JPH09320095A - 光学ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラバース信号の温度ドリフトが低減される
ようにした、光学ピックアップ及び光ディスク装置を提
供すること。 【解決手段】 光ビームを出射する光源２１と、上記光
源から出射された光ビームを回転駆動される光ディスク
の信号記録面上に集束するように照射する対物レンズ２
６と、上記光源と対物レンズの間に配設されたビームス
プリッタ２３と、上記ビームスプリッタで分離された光
ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する受
光部を有する光検出器２９とを含み、上記光検出器２９
が、その受光面が光軸に垂直な面から斜めにずれて配設
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク（ＣＤ），ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク等（以下、
「光ディスク」という）の信号記録及び／又は再生用の
光学ピックアップ及び光ディスク装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ディスク用の光学ピックアップ
は、例えば図１０及び図１１に示すように構成されてい
る。図１０及び図１１において、光学ピックアップ１
は、発光手段としての半導体レーザ素子２と、非点収差
補正板３ａ及びグレーティング３ｂ，ビームスプリッタ
４，コリメータレンズ５，プリズムミラー６，対物レン
ズ７と、ビームスプリッタ４で反射された光ディスクか
らの戻り光の光路中に順次に配設されたウォラストンプ
リズム４ａ，マルチレンズ４ｂ及び光検出器とを備えて
いる。

【０００３】このような光学ピックアップでは、半導体
レーザ素子２からの光ビームを、非点収差補正板３ａ，
グレーティング３ｂ，ビームスプリッタ４を順次透過さ
せる。そして、光学ピックアップ１は、コリメータレン
ズ５によって平行光に変換した後、プリズムミラー６に
よって光ディスクＤの方向に光路を折曲げて、対物レン
ズ７により光ディスクＤの信号記録面に照射し、この信
号記録面で反射された戻り光を光検出器８の受光面で受
けて、記録信号を検出するようにしている。

【０００４】また、正確な再生信号の検出のために、半
導体レーザ素子２からの光ビームが光ディスクＤの信号
記録面の正しい位置にスポットを形成するように、上記
対物レンズ７を、所定のサーボ信号に基づいて微動させ
るようにしている。この対物レンズのサーボとしては、
光ディスクの記録トラックに対して、このディスクの径
方向に沿って対物レンズを微動させるトラッキングサー
ボと、光軸に沿って光ディスクの信号記録面に接近，離
間させる方向に対物レンズを微動させるフォーカシング
サーボとが行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
構成の光学ピックアップにおいては、例えば光ディスク
の所望のトラック位置へのアクセスの際に、光学ピック
アップ全体が、光ディスクの半径方向に移動されるよう
になっている。その際、移動量は、光学ピックアップの
光検出器からの検出信号に基づいて生成されるトラッキ
ング信号の変化、即ち所謂トラバース信号のピークをカ
ウントすることにより、検出されるようになっている。

【０００６】このトラバース信号は、光学ピックアップ
の光ディスク半径方向の移動の際に、図１２に示すよう
に、各トラック毎に一組の＋方向及び−方向のパルス信
号を構成するようになっている。従って、このパルス信
号のうち、例えば＋方向に関して所定のしきい値を越え
た場合に、カウントを行なうことにより、光学ピックア
ップの光ディスク半径方向の正確な移動量が検出される
ようになっている。

【０００７】しかしながら、このようなトラバース信号
は、室温においては、図１２の上段に示すように、＋側
及び−側に関してバランスのとれた波形であるが、環境
の変化によって温度が変動すると、例えば６０℃におい
て、図１２の中段に示すように、＋側にずれ、また例え
ば−１０℃においては、図１２の下段に示すように、−
側にずれてしまうという問題があった。尚、このような
トラバース信号の温度ドリフトは、正常なトラバース信
号の検出のためには、例えばバランス最大と最小との差
が１０％以内であることが望ましい。

