JP2008276844A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最適な非点収差補正を容易に行うことを可能とし、かつ非点収差補正部の省スペース化を図ることのできる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】ガラス平板３０を保持する第１のホルダ３１は、軸３５を中心として回転自在に第２のホルダ３３に支持されており、第２のホルダ３３は光軸ｂを中心として回転自在となっている。調整用部材を用いて第１のホルダ３１を所定量傾斜させ、非点収差の補正量を調整した後、第２のホルダ３３を所定量回転させ、非点収差の補正方向を調整し、最適な非点収差補正を行う。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、光ピックアップ装置における非点収差を補正するための機構に関する。

ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＢＤ（Blu-ray Disc；登録商標）などの光ディスクに対してデータの再生または記録を行う光学ドライブには、半導体レーザを光源とする光ピックアップ装置が用いられている。

光ディスクに対してデータの再生や記録を行う場合においては、光ピックアップに備わった半導体レーザから出射するレーザ光を、同光ピックアップに備わった対物レンズにより光ディスクの記録面上に集光させ、この光ディスクの記録面上で反射した反射光を読取る必要がある。

この反射光を読み取り、適正なデータの再生または記録を行うには、光ディスクの記録面上に集光されるレーザ光が、光ディスクの記録面上にあるトラックの正規位置にスポット照射されなければならない。

しかしながら、半導体レーザから出射されるレーザ光は、その発光部である活性層の構造に起因して、活性層に対して垂直方向と水平方向とで焦点位置が異なる非点収差（非点隔差）を有している。
また、光ディスクの記録面上にあるトラック間の距離、いわゆるトラックピッチは、ＣＤでは１．６μｍ、ＤＶＤでは０．７４μｍ、ＢＤにいたっては０．３２μｍと間隔が狭いため、光ディスクの記録面上にあるトラックの正規位置にスポット照射を正確に行うためには、照射されるレーザ光が有する非点収差を補正する必要がある。

下記の特許文献１には、正のパワーを有するレンズと負のパワーを有するレンズからなる非点収差補正素子を備えた光ピックアップ装置が記載されており、この非点収差補正素子の回転角度と回転軸の方向を調整することにより非点収差が補正される。
しかしながら、非点収差補正素子の回転角度と回転軸の方向の調整に際し、それぞれを別個独立に調整できないため、安定した調整が行えず、これにより、最適な非点収差補正を容易に行うことができない。

下記の特許文献２には、円筒形状の非点収差補正素子と、この非点収差補正素子を保持するホルダを備えた光ピックアップ装置が記載されている。
非点収差補正素子は、保持されるホルダ内において光軸周りに回転可能であり、また、光軸方向に移動可能であるため、非点収差を補正するための補正量と補正方向を別個独立に調整できる。
しかしながら、非点収差補正素子を光軸方向に移動させる為の移動範囲を光ピックアップ装置内に確保する必要があるため、非点収差補正素子の省スペース化を図ることができない。

特開２００６−０１２２３３号公報 特開２００５−４９１５号公報

本発明は、以上の問題に鑑み、最適な非点収差補正を容易に行うことを可能とし、かつ非点収差補正部の省スペース化を図ることのできる光ピックアップ装置を提供することを課題とする。

本発明では、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光の非点収差を補正するための非点収差補正素子と、非点収差補正素子を保持する第１のホルダと、第１のホルダを支持する第２のホルダと、第２のホルダを支持する支持部材と、非点収差補正素子を透過したレーザ光を平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズを透過したレーザ光を光ディスクの記録層に集光させる対物レンズとを備えた光ピックアップ装置において、非点収差補正素子と、第１のホルダと、第２のホルダと、支持部材により非点収差補正部が構成される。
そして、第１のホルダは、第２のホルダの内側において、レーザ光の光軸と直交する軸を回転軸として回転自在に支持されており、第２のホルダは、支持部材によりレーザ光の光軸を回転軸として回転自在に支持されている。

