JP2006302354A - 光軸調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズのチルトにより発生の残留収差を小さくし、最大の補正効果を得るチルト補正機構を実現する。
【解決手段】光ピックアップに対物レンズおよびチルトアクチュエータを取り付け、対物レンズのチルトサーボをオフして光ピックアップと対物レンズのチルトを調整する（Ｓ１）。光ピックアップ基準面に対して光軸垂直に対物レンズ下の立ち上げミラーを調節する（Ｓ２）。スピンドルに基準光ディスクを取り付け、この基準面と光ピックアップ基準面を平行に光ピックアップのチルトを調整する（Ｓ３）。対物レンズのチルトアクチュエータを駆動して（Ｓ４）、対物レンズのチルトサーボをオン状態にて、スポット形状を円形とするように、光ピックアップのチルト、チルトセンサのオフセットを調整する（Ｓ５）。この調整で基準光ディスクの基準面に対し、対物レンズと光ピックアップ立ち上げ光による光軸が垂直となり、コマ収差が最も少ない状態となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクに記録および／または再生を行う装置のチルトサーボ機構における、特に、チルト補正機構付き光ピックアップの光軸調整方法に関するものである。

次世代大容量光ディスクとして、Blu−ray Disc（以下、ＢＤという）やＨＤ−ＤＶＤ（High Definition ＤＶＤ；以下、ＨＤという）などの波長４０５ｎｍの青紫色レーザを用いた規格がある。大容量化のためには波長を短くする他に、対物レンズの開口数を高くすることが考えられるが、対物レンズを高開口数（以下、ＮＡという）化すると光ディスクのチルトマージンが減少し、対物レンズのチルトサーボなどの制御、補正が必要となる。ＢＤの場合は、基板厚を０．１ｍｍと薄くしてチルトに強いシステムとしているが、ＤＶＤ，ＣＤなどの従来ディスクとの互換性に問題が生じている。

また、ＨＤの場合は、ＤＶＤと同じ基板厚０．６ｍｍにして従来ディスクとの互換性を持たせているが、チルトマージンによる制約からＮＡもＤＶＤと同じ０．６５としている。しかし高密度化に難があり、ＢＤは容量２５ＧＢを達成しているところ、ＨＤでは１５ＧＢとなっている。したがって、容量２５ＧＢを達成しつつ基板厚をＤＶＤと同じ０．６ｍｍにするには、高精度なチルトサーボシステムが必須技術である。

基板厚０．６ｍｍ、容量２５ＧＢを達成するチルトサーボシステムは、光ディスクのラジアル，タンジェンシャル両方向において、光ディスクの回転周期やその数倍の周波数成分を持つ光ディスクＡＣ（交流成分）チルト補正が必要である。線速を６．０ｍ／ｓとすると、光ディスク回転周波数は約４０Ｈｚ、光ディスクのチルトはその１０倍の帯域以上までその成分を持つので、制御帯域として５００Ｈｚは必要である。５００Ｈｚの帯域を持つ光ディスクのチルトに対して、光ピックアップ全体を傾斜させる光ピックアップのチルトサーボでは可動部の質量が大きいため困難であり、質量の小さい対物レンズをチルトさせる対物レンズのチルトサーボが最適である。

また、特許文献１には、光ピックアップから照射されるビーム光軸と光ディスク記録面が垂直となるように光ピックアップの光軸の傾斜を機械的に補正するチルト補正機構が記載されている。

レーザ光を照射して光ディスクに情報を記録，再生する光学ピックアップと、光ディスクの半径方向に光学ピックアップを移動させる駆動機構と、光ディスクのチルト量を検知する検出手段と、光学ピックアップをチルト量に応じて傾斜させるチルト調整手段を備えた光ディスク装置のチルト補正機構である。

このチルト補正機構によれば、光学ピックアップの移動方向を決定する駆動側のメインガイド構造と光学ピックアップの姿勢を決める従属側のサブガイドを設け、メインガイド構造とサブガイドは摺動可能な連結部材で互いに係合され、メインシャーシに対して連結部材を相対的に移動させることによって、メインガイド構造とサブガイドが光ディスク面に対して半径方向に同期して傾斜する。

また、特許文献２には、光ディスクを回転させるモータの回転に同期した回転信号に基づいて所定回転角毎に検出信号の包絡線信号強度のサンプリングを実行するサンプリング手段と、サンプリングした包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段を有し、この平均値に基づいて補正量を確定してチルト補正制御を実行するチルトサーボ装置が記載されている。

この光ディスク記録再生装置のチルトサーボ装置は、チルトエラーを補正する液晶パネル素子を有する液晶チルトサーボ装置であり、光ディスクの面振れがあっても、正確で安定したチルト補正が可能なチルトサーボ装置である。

