光学フィルタを透過しないときの斜視図である。光ビーム２０は矢印によって示す方向に進行する。
【００１６】
光ビーム透過調整手段１００は、第１の透過素子１０１と、第２の透過素子１０２と、回転軸１０３と、支持手段１０４と、回転駆動手段１０５とを有する。第１の透過素子１０１には透過率が５０％の光学フィルタ１０１ａが塗布されており、透過する光ビームの光パワーを減衰させる。一方、第２の透過素子１０２には光学フィルタは塗布されおらず、光ビームの光パワーを概ね維持した状態で光ビーム２０を透過させる。支持手段１０４は、回転軸１０３周りに第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２とを回転可能に支持する。回転軸１０３は、第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２に平行である。すなわち、回転軸１０３は、光ビーム２０の進行方向と垂直である。回転駆動手段１０５は、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２とを回転軸１０３周りに回転駆動させる。
【００１７】
光ビーム透過調整手段１００は、回転駆動手段１０５を利用して回転軸１０３周りの回転駆動を行うことにより、光ビーム２０が第１の透過素子１０１を透過するか（図４（ａ））、第２の透過素子１０２を透過するか（図４（ｂ））を切換えることができる。すなわち、光ビーム２０が光学フィルタ１０１ａを透過するか透過しないかを切換えることができる。光ビーム２０が光学フィルタ１０１ａを透過した場合の光パワーは、透過しない場合の光パワーの５０％となる。
【００１８】
再び図３を参照する。ビームスプリッタ２は、光源１が放射する光ビームを分離する。コリメートレンズ３は、光源１が放射する光ビームを平行光に変換する。ミラー４は、入射する光ビームを反射させ、反射された光ビームを光ディスク１４へと指向させる。対物レンズ５は、光ビームを光ディスク１４の記録層に集光する。アクチュエータコイル６は、印加された駆動信号のレベルに応じて、光ディスク１４に垂直な方向または光ディスク１４に平行な方向に、対物レンズ６の位置を変化させる。マルチレンズ７は、フォトダイオード８に光ビームを集光させる。フォトダイオード８は、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームを受け取り、光量に応じて電気信号（光量信号）に変換する。なお、フォトダイオード８は複数の受光素子を含んでいてもよい。光量信号を受け取る信号処理回路１２は、光量信号がいずれの受光素子から出力されたかという情報も利用して、ＦＥ信号およびＴＥ信号を生成する。
【００１９】
次に、光ディスク装置１０がデータを読み出し、書き込むときの動作を説明する。前提として、光ディスク１４が２層の記録層を有する場合は対物レンズ５に近い側の層の透過率は約５０％と設定されているとする。このため、２層の記録層を有する光ディスクに対して記録再生に要する光パワーの大きさは、１層の記録層を有する光ディスクに対して必要な光パワーの約２倍となる。本従来技術の光ピックアップ装置１１は、光ディスク１４の記録層が１層か２層かによって光パワーの大きさを切換える機能を有するとして説明する。
【００２０】
まず光源１は、所定の光パワーを有する光ビームを発する。このとき光ビーム透過調整手段１００は、光ビームが光学フィルタ１０１ａを透過するように配置されているとする。光ビーム透過調整手段１００から出射された光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、コリメートレンズ３で平行光にされ、ミラー４で反射される。その後、対物レンズ５は、光ビームを光ディスク１４の記録層に集光する。記録層からの反射光は、光ピックアップ装置１１内を通過し、フォトダイオード８に入射する。信号処理回路１２は、光量信号の信号振幅から光ディスク１４が有する記録層の数を判別する。判別処理は、他にも種々考えられる。例えば、光ディスク１４の内周部に製造時に層数を特定する判別情報を記録しておき、再生信号としてその判別情報を読み出して層数を特定してもよい。または、レーザ光を照射したときに記録メディアの種類によって反射光の強さが異なるため、その強さを検出して信号処理回路１２において判別すればよい。または、光ディスク１４がカートリッジに収納された状態で装填されるときは、光ディスク１４の種類によって異なるカートリッジの形状によって判別してもよい。いずれも、装填されている光ディスクの光学的特性および／または物理的特性を用いて検出することができる。
【００２１】
