JP2000348365A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 戻りレーザー光に非点収差を発生させる補正
レンズを改良して、フォーカシングエラー信号のオフセ
ット量を低減し、精度の良いフォーカシング制御を実現
できるようにすること。 【解決手段】 光ピックアップ装置の補正レンズ１０
は、ハーフミラー（光分離用光学素子）を透過すること
により発生する収差を戻りレーザー光Ｌ２から除去する
第１の異方性曲面１１とフォーカシングエラー信号生成
用の非点収差を戻りレーザー光Ｌ２に発生させる第２の
異方性曲面１２を備えている。各曲面１１、１２の光軸
Ｌ１１Ｌ１２を、戻りレーザー光Ｌ２の主光線の方向Ｌ
１０に対して傾斜させ、また相互に僅かに偏芯させるこ
とにより、戻りレーザー光Ｌ２が、各曲面１１、１２の
面頂１１ａ、１２ａを通過するように設定されている。
この結果、トラッキングエラー信号のオフセット量を増
加させるような収差が戻りレーザー光に発生することを
抑制あるいは回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ等の
光記録媒体の再生等を行う光ピックアップ装置に関し、
特に、光記録媒体からの戻りレーザー光を出射レーザー
光から分離するための光分離用光学素子に起因して発生
するフォーカシングエラー信号の誤差を低減可能な光ピ
ックアップ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ装置の光学系は、レーザ
ー光源からの出射レーザー光をコリメートレンズを介し
て平行光とした後に対物レンズを介して光記録媒体の記
録面の集束させ、当該記録面で反射した戻りレーザー光
をハーフミラーによって出射レーザー光から分離して受
光素子に導くように構成されている。受光素子では再生
信号と共に、トラッキングエラー信号およびフォーカシ
ングエラー信号を生成し、これらのエラー信号に基づ
き、対物レンズを光軸（フォーカシング）方向および当
該光軸に垂直な平面（トラッキング）方向に移動するこ
とにより、光記録媒体の記録面上の目標とする位置にレ
ーザー光を集束させるようにしている。

【０００３】フォーカシングエラー信号を得るための方
法としては非点収差法が知られており、また、トラッキ
ングエラー信号を得るための方法としてはプッシュプル
法が知られている。

【０００４】非点収差法においては、出射レーザー光か
ら分離された後の戻りレーザー光をシリンドリカルレン
ズに通すことにより非点収差を付与し、受光素子の側で
は４分割受光素子により当該戻りレーザー光を受光し、
各受光面での受光量に基づきフォーカシングエラー信号
を生成する。ここで、対物レンズをトラッキング方向に
移動させると、それに伴って、４分割受光素子の受光面
に形成される光スポットも移動する。光スポットの移動
方向によってはプッシュプル法により得られるトラッキ
ングエラー信号に誤差が発生する。

【０００５】そこで、本願人は先に、特公平６−７７３
３２号公報において、シリンドリカルレンズの代わり
に、両面に異方性曲面を備えた補正レンズを用いる方法
を提案している。当該公告特許公報に開示されている補
正レンズは、その一方の異方性曲面により、戻りレーザ
ー光からハーフミラーによる非点収差を除去すると共
に、他方の異方性曲面により戻りレーザー光に任意の方
向に新たな非点収差を発生させ、さらに、受光面上での
結像倍率を所定の値に設定できるように構成されてい
る。この補正レンズを用いることにより、光スポットの
移動に伴うトラッキングエラー信号のオフセットを低減
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ここで、記録媒体の記
録面で反射した戻りレーザー光は、当該記録面に形成さ
れている凹凸状のトラックによって回折作用を受ける。
レンズ瞳上において、戻りレーザー光における０次回折
光と１次回折光が重なる領域では、記録面上に形成され
る光スポットのトラックずれに起因した回折効果が発生
し、これにより光スポットの振幅分布が変化する。この
結果、フォーカシングエラー信号のゼロクロス点は合焦
点の近傍にオフセットする。

【０００７】フォーカシングエラー信号のオフセット量
を低減することが、精度の高いフォーカシング動作を行
うために必須である。しかしながら、上記の補正レンズ
を用いた場合には、光スポットのトラッキング方向への
移動に起因したトラッキングエラー信号の誤差を除去あ
るいは低減できるものの、フォーカシングエラー信号の
オフセット量が増加してしまうという解決すべき課題が
ある。