このようにすることで、非点収差補正部においては、非点収差を補正するための補正量の調整を第１のホルダの傾きにより行い、非点収差を補正するための補正方向の調整を第２のホルダの回転により行うことによって、補正量の調整と補正方向の調整を別個独立に行うことができ、以って、最適な非点収差補正を容易に行うことができる。
また、非点収差補正部の光軸方向への移動を必要とせずに、第１のホルダの傾きおよび第２のホルダの回転のみで調整を行うため、必要最小限のスペースで非点収差補正ができ、以って、非点収差補正部の省スペース化を図ることができる。

また、本発明では、レーザ光を出射する光源と、光源から出射されたレーザ光の非点収差を補正するためのガラス平板と、ガラス平板を保持する第１のホルダと、第１のホルダを支持する第２のホルダと、第２のホルダを支持するＵ字型の支持部材と、ガラス平板を透過したレーザ光を平行光にするコリメートレンズと、コリメートレンズを透過したレーザ光を光ディスクの記録層に集光させる対物レンズとを備えた光ピックアップ装置において、ガラス平板と、第１のホルダと、第２のホルダと、支持部材により非点収差補正部が構成される。
そして、第１のホルダは、リング状のホルダであって、第２のホルダの内側において、レーザ光の光軸と直交する軸を回転軸として回転自在に支持されており、第２のホルダは、リング状のホルダであって、支持部材によりレーザ光の光軸を回転軸として回転自在に支持されている。
さらに、第１のホルダに調整用部材に設けられた凸部を挿入するための第１の凹部を設けており、第２のホルダに前述の調整用部材に設けられた凸部を挿入するための第２の凹部を設けている。

このようにすることで、非点収差補正部においては、調整用部材の凸部を第１のホルダの凹部に挿入して第１のホルダを所定量傾けることにより、非点収差の補正量を微調整し、同調整用部材の凸部を第２のホルダの凹部に挿入して第２のホルダを所定量回転させることにより、非点収差の補正方向を微調整することができるので、最適な非点収差補正を容易に行うことができる。
また、調整用部材を介して第１および第２のホルダの調整を行うため、手作業での調整に伴って起こりうるガラス平板の汚損や、挟掴部材を用いての調整に伴って起こりうるガラス平板の損傷を防止することができる。

本発明によれば、最適な非点収差補正を容易に行うことを可能とし、かつ非点収差補正部の省スペース化を図ることのできる光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。ここでは、ＣＤ（Compact Disc）とＤＶＤ（Digital Versatile Disk）とＢＤ（Blu-ray Disc；登録商標）の３種類のディスクに対応可能な、３波長互換型の光ピックアップ装置１００を例に挙げる。

図中において、１はＣＤとＤＶＤ用の光源であって、波長が７８０ｎｍの赤外線レーザ光と６５０ｎｍの赤色レーザ光をそれぞれ出射する２個の半導体レーザを備えている。２はＢＤ用の光源であって、波長が４０５ｎｍの青紫色レーザ光を出射する半導体レーザを備えている。３は非点収差補正部であって、光源１から出射されたレーザ光が有する非点収差の補正を行う。４はダイクロイックプリズムであって、光源１からのレーザ光を透過して直進させるとともに、光源２からのレーザ光を反射して光路を９０°変更させる。

５はコリメートレンズであって、光源１または光源２から出射されたレーザ光を平行光に変換するレンズである。６はコリメータレンズ５を通った光を９０°の角度で上向きに反射するアップミラーである。７はディスク面上にレーザ光を集光させる対物レンズである。８は対物レンズ７が組み込まれた可動アクチュエータである。９は偏光ビームスプリッタであって、光ディスク１１のディスク面で反射した光の一部を透過し、一部を反射して光路を９０°変更させる。１０は光ディスク１１のディスク面で反射した光を各光学部品５〜９を介して受光する受光部である。