さらに、チルト補償装置の１つであるチルトアクチュエータ機構を用いた例として、非特許文献１には、ヘッドキャリッジ全体を傾けずに、光ピックアップの対物レンズを傾けるチルトアクチュエータ機構を用いてチルト誤差を「０」に近づける技術が記載されている。この例では、対物レンズからレーザ光を照射して光ディスク面に光スポットを形成し、この光スポットを光ディスクに設けられたプリピットヘッダのセンタ位置に制御した状態で、トラッキングエラー信号のオフセット値をチルト量として検出し、この値を「０」に制御することでチルト誤差を「０」に近づける。

このチルトアクチュエータ機構の具体例としては、一般にはフォーカス方向およびトラック方向に駆動される対物レンズの駆動方向を、チルト方向にも可能としたものがある。この方式では、対物レンズのチルトアクチュエータの駆動コイルをトラック方向の中心線で２分割し、左右それぞれのコイルに独立に電流を供給する。左右のコイルに同じ値の電流を供給すると、対物レンズの左右に働く力が同じになり、対物レンズをフォーカス方向に駆動する。

また、左右のコイルに異なる値の電流を供給すると、対物レンズの左右に働く力が異なった力となり、対物レンズをチルト方向に駆動する。つまり、駆動コイルの電流値を制御することで、フォーカスおよびチルト誤差の双方を制御できる。このチルトアクチュエータ機構を用いた例では、レールチルト機構を用いた例と比較して、ヘッドキャリッジ全体を傾ける必要がないので、可動部分の厚み寸法を小さくすることができ、光ディスク装置の薄型化が容易にできる。

以上のように、対物レンズ駆動型のチルト補正機構付き光ピックアップの調整は、光ピックアップ基準面に対して立ち上げ光の光軸が垂直になるように照明光学系の組み付け調整をする。一方対物レンズは、対物レンズホルダに取り付けられた対物レンズの光軸をチルトアクチュエータの基準面に垂直になるように対物レンズホルダを組み付け調整する。このように対物レンズを組み付けたチルトアクチュエータを光ピックアップに搭載し、両者の相対チルトの調整を行う。

その調整法としては、まず光ディスクを回転するスピンドルの回転軸を法線とした面内において、回転する基準光ディスクに対して光ピックアップ基準面を平行とするように光ピックアップのチルト調整をして、次に基準光ディスク盤面にスポットを集光させて盤面スポットを観測し、スポットのコマ収差が最小となるように対物レンズのチルトアクチュエータのチルトを調整し、チルトアクチュエータを光ピックアップに固定する。このように調整した光ピックアップをドライブに搭載し、基準光ディスクの信号を再生し、ジッタや他の光ディスクのチルトに影響する信号を指標に光ピックアップのチルトを調整し、指標となる信号が最良となる光ピックアップのチルトで光ピックアップを固定する。この光ピックアップのチルト調整では、対物レンズのチルトアクチュエータには信号を入力しないで調整する。つまり調整中は対物レンズのチルト補正は行わない。
特開２００３−２１７１５５号公報 特開２０００−２９８８６２号公報 Matsushita Technical Journal Vol.45 No.6 Dec.1999、「４．７ＧＢＤＶＤ−ＲＡＭドライブ」

特許文献１に記載されるチルト補正機構では、光ピックアップから照射されるビーム光軸と光ディスク記録面が垂直となるように光ピックアップ光軸の傾斜を機械的に信頼性の高い補正を行っている。しかしながら、光ディスクのチルトの直流成分の補正においては、光ピックアップを機械的に動かし補正することはできるが、光ディスクのチルトの交流成分の補正は行うことができない。

また、特許文献２に記載されるチルトサーボ装置には、サンプリングした包絡線信号強度の平均値を算出する算出手段があり、この平均値に基づいて補正量を確定してチルト補正制御を実行している。そのため光ディスクのチルトにおける直流成分の補正においては、液晶補正素子を電気的に動かして補正することはできるが、光ディスクのチルトにおける交流成分の補正は行うことができない。

例えば、２４００ｒｐｍの回転数で光ディスクが回転しているとすると、チルトの交流成分の基本波成分は４０Ｈｚであることから基本波成分を補正しようとすると、特許文献１では光ピックアップを４０Ｈｚで十分な加速度を持って駆動しなければならず、特許文献２では液晶補正素子を４０Ｈｚで駆動しなければならない。また、光ディスクのチルトは基本波成分のみでなく、その高調波成分も多く含んでいることから、数１００Ｈｚオーダーの駆動が必要となり、現状の液晶素子での交流成分のチルト補正は困難であるという問題がある。

