光ピックアップ装置
【課題】 複数の信号記録層が設けられている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光ピックアップ装置において生じる迷光による問題を解決する。
【解決手段】 光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビーム用受光部ＭＤ及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部ＳＤ１、ＳＤ２及びメインビーム用受光部ＭＤをＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成する。
【解決手段】 光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビーム用受光部ＭＤ及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部ＳＤ１、ＳＤ２及びメインビーム用受光部ＭＤをＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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をレーザー光によって行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
【０００３】
信号記録層に記録されている信号の光ピックアップ装置による読み出し動作は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に照射させ、該信号記録層から反射されるレーザー光の変化を光検出器によって検出することによって行われている。
【０００４】
また、レーザー光によって信号記録層に記録されている信号を読み出すためには、レーザー光を信号記録層に集光させるフォーカシング制御動作及び信号記録層に渦巻き状に設けられている信号トラックにレーザー光を追従させるトラッキング制御動作を正確に行う必要がある。
【０００５】
斯かるフォーカシング制御動作を行う方法としては、種々あるが非点収差の発生を利用した非点収差法が一般的に行われている。また、トラッキング制御方法としても種々あるが、メインビームと２つのサブビームを使用する３ビーム法が一般的に行われている。
【０００６】
更に、最近では正確なフォーカシング制御動作を行うためにメインビームだけでなくサブビームも使用する差動非点収差法が採用されている。斯かるフォーカシング制御動作に利用される非点収差法、差動非点収差法及びトラッキング制御動作に利用される３ビーム法は、２つのサブビームが各々照射される２つのサブビーム用受光部とメインビームが照射されるメインビーム用受光部が組み込まれている光検出器を設け、この光検出器から得られる信号によりフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成させることによって各制御動作を行うように構成されている。
【０００７】
また、最近では、信号記録層が１層ではなく複数、例えば４つの層が設けられている４層式の光ディスクが製品化されており、斯かる複数の信号記録層が設けられている光ディスクの各信号記録層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光ピックアップ装置も製品化されている。
【０００８】
図３はＢｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている４層式の光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に記録されている信号を読み出すように構成された光ピックアップ装置の光学構成図であり、同図を参照にして光ピックアップ装置について説明する。
【０００９】
図３において、１は例えば波長が４０５ｎｍの青紫色光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、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回折格子であり、レーザー光を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回折格子部２ａと入射されるレーザー光をＳ方向の直線偏光光に変換する１／２波長板２ｂとより構成されている。
【００１０】
３は前記回折格子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、Ｓ偏光光に変換されたレーザー光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜３ａが設けられている。４は前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光の中の前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているモニター用光検出器であり、その検出出力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の出力を制御するために使用される。
【００１１】
５は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている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に、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。６は前記１／４波長板５を透過したレーザー光が入射されるとともに入射されるレーザー光を平行光に変換するコリメートレンズであり、収差補正用モーター７によって光軸方向へ変位せしめられるように構成されている。前記コリメートレンズ６の光軸方向への変位動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とディスク面との間に設けられている保護層の厚さの相違に基づいて生じる球面収差を補正することが出来るように構成されている。
【００１２】
８は前記コリメートレンズ６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の出射方向を９０度変更し、該レーザー光を光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に集光させるべく設けられている対物レンズ９方向に反射させる作用を成すものである。
【００１３】
斯かる構成において、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板５、コリメートレンズ６及び立ち上げミラー８を介して対物レンズ９に入射された後、該対物レンズ９の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３にレーザースポットとして照射されるが、該信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に照射されたレーザー光は戻り光として対物レンズ９側へ反射されることになる。
【００１４】
光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射された戻り光は、対物レンズ９、立ち上げミラー８、コリメートレンズ６及び１／４波長板５を通して偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される戻り光は、前記１／４波長板５による位相変更動作によってＰ方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる戻り光は前記制御膜３ａにて反射されることはなく、制御用レーザー光として該制御膜３ａを透過することになる。
【００１５】
１０は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過した制御用レーザー光が入射されるセンサーレンズであり、ＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１１に設けられている受光部に制御用レーザー光に非点収差を付加させて照射する作用を成すものである。前記光検出器１１には、後述する４分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に記録されている信号の読み出し動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号の生成動作、そして２つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号の生成動作を行うように構成されている。
【００１６】
前記光検出器１１に設けられている受光部としては、図４に示すように０次光であるメインビームＭが照射されるとともに信号読み出し動作やフォーカシング制御動作に使用されるメインビーム用受光部ＭＤ、＋1次光である先行サブビームＳ１が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び−1次光である後行サブビームＳ２が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される第２サブビーム用受光部ＳＤ２にて構成されている。
