JP2006209834A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶素子の性質を利用することによって、対物レンズをフォーカス方向に移動させずにフォーカス制御を行う。
【解決手段】 対物レンズ４を通過した光ビームの合焦位置を、対物レンズ４のフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えた光ピックアップにおいて、発光素子５から所定の放射角を持って出射された光ビームをコリメータレンズ９で平行光にして対物レンズ４に入射させる光学系を有し、フォーカス制御手段を、ディスク記録面Ｄとディスク記録面Ｄに対向する対物レンズ４との相互間の光路中に配備した液晶素子１０によって形成する。液晶素子１０は斜めに入射した透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる性質を有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ、特に、対物レンズを通過した光ビームの合焦位置を、対物レンズのフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えている光ピックアップに関する。

図２はこの種の光ピックアップの従来例の概略斜視図、図３は光ピックアップの光学系の説明図である。

図２のように、光ピックアップは、ベース１やそのベース１に搭載されたアクチュエータ３などを備えていて、アクチュエータ３には対物レンズ４が装備されている。また、図３に示したように、ベース１には光源としての半導体レーザでなる発光素子５や受光素子６のほか、ハーフミラー８、コリメータレンズ９などの光学素子を有する光学系が設けられている。この光ピックアップでは、発光素子５から所定の放射角を持って出射された光ビームが、ハーフミラー８を通過してコリメータレンズ９を通過することにより平行光になり、その平行光が記録媒体としてのディスク記録面Ｄに対向している対物レンズ４により集光されてそのディスク記録面Ｄで合焦する。また、ディスク記録面Ｄで反射した反射光が、コリメータレンズ９及びハーフミラー８を経て受光素子６に導かれる。

ところで、光ピックアップを採用したＤＶＤなどのディスク装置では、ターンテーブルに載架されて回転しているディスクのディスク面Ｄ上に対物レンズ４で集光した光ビームが合焦することによって正常な書込み性能及び読取り性能が発揮される。これに対し、ディスク面Ｄでの光ビームの適正な照射位置は、ディスクに存在する歪みなどに起因して常に同一レベルに保たれているとは限らず、対物レンズ４のフォーカス方向Ｆに変位していることが多い。そのため、ディスク面Ｄに対する対物レンズ４の位置をフォーカス方向Ｆに制御して光ビームの合焦位置を補正している。この補正のために、光ピックアップには、対物レンズ４をフォーカス方向Ｆに変動させるためのフォーカス制御手段が設けられている。

従来の光ピックアップにおいて、上記フォーカス制御手段には、対物レンズ４を装備させたレンズホルダーをフォーカス方向Ｆに移動させるための電磁的駆動機構が採用されていた。

一方、光ピックアップの対物レンズをフォーカス方向に制御することによって合焦位置をディスク面Ｄ上に定めるようにする技術は従来より提案されている（特許文献１〜４参照）。

このうち、特許文献１には、コリメータレンズと対物レンズとの間の光路中に液晶素子を追加し、ディスク面で反射した光ビームの方向がディスク面に対して垂直方向（光軸方向：フォーカス方向）にならないというコマ収差を生じた場合に、その液晶素子に印加する電圧を調整することによってそのコマ収差を補正することが示されている。

また、特許文献２には、光ディスクシステムにおいて、光ヘッドを光軸方向に制御して合焦位置と光ディスクの信号記録面との間隙を一定に保持するためのギャップ制御についての記載がある。

さらに、特許文献３には、光ヘッドに関し、ＭＤやＤＶＤなどの光ディスクの反りの上下運動によるフォーカスずれや偏心等によるトラッキングずれを補正するために、対物レンズを記録媒体面に対して垂直なフォーカス方向及び記録媒体面に対して平行なラジアル方向の２軸方向に駆動して光学的に記録あるいは再生を行うことが記載されている。

さらに、特許文献４には、対物レンズのシフト制御のために液晶素子を用いることが記載されている。
特開２００２−３４２９７５号公報 特開２００２−３１９１５３号公報 特開２００２−４２３６０号公報 特開２００１−１６７４７０号公報