光源１から出射されたレーザ光は、非点収差補正部３に入射し、レーザ光が有する非点収差を補正された後、ダイクロイックプリズム４および偏光ビームスプリッタ９を透過してコリメートレンズ５に入射し、平行光に変換される。非点収差補正の詳細については後述する。
また、光源２から出射されたレーザ光は、ダイクロイックプリズム４で反射され光路を９０°変更された後、偏光ビームスプリッタ９を透過してコリメートレンズ５に入射し、平行光に変換される。
コリメートレンズ５からの出射光は、アップミラー６および対物レンズ８を介して、光ディスク１１の記録層に集光され、微小な光スポットを形成する。

また、光ディスク１１の記録層で反射された反射光は、各光学部品５〜９を介して受光部１０で受光される。受光部１０から出力される信号は制御部（図示省略）へ送られる。
制御部は受光部１０の出力信号に基づいてフォーカスエラーおよびトラッキングエラーを検出し、フォーカス制御やトラッキング制御などのサーボ制御を行うが、サーボ制御系は本発明に直接関与しないため、図１では図示を省略してある。

図２は本発明の実施形態である非点収差補正部の一例を示した図である。
３０は非点収差を補正するためのガラス平板であって、本発明における非点収差補正素子の一実施形態をなす。３１はガラス平板３０を保持する第１のホルダであって、第１の凹部３２ａおよび３２ｂが設けられている。３３は第１のホルダ３１を支持する第２のホルダであって、第２の凹部３４ａおよび３４ｂが設けられている。

第１のホルダ３１は、第２のホルダ３３の内側において、軸３５によりレーザ光の光軸ｂと直交する軸ａを中心として回転自在に支持されている。
軸３５は、第２のホルダ３３の径方向の対称位置に２箇所設けられており、第２のホルダ３３に設けられた透孔（図示省略）に径方向から挿入され、一端部が第１のホルダ３１に設けられた穴部（図示省略）に嵌入されることにより、第１のホルダ３１を回転自在に支持する。

３６は第２のホルダ３３を回転自在に支持するＵ字型の支持部材であって、第２のホルダ３３の一部を収納するための凹部３６ｂと、同ホルダを支持するための凸部３６ａが設けられている。
これにより、第２のホルダ３３は、支持部材３６によりレーザ光の光軸ｂを回転軸として回転自在に支持される。
なお、凹部３６ｂは、第２のホルダ３３のホルダ枠の幅を超えない深さで支持部材３６に設けられているため、同支持部材３６に設けられた凸部３６ａにより支持されるホルダは第２のホルダ３３のみである。
よって、支持部材３６により第１のホルダ３１の回転が妨げられることはない。

図３Ａ〜図３Ｃは、非点収差補正部３の各ホルダ３１，３３を示した立体図、正面図および側面図である。
図中において、軸ｃは軸ａおよび光軸ｂにそれぞれ直交する軸であり、光軸ｂはガラス平板３０および第１のホルダ３１ならびに第２のホルダ３３の中心を通っている。

図４は、本発明における非点収差補正の為の調整用部材の一例であり、３７は調整用部材であって、３７ａは調整用部材３７に設けられた凸部である。

次に上述した実施形態における非点収差の補正方法について説明する。
図１に示す光ピックアップ装置１００は、発光部の構造が異なる光源１および光源２を有しているため、非点収差補正部３を用いることなく、組み立て時における補正のみで両光源に対して最適な非点収差補正を行うことは困難である。

このため、光源２の構造に起因して生じる非点収差の補正を光ピックアップ１００の組み立て時における補正作業で行い、光源２に対して最適な非点収差補正が行われた後、光源１の構造に起因して生じる非点収差の補正を非点収差補正部３により行う。

非点収差補正部３による補正方法は以下の通りである。
まず始めに、調整用部材３７に設けられた凸部３７ａを第１のホルダ３１に設けられた凹部３２ａに挿入し、第１のホルダ３１を軸３５を中心として回転させることにより所定量傾斜させ（図３Ｃ参照）、非点収差の補正量を調整する。
上述の調整にあたり、第１のホルダ３１の傾斜量を多くし過ぎた場合は、凹部３２ａの反対側に位置する凹部３２ｂに調整用部材３７の凸部３７ａを挿入し、第１のホルダ３１を逆方向に傾斜させることで、傾きを戻すことができる。