【００１７】
前記光検出器１１には、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２が同一の直線上に設けられているが、その配置方向はトラッキング方向、即ち対物レンズ９にて集光生成されるスポットが光ディスクＤの径方向に変位するとメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に各々照射されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が変位する方向と一致するように構成されている。
【００１８】
また、前記メインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２は、例えば図示したように各々４分割されたセンサーにて構成されている。そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する全センサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに照射されるメインビームの光量に応じた信号を加算することによって光ディスクＤに記録されている信号を読み出し信号として読み出すように構成されている。
【００１９】
そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算信号した信号を減算することによってフォーカスエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号を利用してフォーカシング制御動作を行うように構成されているが、斯かるフォーカシング制御動作は非点収差法と呼ばれるフォーカシング制御方法であり、その説明は省略する。
【００２０】
非点収差法によるフォーカシング制御動作はメインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーから得られる信号よりフォーカスエラー信号を生成させることによって行われるが、次にトラッキング制御動作について説明する。斯かるトラッキング制御動作は、第１サブビーム用受光部ＳＤ１への先行サブビームＳ１の照射動作及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２への後行サブビームＳ２の照射動作を利用して行われる。
【００２１】
例えば、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＩ、Ｊから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＬ、Ｋから得られる信号を加算した信号を減算させて第１制御信号を得、また、第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＥ、Ｆから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＨ、Ｇから得られる信号を加算した信号を減算させて第２制御信号を得、このようにして得られた第１制御信号と第２制御信号とを演算処理することによってトラッキングエラー信号を生成させるように構成されているが、斯かる動作は周知であり、その説明は省略する。
【００２２】
また、前述したトラッキング制御動作に加えて最近では、サブビームＳ１、Ｓ２だけでなくメインビームＭが照射されるメインビーム用受光部ＭＤから得られ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方式、所謂差動プッシュプルと呼ばれる方式が精度向上のために採用されている。
【００２３】
斯かる方式におけるトラッキングエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメイントラッキングエラー信号から第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブトラッキングエラー信号を減算することによって得るように構成されている。
【００２４】
図示したセンサー部の符号を参照して説明する。メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｊ）−（Ｌ＋Ｋ）｝と表される。
【００２５】
そして、斯かる差動プッシュプル方式におけるトラッキング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＴＥ−ｋ×ＳＴＥとして得られる。ここで、ｋ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。
【００２６】
このようにサブビームとメインビームとを組み合わせたトラッキング制御動作を行う光ピックアップ装置が開発されている。
【００２７】
また、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２によって回折されたレーザー光として偏光ビームスプリッタ３に入射されるが、その一部は制御膜３ａを透過してモニター用レーザー光としてモニター用光検出器４へ照射される。
【００２８】
前記モニター用光検出器４に照射されるモニター用レーザー光は、前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力レベルに応じて変化することになる。従って、前記モニター用光検出器４によって生成されるモニター信号をレーザーダイオード１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ーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を所定値になるように制御するレーザーサーボ動作を行うことが出来る。斯かるレーザーサーボ動作は、周知であり、その説明は省略する。
【００２９】
前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号からフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は行われるが、斯かるフォーカシング制御動作は対物レンズ９を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させることによって行われ、トラッキング制御動作は対物レンズ９を光ディスクＤの径方向に変位させることによって行われる。
【００３０】
以上に説明したように従来の光ピックアップ装置は構成されているが、次に所望の信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行っている状態におけるその他の信号記録層から反射される戻り光、即ち迷光による問題について説明する。
【００３１】
図４は、前述したメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２と迷光との関係を示すものであり、破線で示す輪Ｐの内側の部分が迷光と呼ばれるレーザー光の照射部分である。
【００３２】
この図より明らかなように迷光が光検出器１１に設けられているメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。
【００３３】
メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光は、回折格子２によって生成されるが、その光量比、即ち１つのサブビームとメインビームの光量比は、一般に１対１５のようにメインビームの方が強くなるように設定されている。従って、例えば信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行っているとき、その他の信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から迷光として反射されるサブビームの光量は、迷光として反射されるメインビームの光量と比較して十分に小さいので、フォーカシング制御動作等に与える影響は無視することが出来る。
【００３４】
また、メインビーム用受光部ＭＤに照射されるメインビームＭ、例えば信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行う場合、該信号記録層Ｌ０から反射されるメインビームＭの光量は、その他の信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射される迷光ビームの光量よりも十分大きいので、メインビーム用受光部ＭＤによる信号生成動作、即ち信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作及びフォーカスエラー信号の生成動作等に悪影響を与えることはない。
【００３５】
一方、前述したように第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２にトラッキングエラー信号を生成するために照射される先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の光量は、メインビームＭの光量より小さくなるように設定されている。そのため第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得は、メインビーム用受光部ＭＤから得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得より一般的には高くなるように設定されている。