図２や図３で説明した従来の光ピックアップでは、対物レンズをフォーカス方向に移動させることによって、対物レンズを通過した光ビームの合焦位置をフォーカス方向で変動させている。また、特許文献１〜４に記載されているものもすべて同様に対物レンズをフォーカス方向に移動させることによってフォーカス制御を行っている。

しかしながら、図２や図３で説明した従来例や特許文献１〜４に記載されているもののように、フォーカス制御を対物レンズの移動を通じて行うと、移動した対物レンズに傾きが発生して光学的な収差が発生し書込み性能や読取り性能が低下するという問題がある。また、対物レンズがフォーカス方向に移動するのに伴って光ピックアップに振動が発生し、共振によって書込み性能や読取り性能が低下するという問題もある。

本発明は以上の問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本願発明者は、液晶素子には斜めに入射する光ビームを屈折させるという性質があり、その屈折率は液晶素子に印加する電圧を変化させることによって変化するという性質がある点に着目し、そのような液晶素子の性質を利用することによって、対物レンズをフォーカス方向に移動させずにフォーカス制御を行うことのできる光ピックアップを提供することを目的とする。

また、本発明は、対物レンズを移動させずにフォーカス制御を行うことができるようにすることによって、対物レンズが傾くことに起因する光学的な収差の発生を防ぎ、併せて対物レンズの移動によって発生する共振を抑えて書込み性能や読取り性能の安定性を向上させることのできる光ピックアップを提供することを目的とする。

本発明に係る光ピックアップは、対物レンズを通過した光ビームの合焦位置を、上記対物レンズのフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えた光ピックアップにおいて、上記フォーカス制御手段が、記録媒体としてのディスクとこのディスクの記録面に対向する上記対物レンズとの相互間の光路中に配備されて透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる液晶素子でなる、というものである。

この構成であれば、対物レンズで集光された光ビームが、フォーカス制御手段を構成している液晶素子に斜めに入射するので、液晶素子の透過光が屈折し、その屈折率が液晶素子の印加電圧の大きさに応じて変化する。したがって、液晶素子に印加する電圧の大きさを、ディスク面のフォーカス方向での変動に応じて適切に制御するようにすれば、対物レンズをフォーカス方向に移動させずに、光ビームをディスク記録面上で常に合焦させることができるようになる。加えて、対物レンズが傾くことに起因する光学的な収差の発生を防ぎ、併せて対物レンズの移動によって発生する共振を抑えて書込み性能や読取り性能の安定性を向上させることができるようになる。

本発明では、光源である発光素子から所定の放射角を持って出射された光ビームをコリメータレンズで平行光にして上記対物レンズに入射させる光学系を有する、という構成を採用することが可能であり、この構成を採用すると、図３で説明した光学系を備える従来の光ピックアップに液晶素子を追加するだけで書込み性能や読取り性能の安定性を向上させることが可能になる。

本発明に係る光ピックアップは、対物レンズを通過した光ビームの合焦位置を、上記対物レンズのフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えた光ピックアップにおいて、光源である発光素子から所定の放射角を持って出射された光ビームをコリメータレンズで平行光にして上記対物レンズに入射させる光学系を有し、上記フォーカス制御手段が、記録媒体としてのディスクとこのディスクの記録面に対向する上記対物レンズとの相互間の光路中に配備されて透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる液晶素子でなり、上記光源と上記コリメータレンズと上記対物レンズと上記液晶素子とが単一のベースに取り付けられている、という構成を採用することによっていそう具体化される。

