JPH1186317A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 片面読み取り用の２層の記録層を有するディ
スクであっても安定に第２層からの反射光ビームを検出
することができる光ピックアップ装置を提供するにあ
る。 【解決手段】 半導体レーザからの光ビームは、コリメ
ータレンズ３４でコリメートされて偏光ビームスプリッ
タ３６の偏光面で反射される。反射された光ビームは、
１／４波長板３８を介して対物レンズ３０に入射され、
この対物レンズ３０によってＤＶＤディスク１０の第１
記録層或いは第２記録層１６にフォーカスされる。記録
層１６から反射された光ビームは、対物レンズ３０及び
１／４波長板３８を介して偏光ビームスプリッタ３６に
戻され、この偏光ビームスプリッタ３６の偏光面を通過
して集光レンズ４０に向けられる。この集光レンズで光
ビームは、光検出器４２に集光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光ピックアップ
装置に係り、特に、２層の記録層を有し、この２層の記
録層のいずれをも一方向から効率的に読みとることがで
きる光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、光ディスクとしＣＤに加えて極め
て大きな記憶容量を有するＤＶＤディスクが開発され、
実用化されている。ＤＶＤディスクには、単層の記録層
を有する片面１層タイプのＤＶＤディスク、２層の記録
層を有し、夫々の面から記録層が検索される両面読み取
り２層タイプのＤＶＤディスク及び２層の記録層を有
し、一方の面から２つの記録層が検索される片面読み取
り２層タイプのＤＶＤディスク等の様々なタイプがあ
る。

【０００３】一般にＣＤ用光ピックアップは、その内に
ハーフミラーが内蔵され、半導体レーザからの検索用の
検索光ビームは、このハーフミラーを介してＣＤに照射
され、また、ＣＤのピットで変調され、反射された変調
光ビームは、このハーフミラーで反射されて光検出器に
導かれて検出される。検索用光ビームがハーフミラーを
通過する際にその光強度が約１／２に減少され、そのよ
うな強度の光ビームが記録層で反射される際に減衰さ
れ、また、変調光ビームがハーフミラーで反射される際
にその光強度が同様に約１／２に減少され、結果とし
て、原理的には、半導体レーザから発生された光ビーム
の略１／４、或いは、それ以下の光強度を有する光ビー
ムが光検出器で検出されることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ＣＤ用光ピックアップ
では、光源強度の略１／４、或いは、それ以下の光強度
を有する変調光ビームが光検出器に到達すれば、十分に
その光ビームから変調信号を検出可能であるが、２層の
記録層を有し、片側の面から２つの記録層が検索される
片面読み取り２層タイプのＤＶＤディスクでは、さらに
光検出器に到達する光ビームの光強度が減衰され、正確
に変調信号を検出できない虞がある。即ち、第１層の読
み取りに際しては、上述した１層のみを有する場合とほ
ぼ同様に光源強度の略１／４、或いは、それ以下の光強
度を有する変調光ビームが光検出器で検出される。しか
しながら、第２層の読みとりに際しては、第１層を通過
した光ビームが第２層で反射され、再び第１層を通過し
た光ビームが光検出器で検出されることから、第１層を
光ビームが通過するに際して光ビームは、更に減衰さ
れ、１層の読みとりに比べて約光強度がほぼ１／３に低
下してしまう。このことは、実質的に従来の光ビームを
検出する光学系では、安定に第２層からの光ビームを検
出できず、読み出しエラーが頻繁に生じる虞がある。

【０００５】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
ものであって、片面読み取り用の２層の記録層を有する
ディスクであっても安定に第２層からの反射光ビームを
検出することができる光ピックアップ装置を提供するに
ある。

