JP2002352449A - 光学ピックアップ装置及び記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光軸方向に移動操作される可動レンズ群を含
む球面収差補正レンズを有し、姿勢変化や僅かな衝撃に
より可動レンズ群が不必要に動いてしまうことがなく、
可動レンズ群の位置を正確に制御することができ、か
つ、可動レンズ群を高速に、かつ、長い距離に亘って移
動操作できるようにする。 【解決手段】 光軸方向に移動されることにより球面収
差を補正する可動レンズ群７の位置を位置センサ２０で
検出し、光ディスクの透明基板の厚みに応じて、可動レ
ンズ群７の位置を閉ループ制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録媒体に対
する情報信号の書込みまたは読出しを行う光学ピックア
ップ装置及び光学ピックアップ装置を備え光学記録媒体
に対する記録または再生を行う記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光学記録媒体に対する情報信号の
書込みまたは読出しを行う光学ピックアップ装置におい
ては、球面収差補正レンズ群を備えたものが提案されて
いる。この球面収差補正レンズ群は、透明基板の厚さの
異なる複数種類の光学記録媒体を用いる場合におけるこ
の透明基板の厚さや、または、透明基板の厚さや屈折率
のばらつきに応じて発生する球面収差を補正するもので
ある。この球面収差補正レンズ群は、光源と対物レンズ
との間の光路上に配設されており、２群のレンズ群から
なり、一方のレンズ群は固定された固定レンズ群とさ
れ、他方のレンズ群は光軸方向に移動操作可能な可動レ
ンズ群となされている。

【０００３】そして、この球面収差補正レンズ群は、光
学記録媒体の透明基板の厚さに応じて、可動レンズ群の
光軸方向の位置を調整されることにより、球面収差の補
正を行う。

【０００４】球面収差補正レンズの可動レンズ群を移動
操作可能に支持する機構としては、従来、可動レンズ群
側にラックギヤを取付け、このラックギヤをピニオンギ
ヤを介して送り操作するようにしたものが提案されてい
る。

【０００５】しかし、このような支持機構においては、
各ギヤ間で生ずるバックラッシュなどにより位置決め精
度を高くすることができず、また、可動レンズ群を高速
で駆動できないという問題があった。

【０００６】そして、球面収差補正レンズ群の可動レン
ズ群を移動操作可能に支持する機構としては、可動レン
ズ群を複数の平行板ばねによって支持させておき、ボイ
スコイルモータ（ＶＣＭ）によって駆動するものが提案
されている。

【０００７】しかし、このような支持機構においては、
可動レンズ群の傾きによる光軸ずれが生じやすいという
問題があった。このような光軸ずれが生ずると、コマ収
差が発生する。

【０００８】そのため、従来、球面収差補正レンズ群の
可動レンズ群の周囲を複数の板ばねによって弾性的に支
持する支持機構が提案されている。各板ばねは、可動レ
ンズ群を中心として放射状に配設され、それぞれが光軸
回りの螺旋形状となっていることによって渦巻き状に配
置されている。

【０００９】この支持機構においては、球面収差補正レ
ンズ群の可動レンズ群を、傾きを生じさせることなく、
高速で移動操作することが可能となり、すなわち、コマ
収差を発生させることなく、球面収差の迅速な補正を実
現することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光ディスクの如き光学記録媒体においては、各媒体ご
との透明基板の厚みのばらつきは、数ミクロン（μｍ）
以上であるが、同一の媒体内における厚みの変動は、高
々１ミクロン程度である。

【００１１】したがって、光学記録媒体を用いて光学ピ
ックアップ装置により情報信号の記録または再生を行う
記録再生装置においては、この記録再生装置に光学記録
媒体が装着されたときに、所定の目標位置、例えば、光
学ピックアップ装置の受光素子からの出力に基づいて生
成されるプッシュプル信号の振幅が最大となる位置に、
可動レンズ群の位置を調整して収差を補正してしまえ
ば、その後、光学記録媒体を替えるまでは、頻繁に可動
レンズ群を移動させて収差を補正し続けることは必要は
なかった。

【００１２】しかしながら、現在、光ディスクにおける
情報信号の高密度化の要求が高まっており、面密度を２
倍にするための技術として、２層の信号記録層を積層さ
せて構成した「２層光ディスク」が提案されている。こ
の「２層光ディスク」においては、各信号記録層間の距
離は、少なくとも２Ｏミクロン程度が確保されている必
要がある。したがって、このような「２層光ディスク」
においては、第１の信号記録層から情報信号を読出すと
きと、第２の信号記録層から情報信号を読出すときと
で、透明基板の厚みが大きく異なることとなる。すなわ
ち、この「透明基板の厚み」は、光束入射側の光ディス
クの表面より、情報信号の読出しまたは書込みを行う信
号記録層までの距離であるからである。