さらに、対物レンズのチルト補正機構が付きいた光ピックアップを調整するとき、チルト補正はオフでジッタ、ＳＤＲ（Ｓignal to Ｄynamic Ｒatio）などの信号が最良となるように光ピックアップの光軸調整を行う。このように調整した光ピックアップを用いてチルトサーボを行うと、確かにチルトサーボがオンではジッタ，ＳＤＲが改善されて効果がある。しかし、チルトサーボがオンでさらに光ピックアップをチルトさせると、先に調整したにもかかわらず光ピックアップのチルトは０ｄｅｇの点が最小ではなく、少しずれたところが最小となることがある。すなわち、光ピックアップのチルトが０ｄｅｇの補正能力が最大である点から少しずれたところにおいて、光ピックアップのチルト調整後のチルトは固定されているので、補正能力を最大限に引き出すことができない状態となる。

これは、光ピックアップと対物レンズの光軸が平行になっていないことが原因であり、光ピックアップと対物レンズの光軸調整において、収差を最小にするように対物レンズを取り付けると、光学系が持っている収差を対物レンズで補正することから対物レンズが光ピックアップの光軸に対して必然的に傾くことになる。

チルトサーボをかけているときは、対物レンズの物理的な角度（対物レンズチルトセンサの検出値）と光ディスクの傾き角度（光ディスクチルトセンサの検出値）の差が最小となるように対物レンズを傾ける。すなわち、光ディスクに対して対物レンズの光軸が垂直になるように制御する。しかし、光ディスクと対物レンズ光軸が垂直のときに、収差が最小になるとは限らない。また、機械的に光ピックアップの光軸を光ディスク面（スピンドルの光ディスクのチャッキング面）に垂直に調整することは至難の業である。

また、光ディスクのラジアルチルト，タンジェンシャルチルトの補正を行う対物レンズの４軸アクチュエータを備えた光ピックアップにおいて、光ピックアップの光軸と対物レンズの光軸を一致させる必要があるが、従来は対物レンズを設置する前に光ピックアップの光軸を基準となる反射面に垂直に配置し、その後、対物レンズを設置してコマ収差が最小となる角度に対物レンズを固定していた。

この光軸調整方法の場合、光ピックアップと対物レンズの光軸調整はオートコリメータを用いても１分以内に調整することは難しく、また３波長互換の光ピックアップの場合は、各波長に対する光ピックアップの光軸のチルトを考慮すると、３波長の各光軸および対物レンズの光軸を全て１分以内に調整することは難しい。したがって、従来の光ピックアップでは、光軸のチルトを考慮した光学設計を行っていた。

また、対物レンズは、対物レンズのチルトに対してコマ収差が発生してスポットが劣化することが知られている。このことから逆に対物レンズをチルトさせることによりコマ収差の補正が可能であるが、光ディスクの盤面と光軸が一致しない状態では対物レンズを傾けても収差は完全に補正することができず、非点収差が残留することとなる。

この残留する収差について、図８，図９，図１０，図１１を用いて説明する。図８は光ディスクを傾けたときに発生する収差の量を波面収差として表したグラフである。図８において、対物レンズを傾けずに光ディスクを傾けたときに発生する収差を表している。

また、図９はそのときの光ディスク１，対物レンズ２，光ピックアップ１０の相対角度を表した模式図である。図８に示すように光ディスクのチルトが大きくなるにつれ、波面収差の収差量ｒｍｓは上昇するが、殆どの成分がコマ収差である。この状態において対物レンズ２を傾け、光ディスクのチルトに対物レンズのチルトを追従させたものが図１０に示すグラフである。また図１０に示すように、コマ収差の成分は対物レンズのチルトによる補正によって殆ど「０」となるが、逆に非点収差が発生する。

通常の光ディスクでは、光ディスクのチルトは０．２ｄｅｇ以内位に押さえられている。しかし、光ピックアップと対物レンズの光軸調整において、０．２ｄｅｇ傾いているとすると、光ディスクの持っているチルトに上乗せされ、相対的に光ディスクのチルトが０．４ｄｅｇほど傾く可能性がある。この状態において図１０に示す補正効果を見ると、光ディスクのチルトが０．２ｄｅｇのときには対物レンズのチルト補正により殆どの収差成分が補正されていたにもかかわらず、０．４ｄｅｇのときは補正されずに残ってしまう残留収差が大きいことがわかる。図１１はそのときの光ディスク１，対物レンズ２，光ピックアップ１０の相対角度を表した模式図である。

この残留する非点収差は対物レンズを駆動するチルトサーボの場合は必ず発生するものである。光ピックアップと対物レンズのチルトが最小限に押さえられていれば、残留非点収差の影響は最小にできる。しかし、光ピックアップと対物レンズの光軸がずれていると、残留非点収差の影響により、最悪の場合にはコマ収差を対物レンズのチルトにより補正すべきではないと言う結果に陥るという問題があった。

