JP2009283081A - Method for correcting spherical aberration of optical pickup device - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクへの信号の記録動作をレーザー光によって行う光ピックアップ装置の球面収差補正方法に関する。 The present invention relates to a spherical aberration correction method for an optical pickup device that performs reading operation of a signal recorded on an optical disc and recording operation of a signal on an optical disc by laser light.
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクの信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。 2. Description of the Related Art Optical disk apparatuses that can perform signal reading operation and signal recording operation by irradiating a signal recording layer of an optical disk with laser light emitted from an optical pickup device have become widespread.
光ディスク装置としては、CDやDVDと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちBlu−ray規格の光ディスクを使用するものが開発されている。 As an optical disk apparatus, an apparatus using an optical disk called a CD or a DVD is generally widespread. Recently, an optical disk with improved recording density, that is, an apparatus using a Blu-ray standard optical disk has been developed.
CD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が780nmである赤外光が使用され、DVD規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作行うレーザー光としては、波長が650nmの赤色光が使用されている。 As a laser beam for performing a read operation of a signal recorded on a CD standard optical disc, an infrared light having a wavelength of 780 nm is used. As a laser beam for performing a read operation of a signal recorded on a DVD standard optical disc, , Red light having a wavelength of 650 nm is used.
斯かるCD規格及びDVD規格の光ディスクに対して、Blu−ray規格の光ディスクに記録されている信号の読み出し動作を行うレーザー光としては、波長が短いレーザー光、例えば波長が405nmの青紫色光が使用されている。 For such CD standard and DVD standard optical disks, the laser light for performing the read operation of the signals recorded on the Blu-ray standard optical disk is a laser light having a short wavelength, for example, a blue-violet light having a wavelength of 405 nm. in use.
Blu−ray規格の光ディスクにおける信号記録層の上面に設けられている保護層の厚さは、0.1mmであり、この信号記録層から信号の読み出し動作を行うために使用される対物レンズの開口数は、0.85と設定されている。 The thickness of the protective layer provided on the upper surface of the signal recording layer in the Blu-ray standard optical disc is 0.1 mm, and the aperture of the objective lens used to read out signals from the signal recording layer The number is set to 0.85.
また、このような記録密度の向上が図られた光ディスク規格に対応する光ピックアップ装置は、記録密度の向上に伴って信号の記録再生動作を行うために要求される光学特性も厳しくなっている。 In addition, the optical pickup device corresponding to the optical disc standard in which the recording density is improved as described above has strict optical characteristics required for performing the signal recording / reproducing operation as the recording density is improved.
光ディスクに設けられている信号記録層にレーザー光を集光させる対物レンズの材料としてガラスを使用すると温度による影響を受けることがないので、信号の記録特性や再生特性を向上させることが出来るものの高価になるという問題がある。斯かる問題を解決する方法として合成樹脂を射出成型することによって対物レンズを製造する方法が一般に行われている。 When glass is used as a material for an objective lens for condensing laser light on a signal recording layer provided on an optical disc, it is not affected by temperature, so that it can improve signal recording characteristics and reproduction characteristics, but is expensive. There is a problem of becoming. As a method for solving such a problem, a method of manufacturing an objective lens by injection molding a synthetic resin is generally performed.
合成樹脂製の対物レンズは、安価にて製造することが出来るとともに軽量になるという利点を有するものの温度変化に伴って膨張又は収縮するため球面収差が発生し、信号の読み取り特性が悪化するという問題がある。対物レンズから発生する球面収差を補正する方法としてレーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内に設けられたコリメートレンズを光軸方向に移動させる方法が多く採用されている。(特許文献1参照。)
光ディスク装置に装着された光ディスクに記録されている信号を光ピックアップ装置によって読み取る動作が開始されると、レーザー光を放射するべく設けられているレーザー
ダイオードへ駆動信号を供給するレーザー駆動回路、レーザーダイオード、対物レンズを光ディスク面に対して垂直方向へ移動させるフォーカシングコイル及び対物レンズを光ディスクの径方向へ移動させるトラッキングコイル等から熱が発生するのでこれらの熱によって対物レンズの温度が上昇する。
A laser driving circuit for supplying a driving signal to a laser diode provided to emit laser light when an operation of reading a signal recorded on an optical disk mounted on the optical disk device is started by an optical pickup device, and a laser diode Since heat is generated from a focusing coil that moves the objective lens in a direction perpendicular to the optical disk surface and a tracking coil that moves the objective lens in the radial direction of the optical disk, the temperature of the objective lens rises due to these heats.
対物レンズとして合成樹脂製のレンズを使用すると温度変化に伴って球面収差が発生するが、対物レンズの温度変化と球面収差量との関係は、図5に示すように温度の上昇に伴って球面収差の量が増加する関係にある。斯かる理由によって球面収差が発生すると光ピックアップ装置の信号読み取り特性が悪化し、読み取られた信号に含まれるジッタ値が増加するという問題がある。 When a lens made of a synthetic resin is used as the objective lens, spherical aberration occurs with a change in temperature. The relationship between the change in temperature of the objective lens and the amount of spherical aberration is as shown in FIG. The amount of aberration increases. For this reason, when spherical aberration occurs, there is a problem that the signal reading characteristic of the optical pickup device deteriorates and the jitter value included in the read signal increases.
