JP2010146621A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成の複雑化やコストの増加を招くことなく、多層ディスクを使用した際の安定したトラッキング制御を可能にすることを目的とする。
【解決手段】光ピックアップ装置は、対物レンズ１，２を搭載したレンズホルダ３を有する対物レンズアクチュエータ３０と、対物レンズ１，２に入射する光束をコリメート光に変換するコリメータレンズ１３，２２と、コリメータレンズ１３，２２の出射光を対物レンズ１，２に導く折り曲げミラー１４，２３と、光ディスクからの戻り光を受光する光検出器１６，２４とを備える。レンズホルダ３には、折り曲げミラー１４，２３の反射光の一部を通過させる開口部１００と、開口部１００を通過した光を反射して出射するプリズムミラー１０１とを設ける。対物レンズアクチュエータ３０の静止部には、プリズムミラー１０１から出射されたコリメート光を収束させる収束レンズ１０２と、収束レンズにより収束された光を受光するパワーモニタ１０３とを設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、多層Ｂｌｕ−ｒａｙ（ＢＤ）ディスク等の光ディスクを用いて情報の記録又は再生を行う光ピックアップ装置に関し、より詳細には、トラッキング誤差信号のオフセットを補正するための構成に関する。

光ピックアップ装置における一般的なトラッキング誤差信号の検出方法として、３ビームを用いた差動プッシュプル法（ＤＰＰ）が知られている。差動プッシュプル法では、回折格子を用いて半導体レーザの出射光を０次光（メインビーム）と±１次光（サブビーム）とに分離する。さらに、４分割検出器の両側に一対の２分割検出器を設け、メインビームの戻り光を４分割検出器で検出し、サブビームの戻り光を２分割検出器で検出し、それぞれから差動信号を得る（例えば、特許文献１参照）。

対物レンズをトラッキング方向にシフトさせると、そのシフト量（トラッキングシフト量）に応じて、光検出器上に集光する光スポットの位置が変化し、オフセットが生じる。このオフセットは、メインビームの差動信号とサブビームの差動信号とが逆位相の関係となることを利用して、両者を加算することによりキャンセルされる。このようにして、オフセットが補正されたトラッキング誤差信号が得られる。

ここで、光ディスクとして多層ディスクを用いる場合、対物レンズから出射された光が、情報層以外の層でも反射され、戻り光（以下、他層反射による戻り光と称する。）となって光検出器に入射する場合がある。この他層反射による戻り光は、デフォーカス状態で反射されていることから、情報層で反射された戻り光よりも広範囲に照射され、メインビーム用の４分割検出器を中心として、隣接するサブビーム用の２分割検出器に及ぶ場合がある。

他層反射による戻り光が、サブビーム用の２分割検出器に入射すると、それぞれの２分割検出器に形成されるサブスポット間の対称性に影響を与え、オフセットが発生するため、安定したトラッキング制御の妨げになる。

そこで、サブビーム用の２分割検出器を、他層反射による戻り光の照射範囲外に配置した光ピックアップ装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、ホログラム素子や組み合わせプリズムを用いて多層ディスクからの戻り光を分割すると共に、他層反射による戻り光の０次光及び１次光の照射範囲外に光検出器を配置した光ピックアップ装置も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特許第３７９９３１８号明細書（図４） 特開２００６−２９４２１５号公報（図６） 特開２００８−１３５１５１号公報（図５〜８，図２１〜２３）

しかしながら、特許文献２に記載されているように、他層反射による戻り光の照射範囲外に光検出器を配置した光ピックアップ装置では、光学部品（回折格子、コリメータレンズ、光検出器等）の設計上の制約が大きくなるため、小型化が難しくなる上、（大きさ等の点で）汎用の光検出器を使用できない場合があるためコストの増加を招く。

また、特許文献３に記載されているように、ホログラム素子を用いて多層ディスクからの戻り光を分割する光ピックアップ装置では、光学部品（ホログラム素子、組み合わせプリズム、光検出器等）の設計上の制約が大きくなるため、小型化が難しくなる上、汎用の光検出器を使用できない場合があり、またホログラム素子や組み合わせプリズムの使用によりコストの増加を招く。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、構成の複雑化やコストの増加を招くことなく、多層ディスクを使用した際の安定したトラッキング制御を可能にすることを目的とする。