【０００６】

【問題を解決するための手段】この発明によれば、片面
側からの光ビームで半透明の第１記録層を検索でき、ま
た、この第１記録層を通過した光ビームで第２の記録層
を検索可能な光ディスクから情報を読み出す光ピックア
ップ装置において、直線偏光された光ビームを発生する
光ビーム発生手段と、この直線偏光光ビームを透過また
は反射する偏光面を有する偏光ビームスプリッタと、偏
光ビームスプリッタからの直線偏光光ビームを円偏向光
ビームに変換する１／４波長板と、この１／４波長板を
通過した光ビームを記録層に向けてフォーカスする対物
レンズと、記録層で反射され、前記対物レンズ、１／４
波長板を通過して前記偏光ビームスプリッタに向けら
れ、この偏光ビームスプリッタを透過または反射された
光ビームを検出する検出手段と、を具備することを特徴
とする光ピックアップ装置が提供される。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下図面を参照してこの発明の一
実施例に係る光ピックアップ装置を説明する。図１は、
この発明の光ピックアップ装置でデータが検索される光
ディスク、即ち、ＤＶＤディスク１０を概略的に示す斜
視図である。このＤＶＤディスク１０には、映像等を再
生するための標準的なＤＶＤのディスクの他、ＤＶＤ-
ＲＯＭがあり、また、既に知られるようにＤＶＤディス
ク１０は、種々の構造があり、記録層が１層のみ設けら
れているタイプ及び記録層が２層設けられているタイプ
がある。記録層が２層のタイプには、片面から２層の記
録層をアクセスすることができる片面読み取りタイプ及
び両面のそれぞれから対応する記録層をアクセスする両
面読み取りタイプがある。２層のタイプのＤＶＤディス
クは、一般的には、図１に示すように、例えば、透明基
盤１４上に記録層１６が形成され、その上面に保護層１
９が形成された構造体１８が一対用意され、この一対の
構造体１８が記録層１６がその内部に封じ込まれるよう
に接着層２０を介して張り合わされている。このような
構造の光ディスク１０では、その中心にスピンドルモー
タ１２のスピンドルが挿入される中心孔２２が設けら
れ、その中心孔２２の周囲には、この光ディスク１０を
その回転時に押さえる為のクランピング領域２４が設け
られている。

【０００８】このクランピング領域２４から光ディスク
１０の外周端までが光ディスク１０に情報を記録するこ
とができる情報記録領域２５に定められている。各情報
記録領域２５は、その外周領域が通常は、情報が記録さ
れないリードアウト領域２６に、また、クランピング領
域２４に接するその内周領域が同様に、通常は情報が記
録されないリードイン領域２７に定められ、更に、この
リードアウト領域２６とリードイン領域２７の間がデー
タ記録領域２８に定められている。情報記録領域２５の
記録層１６には、通常、データが記録される領域として
トラックがスパイラル状に連続して形成され、その連続
するトラックは、複数のセクタに分割され、このセクタ
を基準にデータが記録されている。情報記録領域２５の
データ記録領域２８は、実際のデータ記録領域であっ
て、管理データ、主画像データ、副画像データ及び音声
データが同様にピット等の物理的状態変化として記録さ
れている。読み出し専用の光ディスク１０では、透明基
板１４にピット列が予めスタンパーで形成され、このピ
ット列が形成された透明基板１４の面に記録層１６が蒸
着により形成され、その反射層が記録層１６として形成
されることとなる。また、この読み出し専用の光ディス
ク１０では、通常、トラックとしてのグルーブが特に設
けられず、ピット列がトラックとして定められている。
通常、このようなＤＶＤディスク１０では、従来のＣ
Ｄ、ＣＤ- Ｒ或いは、ＣＤ- ＲＯＭ等の光ディスクの透
明基板が１．２mmの厚さを有するに対して透明基板１４
は、その半分の０．６mmの厚さを有している。

【０００９】両面読み取りタイプの光ディスクでは、図
２に示すように記録層１６は、２層とも全反射膜が透明
基板１４にコーティングされて形成されている。従っ
て、データ検索時にそれぞれの面の記録層１６を読み取
るには、図２に示すようにそれぞれの面から光ビームが
入射されて記録層１６で光ビームが反射されて再び入射
側に射出されることとなる。即ち、一方の側の記録層１
６を読みとる際には、一方の面からその記録層１６にフ
ォーカスされる光ビームが透明基板１４に入射されて全
反射膜としての記録層１６で反射され、再び透明基板１
４を通過して検出器の側に向けられることとなる。同様
に、他方の側の記録層１６を読みとる際には、他方の面
から他方の側の記録層１６にフォーカスされる光ビーム
が透明基板１４に入射されて全反射膜としての記録層１
６で反射され、再び透明基板１４を通過して検出器の側
に向けられることとなる。

【００１０】このような両面読み取りタイプにとは、異
なり、片面読み取りタイプの光ディスクでは、図３に示
すように光ビームが入射される側の第１層の記録層１６
は、半透明の反射膜が透明基板１４にコーティングされ
て形成され、また、第２層の記録膜１６は、全反射膜が
透明基板１４にコーティングされて形成される。第１の
記録層１６を読みとる際には、片面読み取りタイプと同
様に検索側の面から第１の記録層１６にフォーカスされ
る光ビームが透明基板１４に入射されて全反射膜として
の記録層１６で反射され、再び透明基板１４を通過して
検出器の側に向けられることとなる。第２の記録層１６
を読みとる際には、第２の記録層１６にフォーカスされ
る光ビームが透明基板１４に入射されてこの透明基板１
４、半透明膜で形成された第１の記録層１６、保護層１
９、接着層２０、保護層１９、保護層１９を介して第２
の記録層１６に入射される。反射された光ビームは、再
び同一経路を通過して検出器の側に向けられることとな
る。

