JP2006244646A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リレーレンズ系中で光軸方向に移動するレンズの基準位置を検出する。
【解決手段】光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂの厚み誤差によって生じる球面収差を補正するリレーレンズ系１７をレーザー光源１１と対物レンズ１９との間に設け、このリレーレンズ系１７中で少なくとも一つ以上のレンズ１７Ａを球面収差検出手段４０Ａの出力に基づいて球面収差を減少させるように光軸方向に移動制御するリレーレンズ駆動機構部３０中にレンズ１７Ａと一体に光軸方向に移動する遮蔽板３７を設けて、レーザー光Ｌの少なくとも一部を遮蔽板３７で遮った時に、レンズ１７Ａの移動基準となる基準位置を検出する光検出手段とを備えた光ピックアップ装置１０Ａにおいて、光検出手段は、レーザー光源１１と対物レンズ１９との間に予め設けられたフロントモニター用の光検出器１６を兼用している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクのレーザービーム入射面から信号面までの間に形成された透明なカバー層の厚み誤差によって生じる球面収差を、光軸方向に移動するレンズを有するリレーレンズ系により補正できる光ピックアップ装置に関するものである。

一般的に、円盤状の光ディスクは、映像情報とか音声情報やコンピュータデータなどの情報信号をディスク基板上で螺旋状又は同心円状に形成したトラックに高密度に記録し、且つ、記録済みのトラックを再生する際に所望のトラックを高速にアクセスできることから多用されている。

この種の光ディスクとして例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などは既に市販されているが、最近になって光ディスクに対してより一層高密度化を図るために、上記したＣＤ，ＤＶＤよりも狭トラック化を図って情報信号を超高密度に記録又は再生できる次世代の超高密度光ディスクとして、光ディスクのレーザービーム入射面から信号面までの間に形成された透明なカバー層の厚みが略０．１ｍｍ程度に設定されたＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃや、透明なカバー層の厚みが略０．６ｍｍ程度に設定されたＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）の開発が盛んに行われている。

上記したＢｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤでは、波長が４５０ｎｍ以下のレーザー光をＣＤ再生時よりも開口数（ＮＡ）が大きい対物レンズで絞って得たレーザービームを光ディスクのレーザービーム入射面から入射して透明なカバー層を透過させて信号面上に照射することで、情報信号を超高密度に記録又は再生できるように開発が進められている。

この際、Ｂｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤの各透明なカバー層の厚み誤差によって生じる球面収差は対物レンズの開口数（ＮＡ）の４乗に比例するので、対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きい場合に球面収差が大きくなってしまう。

そこで、上記した透明なカバー層の厚み誤差によって生じるこの球面収差を補正するために光軸方向に移動可能なレンズを有するリレーレンズ系を光ヘッド内に備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−４５０６８号公報。

図１０は従来の光ヘッドを示した構成図、
図１１は図１０に示したリレーレンズ系及びリレーレンズ駆動機構部を拡大して示した斜視図である。

図１０に示した従来の光ヘッド１００は、上記した特許文献１（特開２００３−４５０６８号公報）に開示されているものであり、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。

図１０に示した如く、従来の光ヘッド１００では、レーザー光源となる半導体レーザー素子１０１から出射されて発散したレーザー光Ｌがコリメータレンズ１０２で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１０３に入射されている。そして、偏光ビームスプリッタ１０３の偏光選択性誘電体多層１３ａを通過したレーザー光Ｌは、１／４波長板１０４を経た後、反射ミラー１０５によって反射され、進行方向を９０°曲げられる。

この後、反射ミラー１０５によって反射されたレーザー光Ｌは、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂに厚み誤差がある場合に発生する球面収差を補正するためのリレーレンズ系１０６中に設けた２枚のレンズ１０６Ａ，１０６Ｂを順に通過し、立ち上げミラー１０７によって反射され、進行方向を９０°曲げられる。