斯かる問題を解決する方法として最近の光ピックアップ装置の中には、対物レンズの温度を検出する温度検出素子を設け、対物レンズの温度が上昇したとき光軸方向への変位を可能に設けられているコリメートレンズを検出された温度に対応した位置に移動させて球面収差を補正するように構成されたものがある。 As a method for solving such a problem, a recent optical pickup device is provided with a temperature detection element for detecting the temperature of the objective lens, and is capable of displacement in the optical axis direction when the temperature of the objective lens rises. Some collimating lenses are moved to a position corresponding to the detected temperature to correct spherical aberration.
光ピックアップ装置に組み込まれている対物レンズは、光ディスクの信号面に対して垂直方向であるフォーカス方向及び光ディスクの径方向であるトラッキング方向への変位を可能に複数の支持ワイヤーによって支持されているレンズホルダーと呼ばれる部材に固定されている。 The objective lens incorporated in the optical pickup device is a lens that is supported by a plurality of support wires so as to be able to be displaced in the focus direction that is perpendicular to the signal surface of the optical disc and in the tracking direction that is the radial direction of the optical disc. It is fixed to a member called a holder.
前述した温度検出素子としては、一般にサーミスタが使用されるが、対物レンズの温度を正確に検出するためには対物レンズの近傍に温度検出素子を設ける必要がある。対物レンズは前述したようにレンズホルダー上に固定されており、該レンズホルダーはフォーカス制御動作やトラッキング制御動作を行うために軽量化が要求されている。従って、レンズホルダー上に温度検出素子を設置することは望ましくなく、一般には対物レンズより離れた位置、例えば光ピックアップ装置の制御動作を行う回路が組み込まれている印刷配線基板上に固定されている。 As the above-described temperature detection element, a thermistor is generally used. However, in order to accurately detect the temperature of the objective lens, it is necessary to provide a temperature detection element in the vicinity of the objective lens. As described above, the objective lens is fixed on the lens holder, and the lens holder is required to be lightweight in order to perform a focus control operation and a tracking control operation. Therefore, it is not desirable to install the temperature detection element on the lens holder, and it is generally fixed on a printed wiring board in which a circuit for performing the control operation of the optical pickup device is incorporated, for example, at a position away from the objective lens. .
従って、温度検出素子によって検出される温度と対物レンズの実際の温度とは相違することになるので、検出された温度から対物レンズの温度を推定することによってコリメートレンズの収差補正位置を制御するように構成されている。従来の技術における対物レンズの温度の推定動作は、信号の読み取り動作を行っている場合を想定しているが、実際には信号の読み取り位置を瞬時に移動させるトラックジャンプ動作や光ディスクの面ブレに対するフォーカス制御動作等が頻繁に行われており、斯かる動作に伴ってトラッキングコイルやフォーカシングコイルから発生する熱が増大することになる。 Therefore, since the temperature detected by the temperature detection element is different from the actual temperature of the objective lens, the aberration correction position of the collimator lens is controlled by estimating the temperature of the objective lens from the detected temperature. It is configured. The objective lens temperature estimation operation in the prior art assumes the case where a signal reading operation is performed. However, in practice, the objective lens temperature estimation operation is for a track jump operation that instantaneously moves the signal reading position or an optical disc surface shake. A focus control operation and the like are frequently performed, and heat generated from the tracking coil and the focusing coil increases with the operation.
前述したトラックジャンプ動作等に伴って発生する熱による対物レンズの温度上昇に対する対策が成されていないので、球面収差の補正動作を正確に行うことが出来ないという問題がある。 Since measures against the temperature rise of the objective lens due to the heat generated in association with the track jump operation described above are not taken, there is a problem that the spherical aberration correction operation cannot be performed accurately.
本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置の球面収差補正方法を提供しようとするものである。 The present invention is intended to provide a spherical aberration correction method for an optical pickup device that can solve such a problem.
本発明は、レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内に設けられているコリメートレンズを対物レンズの温度を検出するべく設けられている温度検出素子にて検出される温度に基づいて光軸方向へ移動させることによって球面収差を補正するように構成し、光ピックアップ装置の動作に応じて前記コリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 The present invention provides a collimating lens provided in an optical path between a laser diode and an objective lens in the direction of the optical axis based on a temperature detected by a temperature detection element provided to detect the temperature of the objective lens. In this configuration, the spherical aberration is corrected by moving the lens to the position, and the moving position of the collimating lens is corrected in accordance with the operation of the optical pickup device.
また、本発明は、対物レンズを光ディスクの径方向へ変位させるべく設けられているトラッキングコイルに供給される駆動信号に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with a drive signal supplied to a tracking coil provided to displace the objective lens in the radial direction of the optical disk. is there.