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光ピックアップの光軸と対物レンズの光軸を平行となるように調整し、対物レンズを傾けるチルト補正機構付き光ピックアップにおいて、対物レンズのチルトによって発生する残留収差の影響を限りなく小さくし、最大の補正効果が得られるチルト補正機構を実現し、光ディスクのチルトの基本波周波数や、２次高調波成分近傍の光ディスクのチルトを十分抑圧する残留制御誤差の小さいラジアル，タンジェンシャルのチルトサーボを可能とする光軸調整方法を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載した光軸調整方法は、光ディスクを回転させるスピンドルの回転軸を法線とした面内で回転する基準光ディスクの基準面に対し、光ピックアップの基準面のチルトを調整するチルト補正機構付き光ピックアップの光軸調整方法であって、チルト補正機構を稼動させながら、基準光ディスクに対する光ピックアップのチルトを調整することにより、残留収差の影響を受けることなく、最大限にチルト補正効果を得られる光軸調整ができる。

また、請求項２〜４に記載した光軸調整方法は、請求項１の光軸調整方法であって、チルト補正機構が、対物レンズチルト信号と光ディスクチルト信号を制御手段に入力し、各チルト信号の差が「０」となるように対物レンズを駆動すること、さらに、チルト補正機構が、基準光ディスクに対する光ピックアップのチルトを調整する際、光ディスクチルト信号として「０」を用いること、またチルト補正機構が、光ディスクチルト信号を制御手段に入力し、光ディスクチルト信号の値が「０」となるように光ピックアップを駆動することにより、対物レンズホールド時のオフセット調整もでき、チルトサーボのオン／オフ切り替え時の波形の乱れを最小限に押さえること、残留収差の影響を受けることなく最大限にチルト補正効果を得られる光軸調整ができる。

また、請求項５〜７に記載した光軸調整方法は、請求項１〜３の光軸調整方法であって、チルト補正機構が、基準光ディスクに対する光ピックアップのチルトを調整する際、光ディスクのチルトに作用する信号を検出し、検出した信号を指標として信号が最良となるように光ピックアップのチルトを調整すること、さらに、光ディスクのチルトに作用する信号としてＲＦ信号を用い、ＲＦ信号の振幅が最大となるように光ピックアップのチルトを調整すること、または光ディスクのチルトに作用する信号としてプッシュプル信号を用い、プッシュプル信号の振幅が最大となるように光ピックアップのチルトを調整することにより、指標となる信号を最良となるようにし、例えばＲＦ信号振幅を最大となるように、あるいはプッシュプル信号振幅を最大となるようにして、残留収差の影響を受けることなく、最大限にチルト補正効果を得られる光軸調整ができる。

本発明によれば、残留収差の影響を受けることなく、最大限にチルト補正の効果を得られる光軸調整ができ、光ディスクのチルトによって発生するコマ収差を最小にするチルト補正機構付き光ピックアップが実現可能となり、これを用いて情報の記録および／または再生を行う高精度な光情報処理装置を実現することができるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

図１は本発明の実施の形態１におけるチルト補正機構の概略を示す模式図である。ここで、前記従来例を示す図９，図１１において説明した構成部材に対応し同等機能を有するものには同一の符号を付す。

まず、チルト補正機構に用いられる４軸のチルトアクチュエータによるチルト補正動作の原理を説明する。図２（ａ）に示すように、対物レンズ２は通常光ディスク１と平行に設置されており、チルトアクチュエータ３のワイヤーによって支持されている。このような状態で光ディスク１の記録面１ａにフォーカシングし、スポット形状を観測すると図２（ａ）の図上部のような円形スポットとなる。しかし、光ディスク１が図２（ｂ）のようにチルトすると、スポット形状は楕円となり、さらにコマ収差が発生し、照射光を集光させることができない。そこで、図２（ｃ）に示すように対物レンズ２をチルトアクチュエータ３により傾け、光ディスク１と対物レンズ２を平行にすれば、スポットは再び円形となり、光ディスク１のチルトを補正することができる。この４軸のチルトアクチュエータ３は従来のアクチュエータの行っていたフォーカス，トラック制御の他に、ラジアルチルト，タンジェンシャルチルトの制御も行うことができる。

以下に、図１を参照しながらチルト補正機構の構成について、さらに詳しく説明する。図１に示すように、対物レンズ２の下部に対物レンズ２のチルトを検出するための対物レンズチルトセンサ４を配置する。対物レンズチルトセンサ４は、対物レンズ２のチルトを検出し、電気信号に変換する。一方、光ディスク１側にも光ディスクチルトセンサ５を配置し、光ディスク１のチルトを検出する。２つのチルトセンサの出力信号の差をとり、補償器７を介してチルトアクチュエータドライバ８に入力する。チルトアクチュエータドライバ８は、２つのチルトセンサの差信号に従ってチルトアクチュエータ３を駆動する。