【０００８】このため、従来は、トラバース信号の温度
ドリフト対策として、光検出器のパッケージに、反射防
止用のコーティング（以下、「ＡＲコート」という）を
施すようにして、温度ドリフトを小さくするようにして
いる。従って、ＡＲコートのための工程が必要となり、
コストが高くなってしまうと共に、ＡＲコートが不備の
場合には、温度ドリフトが大きくなってしまうという問
題があった。

【０００９】本発明は、以上の点に鑑み、ＡＲコートを
使用せずに、トラバース信号の温度ドリフトが低減され
るようにした、光学ピックアップ及びこれを利用した光
ディスク装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、光ビームを出射する光源と、この光源から出射さ
れた光ビームを光ディスクの信号記録面上に集束させる
手段と、光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを
受光する受光部を有する光検出器とを含んでおり、前記
光検出器が、その受光面が光軸に垂直な面から斜めにず
れて配設されている、光学ピックアップにより、達成さ
れる。

【００１１】上記構成によれば、光検出器の受光面が、
光軸に垂直な面から所定角度だけ、斜めにずれているこ
とにより、環境の変化による温度変動の際に、トラバー
ス信号の温度ドリフトが低減される。そして、環境変化
によって温度が変動しても、例えば温度ドリフトが約１
０％以下の正確なトラバース信号が得られることにな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図９を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１３】図１は、本発明による光学ピックアップを
組み込んだ光ディスク装置の一実施形態を示している。
図１において、光ディスク装置１０は、光ディスク１１
を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１２
と、光学ピックアップ１３を備えている。ここで、スピ
ンドルモータ１２は、光ディスクドライブコントローラ
１４により駆動制御され、所定の回転数で回転される。

【００１４】また、光学ピックアップ１３は、この回転
する光ディスク１１の信号記録面に対して、光を照射し
て、信号の記録を行ない、またはこの信号記録面からの
戻り光を検出するために、信号復調器１５に対して戻り
光に基づく再生信号を出力する。

【００１５】これにより、信号復調器１５にて復調され
た記録信号は、誤り訂正回路１６を介して誤り訂正さ
れ、インターフェイス１７を介して、外部コンピュータ
等に送出される。これにより、外部コンピュータ等は、
光ディスク１１に記録された信号を再生信号として受け
取ることができるようになっている。

【００１６】上記光学ピックアップ１３には、例えば光
ディスク１１上の所定の記録トラックまで、トラックジ
ャンプ等により移動させるためのヘッドアクセス制御部
１８が接続されている。さらに、この移動された所定位
置において、光学ピックアップ１３の対物レンズを保持
する二軸アクチュエータ（後述）に対して、当該対物レ
ンズをフォーカシング方向及びトラッキング方向に移動
させるためのサーボ回路１９が接続されている。

【００１７】図２及び図３は、上記光ディスク装置１０
に組み込まれた光学ピックアップを示している。図２及
び図３において、光学ピックアップ２０は、上述の光学
ピックアップ１３と同じものであり、半導体レーザ素子
２１，非点収差補正板２２ａ及び光分割手段としてのグ
レーティング２２ｂ，光分離手段としてのビームスプリ
ッタ２３，コリメータレンズ２４，プリズムミラー２
５，集束手段としての対物レンズ２６と、ビームスプリ
ッタ２３による分離光路に配設されたウォラストンプリ
ズム２７，マルチレンズ２８及び光検出器２９と、対物
レンズ２６を二軸方向に移動させるための二軸アクチュ
エータ３０とから構成されている。

【００１８】上記半導体レーザ素子２１は、半導体の再
結合発光を利用した発光素子であり、光源として使用さ
れる。半導体レーザ素子２１から出射した光ビームは、
非点収差補正板２２ａに導かれる。

【００１９】非点収差補正板２２ａは、平行平板であっ
て、光軸に対して所定角度だけ傾いて配設されている。
この非点収差補正板２２ａは半導体レーザ素子２１の出
射する光ビームの非点収差を補正する。

