JP2004030780A

JP2004030780A - 光ピックアップ装置及び光ディスク装置

Info

Publication number: JP2004030780A
Application number: JP2002185485A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kurosawa; 黒沢　英生
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-29

Abstract

【課題】対物レンズを含む光学系を一体形成したアクチュエータ可動部を有する光ピックアップ装置及び光ディスク装置を提供する。
【解決手段】光ディスク１０にレーザ光を照射する光源５と、この光源５から照射されるレーザ光を光ディスク１０に集束させる対物レンズ９と、光ディスク１０から反射されたレーザ光を受光する光検出器１１と、これら光源５と対物レンズ９と光検出器１１とを一体に形成するアクチュエータ可動部２５とを有し、光ディスク１０から信号を読取る或いは記録する際、レーザ光が光ディスク１０面上を常に追従するようアクチュエータ可動部２５をレーザ光の光軸方向または光ディスク１０の半径方向に移動させることを特徴とする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ビームを用いて記録媒体に情報を記録し、また既に記録されている情報を記録媒体から読み出す光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、近年、記録媒体の分野においては、オーディオやデジタルデータを記録した従来のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｋ）の直径（１２ｃｍ）と同じ大きさでありながら、高密度記録が可能なＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ　Ｄｉｓｋ）が開発されている。このＤＶＤは、その記録密度が高いために、ＣＤのデータを読み取る光の波長（７８０ｎｍ）よりも短い波長（６５０ｎｍ）のビームを必要とされる。
【０００３】
光ディスク装置としては、ＣＤ、ＤＶＤのいずれのディスクシステムも記録再生可能なものが望まれている。これにより、所定の波長の光ビーム（レーザビーム）をそれぞれ放射する発光素子（レーザ素子）を用いた光ピックアップ装置として、ＤＶＤ用の第１の光源（波長６５０ｎｍ）と、ＣＤ用の第２の光源（波長７８０ｎｍ）とを有するものが開発されている。このように、光ピックアップ装置は、第１の光源（ＤＶＤ用）と第２の光源（ＣＤ用）とを有する。
【０００４】
第１の光源から出射されたレーザ光は、ホログラムを透過し、光合成及び光分岐が可能なＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）に入射する。このＰＢＳを透過したレーザ光は、コリメータレンズを通り、コリメータ光となり、対物レンズに入射する。対物レンズにて集光された光は、ディスクの記録面に照射される。
【０００５】
ディスクから反射された光は、対物レンズ、コリメータレンズ及びＰＢＳを通り、ホログラムに入射する。ホログラムは、反射光を回折してフォトダイオードを用いた光検出器に導くものである。光検出器は、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号及び読み取り信号を出力する。
【０００６】
また、第２の光源から出射されたレーザ光は、上記ＰＢＳに入射する。このＰＢＳの内部で反射されて出射した光ビームは、上記コリメータレンズを通り、コリメータ光となり、上記対物レンズに入射する。対物レンズにて集光された光は、ディスクの記録面に照射される。
【０００７】
ディスクから反射された光は、対物レンズ、コリメータレンズ及びＰＢＳを通り、ホログラムに入射する。ホログラムで回折された反射光は、フォトダイオードを用いた上記光検出器に導かれる。対物レンズはこの光検出器に導かれた反射光に基づいて得られるフォーカシング制御信号及びトラッキング制御信号により、対物レンズをその光軸方向（フォーカシング方向）、およびそれとほぼ直行する方向（トラッキング方向）に移動される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ピックアップ装置では、光源から照射されたレーザ光がディスクの記録面に略垂直に照射されるように、対物レンズを駆動させてフォーカシング方向およびトラッキング方向に移動させていたため、対物レンズが移動した際、対物レンズの光軸と光束の中心とがずれてしまう。すなわち、レーザ光の光強度は、中央部で強く、周辺で弱いいわゆるガウシアン分布で示されることから、対物レンズの移動で光軸が光束の中心（最も光強度が強いところ）からずれてしまっていた。その結果、トラッキングサーボ信号などにオフセットが生じてしまい、信号の品位が落ちてしまうという問題があった。
【０００９】
また、複雑な構成である上に部品点数が多く、組み立て作業が面倒であり、結果として光ピックアップの価格は安価なものにならないという問題もあった。