【００３６】
その結果、信号の読み出し動作を行う信号記録層Ｌ０ではない信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射されるメインビームＭから生成される迷光が第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることによって受ける影響の度合いが大きくなる。即ち、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるトラッキングエラー信号に迷光の光強度に応じた信号が作用するので、正確なトラッキングエラー信号を得ることが出来ず、その結果トラッキング制御動作が不安定になるという問題がある。
【００３７】
斯かる迷光による問題を解決する方法として光検出器の形状を迷光による影響を排除する形状にした技術が開発されている。（特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開２００９−１７６３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
特許文献１に記載されている技術は、光検出器に組み込まれているメインビーム用受光部の面積に対してサブビーム用受光部の面積を小さくすることによって、またサブビーム用受光部の形状を八角形にすることによって迷光による問題を解決するようにされているが、メインビーム用受光部に対する迷光対策は何ら成されていない。
【００４０】
メインビーム用受光部に対する迷光対策を行わなかった理由は、信号の読み取り動作を行っている信号記録層から反射されるメインビームのレベルに対してその他の信号記録層から反射されるメインビームのレベル及びサブビームのレベルが小さいので、迷光による影響を受けることがないことにある。
【００４１】
しかしながら、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている４層式の光ディスクＤでは、信号記録層と信号記録層との間隔が非常に狭いので、信号の読み出し対象となる信号記録層に隣接する信号記録層から反射されるメインビーム及びサブビームより生成される迷光のレベルが無視できない程度に大きくなっている。特に、信号の記録動作ではなく再生動作を行うように構成された光ピックアップ装置では、サブビームとメインビームの光量比が例えば１対６のように小さく設定されるので、サブビームより生成される迷光による影響も無視することが出来なくなっている。
【００４２】
そのため、最近の光ピックアップ装置では、メインビーム受光部より得られる信号を利用してトラッキング制御動作を行う場合に迷光による誤動作が問題になってきている。
【００４３】
本発明は、斯かる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。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明は、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サブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成する第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成するメインビーム用受光部とより成る光検出器を備え、光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部、メインビーム用受光部及び第２サブビーム用受光部を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部をＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成したことを特徴とするものである。
【００４５】
また、本発明は、内側４分割受光部のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅を受光レーザー光のスポット径と同一又はスポット径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００４６】
そして、本発明は、第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部から得られる信号を使用することによって差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【００４７】
また、本発明は、受光レーザー光にて生成されるスポットが外側４分割受光部に移動したとき、内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【００４８】
そして、本発明は、メインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して非点収差法によるフォーカス制御動作に使用するフォーカス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。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の光ピックアップ装置は、第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部に共通のＸ、Ｙ軸方向の共通の分割線にて分割された内側４分割受光部及び外側４分割受光部を設けたので、内周側４分割受光部及び外周側４分割センサーから得られる信号を選択的に使用することによって迷光による影響を抑えたトラッキングエラー信号を得ることが出来る。
【００５０】
従って、本発明は、信号記録層の間隔が狭い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ように構成された光ピックアップ装置に実施した場合に非常に大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の概略図である。
【図４】従来の光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
光ディスクに設けられている複数の信号記録層にレーザー光を集光させてレーザースポットを生成するように構成された光ピックアップ装置において、信号の読み出し動作を行っている信号記録層ではなく、他の信号記録層から反射されるレーザー光、即ち迷光による影響を抑えることが出来る光ピックアップ装置を提供する。
【実施例１】
【００５３】
図１は本発明の実施例を示すものであり、先行サブビームの戻り光を受光する第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビームの戻り光を受講するメインビーム用受光部ＭＤ及び後行サブビームを受光する第２サブビーム用受光部ＳＤ２が図示したようにトラッキング方向であるＸ軸方向に直線状に配置されるように光検出器１１内に設けられている。
【００５４】
メインビームＭを受光するべく設けられているメインビーム用受光部ＭＤは、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄにて構成される内側４分割受光部ＭＤ１と受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにて構成される外側４分割受光部ＭＤ２にて構成されている。
【００５５】
また、先行サブビームＳ１を受光するべく設けられている第１サブビーム用受光部ＳＤ１は、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ｉ、ｊ、ｋ、ｌにて構成される内側４分割受光部ＳＤ１１と受光部Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌにて構成される外側４分割受光部ＳＤ１２にて構成されている。
【００５６】
そして、後行サブビームＳ２を受光するべく設けられている第２サブビーム用受光部ＳＤ２は、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ｅ、ｆ、ｇ、ｈにて構成される内側４分割受光部ＳＤ２１と受光部Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈにて構成される外側４分割受光部ＳＤ２２にて構成されている。
【００５７】
図示した本実施例では、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の面積をメインビーム用受光部ＭＤの面積より小さくなるように構成されている。第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の面積をメインビーム用受光部ＭＤの面積より小さくした理由は、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２のスポット径がメインビームＭのスポット径より小さい点にある。
【００５８】