本発明の光ピックアップ装置は、半導体レーザと、光ディスクに対向する対物レンズを搭載した可動部を有し、当該可動部を電磁駆動する対物レンズアクチュエータと、半導体レーザから出射された光束をコリメート光に変換するコリメータレンズと、コリメータレンズから出射されたコリメート光を対物レンズに導くミラーと、光ディスクからの戻り光を受光する第１の光検出器と、第１の光検出器の出力に基づき、プッシュプル法によりトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段とを備えて構成される。可動部には、ミラーで反射されたコリメート光の一部を通過させる開口部と、開口部を通過した光を反射して出射する導光手段とを設ける。対物レンズアクチュエータの静止部には、導光手段から出射されたコリメート光を収束させる収束レンズと、収束レンズにより収束された光を受光する第２の光検出器とを設ける。

本発明によれば、多層ディスクを使用した場合でも、簡単な構成で、コスト増を招くことなく、対物レンズのシフト量に応じた変位信号（シフト補正信号）を得て、安定したトラッキング制御を実現することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の構成を示す上面図である。図２は、実施の形態１における光ピックアップ装置の主要な光学系の配置と光束とを示す模式図である。図３は、実施の形態１における対物レンズアクチュエータの上面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。

図１に示した光ピックアップ装置は、ＢＤ用の対物レンズ１とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）／ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）兼用の対物レンズ２とが搭載された対物レンズアクチュエータ３０を備えている。

なお、図１において、図示しない光ディスクの面に垂直な方向をＺ方向とする。また、対物レンズ１，２から光ディスクに向かう方向を＋Ｚ方向（上方）とし、その反対方向を−Ｚ方向とする。光ディスクの半径方向すなわちトラキング方向をＸ方向とする。Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向、すなわち光ディスクのタンジェンシャル方向をＹ方向とする。

対物レンズアクチュエータ３０は、上述した対物レンズ１及び対物レンズ２を保持するレンズホルダ３を有している。レンズホルダ３は、光ディスクに対向する上面（＋Ｚ側の面）と、Ｙ方向の両端面と、Ｘ方向の両端面とを備えている。レンズホルダ３の上面に、対物レンズ１，２が保持されている。

また、レンズホルダ３のＹ方向両端面には、それぞれトラッキングコイル４ａ，４ｂが固定されている。また、レンズホルダ３の−Ｚ側の外周面には、対物レンズ１，２の光軸を囲むようにフォーカシングコイル４ｃ（図３（Ｂ）参照）が固定されている。

レンズホルダ３のＸ方向両端面には、導電性を有する弾性体で構成されたワイヤサスペンション６ａ，６ｂが、それぞれ例えば３本ずつ取り付けられている。ワイヤサスペンション６ａ，６ｂは、レンズホルダ３のＸ方向両端面に突出形成された凸部１１０に固定されている。また、ワイヤサスペンション６ａ，６ｂの各末端は、図示しないベース上に取り付けられたサスペンションホルダ８に固定されている。

これにより、レンズホルダ３を含む可動部（後述）は、ワイヤサスペンション６ａ，６ｂにより、Ｘ方向及びＺ方向に変位可能に弾性支持される。また、ワイヤサスペンション６ａ，６ｂは、サスペンションホルダ８に固定された図示しない配線基板に接続され、コイル４ａ，４ｂ，４ｃへの給電線も兼ねている。

サスペンションホルダ８が取り付けられた図示しないベース上には、レンズホルダ３のＹ方向両端面にそれぞれ対向するように、マグネット５ａ，５ｂが配置されている。マグネット５ａ，５ｂの更にＹ方向両外側には、略コの字状の断面を有するヨーク７ａ，７ｂが配置されている。

マグネット５ａ，５ｂ及びヨーク７ａ，７ｂにより磁界が形成され、この磁界中に、上述したレンズホルダ３の各コイル４ａ，４ｂ，４ｃが位置している。

なお、レンズホルダ３、対物レンズ１，２、トラッキングコイル４ａ，４ｂ及びフォーカシングコイル４ｃは、対物レンズアクチュエータ３０の可動部を構成している。一方、図示しないベース上に取り付けられたマグネット５ａ，５ｂ、ヨーク７ａ，７ｂ及びサスペンションホルダ８、並びにサスペンションホルダ８に設けられた収束レンズ１０２及びパワーモニタ（第２の光検出器）１０３等は、対物レンズアクチュエータ３０の可動部以外の静止部を構成している。

トラッキングコイル４ａ，４ｂに電流を流すと、当該電流と上記磁界とにより電磁力が発生し、レンズホルダ３を含む可動部がＸ方向に移動する。フォーカシングコイル４ｃに電流を流すと、当該電流と上記磁界とにより電磁力が発生し、レンズホルダ３を含む可動部がＺ方向に移動する。

