JP2002074698A - 光ピックアップ装置の調整方法および調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間で光学調整が可能な光ピックアップ装
置の調整方法および調整装置を提供することである。 【解決手段】 圧電素子７が反射板５を矢印Ｘ１の方向
に高速に振動させるとともに、アクチュエータ４が対物
レンズ３を矢印Ｚ２の方向に反射板５よりも小さい周波
数で振動させる。信号処理回路２４は光検出器１０の出
力信号に基づいて焦点誤差信号ＦＥＳのＳカーブ特性を
算出するとともに反射板５の凹凸面５ａで高速に変調さ
れた再生信号ＨＦを算出し、変調された再生信号ＨＦの
振幅最大点およびＳカーブ特性の０点を検出し、振幅最
大点とＳカーブ特性の０点との差を差信号として出力す
る。ステージ駆動回路２３は差信号が所定値になるま
で、ホログラム光学素子２と連結された移動ステージ８
を矢印Ｚ１の方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ装
置の調整方法およびそれを用いた調整装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクドライブ装置等の光学記録媒
体駆動装置に用いられる光ピックアップ装置は、レーザ
光を用いて光ディスク等の光学記録媒体への情報記録お
よび情報の読み出しあるいはサーボ信号検出を行う。

【０００３】図４はホログラム光学素子を用いた従来の
光ピックアップ装置の概略図である。この光ピックアッ
プ装置は非点収差法によるフォーカスサーボを行う。

【０００４】図４において、光ディスク１００の半径方
向をＸ方向とし、光ディスク１００のトラック方向をＹ
方向とし、光ディスク１００のディスク面に垂直な方向
をＺ方向とする。

【０００５】半導体レーザ素子１０１はサブマウント１
１１上に取り付けられ、レーザ光（光束）を出射する。
半導体レーザ素子１０１から出射された光束は、ホログ
ラム光学素子１０２を透過し、対物レンズ１０３により
光ディスク１００の記録媒体面１００ａ上に集光され
る。

【０００６】光ディスク１００からの帰還光束（反射光
束）は、対物レンズ１０３を透過し、ホログラム光学素
子１０２のホログラムパターン１０２ａによりほぼＸ方
向およびＺ方向を含む面内で回折され、光検出器１１０
により検出される。ホログラム光学素子１０２は、図５
に示すように、非対称なホログラムパターン１０２ａを
有し、光ディスク１００からの帰還光束に非点収差を与
える。

【０００７】対物レンズ１０３は、トラッキング動作の
ために光ディスク１００の半径方向に移動可能かつフォ
ーカス動作のために光ディスク１００の記録媒体面１０
０ａに垂直な方向に移動可能にアクチュエータ１０４に
より支持されている。

【０００８】図６は図４の光ピックアップ装置が良好に
光学調整された場合の光検出器１１０の一例とその面上
での集光スポットの状態を示す模式的平面図である。図
６（ａ）は対物レンズ１０３に対して光ディスク１００
が近すぎる場合の光検出器１１０上での集光スポットの
状態を示し、図６（ｂ）は光ディスク１００が対物レン
ズ１０３の合焦点（フォーカス）位置にある場合の光検
出器１１０上での集光スポットの状態を示し、図６
（ｃ）は対物レンズ１０３に対して光ディスク１００が
遠すぎる場合の光検出器１１０上での集光スポットの状
態を示す。

【０００９】図６に示すように、光検出器１１０は４分
割光検出部１１１を有する。４分割光検出部１１１は４
つの光検出部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割されている。４分割
光検出部１１１の中心部には、光ディスク１００からの
帰還光束が入射する。

【００１０】光ディスク１００と対物レンズ１０３との
間の距離が変化すると、帰還光束の焦点が変わり、４分
割光検出部１１１上での集光スポットＳの形状が図６に
示すように変化する。

【００１１】対物レンズ１０３に対して光ディスク１０
０が近すぎる場合には、図６（ａ）に示すように、集光
スポットＳは光検出部Ｂの中心と光検出部Ｄの中心とを
結ぶ方向が長軸方向となる楕円形になる。光ディスク１
００が対物レンズ１０３の合焦点(フォーカス）位置に
ある場合には、図６（ｂ）に示すように、集光スポット
Ｓは光検出部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの中心で円形となる。光デ
ィスク１００が対物レンズ１０３に対して遠すぎる場合
には、図６（ｃ）に示すように、集光スポットＳは光検
出部Ａの中心と光検出部Ｃの中心とを結ぶ方向が長軸方
向となる楕円形となる。

【００１２】したがって、４分割光検出部１１１の各光
検出部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力信号ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，Ｐ
Ｄを用いて次式により焦点誤差信号ＦＥＳが得られる。

【００１３】 ＦＥＳ＝（ＰＡ＋ＰＣ）−（ＰＢ＋ＰＤ） …（１） 上式の焦点誤差信号ＦＥＳは、光ディスク１００が近す
ぎる場合に負となり、良好な合焦点状態の場合に０とな
り、光ディスク１００が遠すぎる場合に正となる。この
ように、焦点誤差信号ＦＥＳの符号に基づいて光ディス
ク１００のずれの方向を判定することができる。

【００１４】焦点誤差信号ＦＥＳはアクチュエータ１０
４にフィードバックされ、光ディスク１００に対して垂
直な方向に対物レンズ１０３を移動させることにより光
ディスク１００上での集光状態が修正される。