【００２０】グレーティング２２ｂは、入射光を回折さ
せる回折格子であって、半導体レーザ素子２１から非点
収差補正板２２ａを介して入射した光ビームを、０次回
折光から成る主ビーム及びプラスマイナス１次回折光か
ら成るサイドビームの少なくとも３本の光ビームに分割
するために使用される。したがって、少なくとも３本の
光ビームを分割生成できれば、ホログラム素子等の他の
分割素子を用いてもよい。

【００２１】ビームスプリッタ２３は、偏光ビームスプ
リッタであり、その偏光分離膜が光軸に対して４５度傾
斜した状態で配設されており、グレーティング２２ｂか
らの光ビームと光ディスクＤの信号記録面からの戻り光
を分離する。即ち、半導体レーザ素子２１からの光ビー
ムの一部は、ビームスプリッタ２３の偏光分離膜２３ａ
を透過し、戻り光の一部は、ビームスプリッタ２３の偏
光分離膜で反射される。

【００２２】コリメータレンズ２４は、凸レンズと凹レ
ンズを組み合わせたものであって、ビームスプリッタ２
３からの光ビームを平行光に変換する。

【００２３】プリズムミラー２５は、光路折曲げ手段で
あって、コリメータレンズ２４からの平行光ビームを上
方に向かって９０度反射させると共に、光ディスクＤか
らの戻り光を水平方向に反射させる。

【００２４】対物レンズ２６は、凸レンズであって、コ
リメータレンズ２５からの平行光を、回転駆動される光
ディスクＤの信号記録面の所望のトラック上に集束させ
る。

【００２５】ここで、対物レンズ２６は、軸摺回動型の
二軸アクチュエータ３０により、二軸方向即ちフォーカ
シング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持され
ている。

【００２６】ウォラストンプリズム２７は、光ディスク
Ｄからの戻り光ビームに基づいて、偏光分離を行なうこ
とにより、複数の光ビームを出射するものである。マル
チレンズ２８は、シリンドリカルレンズ及び凹レンズで
あって、戻り光ビームに対してフォーカスエラー信号の
検出のために、入射光に対して非点収差を付与し、光路
長を調整する。

【００２７】光検出器２９は、ビームスプリッタ２３を
透過した戻り光ビームに対して、受光部を有するように
構成されている。

【００２８】ここで、上記対物レンズ２６を除く各光学
素子、即ち半導体レーザ素子２１，非点収差補正板２２
ａ，グレーティング２２ｂ，ビームスプリッタ２３，コ
リメータレンズ２４，プリズムミラー２５，ウォラスト
ンプリズム２７，マルチレンズ２８及び光検出器２９
は、図４に示すように構成された光学ピックアップ２０
に設けられたガイド２０ａに沿って、光ディスクＤの径
方向に移動可能に支持された光学ベース２０ｂに、それ
ぞれ固定保持されている。

【００２９】図７は、上記二軸アクチュエータ３０の構
成を示している。図７において、二軸アクチュエータ３
０は、図２の光学ピックアップ２０の光学ベース２０ｂ
にＸＹ方向に移動調整可能に取り付けられたＸＹベース
３１と、ＸＹベース３１に対して、可動部保持体３２に
より、光軸方向に移動可能に且つ揺動軸の周りに揺動可
能に支持されたレンズホルダー３３と、レンズホルダー
３３に対して、光軸が揺動軸に平行に保持された対物レ
ンズ２６と、後述する対物レンズ２６の駆動手段とを含
んでいる。