次に、第１のホルダ３１の傾きによって非点収差の補正量を調整した後、調整用部材３７の凸部３７ａを第２のホルダ３３に設けられた凹部３４ａに挿入し、第２のホルダ３３を光軸ｂを中心として図３Ｂに示すｐｑ方向に所定量回転させ、非点収差の補正方向を調整する。
上述の調整にあたり、第２のホルダ３３の回転量を多くし過ぎた場合は、凹部３４ａまたは凹部３４ａの反対側に位置する凹部３４ｂに調整用部材３７の凸部３７ａを挿入し、第２のホルダ３３を逆方向に回転させることで、回転量を戻すことができる。

以上のようにして、非点収差の補正方向が調整された後、第２のホルダ３３は支持部材３６に紫外線硬化接着剤により固定され、回転不能な状態となる。

最後に、再度調整用部材３７を用いて第１のホルダ３１を傾斜させ、補正量の最終調整を行う。
最終調整後は、第２のホルダと同様、第１のホルダ３１は紫外線硬化接着剤により支持部材３６に固定され、回転不能な状態となる。

なお、非点収差補正部３の設置に際し、上述の非点収差補正は、光源１からの出射光がコリメートレンズ５へ入射する前に行う必要があり、また、光源２に関しては既に最適な補正がなされているため、光源１からコリメートレンズ５の間にあって光源２に関係しない場所、即ち、図１に示すような光源１とダイクロイックプリズム４との間が非点収差補正部３の設置場所として最適である。

また、非点収差補正部３による調整は、図５に示す非点収差調整装置２００を用いて、光スポットを観測しながら行う。この装置により調整を行う場合は、まず、光ピックアップ装置１００を３次元方向に移動可能なｘｙｚステージ５０上に保持し、さらに、この光ピックアップ１００に備えられた光源１とレーザ駆動装置５１を接続し、同じく光ピックアップ１００に備えられた可動アクチュエータ８とアクチュエータ駆動装置５２を接続する。

光ピックアップ１００に備えられた対物レンズ７の結像側には、光ディスク１１と同じ光路長を有するカバーガラス１２の面が光軸に対して垂直になるように配置し、さらに、その上方には、スポット観測装置５３に備えられた顕微鏡５４が配置されるように調整する。
なお、顕微鏡５４で取り込んだ画像は、モニタ５５に出力される。

次に、レーザ駆動装置５１により接続先の光源１を発光させ、対物レンズ７により結像された光スポットが顕微鏡５４を介して観測できるように、モニタ５５の画像を確認しながらｘｙｚステージ５０の位置調整を行う。

さらに、アクチュエータ駆動装置５２により接続先の可動アクチュエータ８を駆動させ、可動アクチュエータ８に組み込まれた対物レンズ７をフォーカス方向に駆動しながら、スポット観測装置５３の出力先であるモニタ５５によりデフォーカススポットを観測する。

非点収差が小さい場合は、デフォーカススポットは略円形状となり、大きい場合は楕円形状となるため、モニタ５５を確認しながら、調整用部材３７を用いて前述の要領で非点収差補正部３の各ホルダ３１，３３を調整し、非点収差が最小となるように調整を行う。

このように、上述した本発明の実施形態においては、非点収差を補正するための補正量の調整を第１のホルダ３１の傾きにより行い、非点収差を補正するための補正方向の調整を第２のホルダ３３の回転により行うことによって、補正量の調整と補正方向の調整を別個独立に行うことができ、以って、最適な非点収差補正を容易に行うことができる。

また、非点収差補正部３の光軸方向への移動を必要とせずに、第１のホルダ３１の傾きおよび第２のホルダ３３の回転のみで調整を行うため、必要最小限のスペースで非点収差補正ができ、以って、非点収差補正部３の省スペース化を図ることができる。

また、非点収差補正部３においては、調整用部材３７の凸部３７ａを第１のホルダ３１の凹部３２ａに挿入して第１のホルダ３１を所定量傾けることにより、非点収差の補正量を微調整し、同調整用部材の凸部３７ａを第２のホルダ３３の凹部３４ａに挿入して第２のホルダ３３を所定量回転させることにより、非点収差の補正方向を微調整することができるので、最適な非点収差補正を容易に行うことができる。