【００１５】ところで、このような光ピックアップ装置
では、ホログラム光学素子１０２の位置を矢印Ｚ１の方
向に移動させると、ホログラムパターン１０２ａにより
回折された光の焦点１１０ａは矢印Ｑ１の方向に移動す
る。

【００１６】対物レンズ１０３によって集光された光の
焦点１００ｂが記録媒体面１００ａ上にある場合であっ
ても、ホログラム光学素子１０２が半導体レーザ素子１
０１に近すぎる場合には、図６（ａ）に示したように、
光スポットＳは光検出部Ｂ，Ｄにまたがる楕円形とな
り、ホログラム光学素子１０２が半導体レーザ素子１０
１から遠すぎる場合には、図６（ｃ）に示したように、
光スポットＳは光検出部Ａ，Ｃにまたがる楕円形とな
り、ホログラム光学素子１０２が半導体レーザ素子１０
１に対して最適な位置にある場合には、図６（ｂ）に示
したように、光スポットＳはほぼ円形となる。

【００１７】したがって、光ピックアップ装置の製造の
際には、上式（１）により得られる焦点誤差信号ＦＥＳ
を用いて、ホログラムパターン１０２ａにより回折され
た光の焦点１１０ａが光検出器６の受光面上に位置する
ようにホログラム光学素子１０２の位置を調整すると同
時に、以下に説明する別の方法により、対物レンズ１０
３によって集光された光の焦点１００ｂと記録媒体面１
００ａとの光軸方向の位置関係を知る必要がある。

【００１８】図７は光ディスク１００の記録媒体面１０
０ａ上での集光状態を示す図である。図７（ａ）は光の
焦点が光ディスク１００の手前に位置する場合の集光ス
ポットの状態を示し、図７（ｂ）は光の焦点が光ディス
ク１００の記録媒体面１００ａ上に位置する場合の集光
スポットの状態を示し、図７（ｃ）は光の焦点が光ディ
スク１００の裏側に位置する場合の集光スポットの状態
を示す。

【００１９】図７に示すように、光ディスク１００の記
録媒体面１００ａには複数のトラックＴＲ（ピット）が
形成されている。図４の対物レンズ１０３により光束２
００が集光されることにより記録媒体面１００ａ上に集
光スポットＭが形成される。

【００２０】図７（ａ）に示すように、光の焦点が光デ
ィスク１００の手前に位置する場合には、記録媒体面１
００ａ上では集光スポットＭが隣接するトラックＴＲに
またがる大きな円形となる。また、図７（ｃ）に示すよ
うに、光の焦点が光ディスク１００の裏側に位置する場
合にも、記録媒体面１００ａ上で集光スポットＭは隣接
するトラックＴＲにまたがる大きな円形となる。一方、
図７（ｂ）に示すように、光の焦点が光ディスク１００
の記録媒体面１００ａ上に位置する場合には、光ディス
ク１００の記録媒体面１００ａ上で集光スポットＭが小
さくなり、隣接するトラックＴＲにまたがることはな
い。

【００２１】光ディスク１００の記録媒体面１００ａ上
での集光状態は、再生信号（ピット信号）のジッター値
により知ることができる。ここで、再生信号ＨＦは、４
分割光検出部１１１の各光検出部Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの出力
信号ＰＡ，ＰＢ，ＰＣ，ＰＤを用いて次式により得られ
る。

【００２２】 ＨＦ＝ＰＡ＋ＰＢ＋ＰＣ＋ＰＤ …（２） 図７（ａ），（ｃ）のように光の焦点が光ディスク１０
０の手前または裏側にある場合には、集光スポットＭが
隣接する複数のトラックＴＲにまたがっているので、隣
のトラックＴＲによる再生信号を雑音として読み取って
しまい、ジッター値が大きくなる。一方、図７（ｂ）の
ように光の焦点が光ディスク１００の記録媒体面１００
ａ上にある場合には、目的とするトラックＴＲのみに集
光スポットＭが形成されるので、ジッター値が最小とな
る。

【００２３】図８は対物レンズ１０３の位置と再生信号
ＨＦのジッター値との関係を示す図である。上記（１）
式により焦点誤差信号ＦＥＳが０になる対物レンズの位
置を初期位置とすると、図８（ａ），（ｂ），（ｃ）は
対物レンズ１０３の初期位置でそれぞれ光の焦点が光デ
ィスク１００の手前に位置する場合、光の焦点が光ディ
スク１００の記録媒体面１００ａ上に位置する場合、お
よび光の焦点が光ディスク１００の裏側に位置する場合
に対物レンズ１０３を光軸方向に等距離だけ前後に移動
させたときのジッター値の変化を示す。

【００２４】図８（ａ）に示すように、対物レンズ１０
３の初期位置Ｌ０で光の焦点が光ディスク１００の手前
に位置する場合に、対物レンズ１０３を初期位置Ｌ０か
ら光軸方向に光ディスク１００に近づく方向に一定距離
ΔＬ（＋ΔＬ）移動させると、ジッター値はＪ＋に減少
し、対物レンズ１０３を初期位置Ｌ０から光軸方向に光
ディスク１００から遠ざかる方向に一定距離ΔＬ（−Δ
Ｌ）移動させると、ジッター値はＪ−に増加する。

