JP2004213801A

JP2004213801A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2004213801A
Application number: JP2003001258A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Tachibana; 正橘
Original assignee: Funai Electric Co Ltd
Current assignee: Funai Electric Co Ltd
Priority date: 2003-01-07
Filing date: 2003-01-07
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直軸とのずれに起因する収差の発生を確実に抑制し、情報の記録再生を正確に行なうことできる対物レンズ駆動装置を備える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】圧電素子４ａ，４ｂは、ディスク半径方向に、対物レンズ１の光軸に対して点対称となる位置に配設される。このとき、圧電素子４ａ，４ｂの変位の中心を結ぶ直線の中点が対物レンズ１の主点に一致させる。圧電素子４ａ，４ｂは、チルト検出手段から、対物レンズ１の光軸とディスク媒体４の記録面の垂直軸との角度ずれであるチルトエラー信号が互いに逆相となるように入力される。対物レンズ１の端部には、光軸方向に互いに反対方向に等しい大きさの力が作用することから、対物レンズ１は、ディスク媒体５のディスク半径方向の傾きに追従して、主点を中心に傾斜する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ピックアップ装置に関し、より特定的には、光記録再生装置に搭載され、対物レンズ駆動装置を備える光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光記録再生装置における光ピックアップ装置は、ディスク媒体上に安定して情報を記録し、それを忠実に再生するための装置であって、半導体レーザからのレーザ光を集光してディスク媒体上の目標の位置に照射する対物レンズをディスクの面の振れに追従させるフォーカシング制御およびトラック振れに追従させるトラッキング制御を行なう対物レンズ駆動機構（アクチュエータ）を搭載して、ディスク媒体上の目標位置とレーザ光スポットの相対的位置関係を常に一定に維持するように自動調整する機能を有する。
【０００３】
これは、ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）あるいはＰＭＭＡ（ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）などのプラスチック材料の基板で構成されるディスク媒体には、熱加圧成形、あるいは熱注入成形法などによって行なわれる成形時の熱ひずみによって、ディスクに反りとうねりとが生じていることから、ディスク表面に面振れやトラック振れが固定的に存在し、トラック真円度が損なわれてしまうことに起因する。
【０００４】
さらに、製造工程上において、ディスク基板の厚みに誤差が生じたときには、対物レンズの光軸に対してディスク媒体自体が傾いてしまう。また、対物レンズを光ピックアップへ組み込む際、加工・組付けに誤差が生じたときにおいても、ディスク媒体の記録面に対して対物レンズの光軸が傾く。このように、ディスク媒体の記録面の垂直軸に対して対物レンズの光軸が傾くと、収束光束がディスク基板を通過したときに光学的な収差が発生し、読出し信号にひずみが生じたり、信号のＳＮ比が悪化するなどの問題が起こる。
【０００５】
このため、従来の光ピックアップ装置においては、対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直軸との傾き誤差を検出し、傾き誤差信号に基づいて対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直軸とを一致させるように制御する対物レンズ駆動装置が種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００６】
図４は、従来の光ピックアップ装置における対物レンズ駆動装置の一例を示す分解斜視図である。
【０００７】
図４を参照して、従来の対物レンズ駆動装置は、正方形をした枠状のベース３０と、対物レンズ１を支持する板ばね３１と、この板ばね３１の両面に接合された圧電素子４０ａ，４０ｂとを備える。
【０００８】
板ばね３１は、四辺がベースに接着等によって固着された正方形の枠部３２と、対物レンズ１を支持する円孔が形成された四角形のレンズ支持部３３と、枠部３２の相対向する二辺とレンズ支持部３３の相対向する二辺とを連続する三角形状の連続片３４と、これらの連続片が連続する辺とは異なるレンズ支持部３３の二辺に先端が連続され、基部が枠部に連続された一対の弾性片３５とを有する。