本発明はこのような課題を解決するためのもので、対物レンズを含む光学系を一体形成した光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記の目的を達成するために、ディスクにレーザ光を照射するレーザ素子と、このレーザ素子から照射される前記レーザ光を前記ディスクに集束させる対物レンズと、前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、これら前記レーザ素子と前記対物レンズと前記光検出器とを一体に形成するアクチュエータ可動部とを有し、
【００１１】
前記ディスクから信号を読取る或いは記録する際、前記レーザ光が前記ディスク面上を常に追従するよう前記アクチュエータ可動部を前記レーザ光の光軸方向または前記光ディスクの半径方向に移動させることを特徴とする。
【００１２】
上記の構成により、レーザ素子や対物レンズ等の光学系部品を搭載したアクチュエータ可動部自身がトラッキング方向やフォーカシング方向へ移動できるため、レーザ光の光軸と光束のズレを抑え、トラッキングサーボ信号などにオフセットを生じさせることを防止することができる。
【００１３】
また、上記の構成により、いくらレンズシフトしても出射強度に変化が生じることはなく、集光スポット品位に変化が生じない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する場合の形態について図面に基づき説明する。
図１は、この実施の形態で説明する光ピックアップ装置の概念図である。
光源ユニット３に設けられた光源５は、ＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光を出射するとともに、ＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光を出射するものである（ただ、この光源５の他に光源を設けて、ＣＤ用とＤＶＤ用のそれぞれのレーザ光を出射させてもよい）。この光源５はＤＶＤ用またはＣＤ用の波長のレーザ光を照射し、照射されたレーザ光はホログラム素子７を介して、このホログラム素子７の上部に配置された対物レンズ９に入射される。入射されたレーザ光は対物レンズ９で合焦され、対物レンズ９の上部に位置する光ディスク１０の反射層（情報記録面）に照射される。
【００１５】
この光ディスク１０の情報記録面で反射された光は、対物レンズ９を介してホログラム素子７に入射される。ホログラム素子７に入射された反射光は、回折されて光源ユニット３に設けられた光検出器１１に入射され、再生信号、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を得るために光電変換される。
【００１６】
アクチュエータ可動部２５は、対物レンズ９とホログラム素子７、光源ユニット３に設けられた光源５および光検出器１１が搭載されており、さらに、このアクチュエータ可動部２５の周囲には駆動力を得るためのフォーカシング制御用コイル１３とトラッキング制御用コイル１５が配置されている。また、これらのフォーカシング制御用コイル１３とトラッキング制御用コイル１５の近傍には、磁気回路を構成したフォーカシング制御用永久磁石１７およびヨーク２１が配置されている。
【００１７】
このような構成により、光検出器１１で光電変換されたフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が、後述するフォーカシング制御回路及びトラッキング制御回路を介してフォーカシング制御信号及びトラッキング制御信号に変換されて、変換されたこれら信号がフォーカシング制御用コイル１３とトラッキング制御用コイル１５に送られ、アクチュエータ可動部２５がフォーカス方向およびトラッキング方向に移動するようになる。つまり、アクチュエータ可動部２５自身が移動することで、内部に搭載された対物レンズ９、ホログラム素子７、光源５や光検出器１１も同時に移動する。
【００１８】
なお、ここでの光ディスク１０は、ポリメチルメタクリレートやポリカーボネイト等の透明な合成樹脂よりなる円盤状のディスク基板と、このディスク基板の主面部に形成された信号記録層とを有して構成され、例えば、直径１２ｃｍ、厚さ１．２ｍｍのＣＤ−ＲＯＭ等や直径１２ｃｍ、厚さ０．６（２枚貼り合わせて１．２ｍｍ）のＤＶＤ−ＲＯＭ等のことを言う。
【００１９】
次に、上述した光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置の構成を説明する。
図２において、ＤＴは、記憶媒体としての前記光ディスク１０を保持するディスクテーブルである。このディスクテーブルＤＴは、サーボ回路により制御されるディスクモータにより回転駆動される。
【００２０】
符号２５はアクチュエータ可動部であり、図１で説明したように、ディスクテーブルＤＴに保持されて所定の速度で回転される光ディスク１０の情報記録面にレーザビームを照射するとともに、光ディスク１０の情報記録面で反射された反射レーザビームを取り込んで、その反射レーザビームの光強度に対応する電気信号を出力する。
【００２１】
光ピックアップ装置３０は、ディスクテーブルＤＴに対して所定の位置関係に設けられたガイドレール（不図示）に沿って、光ディスク１０の情報記録面に形成されたトラックの接線方向と直交する方向（光ディスク１０の半径方向すなわちトラッキング方向）に移動可能である。光ピックアップ装置３０は、リニアモータによりガイドレール上を往復移動される。
【００２２】
アクチュエータ可動部２５の光源ユニット３に設けられ、光ディスク１０からの反射光を受光する光検出器１１の出力信号は、信号処理回路１０１、トラッキング制御回路１０２及びフォーカシング制御回路１０３に導かれる。信号処理回路１０１は、光ディスク１０に記録されている情報を再生するための演算処理を実行する。