そして、立ち上げミラー１０７によって反射されたレーザー光Ｌは、レンズホルダ１０８内に取り付けた対物レンズ１０９に入射し、この対物レンズ１０９により絞り込まれたレーザービームＬＢが光ディスクＤの信号面Ｄｃ上に照射されてスポット状に集光されている。

ここで、上記したリレーレンズ系１０６は、図１１に拡大して示した如く、例えば２枚のレンズ１０６Ａ及び１０６Ｂによって構成されており、いずれか一方のレンズがリレーレンズ駆動機構部１３０によって光軸に沿って移動可能であるが、ここでは対物レンズ１０９側のレンズ１０６Ｂが光軸に沿って移動可能であり、半導体レーザー素子１０１側のレンズ１０６Ａは固定されている。尚、リレーレンズ系１０６は２枚のレンズ１０６Ａ，１０６Ｂのいずれか一方を光軸に沿って移動させてレーザー光Ｌの拡散度合いを調整しているので、ビームエキスパンダーレンズ系とも呼称されている。

上記したリレーレンズ駆動機構部１３０は、ステッピングモータ１３１の軸に取り付けた送りねじ１３２にナイフエッジ１３３がバネ１３４に付勢されながら螺合し、且つ、このナイフエッジ１３３と一体的に形成したリレーレンズホルダ１３５の中心部位に対物レンズ１０９側のレンズ１０６Ｂが嵌め込まれている。

また、リレーレンズホルダ１３５は、一端部と他端部とが送りねじ１３２と平行に設けた一対のガイドレール１３６，１３７に案内され、更に、リレーレンズホルダ１３５の他端部に遮蔽板１３８が一体的に光軸方向に向けて突出形成されており、リレーレンズ系１０６が動作前の初期状態である時に遮蔽板１３８を発光部と受光部とを有する位置センサ１３９で遮蔽することで光軸方向に移動するレンズ１０６Ｂの移動基準となる基準位置を検出している。

図１０に戻り、光ディスクＤの信号面Ｄｃ上にスポット状に集光されたレーザービームＬＢは、信号面Ｄｃで反射されて戻り光となって対物レンズ１０９，立ち上げミラー１０７，リレーレンズ系１０６，反射ミラー１０５，１／４波長板１０４を順に通過し、この後、偏光ビームスプリッタ１０３の偏光選択性誘電体多層１３ａで反射されて光路を９０°曲げられて集光レンズ１１２によって集光される。そして、集光レンズ１１２によって集光された戻り光は、フォーカス誤差信号発生用素子１１３を通過した後、光検出器１１４上に結像されている。

更に、光検出器１１４の出力は、信号処理系１２０の演算回路１２１に入力され、情報再生信号、フォーカス誤差信号、及びトラッキング誤差信号を得ている。

そして、演算回路１２１で得た情報再生信号は、検出回路１２２に入力され、この検出回路で情報再生信号の振幅が最大となるようなリレーレンズ系１０６中のレンズ１０６Ｂのレンズ位置を検出し、その出力信号に基づいて、ドライブ回路１２３によりリレーレンズ駆動機構部１３０を構成するステッピングモータ１３１に電流を流し、リレーレンズ系１０６中のレンズ１０６Ｂに対してレンズ位置の最適制御を行う。この際、リレーレンズ系１０６中のレンズ１０６Ｂは、遮蔽板１３８と位置センサ１３９とにより検出された基準位置を基準として、この基準位置からステッピングモータ１３１のパルス数により球面収差が減少する方向に移動制御されている。

また、演算回路１２１で得たフォーカス誤差信号は、位相補償回路１２４に入力されて位相補償が行われた後にアクチュエータドライバ１２５を介してレンズホルダ１０８に取り付けたフォーカスコイル１１０に入力されて、フォーカス誤差信号に基づいて対物レンズ１０９を光ディスクＤに対してフォーカス方向に制御している。

また、演算回路１２１で得たトラッキング誤差信号は、位相補償回路１２４に入力されて位相補償が行われた後にアクチュエータドライバ１２６を介してレンズホルダ１０８に取り付けたトラッキングコイル１１１に入力されて、トラッキング誤差信号に基づいて対物レンズ１０９を光ディスクＤに対してトラッキング方向に制御している。

