JP2009004073A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクにおいて、複数種類の記憶位置に対して精度良く情報を記録及び／又は再生できるな光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】検出手段が、光ディスクＯＤの表面と対物レンズＯＢＪとの距離を検出し、第１アクチュエータＡＣＴ１が、検出手段からの信号に基づいて、対物レンズＯＢＪを、光ディスクＯＤの表面との距離を所定値に維持するように光軸方向に駆動するので、例えば光ディスクＯＤの反りや変形に関わらず、その表面と対物レンズＯＢＪとを常に一定の状態におくことができ、更に、第２アクチュエータＡＣＴ２が、情報の記録及び／又は再生を行おうとする光ディスクＯＤの記録位置に応じて、リレー光学系ＲＯＳを光軸方向に変位するので、狙った記憶位置に光源からの光束を精度良く集光することが出来、それにより記録／再生エラーを抑制することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。

波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を、「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスク装置の開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ（開口数）０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。また、別の例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり２５ＧＢ程度の情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。

ところで、更に記憶容量を増大させるために、複数の記憶層を設けた光ディスクが開発されている。このような光ディスクにおいては、複数の記憶層に、予め何層かを示す情報が記録されている。従って、これに対応する光ピックアップ装置においては、かかる情報を光ディスクから読み取ることで、情報を記録及び／又は再生した記録層を選択し、コリメートレンズ等を移動させることで、かかる記録層に対して光源からの光束を集光させるようにしている（特許文献１参照）。
特開２００５−２９３７７７号公報

しかしながら、例えば光ピックアップ装置に対して付与された振動等に起因して、コリメートレンズが移動すると、光源からの光束は別な記録層に集光されてしまい、記録／再生エラーが生じる恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクにおいて、複数種類の記憶位置に対して精度良く情報を記録及び／又は再生できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光ピックアップ装置は、表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置において、
光束を出射する光源と、リレー光学系と、前記光源から出射された前記リレー光学系を介して入射した光束を、前記光ディスクのいずれかの記録位置に集光させる対物レンズと、前記光ディスクから出射した光束を受光する光検出器と、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を検出する検出手段とを有し、
前記検出手段からの信号に基づいて、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を前記記録位置にかかわらず所定値に維持するために、前記対物レンズを光軸方向に変位するように駆動する第１アクチュエータと、
情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、前記リレー光学系を光軸方向に変位するように駆動する第２アクチュエータとを有することを特徴とする。

本発明によれば、前記検出手段が、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を一定にするための情報を検出し、前記第１アクチュエータが、前記検出手段からの信号に基づいて、前記対物レンズを、前記光ディスクとの距離を所定値に維持するように光軸方向に駆動するので、例えば振動などの外乱が生じた場合でも、光ディスクと前記対物レンズとの光軸方向位置関係を維持することができ、更に、前記第２アクチュエータが、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、前記リレー光学系を光軸方向に変位するので、狙った記憶位置に光源からの光束を精度良く集光することが出来、それにより記録／再生エラーを抑制することができる。

尚、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を変更しようとする場合、前記対物レンズを光軸方向に変位させることで、光源からの光束の集光位置を変更することもできる。しかしながら、対物レンズを光軸方向に変位させるようにすると、場合によっては対物レンズと光ディスクとの干渉を招く恐れがあり好ましくない。これに対し、本発明のように前記リレー光学系を変位させれば、前記対物レンズと前記光ディスクとは常に所定の位置関係となり、前記対物レンズと前記光ディスクとの干渉が生じないので、安定した情報の記録及び／又は再生を行うことができる。

前記第１アクチュエータ及び第２アクチュエータとしては、光ピックアップ装置で一般的に利用されているアクチュエータを利用できる。一例として、前記第１アクチュエータには、ボイスコイルモータを用いることができる。また、前記第２アクチュエータには、ステッピングモータを用いることができる。

請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記検出手段は、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を機械的に検出することを特徴とする。

請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記検出手段は、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を光学的に検出することを特徴とする。

