光ピックアップ装置
【課題】光記録媒体からの反射光の偏光成分が変化した場合であっても、光検出器に照射される反射光の光量の減少を抑制する。
【解決手段】光ピックアップ装置において、レーザ光を発光するレーザ光源と、前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、を備え、前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有する。
【解決手段】光ピックアップ装置において、レーザ光を発光するレーザ光源と、前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、を備え、前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に記録されている信号の読み出し動作や光記録媒体に信号の記録動作を行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＣＤ（Compact Disc）の光ディスク等の光記録媒体に対してレーザ光を用いて光学的に信号の記録再生を行う光ピックアップ装置において、単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なるＤＶＤ及びＣＤに対応させたものが知られている。
【０００３】
このようなＤＶＤ及びＣＤ対応の光ピックアップ装置は、ＤＶＤに適合する赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍのレーザ光を発光する第１レーザ光源と、ＣＤに適合する赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍのレーザ光を発光する第２レーザ光源と、を備えたマルチレーザユニットを採用し、光ディスクに応じて使用するレーザ光を切り換えるようになっている。
【０００４】
またＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置は、入射面に輪帯状の回折格子が形成される単一の対物レンズを使用し、ＤＶＤ及びＣＤの各光ディスクに適合する波長の各レーザ光をこの回折格子で回折させることにより、各光ディスクに対して球面収差を補正し、各光ディスクに照射される各レーザ光の品質を確保するようにしている。
【０００５】
ＤＶＤ及びＣＤ対応の光ピックアップ装置は、上述した２波長に対応したレーザユニット及び単一の対物レンズを採用することにより光学経路の簡略化が図られる。
【０００６】
このような光ピックアップ装置は、例えば、レーザダイオード、１／２波長板、回折格子、ハーフミラー、モニタ用光検出器、コリメートレンズ、１／４波長板、立ち上げミラー、対物レンズ、ＡＳ（AStigmatism）板、光検出器を光学経路上に配置して構成される。
【０００７】
レーザダイオードは、赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍのレーザ光、及び赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍのレーザ光を放射する。
１／２波長板は、レーザダイオードから放射されてハーフミラーにより反射されるレーザ光を前記ハーフミラーの反射面に対してＳ方向の直線偏光光に変換する。
回折格子は、レーザ光を回折し、０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光である２つのサブビームに分離する。
ハーフミラーは、回折格子を透過したレーザ光が入射される位置に、レーザ光の光軸に対して４５°傾斜して配置されており、１／２波長板によってＳ偏光光にされたレーザ光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザ光の多くを透過させる制御膜が設けられている。
【０００８】
モニタ用光検出器は、レーザダイオードから放射されたレーザ光のうち、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光が照射される位置に設けられており、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光の強度を検出する。モニタ用光検出器から出力される検出信号は、レーザダイオードから放射されるレーザ光の出力を制御するために使用される。
コリメートレンズは、ハーフミラーの制御膜を反射したレーザ光が入射される位置に設けられ、入射されるレーザ光を平行光に変換する。
【０００９】
１／４波長板は、コリメートレンズによって平行光に変換されたレーザ光が入射される位置に設けられている。１／４波長板は、入射されるレーザ光の位相を１／４波長分変更することにより、直線偏光光から円偏光光に、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する。レーザダイオードから出射されたレーザ光は、１／４波長板により、光ディスクに向かう往路では、Ｓ偏光から円偏光に変換され、光ディスクから光検出器に向かう復路では、円偏光からＰ偏光に変換される。
立ち上げミラーは、１／４波長板を透過したレーザ光が入射される位置に設けられており、入射されるレーザ光を対物レンズの方向に反射させるように構成されている。
【００１０】
対物レンズは、入射されたレーザ光を、対物レンズの集光機能によって光ディスクに設けられている信号記録層にスポットとして照射する。
信号記録層に照射されたレーザ光は、信号記録層にて反射される。
光ディスクの信号記録層にて反射された反射光は、対物レンズ、立ち上げミラー、１／４波長板、コリメートレンズを通して、ハーフミラーの制御膜に入射される。
【００１１】
この反射光は、１／４波長板による位相変更機能によって、円偏光からＰ方向の直線偏光光に変更されているため、反射光は制御膜を透過する。制御膜を透過した反射光はＡＳ板に入射される。
ＡＳ板は、反射光の光軸方向に対して斜めに傾斜して配置されており、反射光にフォーカシング制御に用いられる非点収差を付加する。
【００１２】
光検出器は、回折格子により３ビームに分離された反射光をそれぞれ受光する受光部を備えて構成されており、光ディスクの信号記録層に記録されている情報の読み取りを行うための再生信号、フォーカシング制御を行うためのフォーカスエラー信号、トラッキング制御を行うためのトラッキングエラー信号の生成を行う。
【００１３】
このような光ピックアップ装置が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２０４６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように光ピックアップ装置は、レーザダイオードから出射したレーザ光を光ディスクの信号記録層で反射させ、その反射光を光検出器で検出することにより、光ディスクに記録された情報を再生するための信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成する。
【００１６】
ここでＡＳ板には、光検出器に受光される反射光の光量を低下させないために、透過率を優先させてＰ偏光の透過率を向上させた制御膜が表面に成膜されており、また、レーザダイオードの温度変化によってレーザダイオードから放射されるレーザ光の波長が変動してもレーザ光の透過率が変動しないようにＰ偏光及びＳ偏光の透過率が所定の波長範囲で一定になるように制御膜が表面に成膜されている。例えばＰ偏光に対する透過率が９７％以上となると共に、使用するレーザ光の波長及びレーザ光の波長変動範囲にマージンを加味した波長範囲で一定となるような制御膜が成膜されている。
【００１７】
ところが、光ディスクの中には、製造技術の相違等によって、信号層を被覆するカバー層をレーザ光が通過する際に許容する複屈折を超過して生ずるものがある。
【００１８】
このような複屈折を生ずる光ディスクにレーザ光が照射された場合、光ディスクからの反射光の偏光成分のバランスが変化あるいはばらつくため、ハーフミラーを透過してＡＳ板に入射される反射光は、Ｐ偏光成分が減少しＳ偏光成分が増加することになる。
【００１９】
この場合、ＡＳ板におけるＳ偏光成分の透過率がＰ偏光成分の透過率に対して相対的に低いと、ＡＳ板を透過する反射光の光量が全体として減少することになる。そのため、光ディスクの複屈折のばらつきにより光検出器に受光される反射光の光量の変動が大きく、上記再生信号やフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の信頼度が低下することにもなる。
【００２０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、光ディスクからの反射光の偏光成分が変化した場合であっても、光検出器に照射される反射光の光量の減少を抑制することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