前述したチルト補正機構の動作について説明する。光ディスク１の挿入時には第１のスイッチ（以下、ＳＷという）６ａはサーボ引き込み回路９に接続され、第２のＳＷ６ｂはオフとなっている。サーボ引き込み回路９によってサーボ引き込み動作を行い、対物レンズ２のチルトが「０」のタイミングで第１のＳＷ６ａを補償器７側に接続し閉ループとし、対物レンズ２のチルトサーボを稼動させる。次に、第２のＳＷ６ｂを接続し、光ディスクチルトセンサ５からの光ディスクチルト信号に対物レンズ２のチルトを追従させる。

次に、本実施の形態１におけるチルト補正機構付き光ピックアップの光軸調整方法について、図３および図４を参照しながら説明する。図３は調整動作を示すフローチャート、図４は光ピックアップの概略構成を示す図である。

まず始めに、光ピックアップ１０に機械的基準で対物レンズ２およびチルトアクチュエータ３を取り付け、対物レンズ２のチルトサーボをオフとしてラフに光ピックアップ１０のチルトと対物レンズ２のチルトを調整する（Ｓ１）。これは、チルトサーボをオンの状態で調整を行うと、フィードバック制御の場合は評価信号の変化が調整の振り幅に対して小さく、すなわち感度が鈍く、調整しづらいため、初めはチルトサーボをオフとしてラフに設定し、その後にチルトサーボをオンして、微調整するという調整法がやりやすい。

光ピックアップ基準面に対して光軸１２が垂直となるように対物レンズ２下の立ち上げミラー（図示せず）を調節する（Ｓ２）。対物レンズ２は、光ピックアップ基準面に対して光軸１２を垂直とする調整後にチルトアクチュエータ３に取り付けても良い。

次に、スピンドル１１の回転軸と垂直な面を持つ基準光ディスク１ｓをスピンドル１１に取り付け、この基準光ディスク１ｓの基準面と光ピックアップ基準面が平行になるように光ピックアップ１０のチルトを調整する（Ｓ３）。あるいは、光ピックアップ１０の光軸１２と基準光ディスク１ｓの基準面が垂直になるように光ピックアップ１０のチルトを調整する。このとき、光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面にほぼ垂直に照射されることとなるが、調整誤差があることから調整後に誤差分だけ光軸１２が基準光ディスク１ｓの基準面に対して傾くこととなる。

次に、対物レンズ２のチルトアクチュエータ３を駆動させる（Ｓ４）。このチルトサーボをオンすることにより、対物レンズ２により光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面とほぼ垂直となる。ここで、チルトセンサ１３およびチルトサーボ回路（図示せず）にオフセットがある場合、そのオフセット分だけ対物レンズ２の光軸１２と基準光ディスク１ｓの基準面は垂直からずれることとなる。

次に、対物レンズ２をフォーカス方向に駆動させ、基準光ディスク１ｓの基準面にスポットを形成させ、スポット形状を観測する。

以上の組み付けで、光ピックアップ１０および対物レンズ２による調整により光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面に垂直になっているはずであるが、チルトセンサ１３のオフセットと光軸調整誤差によりスポットの形状は円形とはならず、収差の発生した状態となる。特に、チルトによって発生するコマ収差の成分が大きい。対物レンズ２のチルトサーボをオンした状態において、このスポットの形状がなるべく円形となるように、光ピックアップ１０のチルトを調整する。また、チルトセンサ１３のオフセットも同時に調整して、スポットを円形にする（Ｓ５）。調整時にはスポット観測だけでなく、収差を直接測定して調整しても良い。

また、光ピックアップ１０のチルトを調整すると、チルトセンサ１３の取り付けてある光ピックアップ基準面が動くので、チルトセンサ１３のオフセットも変化する。このため、必ず光ピックアップ１０のチルトとチルトセンサ１３のオフセットの調整は交互に数回調整する必要があり、この調整をすることにより確実に基準光ディスク１ｓの基準面に対して、対物レンズ２と光ピックアップ１０立ち上げ光による光軸１２が垂直となり、コマ収差が最も少ない状態となる。

このチルト調整方法は基本的に、対物レンズのチルト調整を行うためのチルト補正機構の調整方法である。図１に示すように、対物レンズチルトセンサ４と光ディスクチルトセンサ５からの各チルト信号を検出し、その差をとることによってチルトエラー信号とし、あるいは直接チルト信号を検出することでチルトエラー信号とし、この信号を位相補償し、チルトアクチュエータドライバ８を介してチルトアクチュエータ３を駆動する。