請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記リレー光学系は、単一もしくは複数のレンズ群を含み、前記リレー光学系のうち前記対物レンズに最も近い位置に配置されるレンズ群が、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、光軸方向に駆動されるようになっていることを特徴とする。

請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項４に記載の発明において、前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記対物レンズに最も近い位置に配置されるレンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．００５＜（ｆ０／ｆ２）²＜０．２５ （１）

値（ｆ０／ｆ２）²が、（１）式の上限を下回るようにすると、前記レンズ群の移動量に対する、前記光ディスク内の集光位置の光軸方向変化量を小さく抑えることができ、高精度な集光を行うことができる。一方、値（ｆ０／ｆ２）²が、（１）式の下限を上回るようにすると、前記リレー光学系をコンパクトにすることができる。

請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記リレー光学系は、光源側から順に、入射した光束を平行光束に変換する正の屈折力を有するコリメートレンズ群と、第１レンズ群と、前記第１レンズ群とは正負逆の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、
前記第１レンズ群のみを光軸方向に駆動する場合には、前記対物レンズより離れる方向に前記第１レンズ群を駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を、前記光ディスクの裏面側から表面側に向かう方向に変更でき、
前記第２レンズ群のみを光軸方向に駆動する場合には、前記対物レンズに近づく方向に前記第２レンズ群を駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を、前記光ディスクの裏面側から表面側に向かう方向に変更できることを特徴とする。

請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項６に記載の発明において、前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
０．００５＜（ｆ０／ｆ２）²＜０．２５ （２）

値（ｆ０／ｆ２）²が、（２）式の上限を下回るようにすると、前記レンズ群の移動量に対する、前記光ディスク内の集光位置の光軸方向変化量を小さく抑えることができ、高精度な集光を行うことができる。一方、値（ｆ０／ｆ２）²が、（２）式の下限を上回るようにすると、前記リレー光学系をコンパクトにすることができる。

請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項６に記載の発明において、前記第１レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２レンズ群が正の屈折力を有し、前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、前記対物レンズの第１主点と前記第２レンズ群の第２主点の間に配置された光学素子を全て空気に置換したときの空気換算長が、ほぼｆ０＋ｆ２となっており、
前記第１レンズ群のみを光軸方向に駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を変更することを特徴とする。

本発明によれば、前記第１レンズ群の変位により、前記光ディスク内の集光位置を光軸方向に変位させても、前記光源から前記光ディスクに至るまでの全系の倍率が保存され、前記光源から出射された光束の発散角で決まる集光スポット側のＮＡが変化せず、前記光源の光量調整を行うことなくスポットの光強度及びサイズを一定に維持することが出来、情報の記録及び／又は再生を精度良く容易に行うことができる。ここで、「空気換算長が、ほぼｆ０＋ｆ２になる」とは、空気換算長さがｆ０＋ｆ２の±５％以内であることを意味する。また、空気換算長はｆ０＋ｆ２の±２％以内になることが好ましい。

請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記第2アクチュエータを情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、前記リレー光学系を光軸方向に変位するように駆動するとともに一定の記録位置に情報の記録及び／又は再生を行おうとする際に前記検出手段からの信号に基づき、前記第1アクチュエータの駆動によって前記対物レンズと前記光ディスクの距離を一定に保つように前記対物レンズを変位させ、同時にこの変位量と前記第2アクチュエータの記録位置に応じた変位量に基づき、第2アクチュエータを更に駆動させ、対物レンズを追従するように前記リレー光学系を光軸方向に変位させることを特徴とする。ここで、「第２アクチュエータを微小駆動させる」とは、前記対物レンズの変位量と前記第２アクチュエータの記録位置に応じた変位量に基づく前記リレー光学系の光軸方向への変位量が、前記光ディスクの記録位置に応じた前記リレー光学系の変位量よりも微小であることを示す。

前記光ディスクの反りなどに起因して、前記対物レンズが光軸方向に変位した場合に、前記第2アクチュエータの変位量と前記対物レンズの変位量に基づき前記リレー光学系の光軸方向変位量を調整すれば、更に高精度の情報記録及び／又は再生を行うことができる。この場合、第２アクチュエータにはボイスコイルモータを用いることが好ましい。