【０００９】
三角形状の連続片３４の先端は弾性的にねじることができるように幅狭に形成されており、先端を通る仮想直線ｙを中心とするレンズ支持部３３の矢印（円弧の矢印）方向への傾斜を許容する。
【００１０】
また、弾性片３５の先端もレンズ支持部３３との連続部のたわみ動作を許容し得るように、幅狭に形成されている。
【００１１】
圧電素子４０ａ，４０ｂは、弾性片３５の両面に接合されており、それぞれ対物レンズ１の光軸に対して点対称に配列される。
【００１２】
このような構成において、図示しないレーザーダイオード等の光源から出射されたビームは対物レンズ１により集光されてディスク媒体（図示せず）に照射される。ディスク媒体からの戻り光は受光素子（図示せず）により受光されるが、この受光素子の出力によりディスク媒体に出射されたビームのスポットに収差があれば、ジッタ等で傾きを認識することができる。したがって、この場合は、対の弾性片３５の一方または両方に接合された圧電素子４０ａ，４０ｂに所望の電圧を印加してやると、弾性片３５の先端が対物レンズ１の光軸方向に変位するように弾性的にたわむため、レンズ支持部３３を矢印Ｙ方向を軸とする矢印Ｘ方向（仮想直線ｙを中心とする円弧の矢印方向）に傾け、対物レンズ１をその光軸が倒れる方向に傾斜させることができる。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−１４７０６号公報（第１−３図）
【００１４】
【特許文献２】
特開昭６４−８２３４１号公報（第２図）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図４に示す従来の対物レンズ駆動装置は、板ばね３１と圧電素子４０ａ，４０ｂとによって対物レンズ１の傾斜を調整して、ディスク媒体の記録面の垂直軸と対物レンズ１の光軸とが一致するように制御するものであり、対物レンズ駆動装置の小型軽量化および薄型化を図ることが可能である。
【００１６】
しかしながら、一方で、対物レンズ１の傾斜については、圧電素子４０ａ，４０ｂへの印加電圧に応じて板ばね３１がたわみ、そのたわみ量によって傾斜具合が決まることから、圧電素子４０ａ，４０ｂの変位が直接的に対物レンズ１に伝わらず、制御精度の点で十分ではないという問題が生じていた。
【００１７】
また、対物レンズ１を傾斜させて対物レンズ１の光軸とディスク媒体の記録面との直交性を補正しても、対物レンズ１の主点が補正前の位置からずれてしまっている場合には、これに対応して焦点の位置も変わってしまうこと等から、収差の発生を完全に抑えることができないという不具合があった。
【００１８】
それゆえ、この発明の目的は、対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直軸とのずれに起因する収差の発生を確実に抑制し、情報の記録再生を正確に行なうことできる対物レンズ駆動装置を備える光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
この発明の一つの局面は、対物レンズの外周を支持するレンズ支持部材と、前記対物レンズ支持部材とレンズ保持部との間に接合され、ディスク半径方向において対物レンズの光軸に対して点対称に配列される第１および第２の圧電素子とを有する対物レンズ駆動装置と、対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直面とのディスク半径方向の角度ずれであるチルトエラー信号を検出するチルト検出手段とを備えた光ピックアップ装置であって、第１および第２の圧電素子は、チルトエラー信号が互いに逆相で入力されると、チルトエラー信号の電位レベルに応じて、対物レンズの端部を光軸に沿って反対方向に等量変位する。
【００２０】
好ましくは、対物レンズ駆動装置は、対物レンズの主点を中心としてディスク半径方向に対物レンズを傾斜させることにより、前記対物レンズの光軸と前記ディスク媒体の記録面の垂直軸とを一致させる。
【００２１】
好ましくは、チルト検出手段は、チルトエラー信号を第１および第２の圧電素子にそれぞれ入力する入力手段を備える。チルトエラー信号入力手段は、第１の圧電素子に対してはチルトエラー信号の電位レベルを反転して入力する。
【００２２】
したがって、この発明によれば、ディスク半径方向のディスク媒体の傾きに追従して対物レンズを傾斜させることによって、ディスク媒体と対物レンズの光軸との直交性を保持できることから、収差の発生を抑制して正確な記録再生を行なうことが可能となる。
【００２３】
さらに、この発明によれば、ディスク半径方向に配列された一対の圧電素子にチルトエラー信号を逆相で入力することによって、対物レンズを簡易にディスク半径方向に傾斜させることができる。
【００２４】