光ディスク１４が１層の記録層を有すると判別された場合には、光ビーム透過調整手段１００は第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２を回転させ、第１の透過素子１０１が光軸と垂直になる位置で、かつ、第２の透過素子１０２が光路から外れる位置に設定する。光学フィルタ１０１ａは、入射した光ビームの光パワーを約５０％に減衰して透過させる。
【００２２】
一方、光ディスク１４が２層の記録層を有すると判断された場合には、光ビーム透過調整手段１００は、第１の透過素子１０１および第２の透過素子１０２を回転させて、第２の透過素子１０２が光軸と垂直となる位置で、かつ、第１の透過素子１０１が光路から外れる位置に設定する。その結果、第２の透過素子１０２は光ビームの光パワーを実質的に減衰することなく透過させる。
【００２３】
データの書き込み時には、光スポットが形成される部分の記録層の状態がそのデータの内容に応じて変化する。一方、データの読み出し時には、光ビームは光ディスク１４の記録層の状態に応じた反射率で反射される。記録層で反射した光ビームは、再び対物レンズ５を透過し、ミラー４で反射され、コリメートレンズ３を透過し、マルチレンズ７を透過してフォトダイオード８に集光される。その結果、フォトダイオード８は光量信号を生成して出力する。信号処理回路１２は光量信号に基づいて、書き込まれたデータの内容を示す再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を生成する。
【特許文献１】特開２００６−４０４３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
近年の光ディスク装置においては、装置の小型薄型化、低コスト化とともに、モバイルという過酷な使用環境に対する性能マージンの拡大が要求されている。特に近年増加しているカムコーダという製品形態においては、その要求が顕著である。
【００２５】
例えば一般的に温度が上昇すると光源の量子ノイズは増加するが、カムコーダといった製品形態では、製品の小型化を実現するために電気基板といった発熱源と光ディスク装置は、高密度に配置される。これにより、光ディスク装置の温度上昇が助長される。一方、装置の冷却を促進するファンなどは、装置の大型化、高コスト化といった問題から採用することは困難である。
【００２６】
また、カムコーダという製品形態では光ディスク装置の使用中に姿勢差、衝撃の付加などが容易に発生する。これは例えば使用者が撮影中に撮影する方向を急激に変化させたり、手などが当たったりする可能性が、パーソナルコンピュータやビデオレコーダといった固定された環境で使用する製品形態と比較し、格段に増加するためである。
【００２７】
以上のように、光源の量子ノイズ増加に対する対策と、装置の性能マージンの確保との両立は製品自体の付加価値を高める上でも重要である。
【００２８】
しかしながら上記従来例では以下のような問題点があった。
【００２９】
従来例の光ビーム透過調整手段１００では、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２を直角に構成し支持手段１０４に固定する必要がある。このため、部品加工上、支持手段１０４に設けられた第１の透過素子１０１の取り付け部と、第２の透過素子１０２の取り付け部の各々には、相対的な角度バラツキが発生する。これにより、第１の透過素子１０１と第２の透過素子１０２には相対的な角度バラツキが生じる。以上から、従来例の課題においても示された、透過素子の切換えにより、透過素子を透過する光ビームの光軸に対する透過素子の角度ズレによる光軸ズレが発生してしまう。このため、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード８に集光する位置にズレが発生する。これにより、上述したフォーカス信号やトラッキングエラー信号といったサーボ信号の信号品位が悪化し、再生信号や光ディスク１４に記録される記録信号の品位の悪化が生じてしまう。
【００３０】
本発明は上記課題に鑑み、部品点数を増加することなく、信号品位の悪化の低減を実現する光量調整手段を備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