【００１３】そのため、このような「２層光ディスク」
を用いる場合には、記録再生装置に装着された光ディス
クを替えない状態においても、可動レンズ群を移動させ
て収差を補正することが必要となる。すなわち、球面収
差の補正は、使用する記録層が第１の信号記録層から第
２の信号記録層へ、または、第２の信号記録層から第１
の信号記録層へと替わる毎に、行なわれなければならな
い。

【００１４】また、これら信号記録層間の間隔である２
０ミクロン以上という値は、これまで透明基板の厚さの
ばらつきとして想定していた数ミクロン程度という値に
比較して格段に大きい。そして、可動レンズ群を移動さ
せるべき距離も、透明基板の厚さの変動量にほぼ比例し
て大きくなる。

【００１５】したがって、記録再生の性能が良好な記録
再生装置を実現するためには、可動レンズ群を高速に、
かつ、長い距離を移動操作できるように構成された光学
ピックアップ装置が必要となる。

【００１６】可動レンズ群の移動の高速化を図るには、
例えば、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）駆動のような、
制御帯域を広く確保できる駆動方式を採用することが望
ましい。しかし、ボイスコイルモータ駆動を採用した場
合、可動レンズ群を、板ばねや渦巻きばねなどの如き充
分に剛性が低い支持部材で支持するようにしないと、消
費電力を増大させることなく良好な制御特性を維持し、
小型に構成し、かつ、可動範囲を広くすることは困難で
ある。

【００１７】ところが、可動レンズ群を支持する板ばね
の剛性を低くすると、記録再生装置の姿勢変化や、僅か
な衝撃により、可動レンズ群が不必要に動いてしまうの
で、ボイスコイルに供給する駆動電流を制御することの
みによっては、可動レンズ群の位置を正確に制御するこ
とが困難となる。

【００１８】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、光軸方向に移動操作される可動
レンズ群を含む球面収差補正レンズ群を有し、姿勢変化
や僅かな衝撃により可動レンズ群が不必要に動いてしま
うことがなく、可動レンズ群の位置を正確に制御するこ
とができ、かつ、可動レンズ群を高速に、かつ、長い距
離に亘って移動操作できるようになされた光学ピックア
ップ装置及びこのような光学ピックアップ装置を備えた
記録再生装置を提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る光学ピックアップ装置は、本体内に内
蔵された光源と、この光源から発せられた光束を光記録
媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、光源と
対物レンズとの間の光路上に配設され本体によって光軸
方向に移動操作可能となされて支持された可動レンズ群
を含む球面収差補正レンズ群とを備えている。そして、
球面収差補正レンズ群の可動レンズ群は、本体により、
スラストベアリングを介して支持されていることを特徴
とするものである。

【００２０】この光学ピックアップ装置においては、可
動レンズ群をスラストベアリングを介して支持されてい
るため、移動レンズ群の位置を制御するための消費電力
を抑えることができるともに、制御性能を高めることが
できる。

【００２１】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、本体内に内蔵された光源と、この光源から発せられ
た光束を光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レ
ンズと、光源と対物レンズとの間の光路上に配設され本
体によって光軸方向に移動操作可能となされて支持され
た可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群と、可動レ
ンズ群を光軸方向に移動操作する移動操作手段と、可動
レンズ群の光軸方向の位置を検出する位置センサとを備
えている。そして、移動操作手段は、位置センサにより
検出された可動レンズ群の光軸方向の位置に基づいて可
動レンズ群を移動操作することを特徴とするものであ
る。

【００２２】すなわち、この光学ピックアップ装置にお
いては、可動レンズ群の光軸方回の位置を検出する位置
センサを搭載したことにより、装置の姿勢変動や小さな
衝撃により可動レンズ群が動いてしまうことを防ぎ、閉
ループにより可動レンズ群を最適な位置に制御すること
ができる。

【００２３】さらに、本発明に係る光学ピックアップ装
置は、本体内に内蔵された光源と、この光源から発せら
れた光束を光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物
レンズと、光源と対物レンズとの間の光路上に配設され
本体によって光軸方向に移動操作可能となされて支持さ
れた可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群と、可動
レンズ群を光軸方向に移動操作する移動操作手段と、可
動レンズ群の可動範囲を規制するストッパ部材とを備え
ていることを特徴とする。