また、メインビーム用受光部ＭＤに設けられている内側４分割受光部ＭＤ１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、メインビームＭのスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。そして、第１サブビーム用受光部ＳＤ１に設けられている内側４分割受光部ＳＤ１１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、先行サブビームＳ１のスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。更に、第２サブビーム用受光部ＳＤ２に設けられている内側４分割受光部ＳＤ２１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、後行サブビームＳ２のスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。
【００５９】
このように本発明の光ピックアップ装置を構成する光検出器１１内に組み込まれる受光部は構成されているが、次に差動プッシュプル方式のトラッキング制御動作に使用されるトラッキングエラー信号の生成動作について説明する。
【００６０】
本発明の光ピックアップ装置では、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から得られる信号からトラッキングエラー信号を得るように構成されている。
【００６１】
即ち、メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｊ）−（ｋ＋ｌ）｝と表される。
【００６２】
そして、斯かる差動プッシュプル方式におけるトラッキング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＴＥ−ｋ×ＳＴＥとして得られる。ここで、ｋはメインビームの強度とサブビームの強度に基づいて決定される定数である。
【００６３】
前述したようにメインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から得られる信号を利用してトラッキングエラー信号を得るように構成したので、即ちスポット径と略同一幅にて構成されている受光部から得られる信号を利用してトラッキングエラー信号を生成するようにしたので、迷光のみが受光される受光部の面積を小さくすることが出来る。従って、本発明によれば迷光による影響を受けることがないので、正確なＤＰＰ信号を得ることが出来、複数の信号記録層が設けられている光ディスクを使用する場合にレーザー光を信号トラックに追従させるトラッキング制御動作を正確に行うことが出来る。
【００６４】
以上に説明したように本発明の光ピックアップ装置におけるトラッキング制御動作は行われるが、次に光ディスク上の所望の信号トラックへレーザースポットを高速に移動させるシーク動作等に伴って対物レンズ９が径方向に偏倚する場合について説明する。
【００６５】
対物レンズ９が径方向に偏倚するとメインビームＭ、先行サブビームＳＤ１及び後行サブビームＳＤ２が、例えば図２に示すようにＸ方向へ移動する。このように各ビームがＸ方向へ移動すると、各ビームがメインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から外側へ食み出すことになる。
【００６６】
斯かる状態では、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１における受光バランスがくずれることになるので、正確なトラッキングエラー信号を得ることが出来なくなる。
【００６７】
本発明では、斯かる状態になると外側４分割受光部ＭＤ２、ＳＤ１２及びＳＤ２２から得られる信号のレベルが大きくなるので、この信号を検出することによってトラッキングエラー信号を生成するために使用される受光部の切り換え動作を行うことが出来るように構成されている。即ち、斯かる状態に切り換えられた場合には、メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（ａ＋Ａ＋ｂ＋Ｂ）−（ｃ＋Ｃ＋ｄ＋Ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（ｅ＋Ｅ＋ｆ＋Ｆ）−（ｇ＋Ｇ＋ｈ＋Ｈ）｝＋｛（ｉ＋Ｉ＋ｊ＋Ｊ）−（ｋ＋Ｋ＋ｌ＋Ｌ）｝と表される。
【００６８】
斯かるメインのトラッキングエラー信号とサブのトラッキングエラー信号を利用することによって対物レンズ９が径方向へ偏倚した場合においても正確な差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作を行うことが出来る。
【００６９】
以上に説明したように差動プッシュプル方式のトラッキング制御動作に使用するトラッキングエラー信号の生成動作は行われるが、次にフォーカス制御動作に使用されるトラッキングエラー信号の生成動作について説明する。斯かるフォーカスエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１及び外側４分割受光部ＭＤ２から得られる信号から生成するように構成されている。
【００７０】
非点収差法によるフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号をＦＥとすると、ＦＥ＝（ａ＋Ａ＋ｃ＋Ｃ）−（ｂ＋Ｂ＋ｄ＋Ｄ）にて得ることが出来る。即ち、フォーカスエラー信号は、迷光による影響を受けることがないメインビームＭを使用するためメインビーム用受光部ＭＤを構成する全ての受光部にて得られる信号を利用することが出来る。
【００７１】
同様に光ディスクＤに記録されているデータ信号であるＲＦ再生信号も迷光による影響を受けないメインビームＭを利用して得ることが出来るので、斯かるＲＦ再生信号の生成動作は、メインビーム用受光部ＭＤを構成する全ての受光部にて得られる信号を利用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
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を行う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、異なる規格の光ピックアップ装置にも応用することが出来る。また、４つの信号記録層を備えた光ディスクについて説明したが、２層及び３層の信号記録層や更に多くの信号記録層が設けられている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光ピックアップ装置にも応用することが出来る。
【符号の説明】
【００７３】
１ レーザーダイオード
２ 回折格子
３ 偏光ビームスプリッタ
６ コリメートレンズ
９ 対物レンズ
１１ 光検出器
Ｄ 光ディスク
ＭＤ メインビーム用受光部
ＭＤ１ 内側４分割受光部
ＭＤ２ 外側４分割受光部
ＳＤ１ 第１サブビーム用受光部
ＳＤ１１ 内側４分割受光部
ＳＤ１２ 外側４分割受光部
ＳＤ２ 第２サブビーム用受光部
ＳＤ２１ 内側４分割受光部
ＳＤ２２ 外側４分割受光部
【技術分野】
【０００１】
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をレーザー光によって行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
【０００３】
信号記録層に記録されている信号の光ピックアップ装置による読み出し動作は、レーザーダイオードから放射されるレーザー光を信号記録層に照射させ、該信号記録層から反射されるレーザー光の変化を光検出器によって検出することによって行われている。
【０００４】
また、レーザー光によって信号記録層に記録されている信号を読み出すためには、レーザー光を信号記録層に集光させるフォーカシング制御動作及び信号記録層に渦巻き状に設けられている信号トラックにレーザー光を追従させるトラッキング制御動作を正確に行う必要がある。
【０００５】
斯かるフォーカシング制御動作を行う方法としては、種々あるが非点収差の発生を利用した非点収差法が一般的に行われている。また、トラッキング制御方法としても種々あるが、メインビームと２つのサブビームを使用する３ビーム法が一般的に行われている。
【０００６】
更に、最近では正確なフォーカシング制御動作を行うためにメインビームだけでなくサブビームも使用する差動非点収差法が採用されている。斯かるフォーカシング制御動作に利用される非点収差法、差動非点収差法及びトラッキング制御動作に利用される３ビーム法は、２つのサブビームが各々照射される２つのサブビーム用受光部とメインビームが照射されるメインビーム用受光部が組み込まれている光検出器を設け、この光検出器から得られる信号によりフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を生成させることによって各制御動作を行うように構成されている。
【０００７】
また、最近では、信号記録層が１層ではなく複数、例えば４つの層が設けられている４層式の光ディスクが製品化されており、斯かる複数の信号記録層が設けられている光ディスクの各信号記録層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光ピックアップ装置も製品化されている。
【０００８】