【００３０】上記可動部保持体３２は、全体が、例えば
ゴム状のポリエステルエラストマー等の樹脂から構成さ
れていると共に、可動部側３２ａに上記レンズホルダー
３３が取り付けられると共に、固定部側３２ｂが、ＸＹ
ベース３１に対して固定されるようになっている。さら
に、可動部保持体３２は、可動部側３２ａが、矢印Ｆｃ
ｓに示す垂直方向（フォーカシング方向）に移動できる
ように、縦断面がほぼ平行四辺形状のリンクを構成して
いる。さらに可動部保持体３２は、可動部側３２ａが、
矢印Ｔｒｋで示す水平方向（トラッキング方向）に移動
できるように、垂直に延びる一対のヒンジ３２ｃ，３２
ｄを備えている。

【００３１】また、対物レンズの駆動手段は、レンズホ
ルダー３３に設けられたフォーカス用コイル３４及びト
ラッキング用コイル３５と、ＸＹベース３１に固定配置
されたヨーク３６及びそれに取り付けられたマグネット
３７とから構成されており、これらフォーカス用コイル
３４及びトラッキング用コイル３５にそれぞれ通電する
ことにより、各コイル３４，３５に発生する磁束が、上
述したヨーク３６及びマグネット３７による磁束と相互
に作用して、レンズホルダー３３及び対物レンズ２６
が、フォーカス方向及びトラッキング方向に駆動制御さ
れるようになっている。

【００３２】さらに、光学ピックアップ２０を組み込ん
だ光ディスク装置１０においては、図８に示すように、
光検出器２９は、その受光面が、ビームスプリッタ２３
からの戻り光の光軸に垂直な面に対して、所定角度θだ
け斜めにずれて、光学ベース２０ａに対して取り付けら
れている。

【００３３】ここで、光検出器２９は、図４に示す光学
ピックアップ２０の光学ベース２０ｂに設けられた光検
出器２９用の取付部分２０ｃに対して、取り付けられる
ようになっている。この取付部分２０ｃは、光検出器２
９の受光面が当接する面２０ｄが、戻り光の光軸に垂直
な面に対して、角度θだけ斜めにずれるように形成され
ている。これにより、光検出器２９の受光面が、この面
２０ｄに当接することにより、光検出器２９は、図８に
示すように、戻り光の光軸に垂直な面に対して、角度θ
だけ斜めにずれた状態で、固定保持されることになる。
この傾斜角度θは、好ましくは１度乃至３度に選定され
る。

【００３４】本実施形態による光学ピックアップを組み
込んだ光ディスク装置１０は、以上のように構成されて
おり、次のように動作する。先づ、光ディスク装置１０
のスピンドルモータ１２が回転することにより、光ディ
スクＤが回転駆動される。そして、光学ピックアップ２
０が、ガイド２０ａに沿って、光ディスクＤの半径方向
に移動されることにより、対物レンズ２６の光軸が、光
ディスクＤの所望のトラック位置まで移動されることに
より、アクセスが行なわれる。

【００３５】この状態にて、光学ピックアップ２０に
て、半導体レーザ素子２１からの光ビームは、グレーテ
ィング２２ｂにより３本の光ビームに分割された後、ビ
ームスプリッタ２３を透過し、コリメータレンズ２４に
より平行光に変換された後、プリズムミラー２５で光デ
ィスクＤに向かって反射される。さらに、光ビームは、
対物レンズ２６を介して、光ディスクＤの信号記録面に
集束される。

【００３６】光ディスクＤからの戻り光は、再び対物レ
ンズ２６，プリズムミラー２５及びコリメータレンズ２
４を介して、ビームスプリッタ２３に入射し、ビームス
プリッタ２３の反射面２３ａで反射され、ウォラストン
プリズム２７，マルチレンズ２８を介して、光検出器２
９に集束する。これにより、光検出器２９の検出信号に
基づいて、光ディスクＤの記録信号が再生される。