また、レンズホルダ３には図示しないラジアルチルトコイルも固定されており、当該ラジアルチルトコイルに電流を流すと、レンズホルダ３を含む可動部が、Ｙ方向の回動軸を中心として回動する。

次に、図２を参照して、ＢＤ用の光学系及びＤＶＤ／ＣＤ用の光学系について説明する。なお、図２では、構造部品等を省略し、レンズ及びミラー等の光学部品と、半導体レーザ及び光検出器の光電気素子とが示されている。また、光学部品間を伝播する光束は、その外郭が破線で示されている。

ＢＤ用の光学系は、青色レーザ光を放射するＢＤ用半導体レーザ１０と、ＢＤ用半導体レーザ１０の出射側に配置されたビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタ１１の反射光をコリメート光に変換するコリメータレンズ１３と、コリメータレンズ１３から出射されたコリメート光をＢＤ用の対物レンズ１に向けて反射する折り曲げミラー１４とを備えている。

また、ビームスプリッタ１１に対するＢＤ用半導体レーザ１０の反対側には、ビームスプリッタ１１で分岐された青色レーザ光の一部を受光するＢＤ用のパワーモニタ１２が配置されている。また、ビームスプリッタ１１に対するコリメータレンズ１３の反対側には、シリンドリカルレンズ１５と、ＢＤ用光検出器１６（第１の光検出器）とが配置されている。

ＢＤ用半導体レーザ１０から出射された青色レーザ光は、ビームスプリッタ１１において反射され、コリメータレンズ１３に入射してコリメート光となり、さらに折り曲げミラー１４で反射され、ＢＤ用の対物レンズ１に入射して、光ディスクの信号層に収束される。また、このときビームスプリッタ１１で青色レーザ光の一部が分岐され、ＢＤ用のパワーモニタ１２で受光され、光出力の制御に用いられる。

光ディスクで反射された青色レーザ光（戻り光）は、折り曲げミラー１４、コリメータレンズ１３及びビームスプリッタ１１を透過し、さらにシリンドリカルレンズ１５を透過して、ＢＤ用光検出器１６に入射する。

一方、ＤＶＤ／ＣＤ用の光学系は、ＢＤ用の光学系から離間した位置に配置されている。このＤＶＤ／ＣＤ用の光学系は、ＤＶＤ用の赤色レーザ光及びＣＤ用の赤外レーザ光の２種類の波長レーザ光を放射する２波長半導体レーザであるＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ２０を有している。

ＤＶＤ／ＣＤ用の光学系は、さらに、ＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ２０の出射側に配置された平板状のビームスプリッタ（以下、平板ミラーと称する）２１と、平板ミラー２１の反射光をコリメート光に変換するコリメータレンズ２２と、コリメータレンズ２２から出射されたコリメート光をＤＶＤ／ＣＤ用の対物レンズ２に向けて反射する折り曲げミラー２３とを備えている。また、平板ミラー２１に対するコリメータレンズ２２の反対側には、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４（第１の光検出器）が配置されている。

光ディスクがＤＶＤである場合、ＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ２０から出射された赤色レーザ光は、平板ミラー２１で反射され、コリメータレンズ２２に入射してコリメート光となり、さらに折り曲げミラー２３で反射され、ＤＶＤ／ＣＤ用の対物レンズ２に入射して、光ディスクの信号層に収束される。また、このとき平板ミラー２１で分岐された赤色レーザ光の一部は、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４で受光され、光出力の制御に用いられる。光ディスクで反射された赤色レーザ光（戻り光）は、再び折り曲げミラー２３及びコリメータレンズ２２を透過し、さらに平板ミラー２１を透過して、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４に入射する。

光ディスクがＣＤである場合、ＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ２０から赤外レーザ光を出射し、上述したＤＶＤの場合と同様にして、光ディスクからの戻り光がＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４に入射する。

次に、対物レンズ１のＸ方向（トラッキング方向）の位置を検出するための位置検出光学系について説明する。図４は、対物レンズアクチュエータ３０の断面図であり、図３（Ａ）のＩＶ−ＩＶ断面に相当する。

図４に示すように、位置検出光学系は、レンズホルダ３の対物レンズ１，２の間に設けられた開口部１００と、この開口部１００に近傍に配置されたプリズムミラー１０１（導光手段）と、サスペンションホルダ８に設けられた収束レンズ１０２及びパワーモニタ（第２の光検出器）１０３とで構成される。