【００２４】この記録再生装置においては、可動レンズ
群の可動範囲を規制するストッパ部材を設けていること
により、可動レンズ群を保護することができる。

【００２５】そして、本発明に係る記録再生装置は、光
源とこの光源から発せられた光束が入射される対物レン
ズとこの対物レンズによって形成される光束の集光点を
光記録媒体の信号記録面上に位置させるフォーカス調整
手段と光源と対物レンズとの間の光路上に配設され光軸
方向に移動操作可能となされた可動レンズ群を含む球面
収差補正レンズ群とこの可動レンズ群の光軸方向の位置
を検出する位置センサと可動レンズ群を光軸方向に移動
操作する移動操作手段とを有する光学ピックアップ装置
と、光学記録媒体を光学ピックアップ装置に対向させた
状態で保持する記録媒体保持手段と、メモリと、光学ピ
ックアップ装置が有する各手段及びメモリの動作を制御
する制御手段とを備えている。制御手段は、移動操作手
段を介して、予めメモリに記録されている可動レンズ群
の最適位置情報を目標値として、この目標値に位置セン
サによる検出結果が近づく方向に可動レンズ群を移動操
作する閉ループ制御を開始した後に、フォーカス調整手
段によるフォーカス制御を開始させ、このフォーカス制
御が開始された後に、閉ループ制御における目標値を予
め定められた光学的な評価値を最適とする値に最適化す
ることを特徴とするものである。

【００２６】また、位置センサ出力のキャリブレーショ
ン機能を持たせることにより、この位置センサに、安価
な光学式センサや磁気センサを使用することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の具体的な実施の形態について説明する。

【００２８】本発明に係る光学ピックアップ装置は、図
１に示すように、光源となる半導体レーザ１を備えてい
る。この半導体レーザ１より出射された光束は、いわゆ
る「３ビーム法」によるトラッキング制御を行うために
光束を分岐させるグレーティング（回折格子）２を透過
して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３に入射する。
この偏光ビームスプリッタ３において、半導体レーザ１
より入射された光束は、反射膜３ａに対してＰ偏光とな
っており、大部分がこの反射膜３ａを透過して、偏光ビ
ームスプリッタ３より出射される。偏光ビームスプリッ
タ３から出射された光束は、コリメータレンズ４に入射
し、このコリメータレンズ４によって、平行光束となさ
れる。この平行光束は、四分の一波長（λ／４）板５に
入射し、この四分の一波長板５により、円偏光状態とな
される。そして、この光束は、球面収差補正レンズ群に
入射する。

【００２９】球面収差補正レンズ群は、半導体レーザ１
からの光束の入射側である固定レンズ群６と、この固定
レンズ群６を経た光束が入射される可動レンズ群７とか
ら構成されている。固定レンズ群６は、凹レンズ群（ま
たは、単一の凹レンズ）であって、入射された光束を拡
散光束とする。可動レンズ群７は、凸レンズ群（また
は、単一の凸レンズ）であって、入射された拡散光束を
再び平行光束とする。これら固定レンズ群６及び可動レ
ンズ群７を経た光束は、入射前に対して光束径を拡大さ
れている。すなわち、この球面収差補正レンズ群は、ビ
ームエキスパンダとして構成されている。

【００３０】そして、可動レンズ群７は、光軸方向に移
動操作可能に支持されている。この可動レンズ群７の支
持機構については、後述する。この可動レンズ群７は、
移動操作手段となるアクチュエータ８によって、光軸方
向に移動操作される。このアクチュエータ８としては、
いわゆる「ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）」として構成
されたものを使用することができる。

【００３１】球面収差補正レンズ群を経た光束は、対物
レンズに入射する。この対物レンズは、第１の対物レン
ズ９と第２の対物レンズ１０との２群構成となってい
る。第１の対物レンズ９は、両凸の凸レンズであり、球
面収差補正レンズ群を経た光束が始めに入射する。第２
の対物レンズ１０は、第１の対物レンズ９を経た光束が
入射され、入射側が凸面、出射側が平面の略々半球状に
形成されたレンズである。この第２の対物レンズ１０の
出射面は、光学記録媒体１０１の表面に近接される。こ
れら第１及び第２の対物レンズ９，１０からなる２群構
成の対物レンズは、入射された光束を、光学記録媒体１
０１の信号記録層上に集光する。また、この対物レンズ
は、２軸アクチュエータ１１によって支持され、光軸方
向及び光軸に直交する方向に移動操作される。この２軸
アクチュエータ１１の動作により、対物レンズにより形
成される集光点を信号記録層上の記録トラックに追従さ
せるフォーカス調整及びトラッキング調整が行われる。

【００３２】光学記録媒体１０１は、光ディスク、光カ
ード等、種々の形状として構成され得、一層、または、
多層の信号記録層を有している。光学記録媒体１０１の
表面（光束入射面）と信号記録層との間は、透明基板と
なっている。信号記録層には、記録トラックが形成され
ている。この信号記録層において、情報信号は、記録ト
ラックに沿って記録されている。

【００３３】信号記録層上に照射された光束は、この信
号記録層に記録された情報信号に応じた変調を受けて反
射され、対物レンズの第２の対物レンズ１０に再入射す
る。この反射光束は、第１の対物レンズ９、球面収差補
正レンズ群の可動レンズ群７及び固定レンズ群６、四分
の一波長板５、コリメータレンズ４を経て、偏光ビーム
スプリッタ３に戻る。