ところで、従来の光ヘッド１００では、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａから信号面Ｄｃまでの間に形成された透明なカバー層Ｄｂの厚み誤差によって生じる球面収差を、光軸方向に移動するレンズ１０６Ｂを有するリレーレンズ系（ビームエキスパンダーレンズ系）１０６により補正でき、且つ、リレーレンズ系１０６が動作前の初期状態である時に光軸方向に移動するレンズ１０６Ｂの移動基準となる基準位置を遮蔽板１３８と位置センサ１３９とで検出しているものの、この位置センサ１３９は発光部と受光部とを有しているので、位置センサ１３９のコストが高くついてしまう。

そこで、リレーレンズ系（ビームエキスパンダーレンズ系）１０６中で光軸方向に移動する少なくとも一つ以上のレンズの移動基準となる基準位置を、安価な構成で検出できる光ピックアップ装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、請求項１記載の発明は、レーザー光を出射するレーザー光源と、
前記レーザー光を絞り込んで光ディスクの信号面に照射する対物レンズと、
前記光ディスクの信号面で反射された戻り光から前記球面収差を検出する球面収差検出手段と、
前記レーザー光源と前記対物レンズとの間に設けられ、球面収差を補正するリレーレンズ系と、
前記リレーレンズ系中で少なくとも一つ以上のレンズを、前記球面収差検出手段の出力に基づいて前記球面収差を減少させるように光軸方向に移動制御するリレーレンズ駆動機構部と、
前記リレーレンズ駆動機構部中に設けられ、前記レンズと一体に光軸方向に移動する遮蔽板と、
前記レーザー光の少なくとも一部を前記遮蔽板で遮った時に、前記レンズの移動基準となる基準位置を検出する光検出手段とを備えた光ピックアップ装置において、
前記光検出手段は、前記レーザー光源と前記対物レンズとの間に予め設けられた光検出器を兼用することを特徴とする光ピックアップ装置である。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、
前記光検出手段は、前記レーザー光源のレーザーパワーを検出制御するために予め設けられたフロントモニター用の光検出器、又は、前記光ディスクの信号面で反射された前記戻り光を検出するために予め設けられた戻り光検出用の光検出器のいずれか一方であることを特徴とする光ピックアップ装置である。

本発明に係る光ピックアップ装置によると、光ディスクのレーザービーム入射面と信号面との間に形成された透明なカバー層の厚み誤差によって生じる球面収差を補正するリレーレンズ系をレーザー光源と対物レンズとの間に設け、このリレーレンズ系中で少なくとも一つ以上のレンズを球面収差検出手段の出力に基づいて球面収差を減少させるように光軸方向に移動制御するリレーレンズ駆動機構部中にレンズと一体に光軸方向に移動する遮蔽板を設けて、レーザー光の少なくとも一部を遮蔽板３７で遮った時に、レンズの移動基準となる基準位置を検出する光検出手段とを備えた光ピックアップ装置において、光検出手段は、レーザー光源と対物レンズとの間に予め設けられた光検出器を兼用しているので、従来例で示したような発光部と受光部とを有する位置センサを設ける必要がないために、光ピックアップ装置を安価に提供できる。

この際、上記した光検出手段は、レーザー光源のレーザーパワーを検出制御するために予め設けられたフロントモニター用の光検出器、又は、光ディスクの信号面で反射された戻り光を検出するために予め設けられた戻り光検出用の光検出器のいずれか一方を適用すれば良い。

以下に本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例を図１〜図９を参照して実施例１，実施例２の順に詳細に説明する。

図１は本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが基準位置に至っている状態を示した図、
図２は本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが動作位置に移動した状態を示した図、
図３は図１に示した戻り光検出用の光検出器を拡大して示した図、
図４は図１に示した信号処理系内に設けた球面収差補正回路を説明するための図、
図５は図１に示した信号処理系内に設けた情報信号処理回路を説明するための図、
図６は図１に示した信号処理系内に設けたフォーカス制御回路を説明するための図、
図７は図１に示した信号処理系内に設けたトラッキング制御回路を説明するための図である。