開口部１００は、折り曲げミラー１４と折り曲げミラー２３の鉛直上方（＋Ｚ方向）に位置し、Ｚ方向に見て、折り曲げミラー１４と折り曲げミラー２３の境界線と重なっている。そのため、折り曲げミラー１４あるいは折り曲げミラー２３を経由して開口部１００を通過した光束は、エッジラインでシャープに切り落とした光束になる。プリズムミラー１０１は、開口部１００の上方に入射面を有し、その上方に傾斜面（反射面）１０１ａを有し、さらにサスペンションホルダ８に対向する出射面１０１ｂを有している。すなわち、プリズムミラー１０１は、開口部１００を通過した光を、傾斜面１０１ａにおいて反射し、さらに出射面１０１ｂからサスペンションホルダ８に向けて出射するよう構成されている。

次に、ＢＤ用の光ピックアップの信号検出方法及び対物レンズアクチュエータ３０の制御方法について説明する。
図２に示すように、ＢＤ用対物レンズ１に入射する青色レーザ光は、コリメータレンズ１３の最大有効範囲により外郭が規定されたコリメート光であるが、このコリメート光の照射範囲は、折り曲げミラー１４の反射面よりも広い。そのため、折り曲げミラー１４の反射面のエッジラインＥで直線的に切り取られたコリメート光が、対物レンズ１に向けて反射される。

図２に示した状態で、対物レンズ１を搭載したレンズホルダ３は、トラッキング方向（Ｘ方向）の原点位置にある。このとき、レンズホルダ３の開口部１００の中心は、折り曲げミラー１４の反射面のエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な平面上にある。そのため、ＢＤ用半導体レーザ１０から青色レーザ光が出射されると、開口部１００が線対称あるいは点対称な形状、例えば円や楕円、長方形等であれば、開口部１００とミラー１４のエッジラインＥで規定された、開口部１００の面積の半分を占める青色レーザ光のコリメート光が、開口部１００を通過する。

上述したように、開口部１００上には、プリズムミラー１０１が配置されている。開口部１００を通過したコリメート光は、プリズムミラー１０１に入射し、その傾斜面１０１ａ（図４）で反射され、コリメート光として出射面１０１ｂ（図４）からサスペンションホルダ８に向けて出射される。プリズムミラー１０１から出射されたコリメート光は、収束レンズ１０２を介して、パワーモニタ１０３の受光面に収束する。

プリズムミラー１０１が設けられたレンズホルダ３は、フォーカシング方向（Ｚ方向）及びトラッキング方向（Ｘ方向）に移動し、またタンジェンシャル方向（Ｙ方向）の軸を中心として回動するが、プリズムミラー１０１からの出射光は、収束レンズ１０２の作用によりパワーモニタ１０３の受光面の一定の位置に収束する。

レンズホルダ３のトラッキング方向（Ｘ方向）の位置によって、レンズホルダ３の開口部１００を通過する細いコリメート光束の幅が変化するため、パワーモニタ１０３により検出される光量に基づいて、レンズホルダ３のトラッキング方向の位置を検出することができる。ここで検出されるレンズホルダ３のトラッキング方向のシフトに対応する信号を、位置シフト信号（変位信号）とする。

次に、対物レンズアクチュエータ３０の制御方法について説明する。
ＢＤ用フォーカシング制御におけるフォーカシング誤差検出には、非点収差法を用いる。ＢＤ用光検出器１６としては、４分割検出器（図５参照）を用い、光ディスクからの戻り光を検出する。このＢＤ用光検出器１６の入射側には、上述したようにシリンドリカルレンズ１５が配置され、フォーカシング誤差に相当する非点収差を発生させている。

ＢＤ用光検出器１６は、Ｘ方向及びＺ方向の分割線で４分割された（いわゆる田の字状の）受光素子Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有している。ここでは、受光素子Ａ，ＢがＺ方向に並んで配列され、それぞれの−Ｘ側に、受光素子Ｄ，ＣがＺ方向に並んで配列されている。以下では、各受光素子からの出力を、それぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと表す。

フォーカシング誤差信号は、４分割検出器における４つの受光素子の出力の対角の組合せの差（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）により生成される。誤差なくフォーカシングが行われているときには、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の値は０であるが、フォーカシング誤差が生じると、シリンドリカルレンズ１５の作用で戻り光の集光状態が対角方向に変化し、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の値（０でない値）が検出される。

検出されたフォーカシング誤差を打ち消すように、対物レンズアクチュエータ３０のフォーカシングコイル４ｃの電流を制御し、レンズホルダ３に搭載された対物レンズ１のＺ方向の位置を制御することで、光ディスクの情報面の位置変動に対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

一方、ＢＤ用トラッキング制御におけるトラッキング誤差検出には、プッシュプル法を用いる。フォーカシング誤差検出と同様、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４として４分割検出器を用い、光ディスクからの戻り光を受光する。