一つの側面に係る光ピックアップ装置は、レーザ光を発光するレーザ光源と、前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、を備え、前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有する。
【００２２】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２３】
光ディスクからの反射光の偏光成分が変化した場合であっても、光検出器に照射される反射光の光量の減少を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の光ピックアップ装置の斜視図である。
【図２】本実施形態の光検出器の構成例を示す模式図である。
【図３】本実施形態のＡＳ板の断面図である。
【図４】本実施形態のＡＳ板におけるレーザ光の透過率を示す図である。
【図５】本実施形態のＡＳ板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００２６】
図１乃至図３を参照しつつ、本実施の形態の光ピックアップ装置１の構成例について説明する。図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置１の斜視図である。図２は、本実施の形態の光検出器２０の構成例を示す模式図である。図３は、本実施形態のＡＳ（AStigmatism）板（非点収差付加部材）１８の断面図である。
【００２７】
本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の記録再生に対応すると共に、ＣＤ（Compact Disc）の記録再生に対応する構成となっている。
【００２８】
レーザユニット１１は、ＤＶＤの記録再生に適合する赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍの第１波長、例えば６６０ｎｍの第１波長のレーザ光（以下、第１レーザ光とも記す）を発光する第１レーザ光源１１１と、ＣＤの記録再生に適合する赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍ、例えば７８４ｎｍの第２波長のレーザ光（以下、第２レーザ光とも記す）を発光する第２レーザ光源１１２と、を備える。
【００２９】
レーザユニット１１はいわゆるマルチレーザユニットであり、第１レーザ光源１１１及び第２レーザ光源１１２が同一半導体基板上に形成されている。
【００３０】
レーザユニット１１は、選択的に、第１レーザ光源１１１又は第２レーザ光源１１２から第１レーザ光又は第２レーザ光を出射する。レーザユニット１１から出射された第１レーザ光又は第２レーザ光は、複合光学素子１２に入射される。
【００３１】
複合光学素子１２は、入射されるレーザ光を例えばハーフミラー１３の反射面の傾き方向に対して略４５°回転された方向（第１方向）の直線偏光光に変換する１／２波長板１２１と、レーザ光を０次回折光ビームと、＋１次回折光ビームと、−１次回折光ビームとの３ビームに分離する回折格子１２２とを備える。また１／２波長板１２１は、光ディスク１００に反射してレーザユニット１１に戻るレーザ光の反射光を抑制する機能を有する。
【００３２】
複合光学素子１２を通過したレーザ光は、このレーザ光に対して例えば４５°に傾けて配置されたプレート型のハーフミラー１３により、一部が反射してコリメートレンズ１５に導かれ、残りの一部がハーフミラー１３を透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
【００３３】
ハーフミラー１３は、第１方向の直線偏光光のレーザ光の一部、例えば９０％あるいは９０％以上を反射させ、残りの一部、例えば１０％あるいは１０％以下を透過させる。
【００３４】
従って、回折格子１２２から入射されるレーザ光は、ハーフミラー１３によってほぼ全てが反射されてコリメートレンズ１５に導かれ、残りが透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
【００３５】
フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度は、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力レベルに応じて変化することになる。従って、フロントモニタ受光検出器３０が、フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度に応じて生成したモニタ信号を、レーザユニット１１に駆動信号を供給するべく設けられている駆動回路に帰還させることによって、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力が目標値になるように制御するレーザサーボ動作を行うことが出来る。
【００３６】
コリメートレンズ１５は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光を平行光にし、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の広がり角を狭める。コリメートレンズ１５を通過したレーザ光は、１／４波長板１４に入射される。
【００３７】
１／４波長板１４は、レーザユニット１１から光ディスク１００へ向かう往路において、ハーフミラー１３で反射された０次光及び±１次回折光を、第１方向の直線偏光から円偏光に変換するとともに、光ディスク１００から光検出器２０へ向かう復路において、光ディスク１００からの反射光を円偏光から第１方向と直交する第２方向の直線偏光に変換する。
【００３８】
尚、ハーフミラー１３と１／４波長板１４との組み合わせにより、往路及び復路において、光の偏光状態は例えば以下のように変換される。
【００３９】
往路においては、回折格子１２２からのレーザ光はハーフミラー１３によって多くが反射され、１／４波長板１４によって例えば右旋回の円偏光に変換される。
【００４０】
右旋回の円偏光は光ディスク１００の情報記録層（不図示）によって反射されて例えば左旋回の円偏光となり、復路においては、１／４波長板１４によって直線偏光に変換される。この直線偏光はその一部がハーフミラー１３を透過する。
【００４１】
１／４波長板１４によって直線偏光から右旋回の円偏光に変換されたレーザ光は、立ち上げ用反射ミラー１６により反射されてレーザ光の光軸が折曲され、レーザユニット１１から出射されるレーザ光の光軸及び光検出器２０に受光される光ディスク１００からの反射光の光軸に対して略垂直の光軸となり、対物レンズ１７に入射される。
【００４２】
対物レンズ１７は、入射面に光軸を中心とした輪帯状回折構造が形成されている。対物レンズ１７は、対物レンズ１７に入射したレーザ光をＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００に集光する際に、ＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００の透明基板層の厚みに起因して生ずる球面収差を、この回折構造による回折作用により適切に補正する。
【００４３】
対物レンズ１７のＮＡ（Numerical Aperture）は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光に対しては０．６５に、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光に対しては０．５１にそれぞれ設計されている。
【００４４】
その為、第１レーザ光源１１１からの第１波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＤＶＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＤＶＤの信号層に照射され、第２レーザ光源１１２からの第２波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＣＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＣＤの信号層に照射される。
【００４５】
このような光学系により、レーザユニット１１の第１レーザ光源１１１から発生されるＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光が、ＤＶＤ規格の光ディスク１００に集光され、レーザユニット１１の第２レーザ光源１１２から発生されるＣＤに適合する第２波長のレーザ光がＣＤ規格の光ディスク１００に集光される。
【００４６】
また対物レンズ１７は、光ディスク１００の信号面に対して垂直方向（フォーカス方向）へ変位することによってフォーカシング制御動作を行うとともに、光ディスク１００の径方向（トラッキング方向）へ変位することによってトラッキング制御動作を行うように構成されている。斯かる動作を行う対物レンズ１７は、例えば４本あるいは６本の支持ワイヤーにてフォーカス方向及びトラッキング方向へ変位可能に設けられている
