JP2005071524A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴うズレを迅速かつ確実に補正し、光ディスクの情報の再生や記録などを高速かつ精度良く行う。
【解決手段】半導体レーザ１から出射された光束をハーフミラー２で反射させ対物レンズ３を介して光ディスク４の情報記録面５に照射し、反射光束をハーフミラー２を透過させて受光素子６で検出する光ピックアップ装置において、対物レンズ３の光軸とほぼ直角となるトラッキング方向への移動量に合わせて光ディスク４と対物レンズ３との距離を変化させるアクチュエータ７と制御器８を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクの情報の再生や記録などに用いられる光ピックアップ装置に関する。

従来、ＣＤ系ディスクのための光ピックアップ装置に用いられる光学系は、コリメータレンズなどの部品の削減によるコストダウンを目的として、無限系から有限系へと移行し、現在では有限系が主流となっている。

一方、近年においては、大容量化を目的としたＤＶＤ系ディスクが普及してきており、該ＤＶＤ系ディスクのための光ピックアップ装置に用いられる光学系は、無限系が主流となっているが、かつてのＣＤと同様、部品の削減によるコストダウンを目的として、無限系から有限系への移行が検討され始めている。

ここで、無限系の光ピックアップ装置においては、対物レンズに入射する光束がほぼ平行であるため、対物レンズがトラッキング方向（対物レンズの光軸とほぼ直角となる方向）に移動しても、収差の発生や像面のズレはほとんどない。

これに対して有限系の光ピックアップ装置においては、対物レンズがトラッキング方向へ移動した場合、対物レンズへの入射光束が光軸に対して斜めになるため、非点収差、コマ収差、像面湾曲による像面位置のズレが生じることとなる。

有限系の光ピックアップ装置において発生する軸外収差を低減するものとしては、従来、たとえば、特許文献１や特許文献２に開示されたものを挙げることができる。

前記特許文献１や特許文献２に開示されたものの場合、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際、その移動量に応じて対物レンズをローリングさせ、該対物レンズに傾きを与えることにより、軸外収差が低減されるようになっている。
特開平８−３６７６８号公報 特開２００３−１５７５５６号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示されたものでは、非点収差、コマ収差の低減は成されるものの、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴うズレに関しては対策が成されていなかった。

なお、対物レンズの駆動に関して、トラッキング方向の位置決め後、フォーカシングエラー信号を検出し、該フォーカシングエラー信号に基づいて対物レンズを光軸方向へ移動させフォーカシングを行うようにすれば良いのであるが、この場合、対物レンズのトラッキング方向への移動と光軸方向（フォーカシング方向）への移動とが段階的に行われる形となり、しかも、光束が斜め入射であるため、トラッキング、フォーカシングを数回繰り返す必要があり、対物レンズの駆動に時間が掛かりすぎる欠点があった。

本発明は、斯かる実情に鑑み、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴うズレを迅速かつ確実に補正でき、光ディスクの情報の再生や記録などを高速かつ精度良く行い得る光ピックアップ装置を提供するものである。

本発明は、光源から出射された光束を対物レンズを介して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射光束を光検出手段で検出する光ピックアップ装置において、
対物レンズの光軸とほぼ直角となるトラッキング方向への移動量に合わせて光ディスクと対物レンズとの距離を変化させる制御手段を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置にかかるものである。

前記光ピックアップ装置においては、対物レンズが有限系である場合にとくに有効となる。

前記光ピックアップ装置においては、対物レンズを光軸方向へ移動させることにより、光ディスクと対物レンズとの距離を変化させるようにできる。

前記光ピックアップ装置においては、対物レンズをトラッキング方向と光軸方向へ移動させるアクチュエータと、
光検出手段で検出されるトラッキングエラー信号とフォーカシングエラー信号とに基づきアクチュエータへ駆動信号を出力する制御器と
から制御手段を構成できる。

前記光ピックアップ装置においては、対物レンズのトラッキング方向への移動量と、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴う光ディスクの情報記録面からの光軸方向のズレ量との関係を制御器にあらかじめ記憶させておき、
実際に対物レンズがトラッキング方向へ移動した際、前記ズレ量を算出し、該ズレ量を対物レンズの光軸方向への移動量とできる。

前記光ピックアップ装置においては、光検出手段で検出されるトラッキングエラー信号に基づき、対物レンズをトラッキング方向へ移動させると同時に、光軸方向にも移動させるようにできる。

前記光ピックアップ装置においては、トラッキングエラー信号に基づく対物レンズのトラッキング方向と光軸方向への移動後、さらに、光検出手段で検出されるフォーカシングエラー信号に基づき対物レンズを光軸方向へ移動させてフォーカシングを行うようにできる。