そして、本発明は、トラッキングコイルに供給されるトラックジャンプ用駆動信号に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 The present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with the track jump drive signal supplied to the tracking coil.
更に、本発明は、トラッキングコイルに供給されるトラックジャンプ用駆動信号の供給回数に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Furthermore, the present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with the number of times the track jump drive signal supplied to the tracking coil is supplied.
また、本発明は、トラッキングコイルに供給されるトラックジャンプ用駆動信号の供給時間に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the moving position of the collimating lens is corrected according to the supply time of the track jump drive signal supplied to the tracking coil.
そして、本発明は、対物レンズを光ディスクの信号面に対して垂直方向へ変位させるべく設けられているフォーカシングコイルに供給される駆動信号に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 In the present invention, the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with a drive signal supplied to a focusing coil provided to displace the objective lens in a direction perpendicular to the signal surface of the optical disk. It is a feature.
また、本発明は、フォーカシングコイルに供給されるフォーカス用駆動信号のレベルに応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with the level of the focus drive signal supplied to the focusing coil.
更に、本発明は、光ピックアップ装置の移動位置に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Furthermore, the present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected in accordance with the movement position of the optical pickup device.
また、本発明は、光ディスクの回転速度に応じてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the moving position of the collimating lens is corrected according to the rotational speed of the optical disk.
そして、更に本発明は、コリメートレンズの移動位置を補正する補正データが記憶されている収差補正データメモリー回路から読み出される補正データに基づいてコリメートレンズの移動位置を補正するようにしたことを特徴とするものである。 Further, the present invention is characterized in that the movement position of the collimating lens is corrected based on the correction data read from the aberration correction data memory circuit in which correction data for correcting the movement position of the collimating lens is stored. To do.
本発明の球面収差補正方法は、レーザーダイオードと対物レンズとの間の光路内に設けられているコリメートレンズを対物レンズの温度を検出するべく設けられている温度検出素子にて検出される温度に基づいて光軸方向へ移動させることによって球面収差を補正するように構成し、光ピックアップ装置の動作に応じて前記コリメートレンズの移動位置を補正するようにしたので、対物レンズの温度を検出するべく設けられている温度検出素子が対物レンズより離れた位置にあっても対物レンズの実際の温度に近い温度に対応した位置にコリメートレンズを移動させることが出来、球面収差の補正動作を正確に行うことが出来る。 In the spherical aberration correction method of the present invention, the collimating lens provided in the optical path between the laser diode and the objective lens is adjusted to a temperature detected by a temperature detection element provided to detect the temperature of the objective lens. Based on this, the spherical aberration is corrected by moving in the optical axis direction, and the moving position of the collimating lens is corrected in accordance with the operation of the optical pickup device, so that the temperature of the objective lens is detected. Even if the temperature detection element provided is at a position away from the objective lens, the collimating lens can be moved to a position corresponding to the temperature close to the actual temperature of the objective lens, and the spherical aberration correction operation is performed accurately. I can do it.
図1は本発明に係る光ピックアップ装置の一実施例、図2は再生時間と温度変化との関係を説明するための図、図3及び図4は本発明の動作を説明するための図である。 FIG. 1 is an example of an optical pickup apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the relationship between reproduction time and temperature change, and FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the present invention. is there.
図1において、1は例えば波長が405nmの青紫色光であるレーザー光を前方に放射するレーザーダイオード、2は前記レーザーダイオード1から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、レーザー光を0次光であるメインビーム、+1次光及び−1次
光である2つのサブビームに分離する回折格子部2aと入射されるレーザー光を例えばS方向の直線偏光光に変換する1/2波長板2bとより構成されている。
In FIG. 1, 1 is a laser diode that radiates laser light, for example, blue-violet light having a wavelength of 405 nm, and 2 is a diffraction grating on which laser light emitted from the laser diode 1 is incident. A diffraction grating 2a that separates the main beam that is 0th-order light, two sub-beams that are + 1st-order light, and ½-order light and a half-wave plate that converts incident laser light into linearly polarized light in the S direction, for example. 2b.
3は前記回折格子2を透過したレーザー光が入射される偏光ビームスプリッタであり、S偏光されたレーザー光の大部分を反射させるとともに一部を透過させ、且つP方向の直線偏光光に変換されたレーザー光を透過させる制御膜3aが設けられている。
4は前記偏光ビームスプリッタ3の制御膜3aにて反射されたレーザー光が入射される位置に設けられている1/4波長板であり、入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に、また反対に円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。5は前記1/4波長板4を透過したレーザー光が入射されるとともに入射されるレーザー光を平行光に変換するコリメートレンズであり、収差補正用モーター6によって光軸方向、即ち矢印A及びB方向へ変位せしめられるように構成されている。前記コリメートレンズ5の光軸方向への変位動作によって球面収差を補正するように構成されている。
Reference numeral 4 denotes a quarter-wave plate provided at a position where the laser beam reflected by the control film 3a of the polarizing
7は前記コリメートレンズ5を透過したレーザー光が入射される位置に設けられている立ち上げ用ミラーであり、入射されるレーザー光を合成樹脂にて製造された対物レンズ8の方向に反射させるように構成されている。9は前記偏光ビームスプリッタ3に設けられている制御膜3aを透過したレーザー光が照射される位置に設けられているフロントモニター用光検出器であり、照射されるレーザー光のレベルに応じた信号をモニター信号として出力するように構成されている。
Reference numeral 7 denotes a rising mirror provided at a position where the laser light transmitted through the collimating lens 5 is incident so as to reflect the incident laser light in the direction of the objective lens 8 made of synthetic resin. It is configured.