そして、対物レンズ１７がフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動されることにより、レーザ光がＤＶＤあるいはＣＤの光ディスク１００の信号層に合焦されると共に、信号トラック１０１に追従するように照射される。
【００４７】
光ディスク１００の信号層に照射されたレーザ光は、信号層により変調されて反射され、対物レンズ１７に戻り、１／４波長板１４によって円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光のレーザ光は、その一部、例えば３０％程度がハーフミラー１３を透過する。
【００４８】
そして、ハーフミラー１３を透過したレーザ光は、フォーカシング制御に用いられる非点収差を付与するように傾けて配置されたＡＳ板１８を透過して光検出器２０に導かれる。ＡＳ板１８の表面には、反射光の透光率を制御するために、図３に示すように制御膜１８１が形成されている。制御膜１８１の詳細については後述する。
【００４９】
光検出器２０には、図２に示すように、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光の反射光を受光するＤＶＤ受光領域２１と、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の反射光を受光するＣＤ受光領域２２と、が同一受光面に隣接して形成されている。
【００５０】
ＤＶＤ受光領域２１には、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光の３ビーム、すなわち０次光のメインビームと、メインビームの前に配置される＋１次回折光の前方サブビームと、メインビームの後ろに配置される−１次回折光の後方サブビームと、にそれぞれ対応して、メイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ、及び後方サブ受光部２１ｃが形成されている。
【００５１】
ＣＤ受光領域２２には、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の３ビーム、すなわち０次光のメインビームと、メインビームの前に配置される＋１次回折光の前方サブビームと、メインビームの後ろに配置される−１次回折光の後方サブビームと、にそれぞれ対応して、メイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ、及び後方サブ受光部２２ｃが形成されている。
【００５２】
ＤＶＤ受光領域２１の各受光部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの間の距離は、第１波長のレーザ光の３ビームの反射光がＤＶＤ受光領域２１上にそれぞれ照射される際の各光スポットの間隔に対応する。
ＣＤ受光領域２２の各受光部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの間の距離は、第２波長のレーザ光の３ビームの反射光がＣＤ受光領域２２上にそれぞれ照射される際の各光スポットの間隔に対応する。
【００５３】
光検出器２０における、ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃと、ＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃとは、それぞれ十字状に４分割されてそれぞれ４つのセグメントにより構成されている。
【００５４】
ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃがそれぞれ受光する光スポットの形状は、レーザユニット１１から出射された第１レーザ光が光ディスク１００に照射される際のフォーカスエラー及びトラッキングエラーに応じて変化する。
【００５５】
またＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃがそれぞれ受光する光スポットの形状は、レーザユニット１１から出射された第２レーザ光が光ディスク１００に照射される際のフォーカスエラー及びトラッキングエラーに応じて変化する。
【００５６】
その為、ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃを構成する各セグメントから得られる各受光出力を、所定の演算式に基づいて演算することにより、ＤＶＤの記録再生時の再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５７】
同様に、ＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃを構成する各セグメントから得られる各受光出力を、所定の演算式に基づいて演算することにより、ＣＤの記録再生時の再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５８】
ＤＶＤの再生信号は、メイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を加算することによって得られる。ＣＤの再生信号は、メイン受光部２２ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２２ａを構成する各センサＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２から出力される信号を加算することによって得られる。
【００５９】
ＤＶＤのフォーカスエラー信号は、例えば以下のように差動非点収差法を用いて得ることができる。
【００６０】
まず、前方サブ受光部２１ｂに照射される前方サブビームの光量に応じて、前方サブ受光部２１ｂを構成する各センサＩ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算して信号ＳＦＢ１を得る。
同様に、後方サブ受光部２１ｃに照射される後方サブビームの光量に応じて、後方サブ受光部２１ｃを構成する各センサＥ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算して信号ＳＦＣ１を得る。
そして信号ＳＦＢ１と信号ＳＦＣ１とを加算してサブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１を得る。
【００６１】
またメイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算してメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１を得る。
これらのサブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１とメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１とからフォーカスエラー信号ＦＥ１を演算生成する。
【００６２】
斯かるフォーカスエラー信号ＦＥ１の生成動作について、図２に示した各センサ部の符号を参照にして説明すると、メインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１＝（Ａ１＋Ｃ１）−（Ｂ１＋Ｄ１）となり、サブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１＝｛（Ｅ１＋Ｇ１）−（Ｆ１＋Ｈ１）｝＋｛（Ｉ１＋Ｋ１）−（Ｊ１＋Ｌ１）｝と表される。
【００６３】
そして、斯かる差動非点収差法におけるフォーカシング制御動作はフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づいて行われるが、このＦＥ１信号は、ＦＥ１＝ＭＦＥ１−ｋ１×ＳＦＥ１として得られる。ここで、ｋ１はメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。
ＣＤのフォーカスエラー信号も同様に差動非点収差法を用いて得ることができる。
【００６４】
ＤＶＤのトラッキングエラー信号は、例えば以下のように差動プッシュプル法を用いて得ることができる。
【００６５】
まず、前方サブ受光部２１ｂに照射される前方サブビームの光量に応じて、前方サブ受光部２１ｂを構成する各センサＩ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算して信号ＳＴＢ１を得る。
同様に、後方サブ受光部２１ｃに照射される後方サブビームの光量に応じて、後方サブ受光部２１ｃを構成する各センサＥ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算して信号ＳＴＣ１を得る。
そして信号ＳＴＢ１と信号ＳＴＣ１とを加算してサブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１を得る。
【００６６】
またメイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算してメイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１を得る。
これらのサブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１とメイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１とからトラッキングエラー信号ＴＥ１を演算生成する。
【００６７】
斯かるトラッキングエラー信号ＴＥ１の生成動作について、図２に示した各センサ部の符号を参照にして説明すると、メイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１＝（Ａ１−Ｃ１）＋（Ｂ１−Ｄ１）となり、サブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１＝｛（Ｅ１−Ｇ１）＋（Ｆ１−Ｈ１）｝＋｛（Ｉ１−Ｋ１）＋（Ｊ１−Ｌ１）｝と表される。
【００６８】
そして、斯かる差動プッシュプル法におけるトラッキング制御動作はトラッキングエラー信号ＴＥ１に基づいて行われるが、このＴＥ１信号は、ＴＥ１＝ＭＴＥ１−ｋ２×ＳＴＥ１として得られる。ここで、ｋ２はメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。
ＣＤのトラッキングエラー信号も同様に差動プッシュプル法を用いて得ることができる。
【００６９】
このように、光ディスク１００の再生信号や、フォーカスエラー信号、トラッキング信号は、光検出器２０の各受光部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ有する４分割センサの各セグメントに照射される光量に基づいて生成されるので、光ピックアップ装置１の高性能化の観点から、光検出器２０に照射される反射光の光量はできるだけ多いほうが好ましい。
【００７０】
ところで、光ディスク１００の中には、製造技術の相違等によって、信号層を被覆するカバー層をレーザ光が通過する際に許容する複屈折を超過して生ずるものがある。このような複屈折を生ずる光ディスク１００にレーザ光が照射された場合、光ディスク１００からの反射光の偏光成分が変化する。
【００７１】
そのため、ハーフミラー１３を透過してＡＳ板１８に入射される反射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合は、光ディスク１００が持つ複屈折の特性に依存するため、信号再生対象の光ディスク１００の特性に応じて様々に変化する。
【００７２】
そこで、本実施形態に係るＡＳ板１８は、図４に示すように、Ｓ偏光成分の透過率Ｔｓ（第１透過率）とＰ偏光成分の透過率Ｔｐ（第２透過率）とが、ほぼ等しくなるように制御膜１８１を形成している。図４に示す例では、Ts=93.6%、Tp=95.4%となるように形成されている。
【００７３】
このように、本実施形態に係る光ピックアップ装置１では、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとが、ほぼ等しくなるようにＡＳ板１８の制御膜１８１を形成しているので、ＡＳ板１８に入射する反射光に含まれる偏光成分のバランスが変化しても、ＡＳ板１８を透過する全体の光量を変化させずに、光検出器２０に入射する反射光の減少を抑制することができる。
【００７４】
特に、本実施形態のように、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差を２パーセント未満とすることにより、ＡＳ板１８に入射する反射光に含まれる偏光成分のバランスの変化に対する影響をほとんど受けないようにすることが可能となる。
【００７５】
従来、ＡＳ板は、光検出器に受光される反射光の光量低下を防止するために透過率を優先させたり、あるいはレーザダイオードの温度変化によってレーザダイオードから放射されるレーザ光の波長が変動してもレーザ光の透過率が変動しないようにＰ偏光及びＳ偏光の透過率が所定の波長範囲で一定になるように制御膜が成膜されていたが、このようなＡＳ板の場合、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差が十数％あった。例えば、透過率Ｔｐ＝９７．９％、透過率Ｔｓ＝７８．８％のＡＳ板が使用されていた。
【００７６】
本発明において、ＡＳ板の偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差は最低でも１０％未満とし、５％未満に設定されることにより光ディスクの複屈折のばらつきにより光検出器に受光される反射光の光量の変動による影響をほとんど受けないようにすることが期待できる。
【００７７】
従って、光ディスク１００からの反射光に基づいて、再生信号やフォーカスエラー信号、トラッキング信号を確実に生成できるようになり、光ピックアップ装置１を高性能化、高信頼化することが可能となる。
【００７８】
また、レーザ光を反射する際に強い複屈折を生じるような低品質の光ディスク１００を再生する場合であっても、光検出器２０に照射する反射光の光量を低下させずに済むので、従来は再生が困難であったような低品質の光ディスク１００であっても再生することも可能となる。
【００７９】
なおＡＳ板１８は、一例として、基材の構造材として白板ガラス（例えば、商品名：Ｂ２７０（ＳＣＨＯＴＴ社））を使用し、制御膜１８１を、Tio2とSio2とを交互に積層した多層膜により構成する。
【００８０】
ＡＳ板１８の制御膜１８１は、Ｐ偏光成分よりも透過率が低くなるＳ偏光成分の透過率Ｔｓを９０％以上に設定することによりに全体に透過率を保持した上で、容易にＰ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差を１０％未満に設定することが可能である。そして、ＡＳ板１８は、制御膜１８１の各層の厚みを変えたり、積層数を変えたり、あるいは構造材を変えて屈折率を変化させたりして透過率が調整される。
【００８１】
制御膜１８１は、例えば物理的気相成長法（ＰＶＤ）の真空蒸着法やスパッタリング法による薄膜製造技術により形成し、あるいは化学的気相成長法（ＣＶＤ）による薄膜製造技術により形成することができる。
また、制御膜１８１の形成としては、塗布型材料を塗布して熱処理する方法、及びＡＳ板１８の基材表面にフィルムを接着することも考えられる。
【００８２】
制御膜１８１は、図３に示すように基材の片面に形成してもよいし、図５に示すように両面に形成してもよい。
制御膜１８１を基材の片面に形成した場合には、製造の容易化が図られ、反射光の偏光成分の変化の影響を受けにくい高性能なＡＳ板１８を低コストで製造することが可能となる。
制御膜１８１を基材の両面に形成した場合には、反射光がＡＳ板１８に入射する際及び出射する際のいずれにおいても反射光の乱反射を防止できるので、より透過率が高く、しかも反射光の偏光成分の変化の影響を受けにくい高性能なＡＳ板１８を製造することが可能となる。
【００８３】
尚、本実施形態の光ピックアップ装置１は、２波長対応のマルチレーザユニットを用いた例を示しているが、１波長対応のシングルレーザユニットでも良い。また３波長対応のマルチレーザユニットを用いる構成を採用することも可能である。
【００８４】
またＤＶＤ及びＣＤに適合する光ピックアップ装置に限定されず、青紫色波長帯４００ｎｍ〜４２０ｎｍのレーザ光（例えば４０５ｎｍ）を用いたBlu-ray Disc（登録商標）規格に適合させた光ピックアップ装置においても利用可能である。
【００８５】
以上、前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 光ピックアップ装置
１１ レーザユニット
１２ 複合光学素子
１３ ハーフミラー
１４ １／４波長板
１５ コリメートレンズ
１６ 立ち上げ用反射ミラー
１７ 対物レンズ
１８ ＡＳ板
２０ 光検出器
３０ フロントモニタ受光検出器
１００ 光ディスク
１８１ 制御膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に記録されている信号の読み出し動作や光記録媒体に信号の記録動作を行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)やＣＤ（Compact Disc）の光ディスク等の光記録媒体に対してレーザ光を用いて光学的に信号の記録再生を行う光ピックアップ装置において、単一の光ピックアップ装置によって記録密度が異なるＤＶＤ及びＣＤに対応させたものが知られている。
【０００３】
このようなＤＶＤ及びＣＤ対応の光ピックアップ装置は、ＤＶＤに適合する赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍのレーザ光を発光する第１レーザ光源と、ＣＤに適合する赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍのレーザ光を発光する第２レーザ光源と、を備えたマルチレーザユニットを採用し、光ディスクに応じて使用するレーザ光を切り換えるようになっている。
