JP2010067333A

JP2010067333A - 光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2010067333A
Application number: JP2008235065A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Eizumi; 清隆江泉; Minoru Sato; 実佐藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: US20100067355A1; KR20100031464A; CN101673564A; US8081556B2; JP5274170B2

Abstract

【課題】各波長における視野特性の要求水準が満たされるように、回折格子の位置を調整する。
【解決手段】光ピックアップ装置は、第１波長のレーザ光の第１発光点と、第２波長のレーザ光の第２発光点とを有し、第１及び第２発光点が光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向においてずれた位置に配設され、第１又は第２波長のレーザ光を選択的に発光するレーザ光源と、光ディスクのタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に凹凸を繰り返す複数の周期構造体が、光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向に、位相が各々異なるように接合され、レーザ光から主光束及び副光束を生成する回折格子と、回折格子を、光ディスクのトラッキング方向と対応する方向に移動可能に保持するホルダと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関する。

トラックピッチの異なる複数種類の光ディスクに対応可能な光ピックアップ装置として、インライン差動プッシュプル方式が知られている。インライン差動プッシュプル方式では、レーザ光源から発光されるレーザ光が、互いに位相の異なる周期構造を有する領域が接合された回折格子で回折されることによって０次光及び±１次回折光が生成される。０次光及び±１次回折光は光ディスクの記録層に照射され、その反射光が受光されることにより、メインプッシュプル信号（主プッシュプル信号）及びサブプッシュプル信号（サブプッシュプル信号）が生成される。そして、メインプッシュプル信号及びサブプッシュプル信号から、トラッキングエラー信号となる差動プッシュプル信号を生成することにより、対物レンズの変位や光ディスクの傾きに伴うオフセット成分を効果的に低減させることができる。また、回折格子において、互いに位相の異なる周期構造を有する領域の間に、さらに位相の異なる周期構造を有する中央領域を設けることにより、対物レンズをトラッキング方向（光ディスクの径方向）に変位させた際の差動プッシュプル信号の劣化率を示す視野特性を改善することができることが知られている（例えば、特許文献１）。また、ＣＤ（Compact Disk）及びＤＶＤ（Digital Versatile Disk）の両方に対応するために、それぞれの光ディスクに応じた波長のレーザ光を発光するレーザ光源を有する光ピックアップ装置が知られている（例えば、特許文献２）。
特開２００４−１４５９１５号公報特開２００７−２２０１７５号公報

例えば、ＣＤ及びＤＶＤの両方に対応するため、互いに位相の異なる複数の周期構造体を有する回折格子を、二つの波長のレーザ光を発光するレーザ光源とともに用いる場合、回折格子の位置は、それぞれの発光点が所定の位置関係となるように固定されることが多い。例えば、図１４に示されるように、複数の周期構造体を有する回折格子２１０、コリメータレンズ２１２、及び対物レンズ２１４を含む光学系において、ＤＶＤ用のレーザ光の発光点が、対物レンズ２１４の光軸と一致する位置に回折格子が固定される。ＤＶＤにおいては、特にＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disk Random Access Memory）の場合に視野特性が悪くなる傾向にある。そのため、ＤＶＤ用のレーザ光の発光点を対物レンズ２１４の光軸と一致させることにより、視野特性の低下を抑制することが行われている。

一方、ＤＶＤ用のレーザ光の発光点が対物レンズ２１４の光軸と一致する位置となっているため、ＣＤ用のレーザ光の発光点は対物レンズ２１４の光軸からずれた位置となっている。そのため、ＣＤの場合に視野特性が劣化し、対物レンズ２１４のシフト量によっては視野特性の要求水準を満たさなくなってしまうこともある。