前述したチルト調整方法において、図１に示す光ディスクチルトセンサ５の出力をカットするため第２のＳＷ６ｂをオフとし、光ディスクチルト信号「０」の状態を作る。この状態でチルトサーボをオンすると、対物レンズ２のチルトホールドの状態となる。この状態で対物レンズチルトセンサ４のオフセット調整を行う。さらに、光ピックアップのチルト調整と第２のＳＷ６ｂをオンした通常のチルトサーボにおけるチルトエラー信号のオフセット調整を交互に数回行い、スポット形状を最適に、あるいは波面収差を最小とするように調整する。

このような調整をすることにより、チルトサーボをオフしたときに、対物レンズ２のチルトホールド状態として光ピックアップのシークや各軸の引き込みを行うが、対物レンズ２のチルトホールド時には対物レンズチルトセンサ４のオフセットが完全にキャンセル状態となるので、対物レンズ２がオフセットにより傾いていないため、その後のチルトサーボをオンしたときの衝撃が少なくなり、チルトサーボのオンと同時に他の軸のサーボが外れたりしなくなり、チルトサーボを安定してオンすることができる。

また、光ピックアップのチルト調整を行うためのチルト調整方法としても使うことができる。光ピックアップチルトセンサと光ディスクチルトセンサからの各チルト信号を検出し、その差をとることによってチルトエラー信号とし、あるいは直接チルト信号を検出することでチルトエラー信号とし、この信号を位相補償し、ドライバを介して光ピックアップチルトアクチュエータを駆動する。

このような構成のチルト補正機構のチルトサーボを行う場合、図３のフローチャート，図４の構成図に示したのと同様に、光ピックアップ１０に機械的基準で対物レンズ２およびチルトアクチュエータ３を取り付け、光ピックアップ１０のチルトサーボをオフとしてラフに光ピックアップ１０のチルトと対物レンズ２のチルトを調整する。光ピックアップ基準面に対して光軸１２が垂直となるように対物レンズ２下の立ち上げミラー（図示せず）を調節する。対物レンズ２は、光ピックアップ基準面に対して光軸１２を垂直とする調整後にチルトアクチュエータ３に取り付けても良い。

次に、スピンドル１１の回転軸と垂直な面を持つ基準光ディスク１ｓをスピンドル１１に取り付け、この基準光ディスク１ｓの基準面と光ピックアップ基準面が平行になるように光ピックアップ１０のチルトを調整する。あるいは、光ピックアップ１０の光軸１２と基準光ディスク１ｓの基準面が垂直になるように光ピックアップ１０のチルトを調整する。このとき、光ピックアップ１０で立ち上げた光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面にほぼ垂直に照射されることとなるが、調整誤差があることから調整後に差分だけ光軸１２が基準光ディスク１ｓの基準面に対して傾くこととなる。

次に、光ピックアップ１０のチルトアクチュエータ（図示せず）を駆動させ、チルトサーボをオンすることにより、光ピックアップ１０の光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面とほぼ垂直となる。ここで、チルトセンサ１３およびチルトサーボ回路（図示せず）にオフセットがある場合、そのオフセット分だけ光ピックアップ１０により光軸１２と基準光ディスク１ｓの基準面は垂直からずれることとなる。

次に、対物レンズ２をフォーカス方向に駆動させ、基準光ディスク１ｓの基準面にスポットを形成させ、スポット形状を観測する。

以上の組み付けで、光ピックアップ１０および対物レンズ２による調整により光軸１２は基準光ディスク１ｓの基準面に垂直になっているはずであるが、チルトセンサ１３のオフセットと光軸調整誤差によりスポットの形状は円形とはならず、収差の発生した状態となる。特に、チルトによって発生するコマ収差の成分が大きい。光ピックアップ１０のチルトサーボをオンした状態において、このスポットの形状がなるべく円形となるように、チルトセンサ１３のオフセットを調整する。調整時にはスポット観測だけでなく、収差を直接測定して調整しても良い。この調整をすることにより確実に基準光ディスク１ｓの基準面に対して、対物レンズ２と光ピックアップ１０立ち上げ光による光軸１２が垂直となり、コマ収差が最も少ない状態となる。

このような光ピックアップのチルト調整方法において、各調節をするときに光ピックアップにより検出された再生信号などの信号を最良とするように、チルトにより敏感に反応する信号を指標として調整する。特に、波長の短い青紫色レーザを用いた光情報処理装置の場合、各信号はチルトに対して敏感であり、機械的基準で各部品のチルトを調整するよりも遙かに精度の高いチルトの調整ができる。ジッタやビットエラーレート、多値システムの場合はＳＤＲなどの再生信号の品質を現す信号で評価することも可能である。