トラッキング誤差信号は、４分割検出器における４つの受光素子の出力の左右の組合せの差（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）に基づいて生成される。光ディスクからの戻り光は、情報面上のピットや案内溝による回折現象により、中心部の光量と周辺部の光量とに差が生じる。

誤差なくトラッキングが行われているときには、回折による暗部のバランスが対称になるため、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の値は０であるが、トラッキング誤差が生じると、誤差の量に応じて、回折により左右のバランスが変化し、（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）の値（０でない値）が検出される。

検出されたトラッキング誤差を打ち消すように、対物レンズアクチュエータ３０のトラッキングコイル４ａ，４ｂの電流を制御し、レンズホルダ３に搭載された対物レンズ１のＸ方向位置を制御することで、光ディスクの情報トラックに対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

このプッシュプル法によるトラッキング誤差検出において、上述した対物レンズアクチュエータ３０の位置シフト信号を利用して、対物レンズ１のシフトによるオフセットを補正する。

上述したように、レンズホルダ３が原点位置にあるとき、図２に示すように、開口部１００は、折り曲げミラー１４のエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な面上にある。開口部１００は、トラッキング方向（Ｘ方向）に対称な形状（すなわち、Ｘ方向中心に対して対称な形状）を有しており、開口部１００の中心がエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な面上にあるとき、開口部１００の通過光の光量は、開口部１００全体を光が通過する場合の光量の半分になる。

開口部１００のトラッキング方向（Ｘ方向）の寸法が、必要とされるレンズホルダ３の片側シフト量の２倍であると仮定すると、レンズホルダ３が＋Ｘ方向の最大シフト位置にあるときには、開口部１００の通過光量（パワーモニタ１０３により検出される光量）は最大となり、レンズホルダ３が−Ｘ方向の最大シフト位置にあるときには、開口部１００の通過光量は最小となる。

開口部１００の形状は、図１等では円形として示されているが、開口部１００が四角形である場合には、レンズホルダ３のシフト量（すなわち対物レンズ１のシフト量）に対する光量変化を線形関係で得ることができる。

図５は、上述した位置シフト信号と、対物レンズのトラッキング方向の位置との関係を説明する図である。図５では、最小光量を０とし、最大光量を１と正規化している。対物レンズ１，２が初期位置にあるときに光量が０．５となる線形の位置信号が得られる。

図６は、光ピックアップ装置のトラッキング誤差信号を補正するための構成（信号生成手段）を示すブロック図である。まず、シフト補正信号を生成するための構成として、上述したパワーモニタ１０３からの位置シフト信号を正規化する正規化回路５１と、対物レンズ１，２が原点位置あるときに出力が０となるように補正を行う差分増幅器５２と、差分増幅器５２の出力に係数Ｋｓを乗算する補正回路５３とが備えられている。

また、トラッキングプッシュプル信号を得るための構成として、上述したＢＤ用光検出器１６の出力を加算する加算器５４，５５と、加算器５４，５５の出力の差分を求める差分増幅器５６と、この差分増幅器５６の出力に係数Ｋｍを乗算する補正回路５７とが設けられている。

さらに、シフト補正信号に係数Ｋｓを乗算したものと、トラッキングプッシュプル信号に係数Ｋｍを乗算したものとを加算する加算器５８が設けられている。これにより、プッシュプル信号において、対物レンズ１のシフトによるオフセットが補正されたトラッキング誤差信号が生成される。

以上のように構成することで、対物レンズ１がシフトした状態においても、光ディスクの情報トラックに対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

なお、対物レンズ１のラジアルチルト補正は、レンズホルダ３に取り付けた図示しない左右（Ｘ方向）一対のラジアルチルトコイルに流れる電流の制御により、各ラジアルチルトコイルに逆向き（＋Ｚ方向、−Ｚ方向）の駆動力を発生させることにより行う。ワイヤサスペンション６の弾性変形により、Ｙ方向の回動軸を中心として回動させ、Ｘ方向すなわちラジアル方向に微小な角度だけ傾斜させることができる。

次に、ＤＶＤ／ＣＤ用の光ピックアップの信号検出方法及び対物レンズアクチュエータ３０の制御方法について説明する。

図２に示すように、ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ２に入射するレーザ光は、コリメータレンズ２２の最大有効範囲により外郭が規定されたコリメート光であるが、このコリメート光の照射範囲は、折り曲げミラー２３の反射面よりも広い。そのため、折り曲げミラー２３の反射面のエッジラインＥで直線的に切り取られたコリメート光が、対物レンズ２に向けて反射される。