図３はＢｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている４層式の光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に記録されている信号を読み出すように構成された光ピックアップ装置の光学構成図であり、同図を参照にして光ピックアップ装置について説明する。
【０００９】
図３において、１は例えば波長が４０５ｎｍの青紫色光であるレーザー光を放射するレーザーダイオード、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回折格子であり、レーザー光を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回折格子部２ａと入射されるレーザー光をＳ方向の直線偏光光に変換する１／２波長板２ｂとより構成されている。
【００１０】
３は前記回折格子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、Ｓ偏光光に変換されたレーザー光の多くを反射し、Ｐ方向に偏光されたレーザー光を透過させる制御膜３ａが設けられている。４は前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光の中の前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているモニター用光検出器であり、その検出出力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の出力を制御するために使用される。
【００１１】
５は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている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に、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。６は前記１／４波長板５を透過したレーザー光が入射されるとともに入射されるレーザー光を平行光に変換するコリメートレンズであり、収差補正用モーター７によって光軸方向へ変位せしめられるように構成されている。前記コリメートレンズ６の光軸方向への変位動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３とディスク面との間に設けられている保護層の厚さの相違に基づいて生じる球面収差を補正することが出来るように構成されている。
【００１２】
８は前記コリメートレンズ６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の出射方向を９０度変更し、該レーザー光を光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に集光させるべく設けられている対物レンズ９方向に反射させる作用を成すものである。
【００１３】
斯かる構成において、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板５、コリメートレンズ６及び立ち上げミラー８を介して対物レンズ９に入射された後、該対物レンズ９の集光動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３にレーザースポットとして照射されるが、該信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に照射されたレーザー光は戻り光として対物レンズ９側へ反射されることになる。
【００１４】
光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射された戻り光は、対物レンズ９、立ち上げミラー８、コリメートレンズ６及び１／４波長板５を通して偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａに入射される戻り光は、前記１／４波長板５による位相変更動作によってＰ方向の直線偏光光に変更されている。従って、斯かる戻り光は前記制御膜３ａにて反射されることはなく、制御用レーザー光として該制御膜３ａを透過することになる。
【００１５】
１０は前記偏光ビームスプリッタ３の制御膜３ａを透過した制御用レーザー光が入射されるセンサーレンズであり、ＰＤＩＣと呼ばれる光検出器１１に設けられている受光部に制御用レーザー光に非点収差を付加させて照射する作用を成すものである。前記光検出器１１には、後述する４分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクＤの信号記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に記録されている信号の読み出し動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカス制御動作を行うためのフォーカスエラー信号の生成動作、そして２つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うためのトラッキングエラー信号の生成動作を行うように構成されている。
【００１６】
前記光検出器１１に設けられている受光部としては、図４に示すように０次光であるメインビームＭが照射されるとともに信号読み出し動作やフォーカシング制御動作に使用されるメインビーム用受光部ＭＤ、＋1次光である先行サブビームＳ１が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び−1次光である後行サブビームＳ２が照射されるとともにトラッキング制御動作に使用される第２サブビーム用受光部ＳＤ２にて構成されている。
【００１７】
前記光検出器１１には、前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２が同一の直線上に設けられているが、その配置方向はトラッキング方向、即ち対物レンズ９にて集光生成されるスポットが光ディスクＤの径方向に変位するとメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２に各々照射されるメインビームＭ、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２が変位する方向と一致するように構成されている。
【００１８】
また、前記メインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２は、例えば図示したように各々４分割されたセンサーにて構成されている。そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する全センサーＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに照射されるメインビームの光量に応じた信号を加算することによって光ディスクＤに記録されている信号を読み出し信号として読み出すように構成されている。
【００１９】
そして、前記メインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーの中の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から他方の対角関係にあるセンサーから得られる信号を加算信号した信号を減算することによってフォーカスエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号を利用してフォーカシング制御動作を行うように構成されているが、斯かるフォーカシング制御動作は非点収差法と呼ばれるフォーカシング制御方法であり、その説明は省略する。
【００２０】
非点収差法によるフォーカシング制御動作はメインビーム用受光部ＭＤを構成する４分割センサーから得られる信号よりフォーカスエラー信号を生成させることによって行われるが、次にトラッキング制御動作について説明する。斯かるトラッキング制御動作は、第１サブビーム用受光部ＳＤ１への先行サブビームＳ１の照射動作及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２への後行サブビームＳ２の照射動作を利用して行われる。
【００２１】
例えば、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＩ、Ｊから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＬ、Ｋから得られる信号を加算した信号を減算させて第１制御信号を得、また、第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する４分割センサーの中の上側にある２つのセンサーＥ、Ｆから得られる信号を加算するとともにこの加算信号から下側にある２つのセンサーＨ、Ｇから得られる信号を加算した信号を減算させて第２制御信号を得、このようにして得られた第１制御信号と第２制御信号とを演算処理することによってトラッキングエラー信号を生成させるように構成されているが、斯かる動作は周知であり、その説明は省略する。
【００２２】