図１及び図２に示した如く、本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置１０Ａは、例えば、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａから信号面Ｄｃまでの間に形成された透明なカバー層Ｄｂの厚みが略０．１ｍｍ程度に設定されたＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃに適用可能に構成されているが、これに限ることなく、先に説明したように透明なカバー層Ｄｂの厚みが略０．６ｍｍ程度に設定されたＨＤ−ＤＶＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）は勿論のこと、周知のＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）に適用することも可能である。

上記した本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置１０Ａでは、レーザー光源となる半導体レーザー素子１１から波長が４５０ｎｍ以下のレーザー光Ｌが発散した状態で出射されており、このレーザー光Ｌがコリメータレンズ１２で平行光に変換された後、偏光ビームスプリッタ１３に入射されている。この際、偏光ビームスプリッタ１３は、レーザー光Ｌのうちで例えばｐ偏光光を透過させ且つｓ偏光光を反射させるために偏光性を有する偏光選択性誘電体多層膜１３ａが膜付けされている。

そして、コリメータレンズ１２を通過したレーザー光Ｌのうちでｐ偏光光は偏光ビームスプリッタ１３の偏光選択性誘電体多層膜１３ａをそのまま透過して１／４λ板１４を通り円偏光となる。この際、１／４λ板１４はレーザー光Ｌを透過させる時にレーザー光Ｌの波長λに対して１／４λの位相差を与えるものである。

この後、１／４λ板１４を透過したレーザー光Ｌは直角三角状に形成された立ち上げ用のハーフミラー１５に入射され、このハーフミラー１５で直進するレーザー光Ｌ１と９０°方向を上方に向けて曲げられたレーザー光Ｌ２とに分離されている。そして、ハーフミラー１５内を直進するレーザー光Ｌ１は、半導体レーザー素子１１のレーザーパワーを検出して制御するために予め設けられたフロントモニター用の光検出器１６に入射される。一方、ハーフミラー１５で９０°方向を上方に向けて曲げられたレーザー光Ｌ２光は、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂに厚み誤差がある場合に発生する球面収差を補正するために上方に設けたリレーレンズ系１７中の凹レンズ１７Ａ及び凸レンズ１７Ｂを順に通過した後に、レンズホルダ１８内に取り付けた対物レンズ１９に入射し、この対物レンズ１９により絞り込まれたレーザービームＬＢが光ディスクＤの信号面Ｄｃ上に照射されてスポット状に集光されている。

尚、上記したリレーレンズ系１７は、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂに厚み誤差がある場合に発生する球面収差を補正するために設けたものであるが、半導体レーザー素子１１から光ディスクＤの信号面Ｄｃまでの光路中で発生する球面収差に対しても当然補正できるものである。

この際、対物レンズ１９は、Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃに対応して開口数（ＮＡ）が０．７５以上に設定されたものを用いている。また、対物レンズ１９はレンズホルダ１８内の上方部位に取り付けられていると共に、このレンズホルダ１８の外周に対物レンズ１９を光ディスクＤの信号面Ｄｃに対してフォーカス方向とトラッキング方向とに制御するためのフォーカスコイル２０とトラッキングコイル２１とが取り付けられている。

ここで、上記したリレーレンズ系１７は、例えば２枚の凹レンズ１７Ａ及び凸１７Ｂによって構成されており、いずれか一方のレンズがリレーレンズ駆動機構部３０によって光軸に沿って移動可能であるが、ここでは半導体レーザー素子１１側の凹レンズ１７Ａが光軸に沿って移動可能であり、対物レンズ１９側の凸レンズ１７Ｂは固定されている。尚、リレーレンズ系１７は２枚のレンズ１７Ａ，１７Ｂのいずれか一方を光軸に沿って移動させてレーザー光Ｌ１の拡散度合い調整しているので、ビームエキスパンダーレンズ系とも呼称されている。