【００１１】このような両面読み取りタイプ及び片面読
み取りタイプの光ディスクを光ビームで検索する為のこ
の発明の一実施例に係る光学系では、図４に示すように
対物レンズ３０が光ディスク１０の読み取り面側に光デ
ィスク１０に対向して配置されている。この光学系で
は、半導体レーザ３２から発生された読み取り用の光ビ
ームは、コリメータレンズ３４でコリメートされ、この
コリメートされた光ビームは、偏向ビームスプリッタ３
６でその向きが変えられて対物レンズ３０に向けられ
る。偏向ビームスプリッタ３６から射出された光ビーム
は、１／４波長板３８を通過して対物レンズ３０に入射
される。対物レンズ３０は、図示しないフォーカスサー
ボ系でその光軸方向に沿って移動され、検索対象とされ
る記録層１６にフォーカスが合わされる。また、対物レ
ンズ３０は、同様に図示しないトラッキングサーボ系で
光軸にほぼ直交する面内で移動されて検索対象とされる
記録層１６に形成されたピット列、即ち、トラックを光
ビームが追跡するように制御される。その結果、フォー
カス光ビームによって記録層１６上のピットが次々と検
索される。記録層１６で反射された光ビームは、再び対
物レンズ３０に戻され、対物レンズ３０を通過した光ビ
ームは、１／４波長板３８を通過して偏向ビームスプリ
ッタ３６に向けられる。光ビームは、記録層１６に向か
う際に１／４波長板３８を通過し、また、記録層１６か
ら反射されて偏向ビームスプリッタ３６に向かう際に１
／４波長板３８を通過し、２度に亘って光ビームは、１
／４波長板３８を通過することとなる。従って、偏向ビ
ームスプリッタ３６で反射されて記録層１６に向かう光
ビームに対して記録層１６から反射されて偏向ビームス
プリッタ３６に向かう光ビームは、その位相がπ／２だ
け遅れることとなる。従って、偏向ビームスプリッタ３
６に向かう光ビームは、この偏向ビームスプリッタ３６
を通過して集光レンズ４０に入射される。光ビームは、
集光レンズ４０で光検出器４２に集光されて検出され
る。

【００１２】既に知られているようにこの検出器４２で
光ビームのスポットの変化を検出することによって、光
ビームを記録層１６上にフォーカスさせるフォーカスエ
ラー信号が後段のフォーカス信号発生回路（図示せず）
から発生され、また、光ビームで記録層１６上のピット
列を追跡させるトラッキングエラー信号が後段のトラッ
キング信号発生回路（図示せず）から発生される。

【００１３】上述した光学系では、半導体レーザから発
生されるレーザビームは、通常、直線偏光ビームであ
り、楕円状に発散して偏光ビームスプリッタ３６に入射
され、この偏光ビームスプリッタ３６の偏光面でその光
強度が大きく減衰されることなく反射される。この直線
偏光ビームは、１／４波長板３８を通過して円偏光光ビ
ームに変換され、記録層１６から反射されて再び１／４
波長板３８を通過した際に、この円偏向光ビームは、直
線偏光光ビームに変換される。この直線偏光光ビーム
は、偏光ビームスプリッタ３６で反射される直線偏光光
ビームとはその位相がπ／２だけ遅れていることから、
偏光ビームスプリッタ３６の偏光面でその光強度が大き
な減衰を受けることなくその偏光面を透過することとな
る。即ち、上述した光学系では、その光学系を構成する
光学素子で光ビームが大きく減衰されず、原理的には、
記録層１６で減衰を受けずに反射されれば、半導体レー
ザから発生されるレーザビームの光強度が維持された状
態で光ビームが光検出記４２によって検出されることと
なる。