上記課題を解決するために、光ビームを発する光源と、前記光ビームの光量を調整する光量調整手段と、前記光量調整手段からの前記光ビームを情報記録媒体に集光する集光手段と、を有する光ピックアップ装置において、前記光量調整手段は、第１の透過率を有する第１透過部と、前記第１透過部と同一平面上に形成された前記第１の透過率と異なる第２の透過率を有する第２透過部とを有する透過素子と、前記透過素子を支持するための支持手段と、前記光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、前記透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有していることを特徴とする光ピックアップ装置を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の構成によれば、従来例と比較し、第１の透過部と第２の透過部の相対的な角度バラツキによる、透過素子を透過する光ビームの光軸ズレが低減されるため、光ディスク１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード８に集光する位置のズレは低減される。このため、部品点数を増加することなく、サーボ信号や再生信号、記録信号の品位の悪化の低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】
（実施例）
図１に、本発明の情報記録再生装置（以下、光ディスク装置２１０と称す。）の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置２１０は、光ピックアップ装置２１１と、信号処理回路２１２と、サーボ制御回路２１３とを備えている。
【００３５】
まず、光ディスク装置２１０の動作の概要を説明する。光ピックアップ装置２１１は、光ディスク２１４に対して光ビームを放射して光ディスク２１４からの反射光を検出し、反射光の検出位置および検出光量に応じた光量信号を出力する。信号処理回路２１２は、光ピックアップ装置２１１から出力される光量信号に応じて、光ディスク２１４における光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー（ＦＥ）信号や、光ビームの焦点位置と光ディスク２１４のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー（ＴＥ）信号等を生成して出力する。ＦＥ信号やＴＥ信号は、サーボ信号と総称される。サーボ制御回路２１３は、それらの信号に基づいて駆動信号を生成して出力する。駆動信号は、後述する光ピックアップ装置２１１のアクチュエータコイル２０６に入力され、対物レンズ２０５の位置が調整される。これにより、光ディスク２１４に放射される光ビームの焦点が記録層から外れないように制御される。
【００３６】
光ビームの焦点が記録層から外れないように制御されている状態において、信号処理回路２１２は光量信号に基づいて再生信号を出力する。再生信号は光ディスク２１４に書き込まれたデータを示している。これにより、光ディスク２１４からのデータの読み出しが実現される。また、光ビームの光パワーを再生時よりも大きくすることにより、光ディスク２１４にデータを書き込むことができる。
【００３７】
以下、光ピックアップ装置２１１の構成を説明する。
【００３８】
光ピックアップ装置２１１は、光源２０１と、光量調整手段３００と、ビームスプリッタ２０２と、コリメートレンズ２０３と、ミラー２０４と、対物レンズ２０５と、アクチュエータコイル２０６と、マルチレンズ２０７と、フォトダイオード２０８とを備える。
【００３９】
光源２０１は、ＧａＮ系の青色発光する半導体レーザである。光源２０１はまた、光ディスク２１４の記録層に対して、データの読み出しおよび書き込みのためのコヒーレント光を放射する。
【００４０】
光量調整手段３００は、量子ノイズが低く保たれた状態となる高い光パワーで光源２０１より出射された光ビームを、該光量調整手段３００の光透過率を変化させることで、適切な光パワーに変化させるものである。これは、一般的な半導体レーザが高い光パワーを出射するほど、光ビームにおける量子ノイズの割合が低減することを利用している。
【００４１】
ここで、図２（ａ）から（ｄ）を参照しながら、光量調整手段３００の詳細な構成を説明する。
【００４２】
本発明の光量調整手段３００は、第１の透過率を有する第１透過部３０１ａと、第１の透過率とは異なる第２の透過率を有する第２透過部３０１ｂという２つの異なる透過率を有した透過部を回転駆動で切換える。これにより、光源２０１から出射された光ビームの光パワーに対する、対物レンズ２０５から出射される光ビームの光パワーを変更することができる。
【００４３】
図２（ａ）は、光ビーム２２０が光量調整手段３００の第１透過部３０１ａを透過するときの斜視図であり、図２（ｂ）は同状態における側面図、図２（ｃ）は光ビーム２２０が光量調整手段３００の第２透過部３０１ｂを透過するときの斜視図、図２（ｄ）は同状態における側面図である。光ビーム２２０は矢印によって示す方向に進行する。また、図中に破線の円で示した領域は後述する透過部に入射する光ビーム２２０の有効領域を示している。