【００３７】その際、光検出器２９からの検出信号か
ら、信号復調器１５により、トラッキングエラー信号が
検出されると共に、非点収差法によりフォーカシングエ
ラー信号が検出される。そして、光ディスクドライブコ
ントローラ１４を介して、サーボ回路１９が、フォーカ
ス用コイル３４及びトラッキング用コイル３５への駆動
電流をサーボ制御する。これにより、フォーカス用コイ
ル３５の駆動電流の制御によって、フォーカス用コイル
３５に発生する磁界が、マグネット３７及びコイル３６
による磁界と作用することにより、レンズホルダー３３
が、フォーカシング方向に移動調整され、フォーカシン
グが行なわれる。また、トラッキング用コイル３５に発
生する磁界が、マグネット３７及びヨーク３６による磁
界と作用することにより、レンズホルダー３３が、トラ
ッキング方向に移動調整されて、トラッキングサーボが
行なわれる。

【００３８】ここで、光検出器２９は、その受光面が、
戻り光の光軸に垂直な面に対して、所定角度θだけ斜め
にずれて配設されている。これにより、環境変化による
温度変動の際に、光検出器２９の出力信号に基づいて得
られるトラバース信号は、その温度ドリフトが、図９に
示すように、従来のθ＝０度の場合に比較して、低減さ
れることになり、ほぼ１０％以下におさまることにな
る。尚、この傾斜角度θが４度以上の場合には、図９の
グラフから明らかなように、トラバース信号の温度ドリ
フトは、１０％を越えてしまうことになるので、従来の
傾斜角度θ＝０度のときと殆ど変わらなくなってしま
う。

【００３９】このように、上述の実施形態では、光検出
器の受光面が、光軸に垂直な面から所定角度だけ、好ま
しくは１乃至３度だけ斜めにずれていることにより、環
境の変化による温度変動の際に、トラバース信号の温度
ドリフトが低減されることになり、環境変化によって温
度が変動しても、例えば温度ドリフトが約１０％以下の
正確なトラバース信号が得られることになる。従って、
従来のようなＡＲコートを使用することなく、温度ドリ
フトが抑制されるので、ＡＲコートの工程が不要とな
り、コストが低減されることになる。

【００４０】上記実施形態による光ディスク装置１０及
び光学ピックアップ２０においては、二軸アクチュエー
タ３０として、可動部保持体３２を備えた構成のものが
示されているが、これに限らず、サスペンションバネ式
あるいは軸摺動式の二軸アクチュエータであってもよい
ことは明らかである。

【００４１】また、上記実施形態による光ディスク装置
１０及び光学ピックアップ２０においては、光磁気ディ
スク再生用の偏光光学ピックアップの構成が示されてい
るが、これに限らず、コンパクトディスク（ＣＤ）やＣ
Ｄ−ＲＯＭのための無偏光光学ピックアップ及び光ディ
スク装置に対しても本発明を適用できることは明らかで
ある。

【００４２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ト
ラバース信号の温度ドリフトが低減されるようにした、
光学ピックアップ及び光ディスク装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学ピックアップを組み込んだ光
ディスク装置の一実施形態の全体構成を示すブロック図
である。