また、調整用部材３７を介して第１のホルダ３１および第２のホルダ３３の調整を行うため、手作業での調整に伴って起こりうるガラス平板３０の汚損や、挟掴部材を用いての調整に伴って起こりうるガラス平板３０の損傷を防止することができる。

本発明では、上述した実施形態以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、上記実施形態では非点収差補正素子としてガラス平板３０を用いたが、これに代えて表面に曲率を有するレンズを用いてもよい。

また、上述した実施形態において、第１のホルダ３１および第２のホルダ３３を固定するために紫外線硬化接着剤を使用したが、ホルダを回転不能な状態に固定できる限りにおいては、その固定手段は問わない。よって、ネジ締めによる固定も可能である。

さらに、上述した実施形態では、３波長互換型の光ピックアップ装置１００を例に挙げたが、本発明は３波長以外の波長に対応する光ピックアップ装置にも適用することができる。

本発明に係る光ピックアップ装置の光学系を示す概略構成図である。 実施形態における非点収差補正部を示した図である。 非点収差補正部の各ホルダを示した立体図である。 非点収差補正部の各ホルダを示した正面図である。 非点収差補正部の各ホルダを示した側面図である。 非点収差補正の際に用いる調整用部材を示した図である。 非点収差補正を行う際に使用する非点収差調整装置を示した図である。

符号の説明

１ 光源
３ 非点収差補正部
３０ ガラス平板
３１ 第１のホルダ
３２ａ，３２ｂ 第１の凹部
３３ 第２のホルダ
３４ａ，３４ｂ 第２の凹部
３５ 軸
３６ 支持部材
３７ 調整用部材
３７ａ 凸部
１００ 光ピックアップ装置
２００ 非点収差調整装置

Claims (2)

1. レーザ光を出射する光源と、
   前記光源から出射されたレーザ光の非点収差を補正するための非点収差補正素子と、
   前記非点収差補正素子を保持する第１のホルダと、
   前記第１のホルダを支持する第２のホルダと、
   前記第２のホルダを支持する支持部材と、
   前記非点収差補正素子を透過したレーザ光を平行光にするコリメートレンズと、
   前記コリメートレンズを透過したレーザ光を光ディスクの記録層に集光させる対物レンズと、
   を備えた光ピックアップ装置において、
   前記非点収差補正素子と、前記第１のホルダと、前記第２のホルダと、前記支持部材により非点収差補正部が構成され、
   前記第１のホルダは、前記第２のホルダの内側において、前記レーザ光の光軸と直交する軸を回転軸として回転自在に支持されており、
   前記第２のホルダは、前記支持部材により前記レーザ光の光軸を回転軸として回転自在に支持されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. レーザ光を出射する光源と、
   前記光源から出射されたレーザ光の非点収差を補正するためのガラス平板と、
   前記ガラス平板を保持する第１のホルダと、
   前記第１のホルダを支持する第２のホルダと、
   前記第２のホルダを支持するＵ字型の支持部材と、
   前記ガラス平板を透過したレーザ光を平行光にするコリメートレンズと、
   前記コリメートレンズを透過したレーザ光を光ディスクの記録層に集光させる対物レンズと、
   を備えた光ピックアップ装置において、
   前記ガラス平板と、前記第１のホルダと、前記第２のホルダと、前記支持部材により非点収差補正部が構成され、
   前記第１のホルダは、リング状のホルダであって、前記第２のホルダの内側において、前記レーザ光の光軸と直交する軸を回転軸として回転自在に支持されており、
   前記第２のホルダは、リング状のホルダであって、前記支持部材により前記レーザ光の光軸を回転軸として回転自在に支持されており、
   前記第１のホルダに、調整用部材に設けられた凸部を挿入するための第１の凹部を設け、
   前記第２のホルダに、前記調整用部材に設けられた凸部を挿入するための第２の凹部を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。

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