【０００８】すなわち、補正レンズには、光軸が一致し
ている２つの異方性曲面が形成されている。この結果、
一方の異方性曲面の光軸に沿って当該曲面の面頂に向け
て入射した戻りレーザー光の主光線は、当該曲面で屈折
するので、他方の異方性曲面に対してはその面頂には入
射しない。このために、当該補正レンズを通過する戻り
レーザー光には、光検出器の受光面上のスポット形状を
乱すような不所望の収差が発生する。これがフォーカシ
ングエラー信号のオフセット量の増加の原因となってい
るものと考えられる。

【０００９】本発明の課題は、このような点に鑑みて、
フォーカシングエラー信号のオフセット量の増加を回避
あるいは低減可能な補正レンズを備えた光ピックアップ
装置を提案することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、レーザー光源と、当該レーザー光源か
らの出射レーザー光を光記録媒体に集束させる対物レン
ズと、前記光記録媒体で反射して前記対物レンズを通過
した後の戻りレーザー光を前記出射レーザー光から分離
する光分離用光学素子と、分離された後の前記戻りレー
ザー光から前記分離用光学素子を通過することにより発
生した非点収差を除去する第１の異方性曲面および当該
戻りレーザー光に任意の非点収差を付与する第２の異方
性曲面を備えた補正レンズと、この補正レンズを通過し
た後の戻りレーザー光を受ける受光素子とを有する光ピ
ックアップ装置において、前記補正レンズには、前記戻
りレーザー光の主光線が前記第１および第２の異方性曲
面の面頂を通過するように、これら第１および第２の異
方性曲面が形成されていることを特徴としている。

【００１１】前記第１および第２の異方性曲面の面頂に
戻りレーザー光を通すためには、前記補正レンズの前記
第１および第２の異方性曲面の各光軸を、当該補正レン
ズに入射する前記戻りレーザー光の主光線の方向に対し
て同一角度だけ傾斜させると共に、所定量だけ相互に偏
芯させ、これら傾斜角および偏芯量を調整すればよい。

【００１２】このように構成した本発明の光ピックアッ
プ装置においては、記録媒体の記録面から受光素子に向
かう戻りレーザー光の主光線は、補正レンズの一方の異
方性曲面の面頂から入射し、当該曲面で屈折して、他方
の側の異方性曲面の面頂に入射し、当該曲面を経由し
て、所望の収差が付与されて、所望の結像倍率で受光素
子の受光面上に集束する。従って、補正レンズを通過す
る戻りレーザー光には、受光素子の受光面上のスポット
形状を乱すような不所望な収差が発生しない。よって、
補正レンズに起因するフォーカシングエラー信号のオフ
セット量の増加を回避あるいは低減できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を適
用した光ピックアップ装置の光学系を説明する。

【００１４】図１は本例の光ピックアップ装置の光学系
を示す概略構成図である。この図を参照して説明する
と、本例の光ピックアップ装置１は、レーザーダイオー
ドを備えた光源ユニット２を有し、この光源ユニット２
からの出射レーザー光Ｌ１の一部は、ハーフミラー３に
よって直角に反射されてコリメートレンズ４に入射す
る。コリメートレンズ４を介して平行光束とされた出射
レーザー光Ｌ１は対物レンズ５を介して、光記録媒体６
の記録面６ａに光スポットとして集束する。

【００１５】記録面６ａで反射された戻りレーザー光Ｌ
２は、ハーフミラー３までは出射レーザー光Ｌ１と共通
の光学経路を通って戻る。すなわち、対物レンズ５およ
びコリメートレンズ４を介してハーフミラー３に戻る。
ハーフミラー３に戻った戻りレーザー光Ｌ２の一部は当
該ハーフミラー３を透過して、その背面側に配置されて
いる補正レンズ１０に到り、当該補正レンズ１０を介し
て、半導体受光素子７の受光面上に光スポットとして集
束する。

【００１６】図２は補正レンズ１０を示す拡大断面図で
ある。本例の補正レンズ１０は、ハーフミラー３の側の
面に第１の異方性曲面１１が形成され、反対側の面には
第２の異方性曲面１２が形成されている。第１の異方性
曲面１１は、ハーフミラー３を透過することにより戻り
レーザー光に発生した非点収差、コマ収差を打ち消すよ
うに、当該戻りレーザー光に収差を発生させるためのも
のである。第２の異方性曲面１２は、戻りレーザー光に
所望の非点収差を発生させることにより、受光素子７の
４分割受光面における各受光量に基づき非点収差法によ
るフォーカシングエラー信号を生成可能とするためのも
のである。