【００２５】図８（ｂ）に示すように、対物レンズ１０
３の初期位置Ｌ０で光の焦点が光ディスク１００の記録
媒体面１００ａ上に位置する場合には、対物レンズ１０
３を初期位置Ｌ０から光軸方向に光ディスク１００に近
づく方向に一定距離ΔＬ（＋ΔＬ）移動させたときのジ
ッター値Ｊ＋と、対物レンズ１０３を初期位置Ｌ０から
光軸方向に光ディスク１００から遠ざかる方向に一定距
離ΔＬ（−ΔＬ）移動させたときのジッター値Ｊ−とが
等しくなる。

【００２６】図８（ｃ）に示すように、対物レンズ１０
３の初期位置Ｌ０で光の焦点が光ディスク１００の裏側
に位置する場合に、対物レンズ１０３を初期位置Ｌ０か
ら光軸方向に光ディスク１００に近づく方向に一定距離
ΔＬ（＋ΔＬ）移動させると、ジッター値はＪ＋に増加
し、対物レンズ１０３を初期位置Ｌ０から光軸方向に光
ディスク１００から遠ざかる方向に一定距離ΔＬ（−Δ
Ｌ）移動させると、ジッター値はＪ−に減少する。

【００２７】このように、光の焦点が光ディスク１００
の記録媒体面１００ａ上にない場合には、対物レンズ１
０３を初期位置Ｌ０から光軸方向に等距離だけ前後に移
動させると、ジッター値が非対称に変化する。その非対
称性は、対物レンズ１０３が合焦点位置からずれている
方向により逆になるため、対物レンズ１０３の初期位置
Ｌ０のずれの方向も知ることができる。

【００２８】したがって、光ピックアップ装置の製造の
際に、再生信号ＨＦのジッター値を用いて、対物レンズ
の初期位置Ｌ０で光の焦点が光ディスク１００の記録媒
体面１００ａ上に位置するようにホログラム光学素子１
０２の位置を調整することができる。

【００２９】このようにして、光ピックアップ装置を製
造する際には、対物レンズ１０３により集光された光の
焦点１００ｂが光ディスク１００の記録媒体面１００ａ
上に位置する状態と、ホログラムパターン１０２ａによ
り回折された光の焦点１１０ａが光検出器１１０の受光
面上に位置する状態とが同時に実現されるように、ホロ
グラム光学素子１０２の位置が調整される。

【００３０】このように調整された光ピックアップ装置
では、図６に示したように、ホログラムパターン１０２
ａにより回折された光の光検出器１１０上での集光状態
を検知することにより、光ディスク１００の記録媒体面
１００ａ上での集光状態を知ることができる。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の光
ピックアップ装置の調整方法においては、合焦点位置か
らの対物レンズ１０３の初期位置Ｌ０のずれを測定する
ために、初期位置Ｌ０、初期位置Ｌ０から一定距離＋Δ
Ｌずれた位置および初期位置Ｌ０から一定距離−ΔＬず
れた位置の少なくとも３点のジッター値の測定が必要と
なる。通常、ジッター値はジッターメータを用いて測定
するが、１点のジッター値を精度よく測定するためには
数秒の測定時間が必要となる。そのため、製造タクトタ
イムが長くなる。

【００３２】また、光ディスク１００をＺ方向に移動さ
せた場合に、焦点誤差信号ＦＥＳはＳカーブ形状に変化
する。そのため、光ディスク１００のＺ方向の位置によ
る焦点誤差信号ＦＥＳの変化はＳカーブ特性と呼ばれ
る。このＳカーブ特性において焦点誤差信号ＦＥＳが０
となる光ディスク１００の位置が合焦点位置となる。

【００３３】上記のようなホログラム光学素子１０２を
用いた光ピックアップ装置では、光軸方向以外の位置調
整、例えば光検出器１１０の受光面内での位置調整をＳ
カーブ特性の形状、例えば、＋側振幅と−側振幅の比を
調整することにより行う場合がある。その場合、対物レ
ンズ１０３を周期的に移動させながらＳカーブ特性を測
定し、光検出器１１０の受光面内位置を調整する。

【００３４】Ｓカーブ特性の測定時には、対物レンズ１
０３を周期的に振動させる必要があり、ジッター値の測
定中には、対物レンズ１０３の位置は一定とする必要が
ある。上記のようなホログラム光学素子１０２の光軸方
向の位置調整および光検出器１１０の受光面内の位置調
整を行う場合、一方を調整すれば他方がずれるため、Ｓ
カーブ特性の測定状態とジッター値の測定状態とを交互
に切り替えて繰り返す必要がある。その結果、製造タク
トタイムがさらに長くなる。

【００３５】本発明の目的は、短時間で光学調整が可能
な光ピックアップ装置の調整方法および調整装置を提供
することである。

【００３６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る光ピックアップ装置の調整方法は、光束を出
射する光源と、光源から出射された光束を光学記録媒体
に集光するレンズと、光検出器と、光学記録媒体からの
帰還光束を光検出器に導く光学素子とを備えた光ピック
アップ装置のための調整方法であって、凹凸面を有する
反射部材を光学記録媒体が配置されるべき位置に配置
し、レンズにより集光された光束を凹凸面で反射させ、
反射部材をレンズの光軸方向にほぼ垂直な面内で移動さ
せることにより反射部材からの帰還光束の光強度を変化
させつつ反射部材とレンズとの光軸方向の相対位置を変
化させ、光検出器の出力信号に基づいて帰還光束の光強
度変化を求めるとともに焦点誤差を表す焦点誤差信号を
求め、帰還光束の光強度変化の振幅が最大となるときの
レンズの光軸方向の位置と焦点誤差信号が０となるとき
のレンズの光軸方向の位置との差が所定値になるように
光学素子、光源、レンズおよび光検出器のうち少なくと
も１つの位置を調整するものである。