【００４４】
光量調整手段３００は、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂとが形成された透過素子３０１と、回転軸３０３と、支持手段３０４と、回転駆動手段３０５とを有する。本実施例においては、透過素子３０１を、例えば一枚のガラス平板のような同一部材で形成している。これにより、同一平面上に第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂとを形成することができる。透過素子３０１には、光ビーム２２０の有効領域を満足するように、光ビーム２２０の入射面側の、図２に示すｙ軸方向に長さＬとなる領域に、透過率が５０％となる光学フィルタ膜を蒸着することで第１透過部３０１を形成している。これにより、第１透過部３０１を透過する光ビームの光量を減衰させる。一方、ｘｙ平面と平行である第１透過部３０１の光学フィルタ膜が形成された平面内であって、ｙ軸方向に隣接し第１透過部３０１ａと同様に長さＬとなる領域には光学フィルタ膜は蒸着されていない。これにより、透過した光ビームの光量を概ね維持した第２透過部３０１ｂが形成されている。
【００４５】
支持手段３０４は、回転軸３０３周りに透過素子３０１を回転可能に支持する。本実施例では支持手段３０４には透過素子３０１の光軸方向（＝ｚ軸方向）突き当て部３０４ａが一体で形成されており、透過素子３０１は突き当て部３０４ａに当接して固定されている。
【００４６】
回転軸３０３は、図２（ｂ）および（ｄ）の点Ｒに示すように、ｙｚ平面において第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂの境界上、かつ、透過素子３０１のｚ軸方向長さの中心を回転中心として構成している。つまり、ｙｚ平面内において、光ビーム２２０の有効領域外であり、かつ、光ビーム２２０の光軸方向に対して垂直となるよう回転軸３０３の軸中心は構成されている。回転駆動手段３０５は、透過素子３０１を回転軸３０３周りに回転駆動する。
【００４７】
また、回転軸３０３を構成する支持手段３０４の回転軸と回転駆動手段３０５の回転軸とを、本実施例では同一の構成で示したが、その各々の回転軸の間にギア等で構成された減速機構を設けても良い。
【００４８】
以上のような構成とすることで、光学素子３０１の回転にともなう占有体積を最小に構成することが可能である。
【００４９】
光量調整手段３００は、回転駆動手段３０５を利用して回転軸３０３周りの回転駆動を行うことにより、光ビーム２２０が第１透過部３０１ａを透過するか（図２（ａ）、（ｂ））、第２透過部３０１ｂを透過するか（図２（ｃ）、（ｄ））を切換えることができる。
【００５０】
再び図１を参照する。ビームスプリッタ２０２は、光源２０１が放射する光ビームを分離する。コリメートレンズ２０３は、光源２０１が放射する光ビームを平行光に変換する。ミラー２０４は、入射する光ビームを反射させ、反射された光ビームを光ディスク２１４へと指向させる。対物レンズ２０５は、光ビームを光ディスク２１４の記録層に集光する。アクチュエータコイル２０６は、印加された駆動信号のレベルに応じて、光ディスク２１４に垂直な方向または光ディスク２１４に平行な方向に対物レンズ２０６の位置を変化させる。マルチレンズ２０７は、フォトダイオード２０８に光ビームを集光させる。フォトダイオード２０８は、光ディスク２１４の記録層で反射された光ビームを受け取り、光量に応じて電気信号（光量信号）に変換する。なお、フォトダイオード２０８は複数の受光素子を含んでいてもよい。光量信号を受け取る信号処理回路２１２は、光量信号がいずれの受光素子から出力されたかという情報も利用して、ＦＥ信号およびＴＥ信号を生成する。
【００５１】
次に、光ディスク装置２１０がデータを読み出し、書き込むときの動作を説明する。前提として、光ディスク２１４が２層の記録層を有する場合は対物レンズ２０５に近い側の層の透過率は約５０％と設定されているとする。このため、２層の記録層を有する光ディスクに対して記録再生に要する光パワーの大きさは、１層の記録層を有する光ディスクに対して必要な光パワーの約２倍となる。本実施例の光ピックアップ装置２１１は、光ディスク２１４の記録層が１層か２層かによって光パワーの大きさを切換える機能を有するとして説明する。
【００５２】