【図２】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの構成を示す平面図である。

【図３】図１の光ディスク装置における光学ピックアッ
プの構成を示す底面図である。

【図４】図２の光学ピックアップにおける光学ベースの
斜視図である。

【図５】図２の光学ピックアップにおける光学系を示す
側面図である。

【図６】図２の光学ピックアップにおける光学系を示す
平面図である。

【図７】図２の光学ピックアップにおける二軸アクチュ
エータの平面図である。

【図８】図２の光学ピックアップにおける光検出器の拡
大断面図である。

【図９】図８の光検出器における傾斜角度θとトラバー
ス信号の温度ドリフト量（％）の関係を示すグラフであ
る。

【図１０】従来の光学ピックアップの一例における光学
系を示す側面図である。

【図１１】図１０の光学ピックアップにおける光学系を
示す平面図である。

【図１２】図１０の光学ピックアップにおけるトラバー
ス信号の常温，６０℃及び−１０℃における波形を示す
グラフである。

【符号の簡単な説明】

１０・・・光ディスク装置、１１・・・光ディスク、１
２・・・スピンドルモータ、１３・・・光学ピックアッ
プ、１４・・・光ディスクトライブコントローラ、１５
・・・信号復調器、１６・・・誤り訂正回路、１７・・
・インターフェイス、１８・・・ヘッドアクセス制御
部、２０・・・光学ピックアップ、２０ａ・・・ガイ
ド、２０ｂ・・・光学ベース、２０ｃ・・・光検出器取
付部分、２０ｄ・・・取付面、２１・・・半導体レーザ
素子、２２ａ・・・非点収差補正板、２２ｂ・・・グレ
ーティング、２３・・・ビームスプリッタ、２４・・・
コリメータレンズ、２５・・・プリズムミラー、２６・
・・対物レンズ、２７・・・ウォラストンプリズム、２
８・・・マルチレンズ、２９・・・光検出器、３０・・
・二軸アクチュエータ、３１・・・ＸＹベース、３２・
・・可動部保持体、３３・・・レンズホルダー、３４・
・・フォーカス用コイル、３５・・・トラッキング用コ
イル、３６・・・ヨーク、３７・・・マグネット。

【手続補正書】

【提出日】平成９年６月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】ここで、対物レンズ２６は、ヒンジ型の二
軸アクチュエータ３０により、二軸方向即ちフォーカシ
ング方向及びトラッキング方向に移動可能に支持されて
いる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】さらに、光学ピックアップ２０を組み込ん
だ光ディスク装置１０においては、図８に示すように、
光検出器２９は、その受光面が、ビームスプリッタ２３
からの戻り光の光軸に垂直な面に対して、所定角度θだ
け斜めにずれて、光学ベース２０ｂに対して取り付けら
れている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】ここで、光検出器２９は、図４に示す光学
ピックアップ２０の光学ベース２０ｂに設けられた光検
出器２９用の取付部分２０ｃに対して、外側から取り付
けられるようになっている。この取付部分２０ｃには、
貫通穴２０ｄが形成されており、レーザ光が通過して、
外側に配置される光検出器２９に入射するようになって
いる。図８に示すように、光学ベース２０ｂの外側の取
付部分２０ｃに対応する箇所には、光検出器用のホルダ
ー２０ｅが装着され、このホルダー２０ｅの光検出器２
９の受光面が当接する面２０ｆが、図示されているよう
に、戻り光の光軸に垂直な面に対して、角度θだけ斜め
にずれるように形成されている。これにより、光検出器
２９の受光面が、上記面２０ｆに当接することにより、
光検出器２９は、図８に示すように、戻り光の光軸に垂
直な面に対して、角度θだけ斜めにずれた状態で、固定
保持されることになる。この傾斜角度θは、好ましくは
１度乃至３度に選定される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

フロントページの続き (72)発明者 茂木 裕美 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 冨山 孝道 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ビームを出射する光源と、 この光源から出射された光ビームを光ディスクの信号記
   録面上に集束させる手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する
   受光部を有する光検出器とを含んでおり、 前記光検出器が、その受光面が光軸に垂直な面から斜め
   にずれて配設されていることを特徴とする光学ピックア
   ップ。
2. 【請求項２】 前記光検出器の傾斜角度が、略１乃至３
   度であることを特徴とする請求項１に記載の光学ピック
   アップ。
3. 【請求項３】 光源から出射した光ビームを、光ディス
   クの信号記録面上に集束させる集束手段と、 光ディスクの信号記録面からの戻り光ビームを受光する
   受光部を有する光検出手段と、 前記集束手段を少なくともトラッキング方向及びフォー
   カシング方向に移動可能な駆動手段とを備えており、 前記光検出器が、その受光面が光軸に垂直な面から斜め
   にずれて配設されていることを特徴とする光ディスク装
   置。