【００３７】本発明に係る光ピックアップ装置の調製方
法においては、光学記録媒体が配置されるべき位置に、
凹凸面を有する反射部材が配置される。光源から出射さ
れた光束はレンズにより集光され、集光された光束が反
射部材の凹凸面で反射される。反射部材がレンズの光軸
方向にほぼ垂直な面内で移動することにより反射部材か
らの帰還光束の光強度が変化しつつ、反射部材とレンズ
との光軸方向の相対位置が変化する。光検出器の出力信
号に基づいて帰還光束の光強度変化が求められるととも
に焦点誤差信号が求められる。

【００３８】この場合、帰還光束の光強度変化は反射部
材の凹凸面での集光状態を表す。反射部材の凹凸面上で
の集光スポットの径が最小の状態で光強度変化の振幅が
最大となる。一方、焦点誤差信号は光学素子により導か
れた帰還光束の光検出器上での集光状態を表す。光検出
器上で集光スポットが合焦点状態となる場合に焦点誤差
信号が０となる。

【００３９】そこで、上記のように、反射部材をレンズ
の光軸方向にほぼ垂直な面内で移動させつつ反射部材と
レンズとの光軸方向の相対位置を変化させることによ
り、光検出器の出力信号に基づいて帰還光束の光強度変
化および焦点誤差信号を同時に計測することができる。

【００４０】したがって、帰還光束の光強度変化および
焦点誤差信号を計測しながら、帰還光束の光強度変化の
振幅が最大となるときのレンズの光軸方向の位置と焦点
誤差信号が０となるときのレンズの光軸方向の位置との
差が所定値になるように光学素子、光源、レンズおよび
光検出器のうち少なくとも１つの位置を調整することに
より、反射部材の凹凸面上での合焦点状態および光検出
器上での合焦点状態の両方を短時間で自動的に調整する
ことができる。その結果、光ピックアップ装置の製造タ
クトタイムが短くなる。

【００４１】レンズを光軸方向に移動させることにより
反射部材とレンズとの光軸方向の相対位置を変化させて
もよい。あるいは、反射部材を光軸方向に移動させるこ
とにより反射部材とレンズとの光軸方向の相対位置を変
化させてもよい。

【００４２】光学素子はホログラム光学素子であり、ホ
ログラム光学素子の位置を調整してもよい。この場合、
帰還光束の光強度変化の振幅が最大となるときのレンズ
の光軸方向の位置と焦点誤差信号が０となるときのレン
ズの光軸方向の位置との差が所定値になるようにホログ
ラム光学素子の位置が調整される。

【００４３】第２の発明に係る光ピックアップ装置の調
整装置は、光束を出射する光源と、光源から出射された
光束を光学記録媒体に集光するレンズと、光検出器と、
光学記録媒体からの帰還光束を光検出器に導く光学素子
とを備えた光ピックアップ装置のための調整装置であっ
て、凹凸面を有し、レンズにより集光された光束を凹凸
面で反射するように光学記録媒体が配置されるべき位置
に配置された反射部材と、反射部材をレンズの光軸方向
にほぼ垂直な面内で移動させることにより反射部材から
の帰還光束の光強度を変化させつつ反射部材とレンズと
の光軸方向の相対位置を変化させる駆動装置と、光検出
器の出力信号に基づいて帰還光束の光強度変化を求める
とともに焦点誤差を表す焦点誤差信号を求める信号処理
回路と、帰還光束の光強度変化の振幅が最大となるとき
のレンズの光軸方向の位置と焦点誤差信号が０となると
きのレンズの光軸方向の位置との差が所定値になるよう
に光学素子、光源、レンズおよび光検出器のうち少なく
とも１つの位置を調整する位置調整装置とを備えたもの
である。

【００４４】本発明に係る光ピックアップ装置の調整装
置においては、光学記録媒体が配置されるべき位置に、
凹凸面を有する反射部材が配置される。光源から出射さ
れた光束はレンズにより集光され、集光された光束が反
射部材の凹凸面で反射される。駆動装置により反射部材
がレンズの光軸方向にほぼ垂直な面内で移動することに
より反射部材からの帰還光束の光強度変化が変化しつ
つ、反射部材とレンズとの光軸方向の相対位置が変化す
る。信号処理回路により光検出器の出力信号に基づいて
帰還光束の光強度変化が求められるとともに焦点誤差信
号が求められる。

【００４５】この場合、帰還光束の光強度変化は反射部
材の凹凸面での集光状態を表す。反射部材の凹凸面上で
の集光スポットの径が最小の状態で光強度変化の振幅が
最大となる。一方、焦点誤差信号は光学素子により導か
れた帰還光束の光検出器上での集光状態を表す。光検出
器上で集光スポットが合焦点状態となる場合に焦点誤差
信号が０となる。