斯かる構成において、レーザーダイオード1から放射されたレーザー光は、回折格子2、偏光ビームスプリッタ3、1/4波長板4、コリメートレンズ5、立ち上げ用ミラー7を介して対物レンズ8に入射された後、該対物レンズ8の集光動作によって光ディスクDの信号記録層Lにスポットとして照射されるが、該信号記録層Lに照射されたレーザー光は戻り光として反射されることになる。
In such a configuration, the laser light emitted from the laser diode 1 is incident on the objective lens 8 via the diffraction grating 2, the
光ディスクDの信号記録層Lから反射された戻り光は、対物レンズ8、立ち上げ用ミラー7、コリメートレンズ5及び1/4波長板4を通して偏光ビームスプリッタ3の制御膜3aに入射される。このようにして偏光ビームスプリッタ3の制御膜3aに入射される戻り光は、1/4波長板4による位相変更動作によってP方向の直線偏光光に変換されているので、斯かる戻り光は前記制御膜3aにて反射されることはなく、制御用レーザー光として透過することになる。
The return light reflected from the signal recording layer L of the optical disc D enters the control film 3 a of the
10は前記偏光ビームスプリッタ3の制御膜3aを透過した制御用レーザー光が入射されるセンサーレンズであり、PDICと呼ばれる光検出器11に設けられている受光部に制御用レーザー光に非点収差を付加させて照射する作用を成すものである。前記光検出器11には、周知の4分割センサー等が設けられており、メインビームの照射動作によって光ディスクDの信号記録層Lに記録されている信号の読み取り動作に伴う信号生成動作及び非点収差法によるフォーカシング制御動作を行うための信号生成動作、そして2つのサブビームの照射動作によってトラッキング制御動作を行うための信号生成動作を行うように構成されている。斯かる各種の信号生成のための受光部の構成や制御動作は、周知であるので、その説明は省略する。
前述したように本発明に係る光ピックアップ装置の光学系は構成されているが、斯かる構成において、前記対物レンズ8は、光ピックアップ装置を構成する基台(図示せず)に4本または6本の支持ワイヤーによって光ディスクDの信号面に対して垂直方向、即ちフォーカシング方向への変位動作及び光ディスクDの径方向、即ちトラッキング方向への変位動作を可能に支持されているレンズホルダー(図示せず)に固定されている。 As described above, the optical system of the optical pickup device according to the present invention is configured. In such a configuration, the objective lens 8 includes four or six objective lenses 8 on a base (not shown) constituting the optical pickup device. A lens holder (not shown) is supported by the supporting wire so as to be able to perform a displacement operation in a direction perpendicular to the signal surface of the optical disc D, that is, a focusing direction, and a displacement operation in the radial direction of the optical disc D, that is, a tracking direction. ).
12は前記対物レンズ8が固定されているレンズホルダーに設けられているフォーカシングコイルであり、基台に固定されている磁石(図示せず)との協働によって前記対物レンズ8をフォーカシング方向へ変位させる作用を有している。13は前記対物レンズ8が固定されているレンズホルダーに設けられているトラッキングコイルであり、基台に固定されている磁石(図示せず)との協働によって対物レンズ8をトラッキング方向へ変位させる作用を有している。
前述したフォーカシングコイル12及びトラッキングコイル13が組み込まれた光ピックアップ装置の構成及び各コイルの駆動動作によるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作は周知であり、その説明は省略する。
The configuration of the optical pickup device in which the focusing
14は前記光検出器11を構成するメインビームを受光するセンサーから光ディスクDの信号記録層に記録されている信号の読み取り動作に対応して得られる信号であるRF信号、メインビームを受光するセンサーからレーザー光の合焦動作に応じて得られる信号であるフォーカスエラー信号及びサブビームを受光するセンサーからレーザー光のトラッキング動作に応じて得られる信号であるトラッキングエラー信号を生成する光検出信号生成回路である。
15は前記フロントモニター用光検出器9から得られる信号が入力されるレーザー出力検出回路であり、入力される信号のレベルに応じた信号をモニター信号として出力するように構成されている。
16は前記光検出信号生成回路14及びレーザー出力検出回路15等から出力される各種の信号が入力されるとともに各信号に基づいて光ピックアップ装置の各種の制御動作を行うピックアップ制御回路である。17は前記光検出信号生成回路14から生成出力されるフォーカスエラー信号に基づいて前記ピックアップ制御回路16から出力されるフォーカス制御信号が入力されるフォーカシングコイル駆動回路であり、前記フォーカシングコイル12に駆動信号を供給するように構成されている。斯かるフォーカシングコイル駆動回路17からフォーカシングコイル12に供給される駆動信号としては、対物レンズ8を集光動作を行う位置である動作位置に変位保持する直流信号と光ディスクDの面ブレに対するフォーカス制御動作を行うための高周波信号とがある。