折り曲げミラー２３は、上述したＢＤ用の折り曲げミラー１４とは傾斜方向及び傾斜角度が異なるが、折り曲げミラー１４とエッジラインＥ（境界線）を共有している。なお、傾斜方向及び傾斜角度の相違のため、ＤＶＤ／ＣＤ用のコリメータレンズ２２から出射されたコリメート光のうち、エッジラインＥよりも折り曲げミラー１４側に入射した光は、開口部１００には向かわない。

図２に示した状態で、対物レンズ２を搭載したレンズホルダ３は、トラッキング方向（Ｘ方向）の原点位置にある。このとき、レンズホルダ３の開口部１００の中心は、折り曲げミラー２３の反射面のエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な平面上にある。そのため、ＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ２０から赤色レーザ光（又は赤外レーザ光）が出射されると、開口部１００が線対称あるいは点対称な形状、例えば、円や楕円、長方形等であれば、開口部１００とミラーのエッジラインＥで規定された、開口部１００の面積の半分を占める赤色レーザ光（又は赤外レーザ光）のコリメート光が、開口部１００を通過する。

開口部１００を通過した細いコリメート光は、プリズムミラー１０１に入射し、その傾斜面１０１ａ（図４）で反射され、コリメート光として出射面１０１ｂ（図４）からサスペンションホルダ８に向けて出射される。プリズムミラー１０１から出射されたコリメート光は、収束レンズ１０２を介して、パワーモニタ１０３の受光面に収束する。

上述したとおり、プリズムミラー１０１が設けられたレンズホルダ３は、フォーカシング方向（Ｚ方向）及びトラッキング方向（Ｘ方向）に移動し、またタンジェンシャル方向（Ｙ方向）の軸を中心として回動するが、プリズムミラー１０１からの出射光は、収束レンズ１０２の作用によりパワーモニタ１０３の受光面の一定の位置に収束する。

レンズホルダ３のトラッキング方向（Ｘ方向）の位置によって、レンズホルダ３の開口部１００を通過する細いコリメート光束の幅が変化するため、パワーモニタ１０３により検出される光量に基づいて、レンズホルダ３のトラッキング方向の位置を検出することができる。ここで検出されるレンズホルダ３のトラッキング方向の位置に対応する信号を、位置シフト信号とする。

次に、対物レンズアクチュエータ３０の制御方法を説明する。
ＤＶＤ／ＣＤ用フォーカシング制御におけるフォーカシング誤差検出には、非点収差法を用いる。また、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４としては、４分割検出器（図５参照）を用い、光ディスクからの戻り光を検出する。

ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４の構成は、上述したＢＤ用光検出器１６と同様である。このＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４の入射側には平板ミラー２１が配置され、フォーカシング誤差に相当する非点収差を発生させている。

フォーカシング誤差信号は、４分割検出器における４つの受光素子の出力の対角の組合せの差（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）により生成されるが、ＢＤの場合と同様であるため、詳細説明は省略する。

ここで検出したフォーカシング誤差を打ち消すように、対物レンズアクチュエータ３０のフォーカシングコイル４ｃの電流を制御し、レンズホルダ３に搭載された対物レンズ２のＺ方向位置を制御することで、光ディスクの情報面の位置変動に対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

一方、ＤＶＤ／ＣＤ用トラッキング制御におけるトラッキング誤差検出には、プッシュプル法を用いる。フォーカシング誤差検出と同様、ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４として４分割検出器を用い、光ディスクからの戻り光を受光する。

トラッキング誤差信号は、４分割検出器における４つの受光素子の出力の左右の組合せの差（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）に基づいて生成されるが、ＢＤの場合と同様であるため、詳細説明は省略する。

ここで検出されたトラッキング誤差を打ち消すように、対物レンズアクチュエータ３０のトラッキングコイル４ａ，４ｂの電流を制御し、レンズホルダ３に搭載された対物レンズ１のＸ方向位置を制御することで、光ディスクの情報トラックに対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

このプッシュプル法によるトラッキング誤差検出において、上述した対物レンズアクチュエータ３０の位置シフト信号を利用して、対物レンズ２のシフトによるオフセットを補正する。

上述したように、レンズホルダ３が原点位置にあるとき、図２に示すように、開口部１００は、折り曲げミラー２３のエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な平面上にある。開口部１００が円や楕円、長方形等の線対称あるいは点対称な形状であれば、開口部１００の中心が折り曲げミラー２３のエッジラインＥを含みフォーカシング方向（Ｚ方向）と平行な平面上にあるとき、開口部１００の通過光の光量は、開口部１００全体を光が通過する場合の光量の半分になる。