上記したリレーレンズ駆動機構部３０は、ステッピングモータ３１の軸に取り付けた送りねじ３２にナイフエッジ３３が不図示のバネによって押圧されながら螺合し、且つ、このナイフエッジ３３と一体的に形成したリレーレンズホルダ３４の中心部位に凹レンズ１７Ａが嵌め込まれている。

また、リレーレンズホルダ３４は、一端部と他端部とが送りねじ３２と平行に設けた一対のガイドレール３５，３６に案内され、更に、リレーレンズホルダ３４の他端部に遮蔽板３７が一体的に光軸方向に向けて突出形成されており、図１に示したようにリレーレンズ系１７が動作前の初期状態である時に、リレーレンズホルダ３４を介してリレーレンズ系１７中の凹レンズ１７Ａと一体に光軸方向に移動可能な遮蔽板３７が、フロントモニター用の光検出器１６に入射するレーザー光Ｌ１の少なくとも一部を遮ることにより、この光検出器１６の出力値を不図示のマイコン内に予め設定した基準値と比較して基準値以下であることをマイコンで検出することで、光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａの移動基準となる基準位置を検出している。

尚、この実施例１では、リレーレンズ駆動機構部３０は、ステッピングモータ３１を駆動源として用いているが、これに限ることなく、ステッピングモータ３１に代えてボイスコイルモータ（図示せず）などを用いて構成しても良い。

この実施例１では、半導体レーザー素子１１と対物レンズ１９との間の光路中に、半導体レーザー素子１１のレーザーパワーを検出して制御するために予め設けられたフロントモニター用の光検出器１６を兼用して、このフロントモニター用の光検出器１６と遮蔽板３７とでリレーレンズ系１７中で光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａの移動基準となる基準位置を検出しているので、従来例で示したような発光部と受光部とを有する位置センサ１３９（図１１）を設ける必要がないために、実施例１の光ピックアップ装置１０Ａを安価に提供できる。

そして、図２に示したように、リレーレンズ系１７を動作させる場合には、ステッピングモータ３１を始動して、基準位置に至っている凹レンズ１７Ａをリレーレンズホルダ３４と一体に予め設定した動作位置近傍の設計目標位置まで基準位置を起点としたステッピングモータ３１のパルス数により光軸に沿って上方に移動させている。この時、リレーレンズホルダ３４の他端部に突出させた遮蔽板３７は、フロントモニター用の光検出器１６から離れてレーザー光Ｌ１を遮らなくなるので、このフロントモニター用の光検出器１６で半導体レーザー素子１１のレーザーパワーを検出して制御することが可能になる。この後、リレーレンズ系１７中で光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａは、後述するように信号処理系４０内に設けた球面収差補正回路４０Ａの出力に基づいて球面収差が減少する方向に光軸に沿って移動制御されている。

更に、光ディスクＤの信号面Ｄｂで反射された戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ１９，リレーレンズ系１７，ハーフミラー１５，１／４λ板１４を順に通過して、この１／４λ板１４で９０°偏光面が変わったｓ偏光の直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ１３内の偏光性を有する偏光選択性誘電体多層膜１３ａで反射されて９０°方向を転じられた後に検出レンズ２２を通って戻り光検出用の光検出器２３上に結像されている。

この際、戻り光検出用の光検出器２３は、図３に拡大して示した如く、互いに直交するＸ軸とＹ軸とで形成されるＸＹ面内の受光面を８分割して８分割型に形成されており、球面収差のない戻り光を受光面の中心部で受光した時に円形のスポットが得られるものとした場合に、正方形の受光面内に戻り光のスポットに外接し且つＸ軸とＹ軸とを頂点とする正方形を形成して、この正方形内をＸ軸とＹ軸とを堺に４分割して内周受光領域Ａ〜Ｄを形成すると共に、更に、内周受光領域Ａ〜Ｄの外側にＸ軸とＹ軸とを堺に４分割して外周受光領域Ｅ〜Ｈを形成している。