以上のように、本発明によれば、対物レンズで集光された光ビームを、印加電圧の大きさを変化させることによってと透過光の屈折率が変化する液晶素子により屈折させてディスク記録面に照射するという対策を講じてあるので、対物レンズをフォーカス方向に移動させることなくフォーカス制御が可能になる。そのため、対物レンズをフォーカス方向に移動させた場合に発生する対物レンズの傾きに起因する光学的な収差の発生を生じる余地がなくなり、併せて対物レンズの移動によって発生する共振が抑えられて書込み性能や読取り性能の安定性が向上する。その結果、画像品質が良好でかつ安定したＤＶＤなどのディスク装置を提供することが可能になる。

図１は本発明に係る光ピックアップの光学系の説明図である。同図と図３とを併せ見ることによって判るように、この発明の光ピックアップでは、記録媒体としてのディスクとこのディスクの記録面Ｄに対向してベース１に固定された対物レンズ４との相互間の光路中に、透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる液晶素子１０を追加し、その液晶素子１０によってフォーカス制御手段を構成してある点が、図３の従来例と相違しているだけであり、その他の事項は図３の従来例と同様である。

さらに具体的に説明すると、光源としての半導体レーザでなる発光素子５や受光素子６のほか、ハーフミラー８、コリメータレンズ９などの光学素子を有する光学系と共に、対物レンズ４と液晶素子１０とが単一のベース１に取り付けられていて、対物レンズ４をフォーカス方向に移動させるための電磁的駆動機構は省略されている。

この構成の光ピックアップによると、発光素子５から所定の放射角を持って出射された光ビームが、ハーフミラー８を通過してコリメータレンズ９を通過することにより平行光になり、その平行光が対物レンズ４により集光された後、液晶素子１０を透過してディスク記録面Ｄで合焦する。また、ディスク記録面Ｄで反射した反射光が、コリメータレンズ９及びハーフミラー８を経て受光素子６に導かれる。この場合に、液晶素子１０の印加電圧の大きさを変化させて光ビームの合焦位置を変化させることにより、光ビームの合焦位置をディスク記録面Ｄのフォーカス方向での変動に追従させるようにする。

したがって、この実施形態によれば、対物レンズ４をフォーカス方向に移動させることなくフォーカス制御が可能になっており、対物レンズ４をフォーカス方向に移動させた場合に発生する対物レンズ４の傾きに起因する光学的な収差の発生を生じる余地がなくなっただけでなく、対物レンズ４の移動によって発生する共振が抑えられて書込み性能や読取り性能の安定性が向上し、良好でかつ安定した画像品質を得ることができた。

本発明に係る光ピックアップの光学系の説明図である。 光ピックアップの従来例の概略斜視図である。 従来の光ピックアップの光学系の説明図である。

符号の説明

１ ベース
４ 対物レンズ
５ 発光素子
９ コリメータレンズ
１０ 液晶素子（フォーカス制御手段）
Ｄ ディスク記録面
Ｆ フォーカス方向

Claims (3)

1. 対物レンズを通過した光ビームの合焦位置を、上記対物レンズのフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えた光ピックアップにおいて、
   光源である発光素子から所定の放射角を持って出射された光ビームをコリメータレンズで平行光にして上記対物レンズに入射させる光学系を有し、
   上記フォーカス制御手段が、記録媒体としてのディスクとこのディスクの記録面に対向する上記対物レンズとの相互間の光路中に配備されて透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる液晶素子でなり、
   上記光源と上記コリメータレンズと上記対物レンズと上記液晶素子とが単一のベースに取り付けられていることを特徴とする光ピックアップ。
2. 対物レンズを通過した光ビームの合焦位置を、上記対物レンズのフォーカス方向で変動させるためのフォーカス制御手段を備えた光ピックアップにおいて、
   上記フォーカス制御手段が、記録媒体としてのディスクとこのディスクの記録面に対向する上記対物レンズとの相互間の光路中に配備されて透過光の屈折率を印加電圧の大きさに応じて変化させる液晶素子でなることを特徴とする光ピックアップ。
3. 光源である発光素子から所定の放射角を持って出射された光ビームをコリメータレンズで平行光にして上記対物レンズに入射させる光学系を有する請求項２に記載した光ピックアップ。

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