開口部１００のトラッキング方向（Ｘ方向）の寸法が、必要とされるレンズホルダ３の片側シフト量の２倍であると仮定すると、レンズホルダ３が＋Ｘ方向の最大シフト位置にあるときには、開口部１００の通過光量（パワーモニタ１０３により検出される光量）は最大となり、レンズホルダ３が−Ｘ方向の最大シフト位置にあるときには、開口部１００の通過光量は最小となる。

開口部１００の形状が四角形である場合には、レンズホルダ３のシフト量（すなわち対物レンズ２のシフト量）に対する光量変化を線形関係で得ることができる。

位置シフト信号と対物レンズのトラッキング方向の位置との関係（図５）は、ＢＤ用について説明したとおりである。また、光ピックアップ装置のトラッキング誤差信号を補正するための構成（図６）も、ＢＤ用について説明したとおりである。

以上のように構成することで、対物レンズ２がシフトした状態においても、光ディスクの情報トラックに対して光スポットを誤差なく追従させることができる。

なお、対物レンズ２のラジアルチルト補正は、ＢＤ用について説明したように、レンズホルダ３に取り付けた、図示しない左右一対のラジアルチルトコイルに流れる電流の制御により、各ラジアルチルトコイルに逆向き（＋Ｚ方向、−Ｚ方向）の駆動力を発生させることにより行う。

以上説明したように、本実施の形態によれば、対物レンズアクチュエータ３０の可動部であるレンズホルダ３に、折り曲げミラー１４及び折り曲げミラー２３の反射光の一部を通過させる開口部１００を設け、開口部１００の通過光をプリズム１０１により反射し、その光を、収束レンズ１０２を介してパワーモニタ１０３に入射させるようにしたので、簡単な構成で、対物レンズのトラッキング方向のシフト量に応じた変位信号（位置シフト信号）を得ることができる。

また、多層ディスクを用いた場合、情報層以外の層で反射された戻り光（他層反射による戻り光）は、４分割検出器であるＢＤ用光検出器１６（又はＤＶＤ／ＣＤ用光検出器２４）を中心に均一に低いパワーで照射されるため、４分割検出器から生成されるプッシュプル信号に基づくトラッキング誤差信号への影響は無視できる程度となる。すなわち、サブビームを検出する光検出器を用いた従来装置（特許文献１）のような、他層反射による戻り光に起因するオフセットが生じることはない。その結果、簡単な構成で、多層ディスクの記録再生が可能な光ピックアップ装置を実現することができる。

また、他層反射による戻り光の照射範囲外にサブビーム用の光検出器を配置していた従来構成（特許文献２，３）と比較して、各光学部品の配置の自由度が増すため、光ピックアップ装置の小型化が容易になる。また、プリズム１０１の反射面１０１ａの角度を変えることで、パワーモニタ１０３を任意の位置に配置することができるため、必要に応じて、光ピックアップ装置の高さ寸法を小さくすることができる。

また、コリメート光を、収束レンズ１０２を介してパワーモニタ１０３に入射させるため、レンズホルダ３がフォーカシング方向、トラッキング方向及びチルト方向に移動しても、パワーモニタ１０３の受光面の一定位置に光を入射させることができる。

また、Ｚ方向に見て、開口部１００が折り曲げミラー１４（又は折り曲げミラー２３）のエッジラインＥと重なっているため、別途ナイフエッジ状の構成要素を設けなくても、エッジラインでシャープに切り落とした光束を利用することができる。

特に、Ｚ方向に見て、開口部１００が、反射面の傾斜方向及び傾斜角度が互いに異なる２つの折り曲げミラー１４，２３の境界線であるエッジラインＥと重なっている場合は、対物レンズ１，２のいずれを使用する場合にも、エッジラインでシャープに切り落とした光を利用して、対物レンズのトラッキング方向のシフト量に応じた変位信号を得ることができる。

また、半導体レーザ１０（又は半導体レーザ２０）のレーザ光を利用して、対物レンズのトラッキング方向の位置シフト信号を得ることができるため、当該位置シフト信号を得るための専用の光源を設ける必要がない。これにより、構成を簡単にすることができると共に、消費電力を抑制することができる。

また、位置シフト信号を利用して、トラッキングプッシュプル信号を補正するようにしたため、回折格子、ホログラム素子及び組合せプリズム（特許文献２参照）を設ける必要がなく、光ピックアップの光学系の構成を簡単にすることができる。