A
18は前記光検出信号生成回路14から生成出力されるトラッキングエラー信号に基づいて前記ピックアップ制御回路16から出力されるトラッキング制御信号が入力されるトラッキングコイル駆動回路であり、前記トラッキングコイル13に駆動信号を供給するように構成されている。斯かるトラッキングコイル駆動回路18からトラッキングコイル13に供給される駆動信号としては、光ディスクDに設けられている信号トラックにレーザースポットを追従させるべく作用するトラッキング制御信号と複数のトラックを飛び越させるトラックジャンプ動作を行わせるジャンプ信号とがある。
19は前記レーザーダイオード1に駆動信号を供給するレーザーダイオード駆動回路であり、前記レーザー出力検出回路15から得られるモニター信号に基づいてピックアップ制御回路16から出力される制御信号によってレーザー出力を調整するように構成されている。20は前記収差補正用モーター6に駆動信号を供給することによって前記コリメートレンズ5を光軸方向へ変位させて球面収差を補正する収差補正用モーター駆動回路であり、前記ピックアップ制御回路16によって制御されるように構成されている。
21は前記対物レンズ8の温度を検出するべく設けられている温度検出素子であり、例えばサーミスタにて構成されているとともに前記ピックアップ制御回路16等の電気回路
が組み込まれている印刷配線基板(図示せず)に固定されている。斯かる温度検出素子21は対物レンズ8の温度を検出するために該対物レンズ8に近づけて配置されることになる。
22は前記温度検出素子21から得られる信号に基づいて温度を検出する温度検出回路であり、前記ピックアップ制御回路16に対して検出信号を出力するように構成されている。23は後述する球面収差補正動作を行うための各種のデータが記憶されている収差補正データメモリー回路であり、前記ピックアップ制御回路16によってデータの読み出し動作等が制御されるように構成されている。
A
24は本発明に係る光ピックアップ装置が組み込まれている光ディスク装置内に組み込まれている制御回路であり、光ピックアップ制御回路16に対して各種の命令信号を出力するとともに光ピックアップ装置にて読み出されたデータ信号等を復調する回路等が組み込まれている。
以上に説明したように本発明に係る光ピックアップ装置は構成されているが、次に動作について説明する。 As described above, the optical pickup device according to the present invention is configured. Next, the operation will be described.
光ディスクDに設けられている信号記録層Lに記録されている信号の読み出し動作を行うための操作を行うと、光ディスク装置に組み込まれている制御回路24からピックアップ制御回路16に対して各動作を行うための命令信号が出力され、該ピックアップ制御回路16から光ピックアップ装置を構成する各回路に対して所望の駆動制御信号が供給されることになる。レーザーダイオード駆動回路19からレーザーダイオード1に対して信号の読み出し動作を正確に行うために前もって設定されているレーザー出力を得ることが出来る駆動信号が供給され、該レーザーダイオード1から所望の出力のレーザー光が放射されることになる。
When an operation for reading a signal recorded on the signal recording layer L provided on the optical disc D is performed, each operation is performed on the
前記レーザーダイオード1から放射されたレーザー光は回折格子2に入射され、該回折格子2に組み込まれている回折格子部2aによってメインビームとサブビームに分離されるとともに1/2波長板2bによってS方向の直線偏光光に変換される。前記回折格子2を透過したレーザー光は偏光ビームスプリッタ3に入射され、該偏光ビームスプリッタ3に設けられている制御膜3aによって大部分のレーザー光が反射されるとともに一部のレーザー光が透過せしめられる。
Laser light emitted from the laser diode 1 is incident on the diffraction grating 2 and is separated into a main beam and a sub beam by the diffraction
前記偏光ビームスプリッタ3に設けられている制御膜3aにて反射されたレーザー光は1/4波長板4に入射されて直線偏光光から円偏光光に変換された後にコリメートレンズ5に入射される。前記コリメートレンズ5に入射されたレーザー光は平行光に変換されて立ち上げ用ミラー7に入射される。
The laser light reflected by the control film 3a provided on the
前記立ち上げ用ミラー7に入射されたレーザー光は、該立ち上げ用ミラー7によって対物レンズ8の方向に反射される。前記立ち上げ用ミラー7によって反射されたレーザー光は、前記対物レンズ8に入射されるので、該対物レンズ8による集光動作が行われることになる。 The laser light incident on the raising mirror 7 is reflected by the raising mirror 7 in the direction of the objective lens 8. Since the laser light reflected by the raising mirror 7 is incident on the objective lens 8, a focusing operation by the objective lens 8 is performed.