【００２３】
また、トラッキング制御回路１０２は、光ディスク１０から得られたトラッキングエラー信号を演算処理して、前記トラッキング制御用コイルに供給するトラッキング制御信号を生成している。フォーカシング制御回路１０３は、光ディスク１０から得られたフォーカスエラー信号を演算処理して、前記フォーカシング制御用コイルに供給するフォーカシング制御信号を生成している。
【００２４】
レーザ駆動回路１０５は、図示しないＡＰＣ（ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｃｏｎｔｒｏｌ）回路からの制御信号に応じて、光源ユニット３の光源５のレーザ光のパワーを制御する。なお、上記ＡＰＣ回路は、入力された検出信号が予め設定しているレベルの信号であるかどうかを判別し、その判別結果に基づいて得られた制御信号をレーザ駆動回路１０５に供給している。これにより、出力レーザ光のパワーあるいは光ディスク１０からの反射光の光量が予め設定している規格上の範囲内に納まるように自動制御されることになる。
【００２５】
上記光源５では、それぞれ、所定の波長の光ビーム（レーザビーム）を放射するレーザ素子が用いられている。また、アクチュエータ可動部２５は、トラックの接線方向と直交する方向（光ディスク４００の半径方向）及びレーザビームの通過方向（光ディスク４００の情報記録面と直交する方向）のそれぞれに移動可能となっている。
【００２６】
光ディスク１０の半径方向は、トラッキング方向と呼ばれる。光ディスク１０の情報記録面と直交する方向は、フォーカシング方向と呼ばれる。
トラッキング制御回路１０２は、トラッキングエラー信号からトラッキング制御信号を生成して、前記トラッキング制御用コイル１９に供給する。また、フォーカシング制御回路１
【００２７】
０３は、フォーカスエラー信号からフォーカシング制御信号を生成して、前記フォーカシング制御用ヨークコイルに供給する。
全体の回路の動作タイミングや、動作条件（パラメータ等）の切替制御は、システム制御部１１０からの制御信号により設定される。また、この光ディスク装置には、電源装置、装置自体を動作させる際に読み出されるプログラムが記憶されているＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、光ディスク１０から読み出されたデータまたはホストコンピュータ等から入力されるデータならびに制御データ等を一時的に記憶するＲＡＭ［Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ（作業メモリ）］等が設けられている。
【００２８】
上記の説明では、光ディスク１０からの情報再生時の動作について説明したが、この発明の装置は、ＲＡＭディスクに対する情報記録に対して適用できることはもちろんである。このときは、レーザ駆動回路１０５は、記録情報に応じて変調制御されるとともに、ＡＰＣ回路によりレーザ光の平均的なパワーが記録レベルに達するように制御される。
【００２９】
このように、これまでの光ピックアップ装置は、アクチュエータの可動部には対物レンズのみしか搭載されておらず、サーボが掛かっているときには少なからず対物レンズが入射するレーザ光源に対してズレてしまうときが起こってしまう。特に、シーク中には対物レンズが大きく動き、このときレーザ光源に対してズレが生じているため信号にオフセットを起こさせてしまう。
【００３０】
しかしながら、上記した実施の形態によれば、光検出器１１から出力された反射光がトラッキング制御回路１０２およびフォーカシング制御回路１０３に入力され、これらトラッキング制御回路１０２、フォーカシング制御回路１０３からコイル１３、１５にトラッキング制御信号およびフォーカシング制御信号が供給される。これを受けて、アクチュエータ可動部２５はトラッキング方向およびフォーカシング方向に移動され、アクチュエータ可動部２５に搭載された対物レンズ９、ホログラム素子７や光源ユニット３なども同時に移動することができる。そのため、上記ズレを最小限に抑えることができ、トラッキング制御信号などにオフセットを起こさせないことができる。
【００３１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、光ディスクの記録部から情報を記録再生する際に、対物レンズやホログラム素子や光源などの必要な信号読み取り（記録）素子がアクチュエータ可動部に全て搭載されているので、部品点数も少なく組み立てが容易であり、さらにトラッキング制御信号などの品質も高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態の光ピックアップ装置の概念図である。
【図２】光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置の構成図である。
【符号の説明】
３　　光源ユニット
５　　光源
７　　ホログラム素子
９　　対物レンズ
１０　　光ディスク
１１　　光検出器
１３　　フォーカシング制御用コイル
１５　　トラッキング制御用コイル
１７　　フォーカシング制御用永久磁石
１９　　トラッキング制御用永久磁石
２１　　ヨーク
２５　　アクチュエータ可動部
３０　　光ピックアップ装置
１０１　　信号処理回路
１０２　　トラッキング制御回路
１０３　　フォーカシング制御回路
１０４　　レーザ駆動回路
１１０　　システム制御部