【０００４】
またＤＶＤ及びＣＤに対応した光ピックアップ装置は、入射面に輪帯状の回折格子が形成される単一の対物レンズを使用し、ＤＶＤ及びＣＤの各光ディスクに適合する波長の各レーザ光をこの回折格子で回折させることにより、各光ディスクに対して球面収差を補正し、各光ディスクに照射される各レーザ光の品質を確保するようにしている。
【０００５】
ＤＶＤ及びＣＤ対応の光ピックアップ装置は、上述した２波長に対応したレーザユニット及び単一の対物レンズを採用することにより光学経路の簡略化が図られる。
【０００６】
このような光ピックアップ装置は、例えば、レーザダイオード、１／２波長板、回折格子、ハーフミラー、モニタ用光検出器、コリメートレンズ、１／４波長板、立ち上げミラー、対物レンズ、ＡＳ（AStigmatism）板、光検出器を光学経路上に配置して構成される。
【０００７】
レーザダイオードは、赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍのレーザ光、及び赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍのレーザ光を放射する。
１／２波長板は、レーザダイオードから放射されてハーフミラーにより反射されるレーザ光を前記ハーフミラーの反射面に対してＳ方向の直線偏光光に変換する。
回折格子は、レーザ光を回折し、０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光である２つのサブビームに分離する。
ハーフミラーは、回折格子を透過したレーザ光が入射される位置に、レーザ光の光軸に対して４５°傾斜して配置されており、１／２波長板によってＳ偏光光にされたレーザ光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザ光の多くを透過させる制御膜が設けられている。
【０００８】
モニタ用光検出器は、レーザダイオードから放射されたレーザ光のうち、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光が照射される位置に設けられており、ハーフミラーの制御膜を透過したレーザ光の強度を検出する。モニタ用光検出器から出力される検出信号は、レーザダイオードから放射されるレーザ光の出力を制御するために使用される。
コリメートレンズは、ハーフミラーの制御膜を反射したレーザ光が入射される位置に設けられ、入射されるレーザ光を平行光に変換する。
【０００９】
１／４波長板は、コリメートレンズによって平行光に変換されたレーザ光が入射される位置に設けられている。１／４波長板は、入射されるレーザ光の位相を１／４波長分変更することにより、直線偏光光から円偏光光に、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する。レーザダイオードから出射されたレーザ光は、１／４波長板により、光ディスクに向かう往路では、Ｓ偏光から円偏光に変換され、光ディスクから光検出器に向かう復路では、円偏光からＰ偏光に変換される。
立ち上げミラーは、１／４波長板を透過したレーザ光が入射される位置に設けられており、入射されるレーザ光を対物レンズの方向に反射させるように構成されている。
【００１０】
対物レンズは、入射されたレーザ光を、対物レンズの集光機能によって光ディスクに設けられている信号記録層にスポットとして照射する。
信号記録層に照射されたレーザ光は、信号記録層にて反射される。
光ディスクの信号記録層にて反射された反射光は、対物レンズ、立ち上げミラー、１／４波長板、コリメートレンズを通して、ハーフミラーの制御膜に入射される。
【００１１】
この反射光は、１／４波長板による位相変更機能によって、円偏光からＰ方向の直線偏光光に変更されているため、反射光は制御膜を透過する。制御膜を透過した反射光はＡＳ板に入射される。
ＡＳ板は、反射光の光軸方向に対して斜めに傾斜して配置されており、反射光にフォーカシング制御に用いられる非点収差を付加する。
【００１２】
光検出器は、回折格子により３ビームに分離された反射光をそれぞれ受光する受光部を備えて構成されており、光ディスクの信号記録層に記録されている情報の読み取りを行うための再生信号、フォーカシング制御を行うためのフォーカスエラー信号、トラッキング制御を行うためのトラッキングエラー信号の生成を行う。
【００１３】
このような光ピックアップ装置が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２０４６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように光ピックアップ装置は、レーザダイオードから出射したレーザ光を光ディスクの信号記録層で反射させ、その反射光を光検出器で検出することにより、光ディスクに記録された情報を再生するための信号や、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成する。
【００１６】
ここでＡＳ板には、光検出器に受光される反射光の光量を低下させないために、透過率を優先させてＰ偏光の透過率を向上させた制御膜が表面に成膜されており、また、レーザダイオードの温度変化によってレーザダイオードから放射されるレーザ光の波長が変動してもレーザ光の透過率が変動しないようにＰ偏光及びＳ偏光の透過率が所定の波長範囲で一定になるように制御膜が表面に成膜されている。例えばＰ偏光に対する透過率が９７％以上となると共に、使用するレーザ光の波長及びレーザ光の波長変動範囲にマージンを加味した波長範囲で一定となるような制御膜が成膜されている。
【００１７】
ところが、光ディスクの中には、製造技術の相違等によって、信号層を被覆するカバー層をレーザ光が通過する際に許容する複屈折を超過して生ずるものがある。
【００１８】
このような複屈折を生ずる光ディスクにレーザ光が照射された場合、光ディスクからの反射光の偏光成分のバランスが変化あるいはばらつくため、ハーフミラーを透過してＡＳ板に入射される反射光は、Ｐ偏光成分が減少しＳ偏光成分が増加することになる。
【００１９】
この場合、ＡＳ板におけるＳ偏光成分の透過率がＰ偏光成分の透過率に対して相対的に低いと、ＡＳ板を透過する反射光の光量が全体として減少することになる。そのため、光ディスクの複屈折のばらつきにより光検出器に受光される反射光の光量の変動が大きく、上記再生信号やフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の信頼度が低下することにもなる。
【００２０】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、光ディスクからの反射光の偏光成分が変化した場合であっても、光検出器に照射される反射光の光量の減少を抑制することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
一つの側面に係る光ピックアップ装置は、レーザ光を発光するレーザ光源と、前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、を備え、前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有する。
【００２２】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。
【発明の効果】
【００２３】
光ディスクからの反射光の偏光成分が変化した場合であっても、光検出器に照射される反射光の光量の減少を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態の光ピックアップ装置の斜視図である。
【図２】本実施形態の光検出器の構成例を示す模式図である。
【図３】本実施形態のＡＳ板の断面図である。
【図４】本実施形態のＡＳ板におけるレーザ光の透過率を示す図である。
【図５】本実施形態のＡＳ板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００２６】
図１乃至図３を参照しつつ、本実施の形態の光ピックアップ装置１の構成例について説明する。図１は、本実施の形態の光ピックアップ装置１の斜視図である。図２は、本実施の形態の光検出器２０の構成例を示す模式図である。図３は、本実施形態のＡＳ（AStigmatism）板（非点収差付加部材）１８の断面図である。
【００２７】
本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の記録再生に対応すると共に、ＣＤ（Compact Disc）の記録再生に対応する構成となっている。
【００２８】
レーザユニット１１は、ＤＶＤの記録再生に適合する赤色波長帯６４５ｎｍ〜６７５ｎｍの第１波長、例えば６６０ｎｍの第１波長のレーザ光（以下、第１レーザ光とも記す）を発光する第１レーザ光源１１１と、ＣＤの記録再生に適合する赤外波長帯７６５ｎｍ〜８０５ｎｍ、例えば７８４ｎｍの第２波長のレーザ光（以下、第２レーザ光とも記す）を発光する第２レーザ光源１１２と、を備える。