【００３４】この偏光ビームスプリッタ３において、反
射光束は、反射膜３ａに対してＳ偏光となっており、大
部分がこの反射膜３ａにより反射され、半導体レーザ１
に戻る光路から分岐されて、この偏光ビームスプリッタ
３より出射される。このようにして偏光ビームスプリッ
タ３から出射された反射光束は、マルチレンズ１１を経
て、フォトダイオード１２によって受光される。このフ
ォトダイオード１２からの出力信号に応じて、光学記録
媒体に記録された情報信号の読出し信号、フォーカスエ
ラー信号、トラッキングエラー信号等が生成される。

【００３５】なお、光学ピックアップ装置を構成する上
述した各素子は、この光学ピックアップ装置の本体を構
成する図示しない筐体内に収納されている。

【００３６】そして、この光学ピックアップ装置におい
ては、図２に示すように、球面収差補正レンズ群の可動
レンズ群７は、レンズホルダ（鏡筒）１３に取付けられ
ている。そして、このレンズホルダ１３は、一対の渦巻
きばね１４，１５により、両端側を、光学ピックアップ
装置の筐体１６に対して支持されている。渦巻きばね１
４，１５は、レンズホルダ１３の周囲に放射状に配され
た複数の板ばねからなり、各板ばねが光軸回りの螺旋形
状となっていることにより、渦巻き状をなしている。こ
れら渦巻きばね１４，１５は、レンズホルダ１３を、光
軸方向に移動可能に弾性的に支持している。

【００３７】レンズホルダ１３の側面には、アクチュエ
ータ８を構成するコイル１７が取付けられている。そし
て、筐体１６内には、コイル１７に対向して、ヨーク１
８を介してアクチュエータ８を構成するマグネット１９
が取付けられている。コイル１７に駆動電流が供給され
ると、このコイル１７が発生する磁界とマグネット１９
が形成する磁界との作用により、レンズホルダ１３は、
光軸方向に移動操作される。

【００３８】そして、レンズホルダ１３の一端部には、
位置センサ２０によって位置検出をされるための反射板
２１が取付けられている。位置センサ２０は、図３に示
すように、ケース２２内に発光素子（ＬＥＤ）２３及び
受光素子２４を内蔵して構成されている。発光素子２３
は、ケース２２の外方側に向けて光束を射出し、レンズ
ホルダ１３に取付けられた反射板２１に照射する。この
光束は、反射板２１により反射され、ケース２２内の受
光素子２４に受光される。このときの受光状態により、
反射板２１と位置センサ２０との間の距離がわかり、レ
ンズホルダ１３の位置を特定することができる。

【００３９】また、筐体１６には、レンズホルダ１３の
両端側となる位置に、それぞれレンズホルダ１３より所
定の距離を隔てて、ストッパ部材２５，２６が設けられ
ている。これらストッパ部材２５，２６は、レンズホル
ダ１３の可動範囲を規制する。すなわち、レンズホルダ
１３は、光軸方向について移動し、いずれかのストッパ
部材２５，２６に当接した場合には、それ以上、同方向
に移動することはできない。レンズホルダ１３の移動ス
トロークは、２ｍｍ程度となっている。なお、ストッパ
部材２６には、位置センサ２０と反射板２１との間を往
復する光束の光路を確保するための切り欠きが設けられ
ている。

【００４０】可動レンズ群７の光軸方向の位置、すなわ
ち、位置センサ２０及び反射板２１間の距離と、位置セ
ンサ２０から出力される出力電流ｉの関係は、図４にお
いて実線で示すように、出力が極大となる距離から、距
離が大きくなるにつれて出力は下がってゆくことにな
る。この図４において、横軸は、位置センサ２０の上端
面と反射板２１との間の距離ｄを示し、縦軸は、位置セ
ンサ２０の受光素子２４から出力される出力電流ｉを示
している。すなわち、出力電流ｉは、位置センサ２０及
び反射板２１間の距離が０から増えてゆくと、単調補加
し、ある距離で極大値となった後は、単調減少する。こ
の光学ピックアップ装置においては、可動レンズ群７の
可動範囲を大きく確保するために、傾きの緩やかな単調
減少領域に可動レンズ群７の可動範囲が収まるようにし
ている。

【００４１】そして、位置センサ２０は、環境温度によ
り特性が影響を受けたり、または、経時変化により、図
４において点線で示すように、距離が同じでも出力電流
値が変わってしまう可能性がある。そこで、可動レンズ
群７が最上点にあるときと最下点にあるときの位置セン
サ２０の出力電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｄを予め観測しておき、それ
らで規格化した出力を位置情報として用いることができ
る。