上記課題を解決するため、本発明の一つの側面に係る光ピックアップ装置は、第１波長のレーザ光の第１発光点と、第２波長のレーザ光の第２発光点とを有し、前記第１及び第２発光点が光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向においてずれた位置に配設され、前記第１又は第２波長のレーザ光を選択的に発光するレーザ光源と、光ディスクのタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に凹凸を繰り返す複数の周期構造体が、前記光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向に、位相が各々異なるように接合され、前記レーザ光から主光束及び副光束を生成する回折格子と、前記回折格子を、前記光ディスクのトラッキング方向と対応する方向に移動可能に保持するホルダと、拡散する前記主光束及び前記副光束を平行光に変換するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから出力される前記主光束及び前記副光束を光ディスクの同一トラック上に集光させる対物レンズと、前記光ディスクに集光された前記主光束及び前記副光束の反射光が照射され、主プッシュプル信号及び副プッシュプル信号を生成するための光検出器と、を備える。

波長の異なる複数のレーザ光を選択的に発光するレーザ光源を用いる場合において、各波長における視野特性の要求水準が満たされるように、回折格子の位置を調整することができる。

図１は、本発明の一実施形態である光ピックアップ装置を示す図である。光ピックアップ装置１０は、レーザ光源２０、回折格子２２、ホルダ２３、ビームスプリッタ２４、コリメータレンズ２６、対物レンズ２８、センサレンズ３２、光検出器３４、駆動信号生成部３６、及び対物レンズ駆動部３８を含んで構成されている。

レーザ光源２０は、ＤＶＤ用の波長（第１波長）を有するレーザ光の発光点４０（第１発光点）と、ＣＤ用の波長（第２波長）を有するレーザ光の発光点４２（第２発光点）とが、光ディスク６０のトラッキング方向と光学的に対応する方向において所定間隔を隔てて設けられたレーザダイオードである。ここで、ＤＶＤ用の波長はおよそ６３０〜６８５ｎｍであり、ＣＤ用の波長はおよそ７６５〜８３９ｎｍである。

回折格子２２は、レーザ光源２０から発光されるレーザ光から、インライン差動プッシュプル方式で用いられる０次光（主光束）及び±１次回折光（副光束）を生成するための格子面４４を有している。図２は、格子面４４の一例を示す図である。格子面４４には、レーザ光源２０から発光されるレーザ光の一部に１８０度の位相シフトを発生させるための領域５１及び領域５２が設けられている。具体的には、略矩形状の領域５１，５２は、光ディスク６０のタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に沿って互いに位相が１８０度異なる凹凸の周期構造を有している。また、格子面４４における、領域５１，５２の間の中央領域には、領域５１，５２と位相が異なる周期構造を有する領域５３，５４が設けられており、光ディスク６０のトラッキング方向と光学的に対応する方向に位相が各々異なるように接合されている。具体的には、領域５３の周期構造は、領域５１の周期構造に対して、光ディスク６０のタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に沿って位相が６０度異なり、領域５４の周期構造は、領域５１，５３の周期構造に対して、光ディスク６０のタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に沿って位相がそれぞれ１２０度及び６０度異なっている。

ホルダ２３は、回折格子２２を保持するとともに回折格子２２の位置を調整するためのものである。具体的には、ホルダ２３は、ホルダ２３全体を光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向に移動可能なホルダ４６（第１ホルダ）と、回折格子２２を回転可能なホルダ４８（第２ホルダ）を含んで構成されている。

ビームスプリッタ２４は、回折格子２２を経た０次光及び±１次回折光をコリメータレンズ２６へ透過するとともに、光ディスク６０で反射されて戻ってくる反射光をセンサレンズ３２の方向へと反射する。コリメータレンズ２６は、ビームスプリッタ２４を経た拡散光である０次光及び±１次回折光を平行光に変換する。

対物レンズ２８は、コリメータレンズ２６からの平行光を集光して、０次光及び±１次光のそれぞれに応じた集光スポットを光ディスク６０の記録層に形成する。また、対物レンズ２８は、光ディスク６０の記録層からの反射光をコリメータレンズ２６に対して出力する。

センサレンズ３２は、ビームスプリッタ２４で反射された反射光の収差を補正し、光検出器３４に出力する。光検出器３４は、受光した反射光の光量に応じたレベルの検出信号を出力する。駆動信号生成部３６は、光検出器３４からの検出信号に基づいて、トラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号を生成する。対物レンズ駆動部３８は、駆動信号生成部３６からのトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号に基づいて、対物レンズ２８をトラッキング方向またはフォーカシング方向に駆動する。