【００２９】
レーザユニット１１はいわゆるマルチレーザユニットであり、第１レーザ光源１１１及び第２レーザ光源１１２が同一半導体基板上に形成されている。
【００３０】
レーザユニット１１は、選択的に、第１レーザ光源１１１又は第２レーザ光源１１２から第１レーザ光又は第２レーザ光を出射する。レーザユニット１１から出射された第１レーザ光又は第２レーザ光は、複合光学素子１２に入射される。
【００３１】
複合光学素子１２は、入射されるレーザ光を例えばハーフミラー１３の反射面の傾き方向に対して略４５°回転された方向（第１方向）の直線偏光光に変換する１／２波長板１２１と、レーザ光を０次回折光ビームと、＋１次回折光ビームと、−１次回折光ビームとの３ビームに分離する回折格子１２２とを備える。また１／２波長板１２１は、光ディスク１００に反射してレーザユニット１１に戻るレーザ光の反射光を抑制する機能を有する。
【００３２】
複合光学素子１２を通過したレーザ光は、このレーザ光に対して例えば４５°に傾けて配置されたプレート型のハーフミラー１３により、一部が反射してコリメートレンズ１５に導かれ、残りの一部がハーフミラー１３を透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
【００３３】
ハーフミラー１３は、第１方向の直線偏光光のレーザ光の一部、例えば９０％あるいは９０％以上を反射させ、残りの一部、例えば１０％あるいは１０％以下を透過させる。
【００３４】
従って、回折格子１２２から入射されるレーザ光は、ハーフミラー１３によってほぼ全てが反射されてコリメートレンズ１５に導かれ、残りが透過してフロントモニタ受光検出器３０に導かれる。
【００３５】
フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度は、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力レベルに応じて変化することになる。従って、フロントモニタ受光検出器３０が、フロントモニタ受光検出器３０に照射されるレーザ光の強度に応じて生成したモニタ信号を、レーザユニット１１に駆動信号を供給するべく設けられている駆動回路に帰還させることによって、レーザユニット１１から放射されるレーザ光の出力が目標値になるように制御するレーザサーボ動作を行うことが出来る。
【００３６】
コリメートレンズ１５は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光を平行光にし、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の広がり角を狭める。コリメートレンズ１５を通過したレーザ光は、１／４波長板１４に入射される。
【００３７】
１／４波長板１４は、レーザユニット１１から光ディスク１００へ向かう往路において、ハーフミラー１３で反射された０次光及び±１次回折光を、第１方向の直線偏光から円偏光に変換するとともに、光ディスク１００から光検出器２０へ向かう復路において、光ディスク１００からの反射光を円偏光から第１方向と直交する第２方向の直線偏光に変換する。
【００３８】
尚、ハーフミラー１３と１／４波長板１４との組み合わせにより、往路及び復路において、光の偏光状態は例えば以下のように変換される。
【００３９】
往路においては、回折格子１２２からのレーザ光はハーフミラー１３によって多くが反射され、１／４波長板１４によって例えば右旋回の円偏光に変換される。
【００４０】
右旋回の円偏光は光ディスク１００の情報記録層（不図示）によって反射されて例えば左旋回の円偏光となり、復路においては、１／４波長板１４によって直線偏光に変換される。この直線偏光はその一部がハーフミラー１３を透過する。
【００４１】
１／４波長板１４によって直線偏光から右旋回の円偏光に変換されたレーザ光は、立ち上げ用反射ミラー１６により反射されてレーザ光の光軸が折曲され、レーザユニット１１から出射されるレーザ光の光軸及び光検出器２０に受光される光ディスク１００からの反射光の光軸に対して略垂直の光軸となり、対物レンズ１７に入射される。
【００４２】
対物レンズ１７は、入射面に光軸を中心とした輪帯状回折構造が形成されている。対物レンズ１７は、対物レンズ１７に入射したレーザ光をＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００に集光する際に、ＤＶＤ、ＣＤの各光ディスク１００の透明基板層の厚みに起因して生ずる球面収差を、この回折構造による回折作用により適切に補正する。
【００４３】
対物レンズ１７のＮＡ（Numerical Aperture）は、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光に対しては０．６５に、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光に対しては０．５１にそれぞれ設計されている。
【００４４】
その為、第１レーザ光源１１１からの第１波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＤＶＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＤＶＤの信号層に照射され、第２レーザ光源１１２からの第２波長のレーザ光は、対物レンズ１７によりＣＤの透明基板層の厚みに適合して集光されてＣＤの信号層に照射される。
【００４５】
このような光学系により、レーザユニット１１の第１レーザ光源１１１から発生されるＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光が、ＤＶＤ規格の光ディスク１００に集光され、レーザユニット１１の第２レーザ光源１１２から発生されるＣＤに適合する第２波長のレーザ光がＣＤ規格の光ディスク１００に集光される。
【００４６】
また対物レンズ１７は、光ディスク１００の信号面に対して垂直方向（フォーカス方向）へ変位することによってフォーカシング制御動作を行うとともに、光ディスク１００の径方向（トラッキング方向）へ変位することによってトラッキング制御動作を行うように構成されている。斯かる動作を行う対物レンズ１７は、例えば４本あるいは６本の支持ワイヤーにてフォーカス方向及びトラッキング方向へ変位可能に設けられている
そして、対物レンズ１７がフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動されることにより、レーザ光がＤＶＤあるいはＣＤの光ディスク１００の信号層に合焦されると共に、信号トラック１０１に追従するように照射される。
【００４７】
光ディスク１００の信号層に照射されたレーザ光は、信号層により変調されて反射され、対物レンズ１７に戻り、１／４波長板１４によって円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光のレーザ光は、その一部、例えば３０％程度がハーフミラー１３を透過する。
【００４８】
そして、ハーフミラー１３を透過したレーザ光は、フォーカシング制御に用いられる非点収差を付与するように傾けて配置されたＡＳ板１８を透過して光検出器２０に導かれる。ＡＳ板１８の表面には、反射光の透光率を制御するために、図３に示すように制御膜１８１が形成されている。制御膜１８１の詳細については後述する。
【００４９】
光検出器２０には、図２に示すように、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光の反射光を受光するＤＶＤ受光領域２１と、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の反射光を受光するＣＤ受光領域２２と、が同一受光面に隣接して形成されている。
【００５０】
ＤＶＤ受光領域２１には、ＤＶＤに適合する第１波長のレーザ光の３ビーム、すなわち０次光のメインビームと、メインビームの前に配置される＋１次回折光の前方サブビームと、メインビームの後ろに配置される−１次回折光の後方サブビームと、にそれぞれ対応して、メイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ、及び後方サブ受光部２１ｃが形成されている。
【００５１】
ＣＤ受光領域２２には、ＣＤに適合する第２波長のレーザ光の３ビーム、すなわち０次光のメインビームと、メインビームの前に配置される＋１次回折光の前方サブビームと、メインビームの後ろに配置される−１次回折光の後方サブビームと、にそれぞれ対応して、メイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ、及び後方サブ受光部２２ｃが形成されている。
【００５２】
ＤＶＤ受光領域２１の各受光部２１ａ、２１ｂ、２１ｃの間の距離は、第１波長のレーザ光の３ビームの反射光がＤＶＤ受光領域２１上にそれぞれ照射される際の各光スポットの間隔に対応する。