さらに、対物レンズは主点を中心に傾斜されるように圧電素子を配設したことから、収差の発生をより確実に抑えることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
【００２６】
図１は、この発明の実施の形態に従う光ピックアップ装置における対物レンズ駆動装置の構成を概略的に示す図である。
【００２７】
図１を参照して、対物レンズ駆動装置２０は、主として、対物レンズ１と、対物レンズ１の外周を支持するレンズ支持部材２と、レンズ保持部３と、レンズ支持部材２の端部とレンズ保持部３との間に接合された一対の圧電素子４ａ，４ｂとを備える。
【００２８】
図２は、図１の対物レンズ駆動装置２０を示す分解斜視図である。
図２を参照して、対物レンズ１は、正方形のレンズ支持部材２に形成された円孔部分に配置される。レンズ支持部材２とレンズ保持部３との間には、一対の圧電素子４ａ，４ｂが配設される。このような構成において、圧電素子４ａ，４ｂが印加電圧に応じて変位すると、該圧電素子に接合されるレンズ支持部材２の端部が変位することから、対物レンズ１の光軸を傾斜させることができる。
【００２９】
再び図１を参照して、対物レンズ１は、図示しないレーザーダイオード等の光源から出射されるビームを集光して、ディスク媒体５の記録面に照射する。ディスク媒体５は、スピンドルモータ６の回転軸にチャッキングされており、所定の回転数で回転する。
【００３０】
圧電素子４ａ，４ｂは、図１に示すように、対物レンズ１の光軸に対して点対称となる位置に配設される。圧電素子４ａ，４ｂは、後述するチルト検出手段から、対物レンズ１の光軸とディスク媒体５の記録面の垂直軸との角度ずれであるチルトエラー信号を受けると、チルトエラー信号の電位レベルに応じて光軸方向に変位する。圧電素子４ａ，４ｂが変位すると、対物レンズ１の端部には、各圧電素子に接合されるレンズ支持部材２を介して、光軸方向に力が作用する。このとき、圧電素子４ａ，４ｂに互いに逆相となるチルトエラー信号を入力することによって、圧電素子４ａ，４ｂは、光軸に沿って反対方向に等量だけ変位することとなる。これによって、光軸に対して線対称に位置する対物レンズ１の端部には、光軸方向に互いに反対方向に等しい大きさの力が作用することから、対物レンズ１を傾斜させることができる。
【００３１】
ここで、製造工程上の反りやうねり等によってディスク媒体５が傾き、ディスク媒体５の記録面と対物レンズ１の光軸との直交性が損なわれると、トラッキングエラー信号に直流オフセットが生じるとともに振幅が減り、正確なトラッキング動作が妨げられることとなる。ディスク媒体５の傾きは、ディスク半径方向（チルト方向）の傾きとディスク接線方向（トラッキング方向）の傾きとに大別されるが、ディスク媒体５の傾きとトラッキングエラー信号の振幅との関係は、通常、ディスク半径方向の方が、ディスク接線方向よりも振幅の劣化度が大きいとされる。すなわち、ディスク半径方向の傾きに対して対物レンズ１の光軸を補正することが、正確な読取り・書込み動作に効果的であるといえる。
【００３２】
したがって、本実施の形態では、図１に示すように、圧電素子４ａ，４ｂをディスク半径方向に沿って配列することにより、ディスク媒体５のディスク半径方向の傾きに追従して対物レンズ１を傾斜させる構成とする。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、圧電素子４ａ，４ｂの配設に際して、対物レンズ１の傾斜の中心と対物レンズ１の主点とを一致させる点に留意する。例えば、図１に示すように、圧電素子４ａ，４ｂの変位の中心を結ぶ直線の中点が対物レンズ１の主点に一致するように圧電素子４ａ，４ｂを設けた構成とすることによって、対物レンズ１を、主点を中心に傾斜させることができる。
【００３４】
図３は、この発明の実施の形態に従う光ピックアップ装置の主要部の構成を概略的に示す図である。
【００３５】
図３を参照して、光ピックアップ装置７は、コンパレータ１０と、演算増幅器１４および抵抗素子１２，１３とからなる反転増幅回路１１と、抵抗素子１５，１６と、圧電素子ドライバ１７，１８と、対物レンズ駆動装置２０とを備える。
【００３６】
さらに、光ピックアップ装置７は、チルト検出手段として、光ピックアップ装置７の内部に、ディスク媒体５側に配設した発光ダイオード８と、発光ダイオード８のディスク半径方向近傍に配設した一対のフォトダイオード９ａ，９ｂとを備える。
【００３７】
上記のチルト検出手段において、発光ダイオード８から出射され、ディスク媒体５の記録面で反射された光は、一対のフォトダイオード９ａ，９ｂに照射される。次に、フォトダイオード９ａ，９ｂの出力信号がそれぞれコンパレータ１０に入力されると、受光光量が比較され、比較結果としてのチルトエラー信号が出力される。
【００３８】
チルトエラー信号は、さらに、抵抗素子１５，１６および圧電素子ドライバ１７，１８を介して、対物レンズ駆動装置２０の圧電素子４ａ，４ｂにそれぞれ入力される。圧電素子４ａ，４ｂは、チルトエラー信号が入力されると、その電位レベルに応じて、対物レンズ１の端部を図示しないレンズ支持部材を介して光軸方向に変位させて、対物レンズ１をディスク半径方向に傾斜させる。