まず光源２０１は、所定の光パワーを有する光ビームを発する。このとき光量調整手段３００は、図１（ａ）に示すように、光ビームが第１透過部３０１ａを透過するように配置されているとする。光量調整手段３００から出射された光ビームは、ビームスプリッタ２０２で反射され、コリメートレンズ２０３で平行光にされ、ミラー２０４で反射される。その後、対物レンズ２０５は、光ビームを光ディスク２１４の記録層に集光する。記録層からの反射光は、光ピックアップ装置２１１内を通過し、フォトダイオード２０８に入射する。信号処理回路２１２は、光量信号の信号振幅から光ディスク２１４が有する記録層の数を判別する。判別処理は、他にも種々考えられる。例えば、光ディスク２１４の内周部に製造時に層数を特定する判別情報を記録しておき、再生信号としてその判別情報を読み出して層数を特定してもよい。または、レーザ光を照射したときに記録メディアの種類によって反射光の強さが異なるため、その強さを検出して信号処理回路２１２において判別すればよい。または、光ディスク２１４がカートリッジに収納された状態で装填されるときは、光ディスク２１４の種類によって異なるカートリッジの形状によって判別してもよい。いずれも、装填されている光ディスクの光学的特性および／または物理的特性を用いて検出することができる。
【００５３】
光ディスク２１４が１層の記録層を有すると判別された場合には、図１（ａ）に示すように、光量調整手段３００は透過素子３０１を回転させ、第１透過部３０１ａが光軸と垂直になる位置に設定する。これにより、入射した光ビームの光量を約５０％に減衰して透過させる。つまり、光源２０１から出射する光パワーを増加させ、第１透過部３０１ａを透過させることで、対物レンズ２０５から出射される光ビーム光パワーを調整し、かつ、量子ノイズを低減することが可能となる。
【００５４】
一方、光ディスク２１４が２層の記録層を有すると判断された場合には、図１（ｂ）に示すように、光量調整手段３００は、透過素子３０１を回転させて、第２透過部３０１ｂが光軸と垂直となる位置に設定する。その結果、入射した光ビームの光量は実質的に減衰することなく透過させる。つまり、上述した前提から１層の光ディスク２１４と比較して必要な光パワーが２倍となっているため、元々光源２０１から出射する光ビームの量子ノイズは低減された状態となる。
【００５５】
データの書き込み時には、光スポットが形成される部分の記録層の状態がそのデータの内容に応じて変化する。一方、データの読み出し時には、光ビームは光ディスク２１４の記録層の状態に応じた反射率で反射される。記録層で反射した光ビームは、再び対物レンズ２０５を透過し、ミラー２０４で反射され、コリメートレンズ２０３を透過し、マルチレンズ２０７を透過してフォトダイオード２０８に集光される。その結果、フォトダイオード２０８は光量信号を生成して出力する。信号処理回路２１２は光量信号に基づいて、書き込まれたデータの内容を示す再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等を生成する。
【００５６】
本実施例によれば、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂを、透過素子３０１に一体で形成することが可能である。また、透過素子３０１を支持手段３０４の光軸方向突き当て部３０４ａに突き当てることで構成可能である。このため、従来例と比較し、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂには、相対的な角度バラツキが生じない。よって、透過素子３０１を透過する光ビーム２２０の光軸に対する透過素子３０１の角度ズレによる光軸ズレを低減することが可能となる。これにより、光ディスク２１４の記録層で反射された光ビームの、フォトダイオード２０８に集光する位置のズレは従来例と比較し低減される。
【００５７】
このため、部品点数を増加することなく、サーボ信号や再生信号、記録信号の信号品位の悪化が低減される。また、透過素子が一体で構成されているため従来例と比較し部品点数の削減も実現可能である。
【００５８】
なお、本実施例では光軸方向突き当て部３０４ａを図示したようにｙ軸方向に沿って形成したが、本発明の効果はこれに限定されるものではない。例えば光ビーム２２０の有効領域外であって、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂの境界上にｘ軸方向に沿って形成することも可能である。また、例示したように支持手段３０４から突出して形成するのではなく、透過素子３０１が挿入可能なようにｘ軸に沿って凹形状に形成することも可能である。
【００５９】
また、例えば光軸方向突き当て部３０４ａを設けることなく、支持手段３０４の基準面に対して、位置調整された固定治具を用い、該固定治具を用いて例えば透過素子３０１と支持手段３０４の位置を調整し、端面同士を面接着で固定することも可能である。
【００６０】