【００４６】そこで、上記のように、反射部材をレンズ
の光軸方向にほぼ垂直な面内で移動させつつ反射部材と
レンズとの光軸方向の相対位置を変化させることによ
り、光検出器の出力信号に基づいて帰還光束の光強度変
化および焦点誤差信号を同時に計測することができる。

【００４７】したがって、帰還光束の光強度変化および
焦点誤差信号を計測しながら、帰還光束の光強度変化の
振幅が最大となるときのレンズの光軸方向の位置と焦点
誤差信号が０となるときのレンズの光軸方向との位置と
の差が所定値になるように光学素子、光源、レンズおよ
び光検出器のうち少なくとも１つの位置を調整すること
により、反射部材の凹凸面上での合焦点状態および光検
出器上での合焦点状態の両方を短時間で自動的に調整す
ることができる。その結果、光ピックアップ装置の製造
タクトタイムが短くなる。

【００４８】駆動装置は、反射部材をレンズの光軸方向
にほぼ垂直な面内で移動させる反射部材駆動装置と、レ
ンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動装置とを含んで
もよい。この場合、レンズが光軸方向に移動することに
より反射部材とレンズとの光軸方向の相対位置が変化す
る。

【００４９】駆動装置は、反射部材をレンズの光軸方向
にほぼ垂直な面内で移動させるとともに光軸方向に移動
させる反射部材駆動装置を含んでもよい。この場合、反
射部材がレンズの光軸方向に移動することにより反射部
材とレンズとの光軸方向の相対位置が変化する。

【００５０】反射部材の凹凸面は、光学記録媒体のトラ
ックに沿った方向に延びるストライプ状の凹凸パターン
を有し、駆動装置は、反射部材をレンズの光軸方向にほ
ぼ垂直かつストライプ状の凹凸パターンにほぼ垂直な方
向に振動させることにより反射部材からの帰還光束の光
強度を変化させてもよい。

【００５１】この場合、反射部材がレンズの光軸方向に
ほぼ垂直かつストライプ状の凹凸パターンにほぼ垂直な
方向に振動することにより反射部材からの帰還光束の光
強度が変化する。

【００５２】反射部材は複数のトラックを有する光学記
録媒体の少なくとも一部からなり、駆動装置は、反射部
材をレンズの光軸方向にほぼ垂直かつ複数のトラックに
ほぼ垂直な方向に振動させることにより反射部材からの
帰還光束の光強度を変化させてもよい。

【００５３】この場合、反射部材がレンズの光軸方向に
ほぼ垂直かつ複数のトラックにほぼ垂直な方向に振動す
ることにより反射部材からの帰還光束の光強度が変化す
る。

【００５４】反射部材は複数のトラックを有する光学記
録媒体からなり、駆動装置は、反射部材を回転させるこ
とにより反射部材からの帰還光束の光強度を変化させて
もよい。

【００５５】この場合、反射部材が回転することにより
反射部材からの帰還光束の光強度が変化する。

【００５６】光学素子はホログラム光学素子であり、位
置調整装置はホログラム光学素子の位置を調整するもの
である。この場合、帰還光束の光強度変化の振幅が最大
となるときのレンズの光軸方向の位置と焦点誤差信号が
０となるときのレンズの光軸方向の位置との差が所定値
になるようにホログラム光学素子の位置が調整される。

【００５７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
における光ピックアップ装置の調整装置の構成を示す概
略図である。図１において、互いに直交する３つの方向
をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向とする。

【００５８】半導体レーザ素子１は、サブマウント上に
取り付けられ、Ｚ方向にレーザ光（光束）を出射する。
半導体レーザ素子１から出射された光束は、ホログラム
光学素子２を透過し、対物レンズ３により反射板５に集
光される。反射板５は、光ディスク片等からなり、Ｙ方
向に平行に延びるストライプ状の凹凸からなる凹凸面５
ａを有する。この反射板５は、連結治具６により圧電素
子７に連結され、光ディスクが配置されるべき位置に配
置される。

【００５９】反射板５の凹凸面５ａからの帰還光束（反
射光束）は、対物レンズ３を透過し、ホログラム光学素
子２のホログラムパターン２ａによりほぼＸ方向および
Ｚ方向を含む面内で回折され、光検出器１０により検出
される。ホログラム光学素子２は、図５に示したホログ
ラムパターン１０２ａと同様に、非対称なホログラムパ
ターン２ａを有し、反射板５からの帰還光束に非点収差
を与える。

【００６０】対物レンズ３は、少なくともＺ方向に移動
可能にアクチュエータ４により支持されている。また、
ホログラム光学素子２は、チャッキング治具９を介して
移動ステージ８に連結されている。

【００６１】半導体レーザ素子１、ホログラム光学素子
２および光検出器１０がホログラムユニット１１を構成
する。

【００６２】回路群２０は、圧電素子駆動発振器２１、
レンズ駆動発振器２２、ステージ駆動回路２３、信号処
理回路２４およびコントロール回路２５を含む。

【００６３】圧電素子駆動発振器２１は、反射板５がＸ
方向に平行な矢印Ｘ１の方向に振動するように圧電素子
７を駆動する。レンズ駆動発振器２２は、対物レンズ３
が矢印Ｚ２の方向（光軸方向）に反射板５よりも小さい
周波数で振動するようにアクチュエータ４を駆動する。
ステージ駆動回路２３は、ホログラム光学素子２がＺ方
向に平行な矢印Ｚ１の方向に移動するように移動ステー
ジ８を駆動する。