また、前述したトラッキング制御動作に加えて最近では、サブビームＳ１、Ｓ２だけでなくメインビームＭが照射されるメインビーム用受光部ＭＤから得られ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方式、所謂差動プッシュプルと呼ばれる方式が精度向上のために採用されている。
【００２３】
斯かる方式におけるトラッキングエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤから得られるメイントラッキングエラー信号から第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるサブトラッキングエラー信号を減算することによって得るように構成されている。
【００２４】
図示したセンサー部の符号を参照して説明する。メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（Ｅ＋Ｆ）−（Ｇ＋Ｈ）｝＋｛（Ｉ＋Ｊ）−（Ｌ＋Ｋ）｝と表される。
【００２５】
そして、斯かる差動プッシュプル方式におけるトラッキング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＴＥ−ｋ×ＳＴＥとして得られる。ここで、ｋ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。
【００２６】
このようにサブビームとメインビームとを組み合わせたトラッキング制御動作を行う光ピックアップ装置が開発されている。
【００２７】
また、前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２によって回折されたレーザー光として偏光ビームスプリッタ３に入射されるが、その一部は制御膜３ａを透過してモニター用レーザー光としてモニター用光検出器４へ照射される。
【００２８】
前記モニター用光検出器４に照射されるモニター用レーザー光は、前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光の出力レベルに応じて変化することになる。従って、前記モニター用光検出器４によって生成されるモニター信号をレーザーダイオード１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ーダイオード１から放射されるレーザー光の出力を所定値になるように制御するレーザーサーボ動作を行うことが出来る。斯かるレーザーサーボ動作は、周知であり、その説明は省略する。
【００２９】
前述したようにメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号からフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成させ、このフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいてフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は行われるが、斯かるフォーカシング制御動作は対物レンズ９を光ディスクＤの信号面に対して垂直方向に変位させることによって行われ、トラッキング制御動作は対物レンズ９を光ディスクＤの径方向に変位させることによって行われる。
【００３０】
以上に説明したように従来の光ピックアップ装置は構成されているが、次に所望の信号記録層に記録されている信号の読み出し動作を行っている状態におけるその他の信号記録層から反射される戻り光、即ち迷光による問題について説明する。
【００３１】
図４は、前述したメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２と迷光との関係を示すものであり、破線で示す輪Ｐの内側の部分が迷光と呼ばれるレーザー光の照射部分である。
【００３２】
この図より明らかなように迷光が光検出器１１に設けられているメインビーム用受光部ＭＤ、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることになる。
【００３３】
メインビームである０次光とサブビームである＋１次光及び−１次光は、回折格子２によって生成されるが、その光量比、即ち１つのサブビームとメインビームの光量比は、一般に１対１５のようにメインビームの方が強くなるように設定されている。従って、例えば信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行っているとき、その他の信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から迷光として反射されるサブビームの光量は、迷光として反射されるメインビームの光量と比較して十分に小さいので、フォーカシング制御動作等に与える影響は無視することが出来る。
【００３４】
また、メインビーム用受光部ＭＤに照射されるメインビームＭ、例えば信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作を行う場合、該信号記録層Ｌ０から反射されるメインビームＭの光量は、その他の信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射される迷光ビームの光量よりも十分大きいので、メインビーム用受光部ＭＤによる信号生成動作、即ち信号記録層Ｌ０に記録されている信号の読み出し動作及びフォーカスエラー信号の生成動作等に悪影響を与えることはない。
【００３５】
一方、前述したように第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２にトラッキングエラー信号を生成するために照射される先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２の光量は、メインビームＭの光量より小さくなるように設定されている。そのため第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得は、メインビーム用受光部ＭＤから得られる信号を増幅するべく設けられている増幅器の利得より一般的には高くなるように設定されている。
【００３６】
その結果、信号の読み出し動作を行う信号記録層Ｌ０ではない信号記録層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３から反射されるメインビームＭから生成される迷光が第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２上に照射されることによって受ける影響の度合いが大きくなる。即ち、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２から得られるトラッキングエラー信号に迷光の光強度に応じた信号が作用するので、正確なトラッキングエラー信号を得ることが出来ず、その結果トラッキング制御動作が不安定になるという問題がある。
【００３７】
斯かる迷光による問題を解決する方法として光検出器の形状を迷光による影響を排除する形状にした技術が開発されている。（特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３８】
【特許文献１】特開２００９−１７６３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
特許文献１に記載されている技術は、光検出器に組み込まれているメインビーム用受光部の面積に対してサブビーム用受光部の面積を小さくすることによって、またサブビーム用受光部の形状を八角形にすることによって迷光による問題を解決するようにされているが、メインビーム用受光部に対する迷光対策は何ら成されていない。
【００４０】
メインビーム用受光部に対する迷光対策を行わなかった理由は、信号の読み取り動作を行っている信号記録層から反射されるメインビームのレベルに対してその他の信号記録層から反射されるメインビームのレベル及びサブビームのレベルが小さいので、迷光による影響を受けることがないことにある。
【００４１】
しかしながら、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格にて規定されている４層式の光ディスクＤでは、信号記録層と信号記録層との間隔が非常に狭いので、信号の読み出し対象となる信号記録層に隣接する信号記録層から反射されるメインビーム及びサブビームより生成される迷光のレベルが無視できない程度に大きくなっている。特に、信号の記録動作ではなく再生動作を行うように構成された光ピックアップ装置では、サブビームとメインビームの光量比が例えば１対６のように小さく設定されるので、サブビームより生成される迷光による影響も無視することが出来なくなっている。
【００４２】
そのため、最近の光ピックアップ装置では、メインビーム受光部より得られる信号を利用してトラッキング制御動作を行う場合に迷光による誤動作が問題になってきている。
【００４３】