例えば、評価信号の例としてＲＦ信号の振幅はチルトによって変化する。そこで、ＲＦ信号の振幅を見ながら振幅が最も大きくなるようにチルトを調整する。この場合、データが記録されている基準光ディスクを回転させ、フォーカスサーボはオンしておき、トラックサーボもオンしてＲＦ信号を検出し、調整を行う。

あるいは、分割光検出器により得られるプッシュプル信号の振幅においてもチルトによって変化する。そこで、プッシュプル信号の振幅を見ながら振幅が最も大きくなるようにチルトを調整することができる。この場合、データが記録されている基準光ディスクを回転させ、フォーカスサーボはオンしておき、トラックサーボはオフしてプッシュプル信号を検出し、調整を行う。

このような調整を行うことによって、残留収差の影響を限りなく小さくした、対物レンズのチルト補正機構付き光ピックアップの光軸調整を行うことができる。

次に、本実施の形態１の実施例１として、多値記録方式による光ディスクについて、従来の光軸調整法と本実施の形態１における光軸調整法の２つの方法で光ピックアップを調整し、評価項目をＳＤＲとして測定した。この光ピックアップのチルトに対してチルトサーボのオン／オフにより、そのＳＤＲがどのように変化するかを測定し、図５（ａ），（ｂ）には従来の調整方法、図６（ａ），（ｂ）には本実施の形態１の調整方法で調整した光ピックアップを用いてラジアルチルト，タンジェンシャルチルトのＳＤＲを測定した結果を示す。

図６（ａ），（ｂ）に示すように本実施の形態１の調整方法において、チルトサーボのオン時に光ピックアップのチルトを「０」点調整したので、チルトサーボのオン時におけるＳＤＲボトムがラジアル，タンジェンシャル共に光ピックアップのチルトの「０」点とほぼ一致している。さらに、左右対称となり、ＳＤＲボトムも２．９％を下回り、良好なチルト補正効果を示している。

逆にチルトサーボがオフ時のＳＤＲの特性は光ピックアップのチルトに対して若干左右非対称であるが、ＳＤＲボトムのズレ量はラジアル，タンジェンシャル共に−０．０２ｄｅｇ以下であり、良い結果となっている。本状態は以下のようになっている。光ピックアップの光軸は元々傾いているが、光ディスクのチルトが光ピックアップの光軸と垂直になるように傾いた状態である。

また、対物レンズの光軸は光ディスク面と垂直になるように制御するので、光ピックアップの光軸、対物レンズの光軸、光ディスク面が全て揃った状態であり、残留収差の影響を受けずに最大限のチルト補正効果が発揮されている。

ＳＤＲを３％以内に押さえるためには、光ピックアップのチルトのマージンはラジアル，タンジェンシャル共に±０．１ｄｅｇ以内にする必要がある。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、従来の調整方法で調整した光ピックアップを用いてＳＤＲを測定した場合、チルトサーボのオフ時のＳＤＲは悪化するので、チルト補正効果ΔＳＤＲは大きいものの、ＳＤＲボトムは３％を切ることができない。

また、図６（ａ），（ｂ）と同様に、チルトサーボがオン時のＳＤＲの特性は光ピックアップのチルトに対し左右対称となっている。チルトサーボがオフ時のＳＤＲの特性は、光ピックアップのチルトに対して、特にラジアルで大きいＳＤＲボトムにおいてズレが発生している。ラジアルチルトで約−０．１８ｄｅｇのズレが発生している。タンジェンシャルチルトでは約−０．０２ｄｅｇのズレである。

これは、光ピックアップの光軸が光ディスク面に対して最も傾いている状態であり、対物レンズのチルトサーボにより光ディスク面に垂直に対物レンズを合わせても、残留収差が大きく、ＳＤＲボトムが下がらない状態である。光ピックアップのチルトをマイナス方向に傾けると、光ディスク面と光ピックアップの光軸が垂直になり、チルトサーボのオフ時のＳＤＲは低下したが、チルトサーボのオン時のＳＤＲは逆に悪化した。