【００３９】
さらに、コンパレータ１０と抵抗素子１５との間には、反転増幅回路１１が接続される。これによって、圧電素子４ａに入力されるチルトエラー信号については、反転増幅回路１１によって、電位レベルが反転されて入力される。すなわち、圧電素子４ｂに入力されるチルトエラー信号とは逆相の関係となる。これによって、互いに逆相の関係にあるチルトエラー信号を受けた圧電素子４ａ，４ｂは、反対方向に同じ絶対量だけ変位することとなる。
【００４０】
さらに、先述のように、例えば、圧電素子４ａ，４ｂの変位の中心を結ぶ直線の中点と対物レンズ１の主点とが一致するように圧電素子４ａ，４ｂを配設することによって、対物レンズ１を、主点を中心として傾斜させることが可能となる。
【００４１】
以上のようにして、対物レンズ１の光軸とディスク媒体５の記録面の垂直軸とは、ディスク半径方向において一致するように制御される。この制御において、対物レンズ１の主点は常に固定されていることから、収差を確実に抑えることができ、正確な情報の記録再生動作が実現される。
【００４２】
なお、チルト検出手段としては、本実施の形態では、光ピックアップ装置の外面に１つの発光素子と該発光素子を挟んだ２つの受光素子とが配設される構成を用いたが、これ以外のチルト検出手段を適用した場合においても同様の効果を得ることができる。チルト検出手段としては、例えば、トラックの左右方向に分割されたディテクタの左右の出力信号の高域成分を検波し、その差動出力を用いる方法、ＲＦ再生信号の振幅検出を行ないその振幅からチルトを検出する方法、あるいは、再生信号のジッタを検出し、その劣化からチルトを検出する方法などが挙げられる。
【００４３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明に従えば、ディスク半径方向のディスク媒体の傾きに追従して対物レンズを傾斜させることによって、ディスク媒体の記録面と対物レンズの光軸との直交性を保持できることから、収差の発生を抑制して正確な記録再生を行なうことが可能となる。
【００４５】
さらに、この発明によれば、ディスク半径方向に配列された一対の圧電素子にチルトエラー信号を逆相で入力することによって、対物レンズを簡易にディスク半径方向に傾斜させることができる。
【００４６】
さらに、対物レンズは主点を中心に傾斜されるように圧電素子を配設したことから、収差の発生をより確実に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に従う光ピックアップ装置における対物レンズ駆動装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の対物レンズ駆動装置を示す分解斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態に従う光ピックアップ装置の構成例を概略的に示す図である。
【図４】従来の対物レンズ駆動装置の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１対物レンズ、２レンズ支持部材、３レンズ保持部、４ａ，４ｂ圧電素子、５ディスク媒体、６スピンドルモータ、７光ピックアップ装置、８発光ダイオード、９ａ，９ｂフォトダイオード、１０コンパレータ、１１反転増幅回路、１２，１３，１５，１６抵抗素子、１４演算増幅器、１７，１８圧電素子ドライバ、２０対物レンズ駆動装置、３０ベース、３１板ばね、３２枠部、３３レンズ支持部、３４連続片、３５弾性片、４０ａ，４０ｂ圧電素子。

Claims

対物レンズの外周を支持するレンズ支持部材と、前記対物レンズ支持部材とレンズ保持部との間に接合され、ディスク半径方向において前記対物レンズの光軸に対して点対称に配列される第１および第２の圧電素子とを有する対物レンズ駆動装置と、
前記対物レンズの光軸とディスク媒体の記録面の垂直軸とのディスク半径方向の角度ずれであるチルトエラー信号を検出するチルト検出手段とを備え、
前記第１および第２の圧電素子は、前記チルト検出手段からの前記チルトエラー信号が互いに逆相で入力されると、前記チルトエラー信号の電位レベルに応じて、前記対物レンズの端部を光軸に沿って反対方向に等量変位する、光ピックアップ装置。
前記対物レンズ駆動装置は、前記対物レンズの主点を中心としてディスク半径方向に前記対物レンズを傾斜させることにより、前記対物レンズの光軸と前記ディスク媒体の記録面の垂直軸とを一致させる、請求項１に記載の光ピックアップ装置。
前記チルト検出手段は、
前記チルトエラー信号を前記第１および第２の圧電素子にそれぞれ入力する入力手段を備え、
前記チルトエラー信号入力手段は、
前記第１の圧電素子に対しては前記チルトエラー信号の電位レベルを反転して入力する、請求項１に記載の光ピックアップ装置。