Claims

ディスクにレーザ光を照射するレーザ素子と、
このレーザ素子から照射される前記レーザ光を前記ディスクに集束させる対物レンズと、
前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、
これら前記レーザ素子と前記対物レンズと前記光検出器とを一体に形成するアクチュエータ可動部とを有し、
前記ディスクから信号を読取る或いは記録する際、前記レーザ光が前記ディスク面上を常に追従するよう前記アクチュエータ可動部を前記レーザ光の光軸方向または前記光ディスクの半径方向に移動させることを特徴とする光ピックアップ装置。
前記アクチュエータ可動部の周囲には駆動力を得るためのフォーカシング制御用コイルとトラッキング制御用コイルが配置されてい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。
前記アクチュエータ可動部が移動する際は、内設された前記レーザ素子と前記対物レンズと前記光検出器も同時に移動され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。
ディスクにレーザ光を照射するレーザ素子と、
このレーザ素子から照射される前記レーザ光を前記ディスクに集束させる対物レンズと、
前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、
これら前記レーザ素子と前記対物レンズと前記光検出器とを一体に形成するアクチュエータ可動部とを有し、
前記光検出器で受光した前記レーザ光に基づいて、前記アクチュエータ可動部を前記レーザ光の光軸方向または前記光ディスクの半径方向に移動させるようフォーカシング制御信号およびトラッキング制御信号を出力する出力制御手段とを具備することを特徴とする光ディスク装置。
前記アクチュエータ可動部の周囲には駆動力を得るためのフォーカシング制御用コイルとトラッキング制御用コイルが配置されていることを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。
前記アクチュエータ可動部が移動する際は、内設された前記レーザ素子と前記対物レンズと前記光検出器も同時に移動されることを特徴とする請求項４記載の光ディスク装置。