ＣＤ受光領域２２の各受光部２２ａ、２２ｂ、２２ｃの間の距離は、第２波長のレーザ光の３ビームの反射光がＣＤ受光領域２２上にそれぞれ照射される際の各光スポットの間隔に対応する。
【００５３】
光検出器２０における、ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃと、ＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃとは、それぞれ十字状に４分割されてそれぞれ４つのセグメントにより構成されている。
【００５４】
ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃがそれぞれ受光する光スポットの形状は、レーザユニット１１から出射された第１レーザ光が光ディスク１００に照射される際のフォーカスエラー及びトラッキングエラーに応じて変化する。
【００５５】
またＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃがそれぞれ受光する光スポットの形状は、レーザユニット１１から出射された第２レーザ光が光ディスク１００に照射される際のフォーカスエラー及びトラッキングエラーに応じて変化する。
【００５６】
その為、ＤＶＤ受光領域２１のメイン受光部２１ａ、前方サブ受光部２１ｂ及び後方サブ受光部２１ｃを構成する各セグメントから得られる各受光出力を、所定の演算式に基づいて演算することにより、ＤＶＤの記録再生時の再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５７】
同様に、ＣＤ受光領域２２のメイン受光部２２ａ、前方サブ受光部２２ｂ及び後方サブ受光部２２ｃを構成する各セグメントから得られる各受光出力を、所定の演算式に基づいて演算することにより、ＣＤの記録再生時の再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００５８】
ＤＶＤの再生信号は、メイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を加算することによって得られる。ＣＤの再生信号は、メイン受光部２２ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２２ａを構成する各センサＡ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２から出力される信号を加算することによって得られる。
【００５９】
ＤＶＤのフォーカスエラー信号は、例えば以下のように差動非点収差法を用いて得ることができる。
【００６０】
まず、前方サブ受光部２１ｂに照射される前方サブビームの光量に応じて、前方サブ受光部２１ｂを構成する各センサＩ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算して信号ＳＦＢ１を得る。
同様に、後方サブ受光部２１ｃに照射される後方サブビームの光量に応じて、後方サブ受光部２１ｃを構成する各センサＥ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算して信号ＳＦＣ１を得る。
そして信号ＳＦＢ１と信号ＳＦＣ１とを加算してサブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１を得る。
【００６１】
またメイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で加算して２つの加算信号を得る。そして一方の加算信号から他方の加算信号を減算してメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１を得る。
これらのサブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１とメインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１とからフォーカスエラー信号ＦＥ１を演算生成する。
【００６２】
斯かるフォーカスエラー信号ＦＥ１の生成動作について、図２に示した各センサ部の符号を参照にして説明すると、メインフォーカスエラー信号ＭＦＥ１＝（Ａ１＋Ｃ１）−（Ｂ１＋Ｄ１）となり、サブフォーカスエラー信号ＳＦＥ１＝｛（Ｅ１＋Ｇ１）−（Ｆ１＋Ｈ１）｝＋｛（Ｉ１＋Ｋ１）−（Ｊ１＋Ｌ１）｝と表される。
【００６３】
そして、斯かる差動非点収差法におけるフォーカシング制御動作はフォーカスエラー信号ＦＥ１に基づいて行われるが、このＦＥ１信号は、ＦＥ１＝ＭＦＥ１−ｋ１×ＳＦＥ１として得られる。ここで、ｋ１はメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。
ＣＤのフォーカスエラー信号も同様に差動非点収差法を用いて得ることができる。
【００６４】
ＤＶＤのトラッキングエラー信号は、例えば以下のように差動プッシュプル法を用いて得ることができる。
【００６５】
まず、前方サブ受光部２１ｂに照射される前方サブビームの光量に応じて、前方サブ受光部２１ｂを構成する各センサＩ１、Ｊ１、Ｋ１、Ｌ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算して信号ＳＴＢ１を得る。
同様に、後方サブ受光部２１ｃに照射される後方サブビームの光量に応じて、後方サブ受光部２１ｃを構成する各センサＥ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算して信号ＳＴＣ１を得る。
そして信号ＳＴＢ１と信号ＳＴＣ１とを加算してサブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１を得る。
【００６６】
またメイン受光部２１ａに照射されるメインビームの光量に応じて、メイン受光部２１ａを構成する各センサＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１から出力される信号を、対角関係にあるセンサ同士で減算して２つの減算信号を得る。そしてこれら２つの減算信号を加算してメイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１を得る。
これらのサブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１とメイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１とからトラッキングエラー信号ＴＥ１を演算生成する。
【００６７】
斯かるトラッキングエラー信号ＴＥ１の生成動作について、図２に示した各センサ部の符号を参照にして説明すると、メイントラッキングエラー信号ＭＴＥ１＝（Ａ１−Ｃ１）＋（Ｂ１−Ｄ１）となり、サブトラッキングエラー信号ＳＴＥ１＝｛（Ｅ１−Ｇ１）＋（Ｆ１−Ｈ１）｝＋｛（Ｉ１−Ｋ１）＋（Ｊ１−Ｌ１）｝と表される。
【００６８】
そして、斯かる差動プッシュプル法におけるトラッキング制御動作はトラッキングエラー信号ＴＥ１に基づいて行われるが、このＴＥ１信号は、ＴＥ１＝ＭＴＥ１−ｋ２×ＳＴＥ１として得られる。ここで、ｋ２はメインビームの光強度とサブビームの光強度に基づいて決定される定数である。
ＣＤのトラッキングエラー信号も同様に差動プッシュプル法を用いて得ることができる。
【００６９】
このように、光ディスク１００の再生信号や、フォーカスエラー信号、トラッキング信号は、光検出器２０の各受光部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２２ａ、２２ｂ、２２ｃがそれぞれ有する４分割センサの各セグメントに照射される光量に基づいて生成されるので、光ピックアップ装置１の高性能化の観点から、光検出器２０に照射される反射光の光量はできるだけ多いほうが好ましい。
【００７０】
ところで、光ディスク１００の中には、製造技術の相違等によって、信号層を被覆するカバー層をレーザ光が通過する際に許容する複屈折を超過して生ずるものがある。このような複屈折を生ずる光ディスク１００にレーザ光が照射された場合、光ディスク１００からの反射光の偏光成分が変化する。
【００７１】
そのため、ハーフミラー１３を透過してＡＳ板１８に入射される反射光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合は、光ディスク１００が持つ複屈折の特性に依存するため、信号再生対象の光ディスク１００の特性に応じて様々に変化する。
【００７２】
そこで、本実施形態に係るＡＳ板１８は、図４に示すように、Ｓ偏光成分の透過率Ｔｓ（第１透過率）とＰ偏光成分の透過率Ｔｐ（第２透過率）とが、ほぼ等しくなるように制御膜１８１を形成している。図４に示す例では、Ts=93.6%、Tp=95.4%となるように形成されている。
【００７３】