本発明の光ピックアップ装置によれば、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴うズレを迅速かつ確実に補正でき、光ディスクの情報の再生や記録などを高速かつ精度良く行い得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を実施する形態の一例であって、光源としての半導体レーザ１から出射された光束をハーフミラー２で反射させ有限系の対物レンズ３を介して光ディスク４の情報記録面５に照射し、該光ディスク４の情報記録面５からの反射光束をハーフミラー２を透過させて光検出手段としての受光素子６で検出する光ピックアップ装置において、対物レンズ３の光軸とほぼ直角となるトラッキング方向への移動量に合わせて光ディスク４と対物レンズ３との距離を変化させる制御手段としてのアクチュエータ７と制御器８を備えたものである。

前記半導体レーザ１は、ＤＶＤ用の波長６５５ｎｍ帯のレーザ光と、ＣＤ用の波長７８５ｎｍ帯のレーザ光とを出射する二波長光源としてあり、これにより、二つの半導体レーザ１を別々に搭載するのに比べて、光学部品点数や光軸調整箇所を減らし、装置全体をより小型化しかつ低コスト化できるようにしてあるが、ＤＶＤまたはＣＤのいずれか一方の光ディスク４にのみ対応したレーザ光を出射する半導体レーザ１を用いても良いことは言うまでもない。ここで波長６５５ｎｍ帯とは、６５５±１０ｎｍの範囲にある波長のことである。

前記対物レンズ３は、前記二波長光源とした半導体レーザ１に合わせて、ＤＶＤとＣＤの両方の光ディスク４の情報の再生や記録などに共用されるものとしてある。

前記受光素子６は、複数に分割形成された受光領域で光ディスク４からの反射光束を受光することにより、トラッキングエラー信号９やフォーカシングエラー信号１０の検出を行って制御器８へ入力できるようにしてあり、この受光素子６についても、前記二波長光源とした半導体レーザ１に合わせて、ＤＶＤとＣＤの両方の光ディスク４の情報の再生や記録などに共用されるものとしてある。

前記アクチュエータ７は、磁気回路（図示せず）を具備した固定部としてのベース７ａと、該ベース７ａ上の磁気回路による磁界中を横切るように配設されるトラッキングコイル（図示せず）とフォーカシングコイル（図示せず）を具備しかつ対物レンズ３を保持した可動部としてのボビン７ｂとからなり、前記受光素子６で検出されたトラッキングエラー信号９またはフォーカシングエラー信号１０に基づいて制御器８から出力される駆動信号１１により、前記トラッキングコイルとフォーカシングコイルに駆動電流が供給されることによって、ボビン７ｂに保持した対物レンズ３をトラッキング方向と光軸方向（フォーカシング方向）へ移動させる機能を有している。

図１に示すような光ピックアップ装置において、たとえば、ＤＶＤの再生時に対物レンズ３を駆動する場合について考える。

光ディスク４の情報記録面５上のピット（図示せず）が対物レンズ３の光軸上に存在する場合は、受光素子６で検出されるトラッキングエラー信号９はゼロであって、対物レンズ３のトラッキング方向への移動は不要となり、受光素子６で検出されるフォーカシングエラー信号１０がゼロとなるよう制御器８から出力される駆動信号１１によりアクチュエータ７を駆動し、対物レンズ３をその光軸方向（フォーカシング方向）へのみ移動させれば良い。

一方、この状態から、前記ピットが対物レンズ３の光軸上から外れた場合には、トラッキングエラー信号９がゼロでなくなり、対物レンズ３をトラッキング方向へ移動させる必要が生ずる。ここで、対物レンズ３が仮に無限系であれば、対物レンズ３に入射する光束がほぼ平行であり、対物レンズ３がトラッキング方向に移動しても、収差の発生や像面のズレはほとんどないため、先に対物レンズ３の光軸方向（フォーカシング方向）への移動が行われている限り、新たな光軸方向への移動はほとんど必要なく、実質的にトラッキング方向への対物レンズ３の移動だけで済むが、有限系の対物レンズ３では、レンズの特性としての像面湾曲が存在するため、新たに対物レンズ３を光軸方向へ移動させる必要が生ずる。

図２は有限系の対物レンズ３の像面湾曲を説明するための図であって、光源としての半導体レーザ１がトラッキング方向へ移動して対物レンズ３の光軸から離れた場合、集光位置は、半導体レーザ１が対物レンズ３の光軸上にある場合の集光位置（軸上の像面すなわち光ディスク４の情報記録面５）より対物レンズ３側にずれる形となり、このズレ量δは、半導体レーザ１が対物レンズ３の光軸から離れるほど大きくなることが分かる。なお、図２には、説明の都合上、光源としての半導体レーザ１を対物レンズ３に対して相対的にトラッキング方向へ移動させ、対物レンズ３の光軸から離れるようにした例を示しているが、実際には半導体レーザ１の位置が固定で対物レンズ３が移動する形となる。