【００６４】信号処理回路２４は、光検出器１０の出力
信号を後述するように処理する。コントロール回路２５
は、圧電素子駆動発振器２１、レンズ駆動発振器２２、
ステージ駆動回路２３および信号処理回路２４を制御す
る。コントロール回路２５は、インタフェース２６を介
して外部回路と接続可能となっている。

【００６５】図１の調整装置では、光ディスクの記録媒
体面上で合焦点状態が得られると同時に光検出器１０の
受光面上で合焦点状態が得られるように、ホログラム光
学素子２のＺ方向の位置が調整される。

【００６６】本実施の形態では、半導体レーザ素子１が
光源に相当し、対物レンズ３がレンズに相当し、ホログ
ラム光学素子２が光学素子に相当する。また、反射板５
が反射部材に相当し、アクチュエータ４、圧電素子７、
レンズ駆動発振器２２および圧電素子駆動発振器２１が
駆動装置を構成し、移動ステージ８およびステージ駆動
回路２３が位置調整装置に相当する。特に、アクチュエ
ータ４およびレンズ駆動発振器２２がレンズ駆動装置に
相当し、圧電素子７および圧電素子駆動発振器２１が反
射部材駆動装置に相当する。

【００６７】次に、図１の調整装置における調整方法の
原理を説明する。図２は図１の信号処理回路２４により
算出される再生信号ＨＦおよび焦点誤差信号ＦＥＳを示
す図である。図２の横軸は、対物レンズ３のＺ方向の位
置を表す。

【００６８】光学調整時には、図１の圧電素子７が反射
板５を矢印Ｘ１の方向に高速に振動させるとともに、ア
クチュエータ４が対物レンズ３を矢印Ｚ２の方向に反射
板５よりも小さい周波数で振動させる。

【００６９】信号処理回路２４は、光検出器１０の出力
信号に基づいて、焦点誤差信号ＦＥＳのＳカーブ特性を
上式（１）により算出するとともに、反射板５の凹凸面
５ａで高速に変調された再生信号ＨＦを上式（２）によ
り算出する。

【００７０】変調された再生信号ＨＦの振幅は、光ディ
スク１００の記録媒体面１００ａでの集光状態を表す。
図７（ｂ）に示したように光ディスク１００の記録媒体
面１００ａ上での集光スポットＭの径が最小の状態で再
生信号ＨＦの振幅は最大となる。図７（ａ），（ｃ）に
示したように光ディスク１００の記録媒体面１００ａで
の集光スポットＭが大きくなるほど再生信号ＨＦの振幅
は小さくなる。

【００７１】また、焦点誤差信号ＦＥＳのＳカーブ特性
は、ホログラム光学素子２のホログラムパターン２ａで
回折された光の光検出器１０上での集光状態を表す。図
６（ｂ）に示したように光検出器１０の受光面上での集
光スポットＳが合焦点状態となる場合にＳカーブ特性に
おいて焦点誤差信号ＦＥＳが０となる。

【００７２】上記のように、反射板５を矢印Ｘ１の方向
に高速に振動させつつ対物レンズ３を矢印Ｚ２の方向に
周期的に振動させることにより、光検出器１０の出力信
号に基づいて、変調された再生信号ＨＦの振幅変化およ
び焦点誤差信号ＦＥＳのＳカーブ特性を同時に観測する
ことができる。

【００７３】したがって、変調された再生信号ＨＦおよ
び焦点誤差信号ＦＥＳのＳカーブ特性を計測しながら、
変調された再生信号ＨＦの振幅が最大となる対物レンズ
３のＺ方向の位置（振幅最大点）ｐ１とＳカーブ特性に
おいて焦点誤差信号ＦＥＳが０となる対物レンズ３のＺ
方向の位置（Ｓカーブ特性の０点）ｐ２とが一致するよ
うに、ホログラム光学素子２を矢印Ｚ１の方向に移動さ
せる。それにより、光ディスク１００の記録媒体面１０
０ａ上での合焦点状態および光検出器１０の受光面上で
の合焦点状態の両方を同時に実現することができる。

【００７４】図１の信号処理回路２４は、振幅最大点ｐ
１を検出するとともに、Ｓカーブ特性の０点ｐ２を検出
し、変調された再生信号ＨＦの振幅最大点ｐ１と焦点誤
差信号ＦＥＳのＳカーブ特性の０点ｐ２との差ΔＦを差
信号として出力する。

【００７５】コントロール回路２５は、信号処理回路２
４から出力された差信号に基づいてステージ駆動回路２
３を制御する。ステージ駆動回路２３は、信号処理回路
２４から出力される差信号が所定値（例えば０）になる
まで、チャッキング治具９を介してホログラム光学素子
２と連結された移動ステージ８を矢印Ｚ１の方向に移動
させ、ホログラム光学素子２の光軸方向の位置を調整す
る。その間、信号処理回路２４は、光検出器１０の出力
信号に基づいて、変調された再生信号ＨＦおよび焦点誤
差信号ＦＥＳのＳカーブ特性を算出している。この場
合、移動ステージ８、光検出器１０および回路群２０に
よりサーボ系が構成される。