図３は、光検出器３４及び駆動信号生成部３６の一部の構成例を示す図である。光検出器３４は、ＤＶＤ用の受光部７０〜７２を含んで構成されている。また、駆動信号生成部３６は、減算器７６〜７９、加算器８０、及び増幅器８２を含んで構成されている。光ディスク６０の同一トラック９０上には、０次光による集光スポット９２、±１次回折光による集光スポット９３，９４が形成されている。そして、集光スポット９２〜９４からの反射光は、それぞれ、光ディスク６０の回折作用によって０次光及び±１次回折光となり、受光部７０〜７２に照射される。受光部７０〜７２は、受光面が例えば２分割されており、トラック９０と集光スポット９２〜９４との位置関係に応じて、各受光面での受光量に差が生じることになる。

減算器７６は、受光部７０における２つの受光面の受光量の差を取ることにより、メインプッシュプル信号（ＭＰＰ）を生成する。また、減算器７７，７８は、受光部７１，７２における２つの受光面の受光量の差を取る。そして、減算器７７，７８からの同位相の信号が加算器８０で加算され、サブプッシュプル信号（ＳＰＰ）が生成される。なお、メインプッシュプル信号（ＭＰＰ）とサブプッシュプル信号（ＳＰＰ）は逆位相となっており、減算器７９において、メインプッシュプル信号（ＭＰＰ）から、増幅器８２で増幅されたサブプッシュプル信号（ＳＰＰ）を減算することにより、トラッキングエラー信号となる差動プッシュプル信号（ＤＰＰ）を得ることができる。

ここで、対物レンズ２８の変位や光ディスク６０の傾き等によってメインプッシュプル信号（ＭＰＰ）及びサブプッシュプル信号（ＳＰＰ）に生じるオフセット成分は、集光スポット９２〜９４の位置に関係なく同位相となる。したがって、減算器７９における減算により、トラッキングエラー信号に含まれるオフセット成分を効果的に低減させることができる。

なお、図３には、ＤＶＤ用の受光部７０〜７２のみを示したが、光検出器３４はＣＤ用の受光部（不図示）も含んでおり、ＣＤの場合にも同様にオフセット成分が低減された差動プッシュプル信号（ＤＰＰ）が生成される。

次に、ホルダ２３の詳細について説明する。前述のように、ホルダ２３は、ホルダ４６，４８を含んで構成されている。ホルダ４６は、例えば図４に示すように、回折格子２２を経て出力される０次光及び±１次回折光を通過させるための円状の開口部１１０（第１開口部）を備えている。また、ホルダ４８は、例えば図５に示すように、回折格子２２を保持しており、回折格子２２を経て出力される０次光及び±１次回折光を通過させるための円突状の開口部１１２（第２開口部）を備えている。ここで、開口部１１２の凸部の外周直径は、開口部１１０の直径よりわずかに小さくなっている。そして、図６に示すように、ホルダ４８の開口部１１２の凸部がホルダ１１０の開口部１１０に嵌め合わせられる。さらに、ホルダ４６，４８は、図７及び図８に示すように筐体１２０に納められ、ホルダ４６が壁面１２２に当接されるように、弾性のある当接部材１２６によって壁面１２４側からホルダ４８に押力が与えられている。なお、筐体１２０の壁面１２２には、ホルダ４６の開口部１１０から出力される０次光及び±１次回折光を通過させる開口部（第３開口部）が設けられ、筐体１２０の壁面１２４には、ホルダ４８に保持されている回折格子２２にレーザ光を入射させる開口部（第４開口部）が設けられている。

図７及び図８に示す状態において、ホルダ４６は光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向に移動可能である。本実施形態では、初期状態では、例えば、ＤＶＤ発光点が対物レンズ２８の光軸と一致するように回折格子２２の位置が調整される。この初期位置を変位がゼロの位置とし、光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向において、ＣＤ発光点が対物レンズ２８の光軸から離れる方向への変位をプラス、ＣＤ発光点が対物レンズ２８の光軸に近づく方向への変位をマイナスとしている。