請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項９に記載の発明において、前記第2アクチュエータは、基準記録位置における状態を基準としたとき、記録位置変更のための変位量の2乗に比例し前記対物レンズの変位量に比例する量を、前記対物レンズの動きに連動させ前記リレー光学系を駆動させることを特徴とするので、更に高精度の情報記録及び／又は再生を行うことができる。

請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項９又は１０に記載の発明において、前記対物レンズの変位量と前記第２アクチュエータの記録位置に応じた変位量に基づく前記リレー光学系の光軸方向への変位量は、前記光ディスクの記録位置に応じた前記リレー光学系の変位量よりも微小であることを特徴とする。

本発明によれば、表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクにおいて、複数種類の記憶位置に対して精度良く情報を記録及び／又は再生できるな光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。尚、第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、例えば表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能なＢＤ（又はＨＤでも良い）と、ＤＶＤとに対して情報の記録及び／又は再生を行うことが出来、光ディスク装置に組み込むことが可能である。図１は、光ピックアップ装置ＰＵ１の概略構成を示す図である。なお、以下の図で光ディスクはＯＤとして総称する。

図１に示す光ピックアップ装置ＰＵ１においては、対物レンズＯＢＪを保持するボビンＢＢに、先端を光ディスクＯＤの表面に当接させた可動式の触針ＮＤＬが配置され、触針ＮＤＬの移動量を測定することで、光ディスクＯＤの表面とボビンＢＢ即ち対物レンズＯＢＪとの距離に対応する信号を出力できるようになっている。触針ＮＤＬが機械式の検出手段を構成する。ボビンＢＢは、触針ＮＤＬの検出に基づく信号に応じて、第１のアクチュエータＡＣＴ１により光軸方向に駆動され、光ディスクＯＤの表面と対物レンズＯＢＪとの基準距離Δを常に維持するようになっている。

本実施の形態においては、リレー光学系ＲＯＳは、半導体レーザＬＤ１側から順に、コリメートレンズＧＣと、負の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、正の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを有している。ここでは第２レンズ群Ｇ２を、第２のアクチュエータＡＣＴ２により光軸方向に変位するように駆動するものとする。対物レンズＯＢＪの焦点距離をｆ０とし、最も対物レンズに近い位置に配置される第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたときに、以下の式を満たす。
０．００５＜（ｆ０／ｆ２）²＜０．２５ （１）

ＢＤにおいて表面から所定の距離の第１記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳの第２レンズ群Ｇ２を所定の光軸位置に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、第１レンズ群Ｇ１を通過して発散光束となり、第２レンズ群Ｇ２を通過して弱収束光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、ＢＤの表面から所定の距離の第１記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＮを介して、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第１記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

次に、ＢＤにおいて表面から所定の距離より浅い（深い）第２記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳの第２レンズ群Ｇ２を所定の光軸位置より対物レンズＯＢＪに近づく（離れる）側に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、第１レンズ群Ｇ１を通過して発散光束となり、第２レンズ群Ｇ２を通過して弱収束光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、ＢＤの表面から所定の距離の第２記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＮを介して、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第２記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

尚、本実施の形態において、第２アクチュエータＡＣＴ２で第１レンズ群Ｇ１を駆動するときは、ＢＤにおいて表面から所定の距離より浅い（深い）第２記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第１レンズ群Ｇ１を所定の光軸位置より対物レンズＯＢＪに離れる（近づく）側に変位させればよい。

ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ホロレーザＨＬ内の半導体レーザを発光させる。ホロレーザＨＬから発散光束は、コリメートレンズＣＬに入射して平行光束に変換され、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、ＤＶＤの情報記録面に形成されるスポットとなる。

ＤＶＤの情報記録面からの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、コリメートレンズＣＬを介して、ホロレーザＨＬ内の光検出器に入射する。かかる光検出器の出力信号により、ＤＶＤの情報記録面に記録された情報を読み取ることができる。