【００７６】このようにして、光ディスク１００の記録
媒体面１００ａ上での合焦点状態および光検出器１０の
受光面上での合焦点状態の両方が同時に得られるように
ホログラム光学素子２の位置が短時間で自動的に調整さ
れる。その結果、光ピックアップ装置の製造タクトタイ
ムが短くなる。

【００７７】なお、図１の調整装置において、反射板５
を矢印Ｘ１の方向に振動させる代わりに、光ディスクの
再生時のように実際の光ディスクを回転させても、光デ
ィスクに形成された多数のピットにより変調された再生
信号ＨＦが得られる。この場合には、変調された再生信
号ＨＦとして、光ディスクからの再生信号ＨＦそのもの
を用いることができる。

【００７８】本実施の形態のように光源として半導体レ
ーザ素子１を用いる場合には、光ディスクの記録媒体面
上での集光スポットの形状は、実際には真円ではなく楕
円となる。そのため、光ディスクの記録媒体面上での集
光スポットの径が最小となるときの対物レンズ３の位置
と再生信号ＨＦのジッター値が最小となるときの対物レ
ンズ３の位置とが僅かにずれる場合がある。そのずれ
は、半導体レーザ素子１および対物レンズ３の仕様が同
じであれば、一定となる。したがって、そのずれを考慮
して変調された再生信号ＨＦの振幅最大点ｐ１と焦点誤
差信号ＦＥＳのＳカーブ特性の０点ｐ２との相対位置を
一定値ずらすことにより再生信号ＨＦのジッター値を最
小に調整することができる。

【００７９】図３は本発明の第２の実施の形態における
光ピックアップ装置の調整装置の構成を示す概略図であ
る。

【００８０】図３の調整装置が図１の調整装置と異なる
のは次の点である。対物レンズ３を駆動するアクチュエ
ータ４の代わりに、反射板５および圧電素子７を支持治
具１３を介してＺ方向に平行な矢印Ｚ３の方向に一体的
に振動させるアクチュエータ１４が設けられている。圧
電素子７は、連結治具１２により支持治具１３に取り付
けられている。

【００８１】また、回路群２０の代わりに回路群２０ａ
が設けられている。回路群２０ａは、図１のレンズ駆動
発振器２２の代わりにアクチュエータ１４を駆動する反
射板駆動発振器２７を含む。回路群２０ａのその他の構
成は図１の回路群２０の構成と同様である。

【００８２】本実施の形態では、圧電素子７、アクチュ
エータ１４、圧電素子駆動発振器２１および反射板駆動
発振器２７が駆動装置まはた反射部材駆動装置を構成す
る。

【００８３】図３の調整装置においては、光学調整時
に、対物レンズ３を振動させる代わりにアクチュエータ
１４が反射板５および圧電素子７を矢印Ｚ３の方向に振
動させる。それにより、対物レンズ３を矢印Ｚ２の方向
へ振動させる場合と等価な効果が得られる。

【００８４】したがって、光ディスクの記録媒体面上で
の合焦点状態および光検出器１０の受光面上での合焦点
状態の両方が同時に得られるようにホログラム光学素子
２の位置が短時間で自動的に調整される。その結果、光
ピックアップ装置の製造タクトタイムが短くなる。

【００８５】なお、反射板５は光ディスク片に限らず、
例えば反射型回折格子のように、ストライプ状の凹凸か
らなる凹凸面を有する他の反射部材を用いてもよい。

【００８６】また、上記実施の形態では、光ディスクの
記録媒体面上で合焦点状態を得ると同時に光検出器１０
の受光面上で合焦点状態を得るためにホログラム光学素
子２の位置を調整しているが、半導体レーザ素子１また
は光検出器１０の位置を調整してもよい。

【００８７】さらに、本発明の調整方法および調整装置
は、ホログラム光学素子２を用いた光ピックアップ装置
に限らず、ハーフミラー等の他の光学素子を用いた光ピ
ックアップ装置の光学調整にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光ピックア
ップ装置の調整装置の構成を示す概略図である。

【図２】図１の信号処理回路により算出される再生信号
および焦点誤差信号を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態における光ピックア
ップ装置の調整装置の構成を示す概略図である。

【図４】従来の光ピックアップ装置の概略図である。

【図５】ホログラム光学素子のホログラムパターンの一
例を示す図である。

【図６】図４の光検出器の一例を示す模式的平面図であ
る。

【図７】光ディスクの記録媒体面上での集光状態を示す
図である。

【図８】対物レンズの位置と再生信号のジッター値との
関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ素子 ２ ホログラム光学素子 ２ａ ホログラムパターン ３ 対物レンズ ４，１４ アクチュエータ ５ 反射板 ５ａ 凹凸面 ６，１２ 連結治具 ７ 圧電素子 ８ 移動ステージ ９ チャッキング治具 １０ 光検出器 １１ ホログラムユニット １３ 支持治具 ２０，２０ａ 回路群 ２１ 圧電素子駆動発振器 ２２ レンズ駆動発振器 ２３ ステージ駆動回路 ２４ 信号処理回路 ２５ コントロール回路 ２６ インタフェース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 豊三 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 田尻 敦志 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 庄野 昌幸 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 澤田 稔 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5D117 CC07 HH01 HH03 HH09 HH10 KK13 5D118 AA13 BA01 CC12 CD02 DA26 DA28