また、本実施の形態１の実施例２として、２値記録方式による光ディスクにおいて前述の実施例１と同様の調整方法の比較を行った。従来の調整方法と本実施の形態１における実施例２の調整方法における２つの方法で光ピックアップを調整し、評価項目を２値ジッタとして測定した。光ピックアップのチルトに対してチルトサーボのオン／オフによりそのジッタがどのように変化するか調べた。図７（ａ），（ｂ）に本実施例２の方法で調整した光ピックアップを用いた２値ジッタの測定結果を示す。ジッタボトムは７％台となっている。ラジアル方向，タンジェンシャル方向共にチルトサーボのオン／オフで光ピックアップのチルトに対してジッタボトムが一致しており、光ピックアップのチルトが正しく調整されている。また、タンジェンシャル方向に対しては、光ピックアップのタンジェンシャルチルトがマイナス方向で補正効果が弱く、残留収差が発生している。したがって、タンジェンシャル方向は調整が完璧ではなかったことを現している。これを完璧に調整することにより、タンジェンシャル方向もラジアル方向と同様な、左右対称な結果が得られる。

このような調整は、組み付け時に行うことを想定しているが、装置の起動時や光ディスクの挿入時などに行っても良い。この場合は、頻繁に調整することが可能なので、常に正しい角度に調整された光ピックアップを実現できる。

本発明に係る光軸調整方法は、残留収差の影響を受けることなく、最大限にチルト補正の効果を得られる光軸調整ができ、光ディスクのチルトによって発生コマ収差を最小にするチルト補正機構付き光ピックアップが実現可能となり、チルト補正機構付き光ピックアップおよびこれを用いた光ディスクに情報の記録および／または再生を行う装置に有用である。

本発明の実施の形態１におけるチルト補正機構の概略を示す模式図 チルト補正機構のチルトアクチュエータの補正動作原理を示す（ａ）は通常の状態、（ｂ）は光ディスクのチルト状態、（ｃ）は光ディスクに追従した対物レンズのチルト状態を示す図 本実施の形態１における調整動作を示すフローチャート 本実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す図 従来の調整方法の光ピックアップにおける（ａ）はラジアルチルト、（ｂ）はタンジェンシャルチルトのＳＤＲの測定結果を示す図 本実施の形態１における調整方法を用いた光ピックアップの（ａ）はラジアルチルト、（ｂ）はタンジェンシャルチルトのＳＤＲを測定した結果を示す図 本実施の形態１における調整方法を用いた光ピックアップの（ａ）はラジアルチルト、（ｂ）はタンジェンシャルチルトの２値ジッタの測定結果を示す図 光ディスクを傾けたときに発生する収差の量を波面収差として表したグラフ 図８の光ディスク、対物レンズ、光ピックアップの相対角度を表した模式図 対物レンズを傾け補正したときに発生する収差の量を波面収差として表したグラフ 図１０の光ディスク、対物レンズ、光ピックアップの相対角度を表した模式図

符号の説明

１ 光ディスク
１ａ 記録面
１ｓ 基準光ディスク
２ 対物レンズ
３ チルトアクチュエータ
４ 対物レンズチルトセンサ
５ 光ディスクチルトセンサ
６ａ 第１のＳＷ
６ｂ 第２のＳＷ
７ 補償器
８ チルトアクチュエータドライバ
９ サーボ引き込み回路
１０ 光ピックアップ
１１ スピンドル
１２ 光軸
１３ チルトセンサ

Claims (7)

1. 光ディスクを回転させるスピンドルの回転軸を法線とした面内で回転する基準光ディスクの基準面に対し、光ピックアップの基準面のチルトを調整するチルト補正機構付き光ピックアップの光軸調整方法であって、
   前記チルト補正機構を稼動させながら、前記基準光ディスクに対する前記光ピックアップのチルトを調整することを特徴とする光軸調整方法。
2. 前記チルト補正機構が、対物レンズチルト信号と光ディスクチルト信号を制御手段に入力し、前記各チルト信号の差が「０」となるように前記対物レンズを駆動することを特徴とする請求項１記載の光軸調整方法。
3. 前記チルト補正機構が、基準光ディスクに対する光ピックアップのチルトを調整する際、光ディスクチルト信号として「０」を用いることを特徴とする請求項２記載の光軸調整方法。
4. 前記チルト補正機構が、光ディスクチルト信号を制御手段に入力し、前記光ディスクチルト信号の値が「０」となるように光ピックアップを駆動することを特徴とする請求項１記載の光軸調整方法。
5. 前記チルト補正機構が、基準光ディスクに対する光ピックアップのチルトを調整する際、光ディスクのチルトに作用する信号を検出し、前記検出した信号を指標として前記信号が最良となるように前記光ピックアップのチルトを調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光軸調整方法。
6. 前記光ディスクのチルトに作用する信号としてＲＦ信号を用い、前記ＲＦ信号の振幅が最大となるように光ピックアップのチルトを調整することを特徴とする請求項５記載の光軸調整方法。
7. 前記光ディスクのチルトに作用する信号としてプッシュプル信号を用い、前記プッシュプル信号の振幅が最大となるように光ピックアップのチルトを調整することを特徴とする請求項５記載の光軸調整方法。
   

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