そして、戻り光検出用の光検出器２３上に結像された戻り光のスポットを光電変換して、信号処理系４０内に設けた球面収差補正回路４０Ａ，情報信号処理回路４０Ｂ，フォーカス制御回路４０Ｃ，トラッキング制御回路４０Ｄにそれぞれ入力している。

まず、信号処理系４０内に設けた球面収差補正回路４０Ａは、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂに厚み誤差がある場合に発生する球面収差を補正するために、図３に示した光検出器２３内に形成した４箇所の外周受光領域Ｅ〜Ｈのみを用いて球面収差エラー信号ＳＡＥ（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ Ｅｒｒｏｒ）を下記の式に基づいて演算している。

ＳＡＥ＝（Ｅ＋Ｇ）−（Ｆ＋Ｈ）

即ち、球面収差が発生した場合には、図３に示した光検出器２３内で戻り光によるスポット形状が右対角方向（Ｅ，Ａ，Ｃ，Ｇ）側又は左対角方向（Ｆ，Ｂ，Ｄ，Ｈ）側に延出されると共に、内周受光領域Ａ〜Ｄではスポット形状が左右の対角方向（±４５°方向）に対してほとんど検出値差がないので、球面収差エラー信号ＳＡＥを求める時には外周受光領域Ｅ〜Ｈだけを用いて、右対角方向（Ｅ，Ｇ）側と左対角方向（Ｆ，Ｈ）側との検出値差を検出している。

従って、図４に示した如く、球面収差エラー信号ＳＡＥを演算して求める場合には、球面収差補正回路４０Ａ内で２個の加算器４１，４２と、１個の減算器４３を用いて演算している。

そして、球面収差補正回路４０Ａで得られた球面収差エラー信号ＳＡＥを図１及び図２示したモータドライブ回路４４に入力してステッピングモータ３１を介してリレーレンズ系１７中で光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａを球面収差が減少する方向に光軸に沿って移動させている。

次に、信号処理系４０内に設けた情報信号処理回路４０Ｂは、光ディスクＤの信号面Ｄｃに記録された情報信号を読み取るため、図３に示した光検出器２３内に形成した４箇所の内周受光領域Ａ〜Ｄ及び４箇所の外周受光領域Ｅ〜Ｈを用いて情報信号ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を下記の式に基づいて演算している。

ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ

従って、図５に示した如く、情報信号ＲＦを演算して求める場合には、情報信号処理回路４０Ｂ内で７個の加算器４５〜５１を用いて演算している。

次に、対物レンズ１９をフォーカス方向に制御するためのフォーカスエラー信号ＦＥ（Ｆｏｃｕｓ Ｅｒｒｏｒ）を得る場合には、周知の非点収差法により図３に示した光検出器２３内の内周受光領域Ａ〜Ｄ及び外周受光領域Ｅ〜Ｈを用いて、下記の式に基づいて演算している。

ＦＥ＝（Ａ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｇ）−（Ｂ＋Ｄ＋Ｆ＋Ｈ）

従って、図６に示した如く、非点収差法によりフォーカスエラー信号ＦＥを求める場合には、戻り光によるスポット形状の右対角方向（Ｅ，Ａ，Ｃ，Ｇ）側と左対角方向（Ｆ，Ｂ，Ｄ，Ｈ）側との検出値差をフォーカス制御回路部４０Ｃ内に設けた６個の加算器５２〜５７と、１個の減算器５８とにより演算し、ここで得られたフォーカスエラー信号ＦＥを図１及び図２に示したドライブアンプ５９を介してレンズホルダ１８に取り付けたフォーカスコイル２０に印加して、対物レンズ１９を光ディスクＤのフォーカス方向に制御している。

次に、対物レンズ１９をトラッキング方向に制御するためのトラッキングエラー信号ＴｒＥ（Ｔｒａｃｋｉｎｇ Ｅｒｒｏｒ）を得る場合には、周知のプッシュプル法により図３に示した光検出器２３内の内周受光領域Ａ〜Ｄ及び外周受光領域Ｅ〜Ｈを用いて、下記の式に基づいて演算している。