また、例えば第１透過部３０１ａと、第２透過部３０１ｂを別々の平板状光学素子で構成することも可能である。この場合、上述したような部品点数の削減の効果は得られないが、支持手段３０４の光軸方向突き当て部３０４ａに突き当てて構成することは可能である。このため、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂには、相対的な角度バラツキが生じず、本発明の効果を得ることが可能となる。
【００６１】
また、二つの平板状光学素子を組み合わせて、上述した固定治具を用いて接着する場合には、厳密には第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂは同一平面から例えばｚ軸方向に微少量ズレる可能性がある。しかしながら、本発明の効果である第１透過部３０１ａと第２透過部３０２ｂの角度ズレを従来例に対し低減することは無論可能である。もちろん、このような場合の固定治具は、図２に示した光軸方向突き当て部３０４ａのように、第１透過部３０１ａと第２透過部３０１ｂを、同一の治具面で受けるように構成することが望ましい。
【００６２】
また、本実施例では光学フィルタ膜を透過素子３０１の光ビーム２２０の入射面側に形成したが、出射面側に形成することも可能である。
【００６３】
また、本実施例では透過光量を変更する手段として、減衰効果のある光学フィルタ膜を透過素子３０１に蒸着することで形成した。しかしながら例えば塗布やスパッタを用いてクロムや酸化クロム、酸化シリコン、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦといった金属膜や誘電体膜、および、いずれかの膜の組合せによる膜を光学素子表面に形成することによっても実現可能である。また、フィルム状の減衰素子を透過素子３０１に貼り付けたり、フィルム状減衰素子自身を第１透過部３０１ａとして用いることも可能である。この場合、透過素子の厚さによる、光ディスク２１４からの反射光のフォトダイオード２０８の受光面に対するデフォーカスを防ぐため、第２透過部３０１ｂと第１透過部３０１ａの光路長を一致させておくことが望ましい。なお、フィルム状の減衰素子は一般的には例えばゼラチンやアセテートなどの素材に色素などを混合することで形成することが出来る。
【００６４】
また、本実施例では透過素子３０１をガラスで構成したが、樹脂材料を用いることも可能である。
【００６５】
また、第１透過部３０１ａ自体を、第２透過部３０１ｂと比較し低い透過率の材質を用いることで、透過光量を変更する手段を構成することも可能である。
【００６６】
また、第１透過部３０１ａの光軸に垂直な一方の表面に微細な凹凸形状からなるナノ構造を形成することで、透過する光ビームの光量を減衰することも可能である。より具体的には、例えば、第１透過部３０１ａの光軸に垂直な一方の表面に回折格子を形成することで透過光量を減衰させることも可能である。この場合、回折格子を透過した１次光の光量を変更し、該１次光を光ディスク２１４まで導くことで実現可能である。なお、同様の減衰効果を得ることが出来るのであれば、回折格子以外の形状で本発明の効果を得ることも無論可能である。
【００６７】
また、本実施例においては、透過光を減衰させる第１透過部３０１ａと、減衰させない第２透過部３０１ｂを切換えることで光量調整を行ったが、第２透過部３０１ｂにも第１透過部３０１ａと異なる透過率の光学フィルタを形成して用いることも可能である。これにより、２層の記録層を有する光ディスク２１４を用いる場合においても、量子ノイズを低減可能なようにより高い光パワーを光源２０１から照射することが可能となる。
【００６８】
また、青色半導体レーザを光源として用いたが、赤色半導体レーザや、緑色から紫外線といった異なる波長の光源を用いることも可能である。
【００６９】
また、本実施例においては、光量調整手段３００は情報記録媒体が１層の記録層を有する場合と２層の記録層を有する場合とで光ビームの光量の切換えを行った。しかし、２層以上の多層の記録層を有する情報記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すことが可能な光ディスク装置１０であれば、光ディスクの記録層の数に応じて光ビームの光量を切換えてもよい。この場合、例えば本実施例で示した光量調整手段３００を光軸に沿って複数個備えることで、多段階の光ビームの光量切換えが可能となる。
【００７０】
また、同様にデータの読み出し時と書き込み時とで光ビームの光量を切換えることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の実施例における光ディスク装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例における光量調整手段の構造の概略を示す図である。
【図３】従来例の光ディスク装置の機能ブロックの構成を示す図である。