本発明は、斯かる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。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明は、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サブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成する第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成するメインビーム用受光部とより成る光検出器を備え、光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部、メインビーム用受光部及び第２サブビーム用受光部を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部をＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成したことを特徴とするものである。
【００４５】
また、本発明は、内側４分割受光部のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅を受光レーザー光のスポット径と同一又はスポット径よりも小さくしたことを特徴とするものである。
【００４６】
そして、本発明は、第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部から得られる信号を使用することによって差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【００４７】
また、本発明は、受光レーザー光にて生成されるスポットが外側４分割受光部に移動したとき、内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【００４８】
そして、本発明は、メインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して非点収差法によるフォーカス制御動作に使用するフォーカス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。
【発明の効果】
【００４９】
本発明の光ピックアップ装置は、第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部に共通のＸ、Ｙ軸方向の共通の分割線にて分割された内側４分割受光部及び外側４分割受光部を設けたので、内周側４分割受光部及び外周側４分割センサーから得られる信号を選択的に使用することによって迷光による影響を抑えたトラッキングエラー信号を得ることが出来る。
【００５０】
従って、本発明は、信号記録層の間隔が狭い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ように構成された光ピックアップ装置に実施した場合に非常に大きな効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係る光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置の概略図である。
【図４】従来の光ピックアップ装置における光検出器とレーザー光との関係を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
光ディスクに設けられている複数の信号記録層にレーザー光を集光させてレーザースポットを生成するように構成された光ピックアップ装置において、信号の読み出し動作を行っている信号記録層ではなく、他の信号記録層から反射されるレーザー光、即ち迷光による影響を抑えることが出来る光ピックアップ装置を提供する。
【実施例１】
【００５３】
図１は本発明の実施例を示すものであり、先行サブビームの戻り光を受光する第１サブビーム用受光部ＳＤ１、メインビームの戻り光を受講するメインビーム用受光部ＭＤ及び後行サブビームを受光する第２サブビーム用受光部ＳＤ２が図示したようにトラッキング方向であるＸ軸方向に直線状に配置されるように光検出器１１内に設けられている。
【００５４】
メインビームＭを受光するべく設けられているメインビーム用受光部ＭＤは、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄにて構成される内側４分割受光部ＭＤ１と受光部Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにて構成される外側４分割受光部ＭＤ２にて構成されている。
【００５５】
また、先行サブビームＳ１を受光するべく設けられている第１サブビーム用受光部ＳＤ１は、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ｉ、ｊ、ｋ、ｌにて構成される内側４分割受光部ＳＤ１１と受光部Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌにて構成される外側４分割受光部ＳＤ１２にて構成されている。
【００５６】
そして、後行サブビームＳ２を受光するべく設けられている第２サブビーム用受光部ＳＤ２は、図示したようにＸ軸方向の共通分割線及び該Ｘ軸方向に対して直角方向であるＹ軸方向の共通分割線にて分割された受光部ｅ、ｆ、ｇ、ｈにて構成される内側４分割受光部ＳＤ２１と受光部Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈにて構成される外側４分割受光部ＳＤ２２にて構成されている。
【００５７】
図示した本実施例では、第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の面積をメインビーム用受光部ＭＤの面積より小さくなるように構成されている。第１サブビーム用受光部ＳＤ１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２の面積をメインビーム用受光部ＭＤの面積より小さくした理由は、先行サブビームＳ１及び後行サブビームＳ２のスポット径がメインビームＭのスポット径より小さい点にある。
【００５８】
また、メインビーム用受光部ＭＤに設けられている内側４分割受光部ＭＤ１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、メインビームＭのスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。そして、第１サブビーム用受光部ＳＤ１に設けられている内側４分割受光部ＳＤ１１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、先行サブビームＳ１のスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。更に、第２サブビーム用受光部ＳＤ２に設けられている内側４分割受光部ＳＤ２１のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅は、後行サブビームＳ２のスポット径と同一又は該スポット径よりも小さくなるように設定されている。
【００５９】
このように本発明の光ピックアップ装置を構成する光検出器１１内に組み込まれる受光部は構成されているが、次に差動プッシュプル方式のトラッキング制御動作に使用されるトラッキングエラー信号の生成動作について説明する。
【００６０】
本発明の光ピックアップ装置では、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から得られる信号からトラッキングエラー信号を得るように構成されている。
【００６１】
即ち、メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｊ）−（ｋ＋ｌ）｝と表される。
【００６２】
そして、斯かる差動プッシュプル方式におけるトラッキング制御動作は、差動プッシュプル信号ＤＰＰに基づいて行われるが、このＤＰＰ信号は、ＤＰＰ＝ＭＴＥ−ｋ×ＳＴＥとして得られる。ここで、ｋはメインビームの強度とサブビームの強度に基づいて決定される定数である。
【００６３】
前述したようにメインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から得られる信号を利用してトラッキングエラー信号を得るように構成したので、即ちスポット径と略同一幅にて構成されている受光部から得られる信号を利用してトラッキングエラー信号を生成するようにしたので、迷光のみが受光される受光部の面積を小さくすることが出来る。従って、本発明によれば迷光による影響を受けることがないので、正確なＤＰＰ信号を得ることが出来、複数の信号記録層が設けられている光ディスクを使用する場合にレーザー光を信号トラックに追従させるトラッキング制御動作を正確に行うことが出来る。
【００６４】
以上に説明したように本発明の光ピックアップ装置におけるトラッキング制御動作は行われるが、次に光ディスク上の所望の信号トラックへレーザースポットを高速に移動させるシーク動作等に伴って対物レンズ９が径方向に偏倚する場合について説明する。
【００６５】
対物レンズ９が径方向に偏倚するとメインビームＭ、先行サブビームＳＤ１及び後行サブビームＳＤ２が、例えば図２に示すようにＸ方向へ移動する。このように各ビームがＸ方向へ移動すると、各ビームがメインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１から外側へ食み出すことになる。
【００６６】