ＦＥ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｈ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｆ＋Ｈ）

従って、図７に示した如く、プッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴｒＥを求める場合には、戻り光によるスポット形状の上方（Ｅ，Ａ，Ｄ，Ｈ）側と下方（Ｆ，Ｂ，Ｃ，Ｇ）側との検出値差をトラッキング制御回路部４０Ｄ内に設けた６個の加算器６０〜６５と、１個の減算器６６とにより演算し、ここで得られたトラッキングエラー信号ＴｒＥを図１及び図２に示したドライブアンプ６７を介してレンズホルダ１８に取り付けたトラッキングコイル２１に印加して、対物レンズ１９を光ディスクＤのトラッキング方向に制御している。

図８は本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが基準位置に至っている状態を示した図、
図９は本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが動作位置に移動した状態を示した図である。

図８及び図９に示した本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置１０Ｂは、先に図１及び図２を用いて説明した実施例１の光ピックアップ装置１０Ａの構成と一部を除いて同様の構成であり、ここでは説明の便宜上、先に示した構成部材に対しては同一の符号を付し、且つ、実施例１に対して異なる点を中心して説明する。

図８及び図９に示した如く、本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置１０Ｂにおいて、半導体レーザー素子１１から出射されたレーザー光Ｌは、コリメータレンズ１２で平行光に変換された後、レーザー光Ｌのうちでｐ偏光光が偏光ビームスプリッタ１３の偏光選択性誘電体多層膜１３ａをそのまま透過して１／４λ板１４を通り円偏光となり、この後、光ディスクＤのレーザービーム入射面Ｄａと信号面Ｄｃとの間に形成された透明なカバー層Ｄｂに厚み誤差がある場合に発生する球面収差を補正するために上方に設けたリレーレンズ系１７中の凹レンズ１７Ａ及び凸レンズ１７Ｂを通過した後に、レンズホルダ１８内に取り付けた対物レンズ１９に入射し、この対物レンズ１９により絞り込まれたレーザービームＬＢが光ディスクＤの信号面Ｄｃ上に照射されてスポット状に集光されている。

また、光ディスクＤの信号面Ｄｂで反射された戻り光は、上記とは逆に、対物レンズ１９，リレーレンズ系１７，１／４λ板１４を順に通過して、この１／４λ板１４で９０°偏光面が変わったｓ偏光の直線偏光となり、偏光ビームスプリッタ１３内の偏光性を有する偏光選択性誘電体多層膜１３ａで反射されて９０°方向を転じられた後に検出レンズ２２を通って戻り光検出用の光検出器２３上に結像されている。

更に、リレーレンズ系１７中の凹レンズ１７Ａを光軸方向に移動させるためのリレーレンズ駆動機構部３０は、実施例１と同じ構造形態であるものの、実施例１に対して異なる点は、図８に示したようにリレーレンズ系１７が動作前の初期状態である時に、リレーレンズホルダ３４を介してリレーレンズ系１７中の凹レンズ１７Ａと一体に光軸方向に移動可能な遮蔽板３７が、戻り光検出用の光検出器２３に入射する戻り光の少なくとも一部を遮ることにより、この光検出器２３の出力値を不図示のマイコン内に予め設定した基準値と比較して基準値以下であることをマイコンで検出することで、光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａの移動基準となる基準位置を検出している。

この実施例２では、半導体レーザー素子１１と対物レンズ１９との間の光路中に、光ディスクＤの信号面Ｄａで反射された戻り光を検出するために予め設けられた戻り光検出用の光検出器２３を兼用して、この戻り光検出用の光検出器２３と遮蔽板３７とでリレーレンズ系１７中で光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａの移動基準となる基準位置を検出しているので、従来例で示したような発光部と受光部とを有する位置センサ１３９（図１１）を設ける必要がないために、実施例２の光ピックアップ装置１０Ｂを安価に提供できる。