【００４２】すなわち、位置センサ２０からの出力電流
Ｉと、現在の可動レンズ群７の位置Ｘとの間には、以下
の関係がある。

【００４３】Ｘ＝（ｉ_Ｄ−Ｉ）／（ｉ_Ｄ−ｉ_Ｕ） ここで、「位置Ｘ」は、可動レンズ群７の可動距離全体
（フルストローク）を１とした場合における最下点から
の距離（０．０乃至１．０）を示している。例えば、２
層光ディスクの第１層を読む場合における最適な可動レ
ンズ群７の位置Ｘが、ｎ（０．０〜１．０）であったと
する。この場合には、位置センサ２０からの出力電流Ｉ
について、以下の条件が満たされるように、可動レンズ
群７の位置を制御すればよい。

【００４４】ｎ＝（ｉ_Ｄ−Ｉ）／（ｉ_Ｄ−ｉ_Ｕ） これを変形すると、出力電流Ｉの制御目標値は、以下の
値となる。

【００４５】Ｉ＝（１−ｎ）ｉ_Ｄ−ｎｉ_Ｕ 以上の動作は、図５のフローチャートに示すようにして
実行することができる。すなわち、ステップｓｔ１にお
いて、コイル１７にオフセット電流（＋）を供給し、可
動レンズ群７を最上点に移動させる。次に、ステップｓ
ｔ２において、可動レンズ群７が最上点であるときの位
置センサ２０からの出力電流ｉ_Ｕを計測する。そして、
ステップｓｔ３で、コイル１７にオフセット電流（−）
を供給し、可動レンズ群７を最下点に移動させる。次
に、ステップｓｔ４において、可動レンズ群７が最下点
であるときの位置センサ２０からの出力電流ｉ_Ｄを計測
する。

【００４６】そして、ステップｓｔ５では、予めメモリ
に記憶させておいた可動レンズ群７についての目標位置
Ｒを読出す。次のステップｓｔ６では、目標位置をＲと
して、可動レンズ群７の位置について閉ループ制御を開
始する。すなわち、ステップｓｔ７では、位置センサ２
０からの出力電流Ｉを計測し、上述した関係式に基づい
て、可動レンズ群７の現在位置Ｘを算出する。そして、
ステップｓｔ８では、目標位置Ｒと現在位置Ｘとの差
（Ｘ−Ｒ）を算出し、位相補償を行って、可動レンズ群
７を移動操作するアクチュエータ８に駆動電流を供給す
る。そして、上述したような制御動作は、図６に示すよ
うに、減算器２７、位相補償回路２８及びアクチュエー
タ駆動回路２９を有し制御手段となる制御回路によって
行うことができる。

【００４７】すなわち、この光学ピックアップ装置にお
いては、まず、上述のようにして出力電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｄが
求められ、キャリブレーションの準備がなされた後、予
め図示しないメモリ内に格納されていた目標位置Ｒが読
出され、制御系の目標値として設定される。そして、制
御が開始された後は、上述した計算法によって、可動レ
ンズ群の現在位置Ｘが目標位置Ｒに等しくなるように、
可動レンズ群が閉ループ制御される。

【００４８】なお、目標位置を設定する方法としては、
この光学ピックアップ装置を使用して構成された記録再
生装置において、フォーカスサーボ動作（フォーカス調
整）の実行を開始した後に、ＲＦ信号等をモニターしな
がら可動レンズ群を移動させ、ＲＦ信号等の振幅が最大
になるときの可動レンズ群の位置を目標位置とするとい
う方法もある。

【００４９】さらに、これらの方法を組み合わせること
により、フォーカスサーボの引き込み動作と記録再生信
号の品質との両方を改善することができる。すなわち、
まず、メモリから読み出された目標位置に基づいて可動
レンズ群を移動操作し、次に、フォーカスサーボ動作を
開始し、その後に、ＲＦ信号等をモニターしながら可動
レンズ群の位置を微調整し、図７に示すように、最適な
位置を目標位置とするのである。