本実施の形態によれば、検出手段が、光ディスクＯＤの表面と対物レンズＯＢＪとの距離を所定値に保つための情報を検出し、第１アクチュエータＡＣＴ１が、検出手段からの信号に基づいて、対物レンズＯＢＪを、光ディスクＯＤの表面との距離を所定値に維持するように光軸方向に駆動するので、光ディスクＯＤの表面と対物レンズＯＢＪとを常に一定の距離におくことができ、更に、第２アクチュエータＡＣＴ２が、情報の記録及び／又は再生を行おうとする光ディスクＯＤの記録位置に応じて、リレー光学系ＲＯＳを光軸方向に変位するので、狙った記憶位置に光源からの光束を精度良く集光することが出来、それにより記録／再生エラーを抑制することができる。

図２は、第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ２の概略構成を示す図である。本実施の形態においては、上述した実施の形態に対して、リレー光学系ＲＯＳが、半導体レーザＬＤ１側から順に、コリメートレンズＧＣと、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｇ１と、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｇ２とを有している点のみが異なっているため、以下、説明を省略する。

図３は、第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ３の概略構成を示す図である。本実施の形態では、リレー光学系ＲＯＳは、コリメートレンズＧＣのみからなる。又、ボビンＢＢにセンサＳを配置しており、センサＳは、光ディスクＯＤの表面に向かって光束を出射し、その反射光を検出することで、光ディスクＯＤの表面とボビンＢＢ即ち対物レンズＯＢＪとの距離を測定して、対応する信号を出力できるようになっている。センサＳが光学式の検出手段を構成する。ボビンＢＢは、センサＳの検出に基づく信号に応じて、第１のアクチュエータＡＣＴ１により光軸方向に駆動され、光ディスクＯＤの表面と対物レンズＯＢＪとの基準距離Δを常に維持するようになっている。

ＢＤにおいて表面から所定の距離の第１記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳのコリメートレンズＧＣを所定の光軸位置に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、ＢＤの表面から所定の距離の第１記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＮを介して、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第１記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

次に、ＢＤにおいて表面から所定の距離より浅い（深い）第２記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳのコリメートレンズＧＣを所定の光軸位置より対物レンズＯＢＪに近づく（離れる）側に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、ＢＤの表面から所定の距離の第２記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＮを介して、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第２記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。

図４は、第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ４の概略構成を示す図である。本実施の形態においては、図３の実施の形態に対して、コリメートレンズＧＣと、光源との間に偏光ビームスプリッタＰＢＳを設けた点のみが異なっているため、以下、説明を省略する。

図５は、第５の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ５の概略構成を示す図であるが、検出手段と第１アクチュエータは図示を省略する。本実施の形態においては、図１の実施の形態のレイアウトに対して、コリメートレンズＧＣと、第１レンズ群Ｇ１との間に偏光ビームスプリッタＰＢＳを設けた点が異なっている。尚、第１レンズ群Ｇ１が負の屈折力を有し、第２レンズ群Ｇ２が正の屈折力を有し、対物レンズＯＢＪの焦点距離をｆ０とし、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離をｆ２としたときに、対物レンズＯＢＪの第１主点と第２レンズ群Ｇ２の第２主点の間に配置された光学素子（ここではλ／４波長板ＱＷＰ及びダイクロイックプリズムＤＰ）を全て空気に置換したときの空気換算長が、ほぼｆ０＋ｆ２となっている。第２アクチュエータＡＣＴ２は、第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に駆動する。

ＢＤにおいて表面から所定の距離の第１記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳの第１レンズ群Ｇ１を所定の光軸位置に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束（発散角θ１）は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、第１レンズ群Ｇ１を通過して発散光束となり、第２レンズ群Ｇ２を通過して弱収束光束に変換され、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、収束角θ２でＢＤに入射し、ＢＤの表面から所定の距離の第１記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰ、第２レンズ群Ｇ２、第１レンズ群Ｇ１を通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第１記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