前記対物レンズ8による信号記録層Lへのレーザー光の集光動作は、例えば対物レンズ8を光ディスクDから離れた位置から近づける動作を行うことによって行われる。斯かる対物レンズ8の変位動作はフォーカシングコイル駆動回路17からフォーカシングコイル12に駆動信号を供給することによって行われるが、信号記録層Lへの集光動作が行われると、該信号記録層Lから反射されるレーザー光が戻り光として対物レンズ8に対して光ディスクD側から入射されることになる。
The operation of condensing the laser light onto the signal recording layer L by the objective lens 8 is performed by, for example, performing an operation of bringing the objective lens 8 closer from a position away from the optical disc D. Such a displacement operation of the objective lens 8 is performed by supplying a driving signal from the focusing
前記対物レンズ8に入射された戻り光は、立ち上げ用ミラー7、コリメートレンズ5及び1/4波長板4を介して偏光ビームスプリッタ3に設けられている制御膜3aに入射される。前記制御膜3aに入射された戻り光は1/4波長板4によってP方向の直線偏光光に変換されているので、該制御膜3aにて反射されることはなく全てが制御用レーザー光として透過することになる。
The return light incident on the objective lens 8 is incident on the control film 3 a provided on the
前記制御膜3aを透過した戻り光である制御用レーザー光は、センサーレンズ10に入射された後、該センサーレンズ10によって非点収差が付加されて光検出器11に設けられているセンサー部に照射される。斯かる制御用レーザー光が光検出器11に照射される結果、該光検出器11に組み込まれている4分割センサー等からメインビーム及びサブビームの照射スポットの位置及び形状変化に基づく検出信号を得ることが出来る。
The control laser light, which is the return light transmitted through the control film 3a, is incident on the
斯かる状態にあるとき、光検出器11から得られる検出信号に基づいて光検出信号生成回路14から生成されるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号がピックアップ制御回路16に入力される。斯かるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号がピックアップ制御回路16に入力されると、各エラー信号に基づく制御信号がフォーカシングコイル駆動回路17及びトラッキングコイル駆動回路18に対して出力される。その結果、フォーカシングコイル駆動回路17からフォーカシングコイル12に対して制御信号が供給されるので、該フォーカシングコイル12による対物レンズ8のフォーカシング方向への変位動作が行われレーザー光を信号記録層Lに集光させるフォーカシング制御動作を行うことが出来る。また、トラッキングコイル駆動回路18からトラッキングコイル13に対して制御信号が供給されるので、該トラッキングコイル13による対物レンズ8のトラッキング方向への変位動作が行われレーザー光を信号記録層Lに設けられている信号トラックに追従させるトラッキング制御動作を行うことが出来る。
In such a state, a focus error signal and a tracking error signal generated from the light detection
前述したように光ピックアップ装置におけるフォーカシング制御動作及びトラッキング制御動作が行われるので、光ディスクDの信号記録層Lに記録されている信号の読み出し動作を行うことが出来る。斯かる読み出し動作にて得られる再生信号は、光検出信号生成回路14から生成されるRF信号を制御回路24に導き、該制御回路24に組み込まれている復調回路によってデータ信号を復調することによって光ディスクDに記録されている信号を再生することが出来る。
As described above, since the focusing control operation and the tracking control operation are performed in the optical pickup device, it is possible to perform the read operation of the signal recorded on the signal recording layer L of the optical disc D. The reproduction signal obtained by such reading operation is obtained by guiding the RF signal generated from the photodetection
また、前述した信号の読み出し動作が行われているとき、レーザーダイオード駆動回路19からレーザーダイオード1に対して所望のレーザー出力を得ることが出来る駆動信号が供給された状態にあるとともにフロントモニター用光検出器9から得られる信号に基づいてレーザー出力検出回路15から出力されるモニター信号がピックアップ制御回路16に入力された状態にある。
Further, when the signal reading operation described above is performed, a driving signal that can obtain a desired laser output is supplied from the laser
このようにピックアップ制御回路16にレーザー出力検出回路15から出力されるモニター信号が入力されると、そのモニター信号のレベルに基づく制御信号がピックアップ制御回路16からレーザーダイオード駆動回路19に供給されることになる。従って、斯かるピックアップ制御回路16からレーザーダイオード駆動回路19に対して供給される駆動信号のレベルが所定の値になるように制御するように構成すれば、レーザーダイオード1から放射されるレーザー光の出力を所望のレベルになるように自動的に制御することが出来る。斯かる動作は、レーザーの自動出力制御動作と呼ばれているものであり、その説明は省略する。
When the monitor signal output from the laser
前述したように光ピックアップ装置による信号の読み出し動作が行われると、レーザーダイオード1へのレーザーダイオード駆動回路19からの駆動信号の供給動作、フォーカ
シングコイル12へのフォーカシングコイル駆動回路17からの駆動信号の供給動作及びトラッキングコイル13へのトラッキングコイル駆動回路18からの駆動信号の供給動作に伴って各回路等から発熱し、光ピックアップ装置内の温度、即ち環境温度が上昇することになる。
As described above, when the signal readout operation is performed by the optical pickup device, the drive signal is supplied from the laser
斯かる環境温度が上昇すると合成樹脂にて製造されている対物レンズ8の温度が上昇するため、該対物レンズ8が膨張することによって変形し、集光特性が変化するという特性がある。斯かる対物レンズ8の集光特性が変化すると、球面収差が発生し、信号記録層Lに対するレーザー光の集光特性が悪化することになる。 When the environmental temperature rises, the temperature of the objective lens 8 made of a synthetic resin rises. Therefore, the objective lens 8 is deformed by expansion and has a characteristic that the light collection characteristic changes. When the condensing characteristic of the objective lens 8 changes, spherical aberration occurs, and the condensing characteristic of the laser beam with respect to the signal recording layer L deteriorates.