そして、図９に示したように、リレーレンズ系１７を動作させる場合には、ステッピングモータ３１を始動して、基準位置に至っている凹レンズ１７Ａをリレーレンズホルダ３４と一体に予め設定した動作位置近傍の設計目標位置まで基準位置を起点としたステッピングモータ３１のパルス数により光軸に沿って上方に移動させている。この時、リレーレンズホルダ３４の他端部に突出させた遮蔽板３７は、戻り光検出用の光検出器２３から離れて戻り光を遮らなくなるので、この戻り光検出用の光検出器２３で戻り光を検出することが可能になる。この後、リレーレンズ系１７中で光軸方向に移動する凹レンズ１７Ａは、信号処理系４０内に設けた球面収差補正回路４０Ａの出力に基づいて球面収差が減少する方向に光軸に沿って移動制御されている。

図１は本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが基準位置に至っている状態を示した図である。 本発明に係る実施例１の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが動作位置に移動した状態を示した図である。 図１に示した戻り光検出用の光検出器を拡大して示した図である。 図１に示した信号処理系内に設けた球面収差補正回路を説明するための図である。 図１に示した信号処理系内に設けた情報信号処理回路を説明するための図である。 図１に示した信号処理系内に設けたフォーカス制御回路を説明するための図である。 図１に示した信号処理系内に設けたトラッキング制御回路を説明するための図である。 本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが基準位置に至っている状態を示した図である。 本発明に係る実施例２の光ピックアップ装置を説明するための図であり、リレーレンズ系中の凹レンズが動作位置に移動した状態を示した図である。 従来の光ヘッドを示した構成図である。 図１０に示したリレーレンズ系及びリレーレンズ駆動機構部を拡大して示した斜視図である。

符号の説明

１０Ａ…実施例１の光ピックアップ装置、
１０Ｂ…実施例２の光ピックアップ装置、
１１…レーザー光源（半導体レーザー素子）、１２…コリメータレンズ、
１３…偏光ビームスプリッタ、１４…１／４λ板、
１５…ハーフミラー、１６…フロントモニター用の光検出器、
１７…リレーレンズ系、１７Ａ…凹レンズ、１７Ｂ…凸レンズ、
１８…レンズホルダ、１９…対物レンズ、
２０…フォーカスコイル、２１…トラッキングコイル、
２２…検出レンズ、２３…戻り光検出用の光検出器、
３０…リレーレンズ駆動機構部、３１…ステッピングモータ、
３２…送りねじ、３３…ナイフエッジ、３４…リレーレンズホルダ、
３５，３６…一対のガイドレール、３７…遮蔽板、
４０…信号処理系、４０Ａ…球面収差補正回路、４０Ｂ…情報信号処理回路、
４０Ｃ…フォーカス制御回路、４０Ｄ…トラッキング制御回路。

Claims (2)

1. レーザー光を出射するレーザー光源と、
   前記レーザー光を絞り込んで光ディスクの信号面に照射する対物レンズと、
   前記光ディスクの信号面で反射された戻り光から前記球面収差を検出する球面収差検出手段と、
   前記レーザー光源と前記対物レンズとの間に設けられ、球面収差を補正するリレーレンズ系と、
   前記リレーレンズ系中で少なくとも一つ以上のレンズを、前記球面収差検出手段の出力に基づいて前記球面収差を減少させるように光軸方向に移動制御するリレーレンズ駆動機構部と、
   前記リレーレンズ駆動機構部中に設けられ、前記レンズと一体に光軸方向に移動する遮蔽板と、
   前記レーザー光の少なくとも一部を前記遮蔽板で遮った時に、前記レンズの移動基準となる基準位置を検出する光検出手段とを備えた光ピックアップ装置において、
   前記光検出手段は、前記レーザー光源と前記対物レンズとの間に予め設けられた光検出器を兼用することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１記載の光ピックアップ装置において、
   前記光検出手段は、前記レーザー光源のレーザーパワーを検出制御するために予め設けられたフロントモニター用の光検出器、又は、前記光ディスクの信号面で反射された前記戻り光を検出するために予め設けられた戻り光検出用の光検出器のいずれか一方であることを特徴とする光ピックアップ装置。

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