また、例えば図９に示すように、ホルダ４８はホルダ４６を支持基板として回転可能である。ホルダ４８による回転調整は、光ディスク６０の同一トラック９０上に集光スポット９２〜９４を形成するために行われる。例えば、図１０に示されるように、集光スポット９２〜９４が同一トラック９０上に正しく形成されていない場合、ホルダ４８を回転させることにより、図１１に示されるように集光スポット９２〜９４が同一トラック９０上に正しく形成された状態となるように調整される。

図１２は、光ディスク６０がＤＶＤ−ＲＡＭの場合における差動プッシュプル信号（ＤＰＰ）の視野特性の一例を示す図である。本実施形態では、初期状態として、ＤＶＤ発光点が対物レンズ２８の光軸と一致するように回折格子２２の位置が調整されている。したがって、図１２に示すように、光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向における回折格子２２の変位がゼロの場合、視野特性は、対物レンズ２８のシフト量がゼロの状態で最大（１００％）となり、シフト量がゼロの点を中心としてほぼ左右対称となっている。そして、回折格子２２をプラス方向に所定量変位させると、視野特性が最大となる点が対物レンズ２８のシフト量がゼロの点から若干プラス側に移動し、その分、対物レンズ２８のシフト量のマイナス側における視野特性の低下が大きくなる。一方、回折格子２２をマイナス方向に所定量変位させると、視野特性が最大となる点が対物レンズ２８のシフト量がゼロの点から若干マイナス側に移動し、その分、対物レンズ２８のシフト量のプラス側における視野特性の低下が大きくなる。

図１３は、光ディスク６０がＣＤ−ＲＯＭの場合における差動プッシュプル信号（ＤＰＰ）の視野特性の一例を示す図である。初期状態、すなわち、回折格子２２の変位ゼロの状態では、ＣＤ発光点が対物レンズ２８の光軸からマイナス側にずれているため、視野特性は、対物レンズ２８のシフト量が若干プラス側の点で最大となっている。そのため、変位ゼロの場合において、対物レンズ２８のシフト量のマイナス側における視野特性の低下が大きくなっており、図１３の例では、シフト量最大時に５０％を下回っている。また、回折格子２２をプラス方向に変位させると、ＣＤ発光点と対物レンズ２８の光軸とのずれが大きくなるため、対物レンズ２８のシフト量のマイナス側における視野特性の低下はさらに大きくなる。一方、回折格子２２をマイナス側に変位させると、ＣＤ発光点が対物レンズ２８の光軸に近づくため、対物レンズ２８のシフト量のマイナス側における視野特性の低下が小さくなり、図１３の例では、シフト量最大時でも５０％を上回っている。

このように、光ピックアップ装置１０では、回折格子２２を光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向に移動可能であるため、ＣＤ用及びＤＶＤ用のそれぞれの波長における視野特性の要求水準が満たされるように、回折格子２２の位置を調整することができる。例えば、視野特性が図１２及び図１３に示されるように変化する場合であれば、回折格子２２を所定量だけマイナス側に変位させることにより、ＤＶＤ−ＲＡＭ及びＣＤ−ＲＯＭの何れの場合においても、例えば視野特性を５０％以上とする要求水準を満たすことができる。

また、回折格子２２を保持するホルダ２３を、２つのホルダ４６，４８により構成することができる。これにより、ホルダ４６による光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向への変位に加え、ホルダ４８による回転調整を行うことが可能となる。したがって、光ディスク６０の同一トラック９０上に集光スポット９２〜９４が形成されるよう回折格子２２の位置を調整し、差動プッシュプル信号の精度を向上させることが可能となる。

また、ホルダ２３は、筐体１２０内で当接部材１２６によって支持されている。そのため、例えば、ガイドレール等の特別な機構を設けることなく、光ディスク６０のトラッキング方向と対応する方向にホルダ２３を変位させることができる。