前述したように環境温度の上昇に伴って対物レンズ8の温度が上昇すると球面収差が発生するが、本発明では、収差補正手段として設けられているコリメートレンズ5が、前記収差補正用モーター6の回転駆動動作によって光軸方向へ変位せしめられるように構成されている。即ち、コリメートレンズ5は、収差補正用モーター6の回転駆動動作によって光軸方向である矢印AまたはB方向に変位せしめられるが、その変位位置は前記対物レンズ8の温度変化に伴って発生する球面収差を補正する位置になるように構成されている。
As described above, when the temperature of the objective lens 8 rises as the environmental temperature rises, spherical aberration occurs. In the present invention, the collimating lens 5 provided as aberration correction means is used for the
図3は対物レンズ8の温度変化に対するコリメートレンズ5の位置との関係を示すものであり、図4はコリメートレンズ5の変位動作が行われた場合におけるジッタ値と温度との関係を示す特性図である。斯かる図より明らかなように対物レンズ8の温度が変化してもコリメートレンズ5を光軸方向へ変位させることによって球面収差を補正することが出来るので、ジッタ値を一定にすることが出来る。即ち、光ピックアップ装置としての信号の読み取り動作を正確に行うことが出来る。 FIG. 3 shows the relationship between the position of the collimating lens 5 with respect to the temperature change of the objective lens 8, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the jitter value and temperature when the collimating lens 5 is displaced. It is. As apparent from the figure, even when the temperature of the objective lens 8 changes, the spherical aberration can be corrected by displacing the collimating lens 5 in the optical axis direction, so that the jitter value can be made constant. That is, the signal reading operation as the optical pickup device can be performed accurately.
前述したようにコリメートレンズ5の移動動作によって球面収差を補正することによって光ディスクDに設けられている信号記録層Lに記録されている信号の読み出し動作を最適な状態にて行うことが出来る。 As described above, by correcting the spherical aberration by the movement operation of the collimating lens 5, the operation of reading the signal recorded on the signal recording layer L provided on the optical disc D can be performed in an optimum state.
前述したように温度検出素子21から得られる温度に基づいてコリメートレンズ5を光軸方向へ変位させることによって対物レンズ8の温度変化に伴って発生する球面収差の補正動作を行うように構成されているが、コリメートレンズ5の変位位置は収差補正データメモリー回路23に記憶されている収差補正データに基づいて設定されるように構成されている。
As described above, the collimating lens 5 is displaced in the direction of the optical axis based on the temperature obtained from the
図2は光ディスク装置による再生動作を行っている場合の温度変化を示すものであり、実線で示すT1は温度検出素子21によって検出される検出温度の変化を示し、実線で示すT2は検出温度に基づいて推定される対物レンズ8の推定温度の変化を示す。
FIG. 2 shows a change in temperature when the reproducing operation is performed by the optical disk device. T1 indicated by a solid line indicates a change in the detected temperature detected by the
コリメートレンズ5の温度変化に対する球面収差の補正位置は、前記収差補正データメモリー回路23に記憶されている補正データに基づいて設定されるが、その補正位置は推定温度に基づいて設定されるように構成されている。
The correction position of the spherical aberration with respect to the temperature change of the collimator lens 5 is set based on the correction data stored in the aberration correction
通常の再生動作が行われている場合には、対物レンズ8の推定温度は、検出温度と平行して変化するが、光ディスクDに記録されている信号の中から所望のデータを検索して読み出す動作、所謂アクセスと呼ばれる動作を行うと対物レンズ8の温度は、破線T3で示すように変化する。 When a normal reproduction operation is performed, the estimated temperature of the objective lens 8 changes in parallel with the detected temperature. However, desired data is retrieved from the signals recorded on the optical disc D and read out. When an operation called “access” is performed, the temperature of the objective lens 8 changes as indicated by a broken line T3.