このように、本実施形態に係る光ピックアップ装置１では、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとが、ほぼ等しくなるようにＡＳ板１８の制御膜１８１を形成しているので、ＡＳ板１８に入射する反射光に含まれる偏光成分のバランスが変化しても、ＡＳ板１８を透過する全体の光量を変化させずに、光検出器２０に入射する反射光の減少を抑制することができる。
【００７４】
特に、本実施形態のように、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差を２パーセント未満とすることにより、ＡＳ板１８に入射する反射光に含まれる偏光成分のバランスの変化に対する影響をほとんど受けないようにすることが可能となる。
【００７５】
従来、ＡＳ板は、光検出器に受光される反射光の光量低下を防止するために透過率を優先させたり、あるいはレーザダイオードの温度変化によってレーザダイオードから放射されるレーザ光の波長が変動してもレーザ光の透過率が変動しないようにＰ偏光及びＳ偏光の透過率が所定の波長範囲で一定になるように制御膜が成膜されていたが、このようなＡＳ板の場合、Ｐ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差が十数％あった。例えば、透過率Ｔｐ＝９７．９％、透過率Ｔｓ＝７８．８％のＡＳ板が使用されていた。
【００７６】
本発明において、ＡＳ板の偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差は最低でも１０％未満とし、５％未満に設定されることにより光ディスクの複屈折のばらつきにより光検出器に受光される反射光の光量の変動による影響をほとんど受けないようにすることが期待できる。
【００７７】
従って、光ディスク１００からの反射光に基づいて、再生信号やフォーカスエラー信号、トラッキング信号を確実に生成できるようになり、光ピックアップ装置１を高性能化、高信頼化することが可能となる。
【００７８】
また、レーザ光を反射する際に強い複屈折を生じるような低品質の光ディスク１００を再生する場合であっても、光検出器２０に照射する反射光の光量を低下させずに済むので、従来は再生が困難であったような低品質の光ディスク１００であっても再生することも可能となる。
【００７９】
なおＡＳ板１８は、一例として、基材の構造材として白板ガラス（例えば、商品名：Ｂ２７０（ＳＣＨＯＴＴ社））を使用し、制御膜１８１を、Tio2とSio2とを交互に積層した多層膜により構成する。
【００８０】
ＡＳ板１８の制御膜１８１は、Ｐ偏光成分よりも透過率が低くなるＳ偏光成分の透過率Ｔｓを９０％以上に設定することによりに全体に透過率を保持した上で、容易にＰ偏光成分の透過率ＴｐとＳ偏光成分の透過率Ｔｓとの差を１０％未満に設定することが可能である。そして、ＡＳ板１８は、制御膜１８１の各層の厚みを変えたり、積層数を変えたり、あるいは構造材を変えて屈折率を変化させたりして透過率が調整される。
【００８１】
制御膜１８１は、例えば物理的気相成長法（ＰＶＤ）の真空蒸着法やスパッタリング法による薄膜製造技術により形成し、あるいは化学的気相成長法（ＣＶＤ）による薄膜製造技術により形成することができる。
また、制御膜１８１の形成としては、塗布型材料を塗布して熱処理する方法、及びＡＳ板１８の基材表面にフィルムを接着することも考えられる。
【００８２】
制御膜１８１は、図３に示すように基材の片面に形成してもよいし、図５に示すように両面に形成してもよい。
制御膜１８１を基材の片面に形成した場合には、製造の容易化が図られ、反射光の偏光成分の変化の影響を受けにくい高性能なＡＳ板１８を低コストで製造することが可能となる。
制御膜１８１を基材の両面に形成した場合には、反射光がＡＳ板１８に入射する際及び出射する際のいずれにおいても反射光の乱反射を防止できるので、より透過率が高く、しかも反射光の偏光成分の変化の影響を受けにくい高性能なＡＳ板１８を製造することが可能となる。
【００８３】
尚、本実施形態の光ピックアップ装置１は、２波長対応のマルチレーザユニットを用いた例を示しているが、１波長対応のシングルレーザユニットでも良い。また３波長対応のマルチレーザユニットを用いる構成を採用することも可能である。
【００８４】
またＤＶＤ及びＣＤに適合する光ピックアップ装置に限定されず、青紫色波長帯４００ｎｍ〜４２０ｎｍのレーザ光（例えば４０５ｎｍ）を用いたBlu-ray Disc（登録商標）規格に適合させた光ピックアップ装置においても利用可能である。
【００８５】
以上、前述した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００８６】
１ 光ピックアップ装置
１１ レーザユニット
１２ 複合光学素子
１３ ハーフミラー
１４ １／４波長板
１５ コリメートレンズ
１６ 立ち上げ用反射ミラー
１７ 対物レンズ
１８ ＡＳ板
２０ 光検出器
３０ フロントモニタ受光検出器
１００ 光ディスク
１８１ 制御膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置において、
レーザ光を発光するレーザ光源と、
前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、
前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、
前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、
前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、
を備え、
前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記制御膜は、前記非点収差付加部材へ前記反射光が入射する入射面及び前記反射光が出射する出射面のうちの一方の面に形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記制御膜は、前記非点収差付加部材へ前記反射光が入射する入射面及び前記反射光が出射する出射面の両方の面に形成されていることを特徴とする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であって、
前記第１透過率と前記第２透過率との差は、５パーセント未満である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１透過率及び前記第２透過率は、いずれも９０％以上である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１】
光ピックアップ装置において、
レーザ光を発光するレーザ光源と、
前記レーザ光を光記録媒体に照射する対物レンズと、
前記光記録媒体から反射される前記レーザ光の反射光を受光する光検出器と、
前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路に介在し、前記レーザ光を前記対物レンズの方向に反射し、前記反射光を前記光検出器の方向に透過するハーフミラーと、
前記ハーフミラーと前記光検出器との間の光路に介在し、前記反射光に非点収差を付加する非点収差付加部材と、
を備え、
前記非点収差付加部材は、前記反射光に含まれる第１方向の偏光成分に対する第１透過率と、前記第１方向に直交する第２方向の偏光成分に対する第２透過率と、が略等しい制御膜を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記制御膜は、前記非点収差付加部材へ前記反射光が入射する入射面及び前記反射光が出射する出射面のうちの一方の面に形成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記制御膜は、前記非点収差付加部材へ前記反射光が入射する入射面及び前記反射光が出射する出射面の両方の面に形成されていることを特徴とする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であって、
前記第１透過率と前記第２透過率との差は、５パーセント未満である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１透過率及び前記第２透過率は、いずれも９０％以上である
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１】
【公開番号】特開２０１３−２５８４９（Ｐ２０１３−２５８４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６１２４２（Ｐ２０１１−１６１２４２）
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２２日（２０１１．７．２２）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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