上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物も含まれる。

例えば、本実施形態では、回転調整用のホルダ４８の開口部１１２を円状としているが、ホルダ４６の開口部１１０と嵌合された状態で回転可能な形状であれば円状に限られず、例えば多角形状であってもよい。また、本実施形態とは逆に、ホルダ４６の開口部１１０側に凸部が形成され、ホルダ４８の開口部１１２と嵌合される構成としてもよい。この場合、ホルダ４８の開口部１１２を円状に形成すれば、ホルダ４６の開口部１１０は円状に限られない。

また、例えば、本実施形態では、回折格子２２の中央領域は互いに位相の異なる２つの領域５３，５４により構成されることとしたが、視野特性を改善するために設けられたものであればこれに限られるものではなく、領域５１，５２と異なる位相の周期構造を有する単一の領域によって回折格子２２の中央領域が構成されていてもよい。

本発明の一実施形態である光ピックアップ装置を示す図である。回折格子の格子面の一例を示す図である。光検出器及び駆動信号生成部の一部の構成例を示す図である。ホルダ（第１ホルダ）の構成例を示す図である。ホルダ（第２ホルダ）の構成例を示す図である。ホルダ（第１ホルダ・第２ホルダ）の嵌合の一例を示す図である。筐体に納められたホルダの様子の一例を示す図である。筐体に納められたホルダの様子の一例を示す図である。回転調整の一例を示す図である。光ディスクのトラック上に形成される集光スポットの一例を示す図である。光ディスクのトラック上に形成される集光スポットの一例を示す図である。光ディスクがＤＶＤ−ＲＡＭの場合における差動プッシュプル信号の視野特性の一例を示す図である。光ディスクがＣＤ−ＲＯＭの場合における差動プッシュプル信号の視野特性の一例を示す図である。レーザ光源の発光点と回折格子との位置関係の一例を示す図である。

符号の説明

１０光ピックアップ装置
２０レーザ光源
２２回折格子
２３ホルダ
２４ビームスプリッタ
２６コリメータレンズ
２８対物レンズ
３２センサレンズ
３４光検出器
３６駆動信号生成部
３８対物レンズ駆動部

Claims

第１波長のレーザ光の第１発光点と、第２波長のレーザ光の第２発光点とを有し、前記第１及び第２発光点が光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向においてずれた位置に配設され、前記第１又は第２波長のレーザ光を選択的に発光するレーザ光源と、
光ディスクのタンジェンシャル方向と光学的に対応する方向に凹凸を繰り返す複数の周期構造体が、前記光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向に、位相が各々異なるように接合され、前記レーザ光から主光束及び副光束を生成する回折格子と、
前記回折格子を、前記光ディスクのトラッキング方向と対応する方向に移動可能に保持するホルダと、
拡散する前記主光束及び前記副光束を平行光に変換するコリメートレンズと、
前記コリメートレンズから出力される前記主光束及び前記副光束を光ディスクの同一トラック上に集光させる対物レンズと、
前記光ディスクに集光された前記主光束及び前記副光束の反射光が照射され、主プッシュプル信号及び副プッシュプル信号を生成するための光検出器と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
請求項１に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ホルダは、
前記主光束及び前記副光束を通過させる第１開口部を有し、前記光ディスクのトラッキング方向と光学的に対応する方向に移動可能な第１ホルダと、
前記主光束及び前記副光束を通過させるとともに前記回折格子を回転可能に前記第１開口部と嵌合される第２開口部を有する、前記回折格子を保持する第２ホルダと、
を含んで構成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
請求項２に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１ホルダの前記第１開口部からの前記主光束及び前記副光束を通過させる第３開口部を有する第１壁面と、
前記第２ホルダに保持されている前記回折格子に前記レーザ光源からの前記レーザ光を入射させる第４開口部を有する第２壁面と、
前記第２ホルダと前記第２壁面との間に設けられ、前記第１ホルダを前記第１壁面に当接させる当接部材と、
を更に備えることを特徴とする光ピックアップ装置。