【００５０】すなわち、図７のステップｓｔ９におい
て、メモリから可動レンズ群の初期位置目標値Ｒを読出
し、ステップｓｔ１０に進む。ステップｓｔ１０では、
初期位置目標値Ｒを位置目標値Ｒとして、閉ループ制御
を開始し、ステップｓｔ１１に進む。ステップｓｔ１１
では、フォーカスサーボ動作を開始し、ステップｓｔ１
２に進む。ステップｓｔ１２では、位置目標値ＲをＲ＋
ΔＲに置き換えることにより位置目標値を所定のステッ
プ量ΔＲだけ変化（増加）させて、ステップｓｔ１３に
進む。ステップｓｔ１３では、位置目標値の変化による
ＲＦ振幅の変動量（ＲＦamp（ｋ）−ＲＦamp（ｋ−
１））を測定し、ステップｓｔ１４に進む。ステップｓ
ｔ１４では、ステップｓｔ１３で測定されたＲＦ振幅の
変動量の絶対値（｜ＲＦamp（ｋ）−ＲＦamp（ｋ−１）
｜）が所定の振幅変動量閾値（ΔＲＦamp）よりも大き
いか否かを判別する。ＲＦ振幅の変動量の絶対値が所定
の振幅変動量閾値よりも大きければ、ステップｓｔ１５
に進み、ＲＦ振幅の変動量の絶対値が所定の振幅変動量
閾値よりも大きくなければ、ステップｓｔ１７に進む。
ステップｓｔ１７では、位置目標値Ｒの最適化を終了す
る。ステップｓｔ１５では、ステップｓｔ１３で測定さ
れたＲＦ振幅の変動量（ＲＦamp（ｋ）−ＲＦamp（ｋ−
１））の符号が正であるか（ＲＦamp（ｋ）−ＲＦamp
（ｋ−１）＞０）を判別する。ＲＦ振幅の変動量の符号
が正であれば、ステップｓｔ１２に戻り、ＲＦ振幅の変
動量の符号が正でなければ、ステップｓｔ１６に進む。
ステップｓｔ１６では、位置目標値ＲをＲ−ΔＲに置き
換えることにより位置目標値をΔＲだけ変化（減少）さ
せて、ステップｓｔ１３に進む。

【００５１】このような処理により、位置目標値Ｒを所
定のステップ量ΔＲだけ変化させたときのＲＦ振幅の変
動量が所定の振幅変動量閾値以下となるように、位置目
標値Ｒの最適化がなされる。

【００５２】なお、上述の実施の形態においては、可動
レンズ群を一対の渦巻きばねによって支持しているが、
支持機構については従来のギヤ駆動式のもの（ラックギ
ヤ及びピニオンギヤを使用したもの）や平行板ばねを使
用したものであっても、可動レンズ群の位置を位置セン
サによって検出することだけによっても、従来の光学ピ
ックアップ装置に比較して、外乱に影響されにくい高精
度の球面収差補正が可能である。

【００５３】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、図８に示すように、レンズホルダ１３の両側に一対
の送り軸３０，３０を配置し、レンズホルダ１３に各送
り軸３０，３０に沿って移動可能となされた一対のメタ
ル軸受け（スラストベアリング）３１，３１を取付けて
構成してもよい。この場合には、上述の渦巻きばねは不
要である。可動レンズ群７は、レンズホルダ１３ととも
に、送り軸３０，３０に沿って、光軸方向に移動可能に
支持される。

【００５４】そして、レンズホルダ１３には、図９に示
すように、一対のコイル１７，１７が取付けられてい
る。光学ピックアップ装置の筐体１６内には、マグネッ
ト１９及びヨーク１８からなる一対の磁気回路が設けら
れている。これらヨーク１８，１８の一部は、コイル１
７，１７に挿通されている。

【００５５】この光学ピックアップ装置においても、上
述した実施の形態におけるのと同様に、コイル１７，１
７に駆動電流を供給することにより、可動レンズ群７
は、光軸方回に移動操作される。そして、この光学ピッ
クアップ装置においても、上述した実施の形態における
のと同様に、ストッパ部材２５，２６及び位置センサ２
０が設けられている。この位置センサ２０は、発光素子
が発する光束をレンズホルダ１３の側面に照射するよう
に配置されている。すなわち、この位置センサ２０は、
レンズホルダ１３の側面に設けられた段差部分を検出す
るように配置されている。この位置センサ２０の受光素
子からの出力信号は、図１０に示すように、可動レンズ
群７の移動に応じて、単調減少する状態となる。

【００５６】なお、この光学ピックアップ装置におい
て、この位置センサ２０からの出力信号についての処理
は、上述の実施の形態における処理と同様のことを行
う。そして、上述のメタル軸受け（スラストベアリン
グ）３１に代えて、ボールベアリングやローラーベアリ
ング等を用いることとしてもよい。

【００５７】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置は、図１１に示すように、上述の位置センサに代え
て、ホール素子３２及びセンサ用マグネット３３を設け
て磁気センサを構成し、この磁気センサにより可動レン
ズ群７の位置を検出することとしてもよい。

【００５８】この磁気センサにおいて、センサ用マグネ
ット３３は、光学ピックアップ装置の筐体１６内に固定
して取付けられており、光軸に垂直な方向に磁化され、
レンズホルダ１３に対向する側が斜めに切り欠かれた形
状となっている。ホール素子３２は、レンズホルダ１３
に取付けられ、センサ用マグネット３３に対向してい
る。

【００５９】この光学ピックアップ装置においては、図
１２に示すように、上述した実施の形態と同様に、コイ
ル１７，１７と、ヨーク１８，１８及びマグネット１
９，１９からなる磁気回路とにより、レンズホルダ１３
が移動操作される。