次に、ＢＤにおいて表面から所定の距離より浅い（深い）第２記録位置に対して情報の記録／再生を行う場合には、第２のアクチュエータＡＣＴ２により、リレー光学系ＲＯＳの第２レンズ群Ｇ２を所定の光軸位置より対物レンズＯＢＪに離れる（近づく）側に変位させ、半導体レーザＬＤ１を発光させる。半導体レーザＬＤ１から発散光束（発散角θ１’）は、コリメートレンズＧＣに入射して平行光束に変換され、第１レンズ群Ｇ２を通過して発散光束となり、第２レンズ群Ｇ２を通過して弱収束光束に変換され、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ダイクロイックプリズムＤＰ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、収束角θ２’でＢＤに入射し、ＢＤの表面から所定の距離の第２記録位置に形成されるスポットとなる。

ＢＤからの反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、光検出器ＰＤに入射する。光検出器ＰＤの出力信号により、ＢＤの第２記録位置に記録された情報を読み取ることができる。

本実施の形態において、対物レンズＯＢＪと第２レンズ群Ｇ２で構成される部分が、角倍率が一定値ｆ２／ｆ０のアフォーカル系となっている。また第１レンズ群Ｇ１にはコリメータレンズＧＣでコリメートされた光束が入射するため、第１レンズ群Ｇ１の移動により第１レンズ群Ｇ１から射出し対物レンズに向う光束の発散角は変化せず、半導体レーザＬＤ１からの発散角θ１の定数倍である。したがって、第１レンズ群Ｇ１の移動によって、収束角θ２と発散角θ１の比はほぼ一定に保たれ、（θ１／θ２）≒（θ１’／θ２’）となるため、半導体レーザＬＤ１から出射された光束の発散角で決まる集光スポット側のＮＡが変化せず、半導体レーザＬＤ１の光量調整を行うことなくスポットの光強度及びサイズを一定に維持することが出来、情報の記録及び／又は再生を精度良く容易に行うことができる。

ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、上述した実施の形態と同様であるため説明を省略する。

図６は、第６の実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ６の概略構成を示す図である。本実施の形態においては、図４の実施の形態のレイアウトと基本的に同様であるが、基準位置に対する第１アクチュエータＡＣＴ１により駆動される対物レンズＯＢＪのシフト量を検出する検出器ＤＴ１と、第２アクチュエータＡＣＴ２の駆動量を決定する演算装置ＣＴと、第２アクチュエータＡＣＴ２により駆動されるコリメートレンズＣＬの変位量を検出する検出器ＤＴ２とを有している。

ＢＤの回転駆動時に、光ディスクの反りなどによって、その表面の位置が変動する。かかる場合、検出手段からの信号に基づいて、第１アクチュエータＡＣＴ１は、対物レンズＯＢＪを光軸方向に変位させて、光ディスクの表面との距離を一定に維持しようとする。ところが、対物レンズＯＢＪを独立して光軸方向に変位させると、リレー光学系ＲＯＳとの距離が変わり、スポットが本来集光すべき位置からずれる恐れがある。

そこで、本実施の形態においては、検出器ＤＴ１が、基準位置（光ディスクＯＤと対物レンズＯＢＪとの光軸方向距離がΔに相当）に対する第１アクチュエータＡＣＴ１により駆動される対物レンズＯＢＪのシフト量を検出して、演算装置ＣＴに送信し、検出器ＤＴ２はリレー光学系ＲＯＳのある記録位置に記録する場合の位置の基準位置に記録する場合の位置に対する変位量を検出し、演算装置ＣＴに送信し、これらを受信した演算装置ＣＴはかかる変位量を考慮して、リレー光学系の変位量を調整し、調整された駆動量に応じてリレー光学系ＲＯＳを光軸方向に変位するものである。

本発明の形態における上記の駆動量の算出方法を説明する。図７は、図６において、対物レンズＯＢＪと光ディスクＯＤおよびリレー光学系ＲＯＳのみを概略的に描いたものであるが、対物レンズＯＢＪの焦点距離をｆ０とし、所定の位置へ記録又は／再生する際の対物レンズＯＢＪの倍率をｍとすると、対物レンズＯＢＪに入射する光の物点Ｐと対物レンズＯＢＪとの距離はｆ０・（１／ｍ−１）で表され、像点Ｐ’との距離はｆ０・（１−ｍ）で表される。このとき、光ディスクＯＤが反り等により回転とともに、ｄｘだけ変位し、対物レンズＯＢＪが光ディスクＯＤとの距離を一定に保つために同じ量変位すると、相対的には対物レンズＯＢＪから見ると物点Ｐがｄｘだけ対物レンズＯＢＪに近づくように変位することになる。倍率はｍであるから、ｍ²・ｄｘ記録位置が光ディスク内でシフトすることになる。これは記録位置誤差と考えられる。