【図４】従来例における光量調整手段の構造の概略を示す図である。
【符号の説明】
【００７２】
２０１ 光源
２０２ ビームスプリッタ
２０３ コリメートレンズ
２０４ ミラー
２０５ 対物レンズ
２０６ アクチュエータコイル
２０７ マルチレンズ
２０８ フォトダイオード
２１０ 光ディスク装置
２１１ 光ピックアップ装置
２１２ 信号処理回路
２１３ サーボ制御回路
２１４ 光ディスク
３００ 光ビーム透過調整手段
３０１ 透過素子
３０１ａ 第１透過部
３０１ｂ 第２透過部
３０３ 回転軸
３０４ 支持手段
３０４ａ 光軸方向突き当て部
３０５ 回転駆動手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを発する光源と、
前記光ビームの光量を調整する光量調整手段と、
前記光量調整手段からの前記光ビームを情報記録媒体に集光する集光手段と、
を有する光ピックアップ装置において、
前記光量調整手段は、第１の透過率を有する第１透過部と、前記第１透過部と同一平面上に形成された前記第１の透過率と異なる第２の透過率を有する第２透過部とを有する透過素子と、
前記透過素子を支持するための支持手段と、前記光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、前記透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記第１透過部と前記第２透過部の境界に位置する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。
【請求項３】
前記第１透過部と前記第２透過部は同一部材に形成されていることを特徴とする請求項１、または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置から出力された光量信号から、前記情報記録媒体における前記光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー信号と、前記光ビームの焦点位置と前記情報記録媒体のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を出力する信号処理回路とを有することを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１】
光ビームを発する光源と、
前記光ビームの光量を調整する光量調整手段と、
前記光量調整手段からの前記光ビームを情報記録媒体に集光する集光手段と、
を有する光ピックアップ装置において、
前記光量調整手段は、第１の透過率を有する第１透過部と、前記第１透過部と同一平面上に形成された前記第１の透過率と異なる第２の透過率を有する第２透過部とを有する透過素子と、
前記透過素子を支持するための支持手段と、前記光ビームの光軸の方向に垂直な方向の軸を回転軸として、前記透過素子を回転駆動するための回転駆動手段とを有していることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記回転軸は、前記第１透過部と前記第２透過部の境界に位置する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。
【請求項３】
前記第１透過部と前記第２透過部は同一部材に形成されていることを特徴とする請求項１、または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置から出力された光量信号から、前記情報記録媒体における前記光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー信号と、前記光ビームの焦点位置と前記情報記録媒体のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー信号を出力する信号処理回路とを有することを特徴とする情報記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１４６４６８（Ｐ２００９−１４６４６８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３１９８５３（Ｐ２００７−３１９８５３）
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月１１日（２００７．１２．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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