【００６０】この光学ピックアップ装置において、レン
ズホルダ１３が可動レンズ群７とともに光軸方向に移動
操作されると、ホール素子３２とセンサ用マグネット３
３との間の距離が変化する。すると、ホール素子３２の
出力信号が変化するため、この出力に基づいて、レンズ
ホルダ１３の位置を検出することができる。なお、この
光学ピックアップ装置において、ホール素子３２からの
出力信号についての処理は、上述の実施の形態における
処理と同様のことを行う。

【００６１】そして、本発明に係る光学ピックアップ装
置においては、ホール素子及びセンサ用マグネットに代
えて、ＭＲセンサ（磁気抵抗効果素子）やＭＩセンサ
（磁気インピーダンス効果を利用した磁気検出素子）
と、充分に細かいピッチで多極着磁した着磁スケールと
を用いてもよい。さらに、可変抵抗を用いたポテンショ
メータなども、ホール素子及びセンサ用マグネットに代
えて使用することができる。これらの場合には、出力信
号についてのキャリブレーションを省略することも可能
となる。

【００６２】そして、上述した本発明に係る光学ピック
アップ装置を用いて、記録再生装置を構成することがで
きる。この記録再生装置は、光学ピックアップ装置を移
動可能に支持する支持機構と、光ディスクの如き光学記
録媒体を光学ピックアップ装置の対物レンズに対向させ
て回転操作する回転操作機構と、光学ピックアップ装置
及び回転操作機構を制御する制御回路とを有して構成さ
れる。制御回路は、光学ピックアップ装置からの出力信
号に応じて、フォーカスエラー信号及びトラッキングエ
ラー信号等を生成し、これらエラー信号に基づいて光学
ピックアップ装置の２軸アクチュエータを制御し、フォ
ーカスサーボ動作（フォーカス調整）及びトラッキング
サーボ動作（トラッキング調整）を行う。また、この制
御回路は、光学ピックアップ装置からの出力信号に応じ
て、可動レンズ群を移動操作するアクチュエータを制御
し、球面収差の補正を行う。

【００６３】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る光学ピック
アップ装置においては、光学記録媒体の透明基板の厚さ
の違い等によって生ずる球面収差を補正するための可動
レンズ群の位置を、位置センサにより検出し、この検出
結果に基づいて可動レンズ群の位置を制御するので、姿
勢変化や外方からの衝撃などの外乱に影響されることな
く、常に高精度の球面収差補正を行なうことができる。

【００６４】また、可動レンズ群をスラストベアリング
により支持し、この可動レンズ群を磁気回路により移動
操作することとした場合には、可動レンズ群を可動範囲
の端に移動した場合にも、復元力が生じないので、消費
電力が小さくて済み、また、低域感度が高いので、制御
性能を向上させることができる。

【００６５】すなわち、本発明は、光軸方向に移動操作
される可動レンズ群を含む球面収差補正レンズを有し、
姿勢変化や僅かな衝撃により可動レンズ群が不必要に動
いてしまうことがなく、可動レンズ群の位置を正確に制
御することができ、かつ、可動レンズ群を高速に、か
つ、長い距離に亘って移動操作できるようになされた光
学ピックアップ装置及びこのような光学ピックアップ装
置を備えた記録再生装置を提供することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の光学系の
構成を示す側面図である。

【図２】上記光学ピックアップ装置の要部となる可動レ
ンズ群の支持機構の構成を示す縦断面図である。

【図３】上記光学ピックアップ装置の位置センサの構成
を示す縦断面図である。

【図４】上記位置センサより出力される検出信号を示す
グラフである。

【図５】上記光学ピックアップ装置における位置センサ
より出力される検出信号の処理を示すフローチャートで
ある。

【図６】上記光学ピックアップ装置において位置センサ
より出力される検出信号の処理を行う制御回路の構成を
示すブロック図である。

【図７】上記光学ピックアップ装置における可動レンズ
の位置の目標値を最適化する処理を示すフローチャート
である。

【図８】上記光学ピックアップ装置における可動レンズ
群の支持機構の構成の他の形態を示す縦断面図である。

【図９】上記図８に示した可動レンズ群の支持機構の構
成を示す横断面図である。

【図１０】上記図８に示した光学ピックアップ装置にお
いて位置センサより出力される検出信号を示すグラフで
ある。

【図１１】上記光学ピックアップ装置における可動レン
ズ群の支持機構の構成のさらに他の形態を示す縦断面図
である。

【図１２】上記図１１に示した可動レンズ群の支持機構
の構成を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ、３ 偏光ビームスプリッタ、６ 固
定レンズ群、７ 可動レンズ群、８ アクチュエータ、
９ 第１の対物レンズ、１０ 第２の対物レンズ、１２
フォトダイオード、１０１ 光学記録媒体