そこで、リレー光学系ＲＯＳを、この光ディスクＯＤの変位ｄｘで生ずる記録位置誤差を補正するように変位させる。図８のように、リレー光学系ＲＯＳの焦点距離がｆ２で、所定位置へ記録する際のリレー光学系ＲＯＳの倍率がｍ２とすると、リレー光学系ＲＯＳの物点Ｑの位置と像点Ｑ’の位置は、それぞれｆ２・（１／ｍ２−１）、ｆ２・（１−ｍ２）と表せる。このとき、リレー光学系ＲＯＳを物点方向に変位させ、像点Ｑ’を対物レンズＯＢＪから遠ざかるようすると、リレー光学系ＲＯＳの変位量を−ｄｘ２（マイナスはｄｘ２を正とし、対物レンズＯＢＪから遠ざかる方向をマイナスで表記した。）とすると、像点Ｑ’の位置の変位量ｄｘ２’は（ｍ２²−１）・ｄｘ２と書ける。これが前記ｄｘと相殺するためには、ｄｘ２’＝ｄｘとなる必要がある。よって、以下の関係が成立する。
ｄｘ２＝ｄｘ／（ｍ２²−１）≒ｄｘ／ｍ２²

また、基準記録位置（図８でＢＬ）に記録する際のリレー光学系ＲＯＳの倍率を無限大とするとき、すなわち光源をリレー光学系ＲＯＳの焦点位置に置く場合を基準とすると、倍率ｍ２でのリレー光学系の変位量ｘ２はｘ２＝ｆ２／ｍ２とあらわせ、ｍ２＝ｆ２／ｘ２とあらわせる。したがって、
ｄｘ２＝（ｘ２／ｆ２）²・ｄｘ
となる。対物レンズＯＢＪが光ディスクＯＤとの間隔を保つための変位量ｄｘに、所定の記録位置に記録するためのリレー光学系ＲＯＳの変位量ｘ２に応じた倍率（ｘ２／ｆ２）²をかけた量ｄｘ２だけリレー光学系ＲＯＳを動かすことで、光ディスクＯＤの反りなどの揺らぎによって発生する記録位置誤差を補正することができる。この際、倍率（ｘ２／ｆ２）² は正なので、ｄｘ２の符号はｄｘと同じすなわち同方向に変位させる。これにより、第２アクチュエータを駆動して、リレー光学系ＲＯＳが対物レンズＯＢＪを追従するように光軸方向へ変位させることとなる。ただし、リレー光学系ＲＯＳの変位量ｘ２がｆ２に比べ小さいときは、リレー光学系ＲＯＳの追従を省略することも可能である。変位量ｘ２がある大きさ以上で追従させるようにし、それ以下では静止させることで消費電力の低減が可能になる。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、本発明は、互換タイプではなく、単一の種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に提供しても良い。又、検出手段としては、機械式、光学式に限られない。特に、ＤＶＤの記録／再生用の光学系を流用して、光ディスクまでの距離を測定することもできる。

光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ３の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ４の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ５の構成を概略的に示す図である。 光ピックアップ装置ＰＵ６の構成を概略的に示す図である。 光ディスクの反り等による記録位置の揺らぎ発生を説明する概念図である。 光ディスクの反り等による記録位置の揺らぎ発生を第2アクチュエータの追従で説明する概念図である。