【００１４】このように図４に示す光学系では、片面読
み取り１層タイプのＤＶＤディスクは、当然のことなが
ら、両面読み取り２層タイプのＤＶＤディスクにあって
も、また、片面読み取り２層タイプのＤＶＤディスクに
あっても同様に確実に第１及び第２層からデータを読み
出すことができる。即ち、片面読み取り２層タイプのＤ
ＶＤディスクにおいては、第１層が半透明の反射膜が記
録層として形成されているが、図４に示す光学系におい
ては、この第１層の記録層１６で反射された光ビーム
は、その光ビームが大きく減衰されることなく、確実に
光検出器４２に導かれる。これに対して、第１層の半透
明の記録層を通過して第２層に光ビームが到達し、光ビ
ームが第２層で反射されて第１層の半透明の記録層を通
過するに至る過程において、第１層で反射される光ビー
ムに比べて、第２層で反射されて第１層を通過する光ビ
ームは、ほぼその光強度が１／３に減衰される。しかし
ながら、図４に示す光学系では、第１層を光ビームが通
過することに起因する光強度の減衰以外に光ビームが大
きく減衰する要因がないことから、光検出記４２の感度
にも依存するが確実に第２層からの光ビームを検出する
ことができる。このことは、従来のハーフミラーを採用
した光学系と比較すれば明らかであり、従来のハーフミ
ラーを採用した光学系に比べて、図４に示す光学系で
は、４倍の光ビーム強度を有する光ビームを検出器４２
で検出することができる。

【００１５】以下に比較例として従来の光学系を説明
し、その光ビームの光強度の減衰について説明する。図
５は、従来の光学系を示す概略図である。図５に示す光
学系において、図４と同一光学素子については、同一符
号を付してその説明を省略する。図５に示す従来の光学
系においては、図４に示す本願の光学系の偏光ビームス
プリッタ３６に代えてハーフミラー５０が用いられてい
る。即ち、半導体レーザ３２からの光ビームは、ハーフ
ミラー５０で反射されて対物レンズ３０に向けられ、ま
た、対物レンズ３０からの光ビームは、ハーフミラー５
０を通過して光検出器４２に向けられる。従って、本願
の光学系に比べて、ほぼ１／４に減衰された光ビームが
光検出器４２に入射される。即ち、図５に示す光学系で
は、ハーフミラー５０で光ビームが反射されて記録層１
６に光ビームが向けられる際にその１／２の光ビームが
ハーフミラー５０を通過し、その１／２の光ビームがハ
ーフミラー５０で反射され、ハーフミラー５０から現れ
る光ビームは、その光強度がほぼ１／２に減衰されるこ
ととなる。同様に、記録層１６から反射された光ビーム
は、ハーフミラー５０を通過するに際してその光強度が
ほぼ１／２に減衰されることとなる。従って、検出器４
２には、原理的には、半導体レーザ３２から発生された
光ビームのほぼ１／４に減衰された光ビームが入射され
ることとなる。これに対して、図４に示す光学系では、
原理的には、その光学系内で光ビームの減衰が生じない
ことから、従来の光学系に比べて実質的に光ビームの利
用効率が４倍となることが理解できる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、片面
読み取り用の２層の記録層を有するディスクであっても
安定に第２層からの反射光ビームを検出することができ
る光学系を備えた光ピックアップ装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光ピックアップ装置でデータが検索
される２層構造を有する光ディスクを概略的に示す斜視
図である。

【図２】図１に示した光ディスクにおいて両面読み取り
タイプのものを概略的に示す断面図である。

【図３】図１に示した光ディスクにおいて片面読み取り
タイプのものを概略的に示す断面図である。

【図４】この発明の一実施例に係る光ディスクを光ビー
ムで検索する為の光学系を示す概略図である。

【図５】比較例としての光ディスクを光ビームで検索す
る為の従来の光学系を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ ．．． 光ディスク １６ ．．． 記録層 ３０ ．．． 対物レンズ ３４ ．．． コリメータレンズ ３６ ．．． 偏光ビームスプリッタ ３８ ．．． １／４波長板 ４０ ．．． 集光レンズ ４２ ．．． 光検出器 ５０ ．．． ハーフミラー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】片面側からの光ビームで半透明の第１記録
   層を検索でき、また、この第１記録層を通過した光ビー
   ムで第２の記録層を検索可能な光ディスクから情報を読
   み出す光ピックアップ装置において、 直線偏光された光ビームを発生する光ビーム発生手段
   と、 この直線偏光光ビームを透過または反射する偏光面を有
   する偏光ビームスプリッタと、 偏光ビームスプリッタからの直線偏光光ビームを円偏向
   光ビームに変換する１／４波長板と、 この１／４波長板を通過した光ビームを記録層に向けて
   フォーカスする対物レンズと、 記録層で反射され、前記対物レンズ、１／４波長板を通
   過して前記偏光ビームスプリッタに向けられ、この偏光
   ビームスプリッタを透過または反射された光ビームを検
   出する検出手段と、 を具備することを特徴とする光ピックアップ装置。