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光束を出射する光源と、前記光源から出
   射された光束を光学記録媒体に集光するレンズと、光検
   出器と、前記光学記録媒体からの帰還光束を前記光検出
   器に導く光学素子とを備えた光ピックアップ装置のため
   の調整方法であって、 凹凸面を有する反射部材を前記光学記録媒体が配置され
   るべき位置に配置し、前記レンズにより集光された光束
   を前記凹凸面で反射させ、前記反射部材を前記レンズの
   光軸方向にほぼ垂直な面内で移動させることにより前記
   反射部材からの帰還光束の光強度を変化させつつ前記反
   射部材と前記レンズとの光軸方向の相対位置を変化さ
   せ、前記光検出器の出力信号に基づいて前記帰還光束の
   光強度変化を求めるとともに焦点誤差を表す焦点誤差信
   号を求め、前記帰還光束の光強度変化の振幅が最大とな
   るときの前記レンズの光軸方向の位置と前記焦点誤差信
   号が０となるときの前記レンズの光軸方向の位置との差
   が所定値になるように前記光学素子、前記光源、前記レ
   ンズおよび前記光検出器のうち少なくとも１つの位置を
   調整することを特徴とする光ピックアップ装置の調整方
   法。
2. 【請求項２】 前記レンズを光軸方向に移動させること
   により前記反射部材と前記レンズとの光軸方向の相対位
   置を変化させることを特徴とする請求項１記載の光ピッ
   クアップ装置の調整方法。
3. 【請求項３】 前記反射部材を光軸方向に移動させるこ
   とにより前記反射部材と前記レンズとの光軸方向の相対
   位置を変化させることを特徴とする請求項１記載の光ピ
   ックアップ装置の調整方法。
4. 【請求項４】 前記光学素子はホログラム光学素子であ
   り、前記ホログラム光学素子の位置を調整することを特
   徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアッ
   プ装置の調整方法。
5. 【請求項５】 光束を出射する光源と、前記光源から出
   射された光束を光学記録媒体に集光するレンズと、光検
   出器と、前記光学記録媒体からの帰還光束を前記光検出
   器に導く光学素子とを備えた光ピックアップ装置のため
   の調整装置であって、 凹凸面を有し、前記レンズにより集光された光束を前記
   凹凸面で反射するように前記光学記録媒体が配置される
   べき位置に配置された反射部材と、 前記反射部材を前記レンズの光軸方向にほぼ垂直な面内
   で移動させることにより前記反射部材からの帰還光束の
   光強度を変化させつつ前記反射部材と前記レンズとの光
   軸方向の相対位置を変化させる駆動装置と、 前記光検出器の出力信号に基づいて前記帰還光束の光強
   度変化を求めるとともに焦点誤差を表す焦点誤差信号を
   求める信号処理回路と、 前記帰還光束の光強度変化の振幅が最大となるときの前
   記レンズの光軸方向の位置と前記焦点誤差信号が０とな
   るときの前記レンズの光軸方向の位置との差が所定値に
   なるように前記光学素子、前記光源、前記レンズおよび
   前記光検出器のうち少なくとも１つの位置を調整する位
   置調整装置とを備えたことを特徴とする光ピックアップ
   装置の調整装置。
6. 【請求項６】 前記駆動装置は、前記反射部材を前記レ
   ンズの光軸方向にほぼ垂直な面内で移動させる反射部材
   駆動装置と、前記レンズを光軸方向に移動させるレンズ
   駆動装置とを含むことを特徴とする請求項５記載の光ピ
   ックアップ装置の調整装置。
7. 【請求項７】 前記駆動装置は、前記反射部材を前記レ
   ンズの光軸方向にほぼ垂直な面内で移動させるとともに
   光軸方向に移動させる反射部材駆動装置を含むことを特
   徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置の調整装
   置。
8. 【請求項８】 前記反射部材の凹凸面は、前記光学記録
   媒体のトラックに沿った方向に延びるストライプ状の凹
   凸パターンを有し、 前記駆動装置は、前記反射部材を前記レンズの光軸方向
   にほぼ垂直かつ前記ストライプ状の凹凸パターンにほぼ
   垂直な方向に振動させることにより前記反射部材からの
   帰還光束の光強度を変化させることを特徴とする請求項
   ５〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置の調整装
   置。
9. 【請求項９】 前記反射部材は複数のトラックを有する
   光学記録媒体の少なくとも一部からなり、 前記駆動装置は、前記反射部材を前記レンズの光軸方向
   にほぼ垂直かつ前記複数のトラックにほぼ垂直な方向に
   振動させることにより前記反射部材からの帰還光束の光
   強度を変化させることを特徴とする請求項５〜７のいず
   れかに記載の光ピックアップ装置の調整装置。
10. 【請求項１０】 前記反射部材は複数のトラックを有す
    る光学記録媒体からなり、 前記駆動装置は、前記反射部材を回転させることにより
    前記反射部材からの帰還光束の光強度を変化させること
    を特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光ピック
    アップ装置の調整装置。
11. 【請求項１１】 前記光学素子はホログラム光学素子で
    あり、 前記位置調整装置は前記ホログラム光学素子の位置を調
    整することを特徴とする請求項５〜１０のいずれかに記
    載の光ピックアップ装置の調整装置。