また、汎用の光検出器を用いることができるため、部品選択の幅が広がり、製造コストを低減できると共に、歩留りを向上することができる。

また、開口部１００が、開口部１００の中心に対して、トラッキング方向に略対称な形状を有しているため、簡単な構成で、対物レンズアクチュエータ３０の可動部のトラッキング方向のシフト量に応じたリニアな変位信号を取り出すことができる。

なお、ここでは、レンズホルダ３に２つの対物レンズ１，２を搭載する例について説明したが、１つの対物レンズ、あるいは３以上の対物レンズを搭載した場合にも、同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の構成を示す上面図である。 本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の主要な光学系の配置と光束とを示す模式図である。 本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータの上面図（Ａ）及び底面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態１における対物レンズアクチュエータ３０の断面図である。 本発明の実施の形態１における上述した位置シフト信号と、対物レンズのトラッキング方向の位置との関係を説明する図である。 本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置のトラッキング誤差信号を補正するための構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ ＢＤ用対物レンズ、 ２ ＤＶＤ／ＣＤ用対物レンズ、 ３ レンズホルダ、 ４ａ，４ｂ トラッキングコイル、 ４ｃ フォーカシングコイル、 ５ａ，５ｂ マグネット、 ６ａ，６ｂ ワイヤサスペンション、 ７ａ，７ｂ ヨーク、 ８ サスペンションホルダ、 １０ ＢＤ用半導体レーザ、 １１ ビームスプリッタ、 １２ ＢＤ用パワーモニタ、 １３ コリメータレンズ、 １４ 折り曲げミラー（ＢＤ用）、 １５ シリンドリカルレンズ、 １６ ＢＤ用光検出器（第１の光検出器）、 ２０ ＤＶＤ／ＣＤ用半導体レーザ、 ２１ 平板ミラー、 ２２ コリメータレンズ、 ２３ 折り曲げミラー（ＤＶＤ／ＣＤ用）、 ２４ ＤＶＤ／ＣＤ用光検出器（第１の光検出器）、 ３０ 対物レンズアクチュエータ、 １００ 開口部、 １０１ プリズムミラー、 １０２ 収束レンズ、 １０３ パワーモニタ（第２の光検出器）。

Claims (10)

1. 半導体レーザと、
   光ディスクに対向する対物レンズを搭載した可動部を有し、当該可動部を駆動制御する対物レンズアクチュエータと、
   前記半導体レーザから出射された光束をコリメート光に変換するコリメータレンズと、
   前記コリメータレンズから出射されたコリメート光を前記対物レンズに導くミラーと、
   前記光ディスクからの戻り光を受光する第１の光検出器と、
   前記第１の光検出器の出力に基づき、プッシュプル法によりトラッキング誤差信号を生成する信号生成手段と
   を備え、
   前記可動部に、前記ミラーで反射されたコリメート光の一部を通過させる開口部と、前記開口部を通過した光を反射して出射する導光手段とを設け、
   前記対物レンズアクチュエータの静止部に、前記導光手段から出射されたコリメート光を収束させる収束レンズと、前記収束レンズにより収束された光を受光する第２の光検出器とを設けたこと
   を特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記信号生成手段は、さらに、非点収差法によりフォーカシング誤差信号を生成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. 前記光検出器は、受光面がフォーカシング方向及びトラッキング方向にそれぞれ２分割された４分割検出器であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記可動部がトラッキング方向の原点位置にあるときに、前記開口部が前記ミラーのエッジラインとフォーカシング方向に重なること
   を特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記可動部に、２以上の前記対物レンズを搭載し、
   少なくとも一つの前記半導体レーザにより、２以上の波長の光を出射すること
   を特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
6. ２つの前記対物レンズのそれぞれについて、前記コリメータレンズ及び前記ミラーが設けられ、
   前記可動部がトラッキング方向の原点位置にあるときに、前記開口部が、反射面の傾斜角度が異なる２つの前記ミラーの境界をなすエッジラインとフォーカシング方向に重なること
   を特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記信号生成手段は、前記第２の光検出器の出力に基づき、前記対物レンズアクチュエータの前記可動部のトラッキング方向のシフト量に応じたシフト補正信号を得ることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記信号生成手段は、前記シフト補正信号を用いて、前記対物レンズのシフトに伴って発生するトラッキングプッシュプル信号のオフセットをキャンセルする補正を行う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。
9. 前記開口部が、当該開口部の中心に対して、略線対称又は略点対称な形状を有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記導光手段が、前記可動部において前記開口部の近傍に設けられた、反射面を有する光学部品であることを特徴とする請求項１から９までのいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。

Images