斯かる状態では、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１、第１サブビーム用受光部ＳＤ１を構成する内側４分割受光部ＳＤ１１及び第２サブビーム用受光部ＳＤ２を構成する内側４分割受光部ＳＤ２１における受光バランスがくずれることになるので、正確なトラッキングエラー信号を得ることが出来なくなる。
【００６７】
本発明では、斯かる状態になると外側４分割受光部ＭＤ２、ＳＤ１２及びＳＤ２２から得られる信号のレベルが大きくなるので、この信号を検出することによってトラッキングエラー信号を生成するために使用される受光部の切り換え動作を行うことが出来るように構成されている。即ち、斯かる状態に切り換えられた場合には、メインのトラッキングエラー信号をＭＴＥとすると、ＭＴＥ＝（ａ＋Ａ＋ｂ＋Ｂ）−（ｃ＋Ｃ＋ｄ＋Ｄ）となり、サブのトラッキングエラー信号をＳＴＥとすると、ＳＴＥ＝｛（ｅ＋Ｅ＋ｆ＋Ｆ）−（ｇ＋Ｇ＋ｈ＋Ｈ）｝＋｛（ｉ＋Ｉ＋ｊ＋Ｊ）−（ｋ＋Ｋ＋ｌ＋Ｌ）｝と表される。
【００６８】
斯かるメインのトラッキングエラー信号とサブのトラッキングエラー信号を利用することによって対物レンズ９が径方向へ偏倚した場合においても正確な差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作を行うことが出来る。
【００６９】
以上に説明したように差動プッシュプル方式のトラッキング制御動作に使用するトラッキングエラー信号の生成動作は行われるが、次にフォーカス制御動作に使用されるトラッキングエラー信号の生成動作について説明する。斯かるフォーカスエラー信号は、メインビーム用受光部ＭＤを構成する内側４分割受光部ＭＤ１及び外側４分割受光部ＭＤ２から得られる信号から生成するように構成されている。
【００７０】
非点収差法によるフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号をＦＥとすると、ＦＥ＝（ａ＋Ａ＋ｃ＋Ｃ）−（ｂ＋Ｂ＋ｄ＋Ｄ）にて得ることが出来る。即ち、フォーカスエラー信号は、迷光による影響を受けることがないメインビームＭを使用するためメインビーム用受光部ＭＤを構成する全ての受光部にて得られる信号を利用することが出来る。
【００７１】
同様に光ディスクＤに記録されているデータ信号であるＲＦ再生信号も迷光による影響を受けないメインビームＭを利用して得ることが出来るので、斯かるＲＦ再生信号の生成動作は、メインビーム用受光部ＭＤを構成する全ての受光部にて得られる信号を利用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
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を行う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、異なる規格の光ピックアップ装置にも応用することが出来る。また、４つの信号記録層を備えた光ディスクについて説明したが、２層及び３層の信号記録層や更に多くの信号記録層が設けられている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光ピックアップ装置にも応用することが出来る。
【符号の説明】
【００７３】
１ レーザーダイオード
２ 回折格子
３ 偏光ビームスプリッタ
６ コリメートレンズ
９ 対物レンズ
１１ 光検出器
Ｄ 光ディスク
ＭＤ メインビーム用受光部
ＭＤ１ 内側４分割受光部
ＭＤ２ 外側４分割受光部
ＳＤ１ 第１サブビーム用受光部
ＳＤ１１ 内側４分割受光部
ＳＤ１２ 外側４分割受光部
ＳＤ２ 第２サブビーム用受光部
ＳＤ２１ 内側４分割受光部
ＳＤ２２ 外側４分割受光部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに記録されている信号を読み出すために信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成する第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成するメインビーム用受光部とより成る光検出器を備えた光ピックアップ装置であり、光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部、メインビーム用受光部及び第２サブビーム用受光部を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部をＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
内側４分割受光部のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅を受光レーザー光のスポット径と同一又はスポット径よりも小さく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。
【請求項３】
第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部から得られる信号を使用することによって差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
受光レーザー光にて生成されるスポットが外側４分割受光部に移動したとき、内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【請求項５】
メインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して非点収差法によるフォーカス制御動作に使用するフォーカス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１から請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１】
光ディスクに記録されている信号を読み出すために信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズと、レーザー光が入射されるとともに０次光であるメインビーム、＋１次光及び−１次光であるサブビームを生成させる回折格子と、信号記録層から反射されるサブビームが照射されるとともにトラッキングエラー信号を生成する第１及び第２のサブビーム用受光部と信号記録層から反射されるメインビームが照射されるとともに再生信号及びフォーカスエラー信号を生成するメインビーム用受光部とより成る光検出器を備えた光ピックアップ装置であり、光ディスクのトラッキング方向に対応させて第１サブビーム用受光部、メインビーム用受光部及び第２サブビーム用受光部を配列する方向をＸ軸、該Ｘ軸に対して直角方向をＹ軸としたとき、前記第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部をＸ軸方向及びＹ軸方向に夫々共通の分割線にて分割された内側４分割受光部と外側４分割受光部より成る８つの受光部にて構成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
内側４分割受光部のＸ軸方向の幅及びＹ軸方向の幅を受光レーザー光のスポット径と同一又はスポット径よりも小さく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。
【請求項３】
第１、第２サブビーム用受光部及びメインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部から得られる信号を使用することによって差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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１または請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
受光レーザー光にて生成されるスポットが外側４分割受光部に移動したとき、内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して差動プッシュプル方式によるトラッキング制御動作に使用する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。
【請求項５】
メインビーム用受光部を構成する内側４分割受光部及び外側４分割受光部から得られる信号を利用して非点収差法によるフォーカス制御動作に使用するフォーカス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１から請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３７７４０（Ｐ２０１３−３７７４０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２６７０（Ｐ２０１１−１７２６７０）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５０４４６４０７０）三洋オプテックデザイン株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【出願人】（５０４４６４０７０）三洋オプテックデザイン株式会社 (315)
【Ｆターム（参考）】
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