すなわち、本発明の図１に示す例においては、光検出手段としての受光素子６で検出されるトラッキングエラー信号９に基づいて対物レンズ３をトラッキング方向へ移動させる際には、これと同時に、対物レンズ３を光軸方向にもズレ量δだけ移動させるようにしてある。

ここで、対物レンズ３の設計シミュレーションにより像面湾曲については把握できるため、対物レンズ３のトラッキング方向への移動量と、対物レンズ３がトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴う光ディスク４の情報記録面５からの光軸方向のズレ量δとの関係を制御器８にあらかじめ記憶させておき、実際に対物レンズ３がトラッキング方向へ移動した際、前記ズレ量δを算出し、該ズレ量δを対物レンズ３の光軸方向への移動量とするようにしてある。

前述の如く構成したことにより、光源としての半導体レーザ１から出射された光束がハーフミラー２で反射し、有限系の対物レンズ３を介して光ディスク４の情報記録面５に照射され、該光ディスク４の情報記録面５からの反射光束がハーフミラー２を透過して光検出手段としての受光素子６で検出され、トラッキングエラー信号９がゼロでない場合には、該トラッキングエラー信号９に基づいて制御器８からアクチュエータ７へ出力される駆動信号１１により、対物レンズ３がトラッキング方向へ移動されると同時に、光軸方向にもズレ量δだけ移動される。

この結果、対物レンズ３のトラッキング方向への移動と光軸方向（フォーカシング方向）への移動とが段階的ではなく同時に行われる形となるため、光束が斜め入射であっても、トラッキング、フォーカシングを繰り返す回数が少なくなり、対物レンズ３の駆動時間が大幅に短縮されることとなる。

こうして、対物レンズ３がトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴うズレを迅速かつ確実に補正でき、光ディスク４の情報の再生や記録などを高速かつ精度良く行い得る。

また、トラッキングエラー信号９に基づく対物レンズ３のトラッキング方向と光軸方向への移動後、さらに、光検出手段としての受光素子６で検出されるフォーカシングエラー信号１０に基づき対物レンズ３を光軸方向へ移動させてフォーカシングを行うようにすることが望ましく、このようにすれば、光ディスク４の情報の再生や記録などをより精度良く行うことが可能となる。

なお、本発明の光ピックアップ装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。 本発明を実施する形態の一例において、有限系の対物レンズの像面湾曲を説明するための図である。

符号の説明

１ 半導体レーザ（光源）
３ 対物レンズ
４ 光ディスク
６ 受光素子（光検出手段）
７ アクチュエータ（制御手段）
８ 制御器（制御手段）
９ トラッキングエラー信号
１０ フォーカシングエラー信号
１１ 駆動信号
δ ズレ量

Claims (7)

1. 光源から出射された光束を対物レンズを介して光ディスクに照射し、該光ディスクからの反射光束を光検出手段で検出する光ピックアップ装置において、
   対物レンズの光軸とほぼ直角となるトラッキング方向への移動量に合わせて光ディスクと対物レンズとの距離を変化させる制御手段を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 対物レンズが有限系である請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 対物レンズを光軸方向へ移動させることにより、光ディスクと対物レンズとの距離を変化させるようにした請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
4. 対物レンズをトラッキング方向と光軸方向へ移動させるアクチュエータと、
   光検出手段で検出されるトラッキングエラー信号とフォーカシングエラー信号とに基づきアクチュエータへ駆動信号を出力する制御器と
   から制御手段を構成した請求項３記載の光ピックアップ装置。
5. 対物レンズのトラッキング方向への移動量と、対物レンズがトラッキング方向へ移動した際に発生する集光位置の像面湾曲に伴う光ディスクの情報記録面からの光軸方向のズレ量との関係を制御器にあらかじめ記憶させておき、
   実際に対物レンズがトラッキング方向へ移動した際、前記ズレ量を算出し、該ズレ量を対物レンズの光軸方向への移動量とするようにした請求項４記載の光ピックアップ装置。
6. 光検出手段で検出されるトラッキングエラー信号に基づき、対物レンズをトラッキング方向へ移動させると同時に、光軸方向にも移動させるようにした請求項５記載の光ピックアップ装置。
7. トラッキングエラー信号に基づく対物レンズのトラッキング方向と光軸方向への移動後、さらに、光検出手段で検出されるフォーカシングエラー信号に基づき対物レンズを光軸方向へ移動させてフォーカシングを行うようにした請求項６記載の光ピックアップ装置。

Images