符号の説明

ＡＣＴ１ 第１アクチュエータ
ＡＣＴ２ 第２アクチュエータ
ＢＢ ボビン
BL 基準記録位置
ＣＬ コリメートレンズ
ＣＴ 演算装置
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＤＴ１ 検出器
ＤＴ２ 検出器
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
ＧＣ コリメートレンズ
ＨＬ ホロレーザ
ＬＤ１ 半導体レーザ
ＮＤＬ 触針
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＤ 光ディスク
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＰＵ２ 光ピックアップ装置
ＰＵ３ 光ピックアップ装置
ＰＵ４ 光ピックアップ装置
ＰＵ５ 光ピックアップ装置
ＰＵ６ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＯＳ リレー光学系
Ｓ センサ
ＳＮ センサレンズ

Claims (11)

1. 表面からの距離が異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置において、
   光束を出射する光源と、
   リレー光学系と、
   前記光源から出射され前記リレー光学系を介して入射した光束を、前記光ディスクのいずれかの記録位置に集光させる対物レンズと、
   前記光ディスクから出射した光束を受光する光検出器と、
   前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を検出する検出手段とを有し、
   前記検出手段からの信号に基づいて、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を前記記録位置にかかわらず所定値に維持するために、前記対物レンズを光軸方向に変位するように駆動する第１アクチュエータと、
   情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、前記リレー光学系を光軸方向に変位するように駆動する第２アクチュエータとを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記検出手段は、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を機械的に検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記検出手段は、前記光ディスクと前記対物レンズとの距離を所定値に維持するための情報を光学的に検出することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記リレー光学系は、単一もしくは複数のレンズ群を含み、該リレー光学系のうち前記対物レンズに最も近い位置に配置されるレンズ群が、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、光軸方向に駆動されるようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記対物レンズに最も近い位置に配置されるレンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
   ０．００５＜（ｆ０／ｆ２）²＜０．２５ （１）
6. 前記リレー光学系は、光源側から順に、入射した光束を平行光束に変換する正の屈折力を有するコリメートレンズ群と、第１レンズ群と、前記第１レンズ群とは正負逆の屈折力を有する第２レンズ群とを有し、
   前記第１レンズ群のみを光軸方向に駆動する場合には、前記対物レンズより離れる方向に前記第１レンズ群を駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を、前記光ディスクの裏面側から表面側に向かう方向に変更でき、
   前記第２レンズ群のみを光軸方向に駆動する場合には、前記対物レンズに近づく方向に前記第２レンズ群を駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を、前記光ディスクの裏面側から表面側に向かう方向に変更できることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
7. 前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
   ０．００５＜（ｆ０／ｆ２）²＜０．２５ （２）
8. 前記第１レンズ群が負の屈折力を有し、前記第２レンズ群が正の屈折力を有し、前記対物レンズの焦点距離をｆ０とし、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたときに、前記対物レンズの第１主点と前記第２レンズ群の第２主点の間に配置された光学素子を全て空気に置換したときの空気換算長が、ほぼｆ０＋ｆ２となっており、
   前記第１レンズ群のみを光軸方向に駆動することにより、情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置を変更することを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記第2アクチュエータを情報の記録及び／又は再生を行おうとする前記光ディスクの記録位置に応じて、前記リレー光学系を光軸方向に変位するように駆動するとともに、一定の記録位置に情報の記録及び／又は再生を行おうとする際に前記検出手段からの信号に基づき、前記第1アクチュエータの駆動によって前記対物レンズと前記光ディスクの距離を一定に保つように前記対物レンズを変位させ、同時にこの変位量と前記第2アクチュエータの記録位置に応じた変位量に基づき、第2アクチュエータを更に駆動させ、対物レンズを追従するように前記リレー光学系を光軸方向に変位させることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
10. 前記第2アクチュエータは、基準記録位置における状態を基準としたとき、記録位置変更のための変位量の2乗に比例し前記対物レンズの変位量に比例する量を、前記対物レンズの動きに連動させ前記リレー光学系を駆動させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記対物レンズの変位量と前記第２アクチュエータの記録位置に応じた変位量に基づく前記リレー光学系の光軸方向への変位量は、前記光ディスクの記録位置に応じた前記リレー光学系の変位量よりも微小であることを特徴とする請求項９または１０に記載の光ピックアップ装置。

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