【００１７】ここで、本例の補正レンズ１０において
は、ハーフミラー３を透過して当該補正レンズ１０に入
射する戻りレーザー光Ｌ２の主光線の方向Ｌ１０に対し
て、第１の異方性曲面１１の光軸Ｌ１１および第２の異
方性曲面１２の光軸Ｌ１２が同一角度だけ傾斜するよう
に各曲面１１、１２が形成されている。これに加えて、
各曲面１１、１２の光軸Ｌ１１、Ｌ１２が一致せずに僅
かに偏芯するように、各曲面が形成されている。

【００１８】本例では、戻りレーザー光Ｌ２の主光線Ｌ
１０が、第１の異方性曲面１１の光軸位置（面頂）１１
ａに入射するように設定されている。さらに、当該曲面
１１で屈折した後の戻りレーザー光Ｌ２も第２の異方性
曲面１２の光軸位置（面頂）１２ａに入射するように設
定されている。補正レンズ１０における各曲面１１、１
２の光軸Ｌ１１、Ｌ１２の傾斜角度および相互の偏芯量
を調整することにより、このような光路設定を実現でき
る。

【００１９】このように構成した補正レンズ１０を備え
た本例の光ピックアップ装置１においては、戻りレーザ
ー光Ｌ２は補正レンズ１０における各異方性曲面１１、
１２の面頂を通って受光素子７に集束する。従って、戻
りレーザー光Ｌ２が当該補正レンズ１０の各屈折面の面
頂を通過しないことに起因して、受光素子の受光面上に
形成される光スポット形状を乱すような望ましくない収
差が発生することを回避できる。この結果、当該収差に
起因したフォーカシングエラー信号のオフセット量の増
加を抑制できる。

【００２０】なお、補正レンズ１０において、第１の異
方性曲面を受光素子の側に形成し、第２の異方性曲面を
ハーフミラーの側に形成することもできる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、分離用
光学素子を透過することにより戻りレーザー光に発生す
る収差を除去する第１の異方性曲面とフォーカシングエ
ラー信号生成用の非点収差を戻りレーザー光に発生させ
る第２の異方性曲面を備えた補正レンズを有している光
ピックアップ装置において、戻りレーザー光が補正レン
ズの第１および第２の異方性曲面の面頂を通過するよう
に、これらの曲面が形成されている。

【００２２】よって、本発明によれば、補正レンズを透
過する際に不所望な収差が戻りレーザー光に発生するこ
とを抑制あるいは回避でき、当該収差に起因したフォー
カシングエラー信号のオフセット量の増加を抑制あるい
は回避できる。従って、従来の補正レンズを備えた場合
に比べて、精度の高いフォーカシング制御を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ピックアップ装置の光学系
を示す概略構成図である。

【図２】図１の補正レンズを示す拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ装置 ２ 光源ユニット ３ ハーフミラー ４ コリメートレンズ ５ 対物レンズ ６ 光記録媒体 ６ａ 記録面 ７ 受光素子 １０ 補正レンズ １１ 第１の異方性曲面 １１ａ 第１の異方性曲面の面頂 Ｌ１１ 第１の異方性曲面の光軸 １２ 第２の異方性曲面 １２ａ 第２の異方性曲面の面頂 Ｌ１２ 第２の異方性曲面の光軸 Ｌ１ 出射レーザー光 Ｌ２ 戻りレーザー光

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザー光源と、当該レーザー光源から
   の出射レーザー光を光記録媒体に集束させる対物レンズ
   と、前記光記録媒体で反射して前記対物レンズを通過し
   た後の戻りレーザー光を前記出射レーザー光から分離す
   る光分離用光学素子と、分離された後の前記戻りレーザ
   ー光から前記分離用光学素子を通過することにより発生
   した収差を除去する第１の異方性曲面および当該戻りレ
   ーザー光に非点収差を付与する第２の異方性曲面を備え
   た補正レンズと、この補正レンズを通過した後の戻りレ
   ーザー光を受ける受光素子とを有する光ピックアップ装
   置において、 前記戻りレーザー光の主光線が前記第１および第２の異
   方性曲面の面頂を通過するように、前記補正レンズに
   は、これら第１および第２の異方性曲面が形成されてい
   ることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記補正レンズの前記第１の異方性曲面は前記分離用光
   学素子の側に形成され、前記第２の異方性曲面は前記受
   光素子の側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。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記補正レ
   ンズの前記第１および第２の異方性曲面の各光軸は、当
   該補正レンズに入射する前記戻りレーザー光の主光線の
   方向に対して同一角度だけ傾斜していると共に、所定量
   だけ相互に偏芯していることを特徴とする光ピックアッ
   プ装置。