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体内に内蔵された光源と、 上記光源から発せられた光束を光記録媒体の信号記録面
   上に集光させる対物レンズと、 上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に配設され、
   上記本体によって光軸方向に移動操作可能となされて支
   持された可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群とを
   備え、 上記球面収差補正レンズ群の可動レンズ群は、上記本体
   により、スラストベアリングを介して支持されているこ
   とを特徴とする光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 可動レンズ群は、ボイスコイルモータに
   より、光軸方向に移動操作されることを特徴とする請求
   項１記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 対物レンズは、開口数が０．７以上であ
   ることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装
   置。
4. 【請求項４】 本体内に内蔵された光源と、 上記光源から発せられた光束を光記録媒体の信号記録面
   上に集光させる対物レンズと、 上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に配設され、
   上記本体によって光軸方向に移動操作可能となされて支
   持された可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群と、 上記可動レンズ群を光軸方向に移動操作する移動操作手
   段と、 上記可動レンズ群の光軸方向の位置を検出する位置セン
   サとを備え、 上記移動操作手段は、上記位置センサにより検出された
   上記可動レンズ群の光軸方向の位置に基づいて可動レン
   ズ群を移動操作することを特徴とする光学ピックアップ
   装置。
5. 【請求項５】 位置センサは、少なくとも一対の発光素
   子及び受光素子を有して構成された光学式センサである
   ことを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ装
   置。
6. 【請求項６】 位置センサは、少なくとも一対の磁気検
   出素子及び磁性体を有して構成された磁気センサである
   ことを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ装
   置。
7. 【請求項７】 対物レンズは、開口数が０．７以上であ
   ることを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ装
   置。
8. 【請求項８】 移動操作手段は、位置センサによる検出
   結果が予め定められて記憶されている目標値に近づく方
   向に可動レンズ群を移動操作する閉ループ制御を行うこ
   とを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 移動操作手段は、位置センサによる検出
   結果が目標値に近づくように可動レンズ群を移動操作す
   る閉ループ制御を行い、予め定められた光学的な評価値
   が最適となるように、閉ループ制御の目標値を最適化す
   る機能を有していることを特徴とする請求項４記載の光
   学ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 球面収差補正レンズの光軸方向の位置
    を検出する位置センサを備え、 移動操作手段は、可動レンズ群をストッパ部材によって
    移動を規制される位置に移動させたときの上記位置セン
    サによる検出結果を予め記憶しておき、この記憶された
    検出結果と、該位置センサによる現在の検出結果とに基
    づいて、該可動レンズ群の該ストッパ部材に対する現在
    位置を算出することを特徴とする請求項４記載の光学ピ
    ックアップ装置。
11. 【請求項１１】 本体内に内蔵された光源と、 上記光源から発せられた光束を光記録媒体の信号記録面
    上に集光させる対物レンズと、 上記光源と上記対物レンズとの間の光路上に配設され、
    上記本体によって光軸方向に移動操作可能となされて支
    持された可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群と、 上記可動レンズ群を光軸方向に移動操作する移動操作手
    段と、 上記可動レンズ群の可動範囲を規制するストッパ部材と
    を備えていることを特徴とする光学ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】 球面収差補正レンズの光軸方向の位置
    を検出する位置センサを備え、 移動操作手段は、可動レンズ群をストッパ部材によって
    移動を規制される位置に移動させたときの上記位置セン
    サによる検出結果を予め記憶しておき、この記憶された
    検出結果と、該位置センサによる現在の検出結果とに基
    づいて、該可動レンズ群の該ストッパ部材に対する現在
    位置を算出することを特徴とする請求項１１記載の光学
    ピックアップ装置。
13. 【請求項１３】 光源と、この光源から発せられた光束
    が入射される対物レンズと、この対物レンズによって形
    成される上記光束の集光点を光記録媒体の信号記録面上
    に位置させるフォーカス調整手段と、光源と対物レンズ
    との間の光路上に配設され光軸方向に移動操作可能とな
    された可動レンズ群を含む球面収差補正レンズ群と、こ
    の可動レンズ群の光軸方向の位置を検出する位置センサ
    と、可動レンズ群を光軸方向に移動操作する移動操作手
    段とを有する光学ピックアップ装置と、 上記光学記録媒体を上記光学ピックアップ装置に対向さ
    せた状態で保持する記録媒体保持手段と、 メモリと、 上記光学ピックアップ装置が有する各手段及び上記メモ
    リの動作を制御する制御手段とを備え、 上記制御手段は、上記移動操作手段を介して、予め上記
    メモリに記録されている上記可動レンズ群の最適位置情
    報を目標値として、この目標値に上記位置センサによる
    検出結果が近づく方向に可動レンズ群を移動操作する閉
    ループ制御を開始した後に、上記フォーカス調整手段に
    よるフォーカス制御を開始させ、このフォーカス制御が
    開始された後に、上記閉ループ制御における目標値を、
    予め定められた光学的な評価値を最適とする値に最適化
    することを特徴とする記録再生装置。