前述したアクセス動作が行われると、トラッキングコイル駆動回路18からトラッキングコイル13に対してトラックジャンプ用の駆動信号が供給されるとともにフォーカシングコイル12に対してもフォーカシングコイル駆動回路18から大きなフォーカス用の駆
動信号が供給されることになる。斯かるアクセス動作が短時間の間に頻繁に行われると、トラッキングコイル13及びフォーカシングコイル12から多くの熱が発生し、対物レンズ8の温度が急速に高くなる。
When the above-described access operation is performed, a tracking jump drive signal is supplied from the tracking
このような動作によって対物レンズ8の温度は上昇するが、斯かる温度上昇は温度検出素子21によって検出することが出来ないので、球面収差の補正動作を正確に行うことが出来なかった。
With such an operation, the temperature of the objective lens 8 rises, but such a temperature rise cannot be detected by the
本発明は、アクセス動作が行なわれるとき、トラックジャンプ動作の回数やトラッキングコイル駆動回路18からトラッキングコイル13に対して供給されるトラックジャンプ用駆動信号であるパルス信号の幅、フォーカシングコイル駆動回路17からフォーカシングコイル12に対して供給されるフォーカス用駆動信号のレベル等に基づいてコリメートレンズ5の収差補正位置を補正する補正データを収差補正データメモリー回路23に記憶させるように構成されている。
In the present invention, when an access operation is performed, the number of track jump operations, the width of a pulse signal that is a track jump drive signal supplied from the tracking
即ち、本発明は、光ピックアップ装置の動作をピックアップ制御回路16から得られる信号に基づいて認識するとともにその認識された動作に基づいて対物レンズ8の温度変化を推定し、その推定された温度変化に基づいて収差補正データメモリー回路23に記憶されている補正データを読み出すように構成されている。前記収差補正データメモリー回路23から補正データが読み出されると、その補正データに基づく制御信号がピックアップ制御回路16から収差補正用モーター駆動回路20に供給される。その結果、収差補正用モーター駆動回路20から収差補正用モーター6に対して駆動信号が供給され、該収差補正用モーター6の回転動作によってコリメートレンズ5が補正位置に移動せしめられる。
That is, the present invention recognizes the operation of the optical pickup device based on the signal obtained from the
斯かるコリメートレンズ5の変位動作が行なわれるので、アクセス動作に伴って対物レンズ8の温度が急激に上昇しても球面収差の補正動作を正確に行うことが出来る。従って、アクセス動作に伴ってトラックジャンプ動作が行なわれても光ディスクDに記録されている信号の読み出し動作を正確に行うことが出来るので、所望のデータの読み出し動作を速やかに行うことが出来る。 Since the collimating lens 5 is displaced as described above, the spherical aberration can be corrected accurately even if the temperature of the objective lens 8 rises rapidly with the access operation. Therefore, even if a track jump operation is performed in accordance with the access operation, a signal recorded on the optical disc D can be read accurately, so that desired data can be read quickly.
尚、本実施例では、トラックジャンプ動作のようにトラッキングコイル13に供給される駆動信号の変化やフォーカシングコイル12に供給される駆動信号の変化を検出することによって対物レンズ8の温度変化を推定するようにしたが、光ピックアップ装置の光ディスクDの径方向の位置や光ディスクDの回転速度に基づいて温度変化を推定するようにすることも出来る。
In this embodiment, the temperature change of the objective lens 8 is estimated by detecting the change of the drive signal supplied to the tracking coil 13 or the change of the drive signal supplied to the focusing
即ち、光ディスクDが回転するとその回転に伴って発生する気流が光ピックアップ装置に対して当たるので、該光ピックアップ装置が冷却されるという特性がある。そして、その冷却特性は、光ディスクDの回転速度や光ディスクDの内周側や外周側にあるかによって変化するので、その特性に合わせた補正データを収差補正データメモリー回路23に記憶させるように構成することも出来る。収差補正データメモリー回路23に記憶された各種の収差補正データを各動作に対応させて読み出し、読み出されたデータに基づいてコリメートレンズ5の位置を修正することによって対物レンズ8の温度変化に起因する球面収差を正確に補正することが出来る。
That is, when the optical disk D rotates, an air flow generated along with the rotation hits the optical pickup device, so that the optical pickup device is cooled. The cooling characteristics vary depending on the rotational speed of the optical disc D and whether the optical disc D is on the inner circumference side or the outer circumference side, so that correction data matching the characteristics is stored in the aberration correction
尚、本実施例においてコリメートレンズ5を変位させるべく設けられている収差補正用モーター6としてステッピングモーターを使用すると、回転数の制御動作を精度良く行うことが出来る。即ち、ステッピングモーターは駆動信号としてパルス信号が使用されるので、そのパルスの数によって回転数を正確に設定することが出来るので、コリメートレンズ5を対物レンズ8の温度変化に起因して発生する球面収差を正確に補正する位置に変位
させることが出来る。
In this embodiment, when a stepping motor is used as the
1 レーザーダイオード
3 偏光ビームスプリッタ
5 コリメートレンズ
6 収差補正用モーター
8 対物レンズ
11 光検出器
14 光検出信号生成回路
16 ピックアップ制御回路
19 レーザーダイオード駆動回路
20 収差補正用モーター駆動回路
21 温度検出素子
22 温度検出回路
23 収差補正データメモリー回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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