JPH1011791A - 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】 非点収差補正手段による光軸ずれを排除する
ことができる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、前記光
源から出射された光ビームを光ディスク１１の信号記録
面上に集束させる光集束手段と、前記光源と光集束手段
との間に配置され、非点収差を補正する非点収差補正手
段２２ａとを備えた光学ピックアップ２０にて、前記光
源を、前記非点収差補正手段による光軸ずれの分だけず
らして配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ミニディスク
（ＭＤ）、光磁気ディスク（ＭＯ）、コンパクトディス
ク（ＣＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ等（以下、「光ディスク」と
いう）の信号を記録及び／又は再生する光学ピックアッ
プ及びその光学ピックアップを備えた光ディスク装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９及び図１０は、従来の光ディスク用
の光学ピックアップの光学系の一例を示す側面図及び平
面図である。この光学ピックアップ１の光学系は、半導
体レーザ素子２から出射された光ビ−ムの光路中に順次
に配設された非点収差補正板３ａ、グレーティング３
ｂ、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及び対物レンズ７と、ビームスプリッタ４で
反射された光ディスクＤからの戻り光ビ−ムの分離光路
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及びフォトディテクタ８とから構成されて
いる。

【０００３】このような構成の光学ピックアップ１の光
学系では、半導体レーザ素子２からの光ビームは、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を順次透過し、コリメータレンズ５によって平行光
ビームに変換される。そして、平行光ビームは、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
られ、対物レンズ７によって光ディスクＤの信号記録面
に照射される。そして、この信号記録面で反射された戻
り光ビームは、フォトディテクタ８の受光面で受光さ
れ、記録信号が検出されるようになっている。

【０００４】そして、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
トを形成して正確な記録信号の再生を可能とするため
に、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７のサーボとして
は、光ディスクＤの記録トラックに対して、径方向に沿
って対物レンズ７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Ｄの信号記録面に接近，離間さ
せる方向に対物レンズ７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、上述した光
学ピックアップ１においては、半導体レーザ素子２から
の光ビームは先づ非点収差補正板３ａを通過することに
なるが、この非点収差補正板３ａは光軸に対して斜めに
配設された平行平板であることから、その屈折率に基づ
いて光軸ずれが発生する。

【０００６】このため、非点収差補正板３ａを透過した
光ビームの光路中に配設される光学部品の必要アパーチ
ャ量が大きくなってしまい、光学ピックアップ全体が大
型化してコストが上昇したり、戻り光ビームを受光する
ためのフォトディテクタ８の調整範囲が大きくなるとい
う問題があった。さらに、光ビームの光軸倒れが発生し
やすくなるため、戻り光ビームのフォトディテクタ８へ
の入射光量が低下し、光ディスクの記録信号の再生性能
が低下してしまう等の問題もあった。

【０００７】この発明は、以上の点に鑑み、非点収差補
正手段による光軸ずれを排除することができる光学ピッ
クアップ及びその光学ピックアップを備えた光ディスク
装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、この発明に
よれば、光ビームを出射する光源と、前記光源から出射
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
る光集束手段と、前記光源と光集束手段との間に配置さ
れ、非点収差を補正する非点収差補正手段とを備えた光
学ピックアップにおいて、前記光源を、前記非点収差補
正手段による光軸ずれの分だけずらして配設することに
より達成される。

【０００９】上記構成によれば、光源が光軸ずれの分だ
けずれて配設されていることから、非点収差補正手段を
通過した光ビームは光軸に一致することになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を添付図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、この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、この発
明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの形態に限られるもので
はない。

【００１１】図１は、この発明の光ディスク装置の実施
形態を示すブロック構成図である。この光ディスク装置
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、回転する光ディスク１１の信
号記録面に対して光ビームを照射して信号を記録し、こ
の信号記録面からの戻り光ビームにより記録信号を再生
する光学ピックアップ２０及びこれらを制御する制御部
１３を備えている。ここで、制御部１３は、光ディスク
ドライブコントローラ１４、信号復調器１５、誤り訂正
回路１６、インターフェイス１７、ヘッドアクセス制御
部１８及びサーボ回路１９を備えている。

【００１２】光ディスクドライブコントローラ１４は、
スピンドルモータ１２を所定の回転数で駆動制御する。
信号復調器１５は、光学ピックアップ２０からの記録信
号を復調して誤り訂正回路１６に送出する。誤り訂正回
路１６は、信号復調器１５からの記録信号を誤り訂正
し、インターフェイス１７を介して外部コンピュータ等
に送出する。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。

【００１３】ヘッドアクセス制御部１８は、光学ピック
アップ２０を例えば光ディスク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。サーボ
回路１９は、この移動された所定位置において、光学ピ
ックアップ２０の２軸アクチュエータに保持されている
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。

【００１４】図２及び図３は、この発明の光学ピックア
ップの実施形態を示す平面図及び背面から見た平面図で
ある。この光学ピックアップ２０は、光源としての半導
体レーザ素子２１から出射された光ビームの光路中に順
次に配設された非点収差補正手段としての非点収差補正
板２２ａ、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、平行光変換
手段としてのコリメータレンズ２４、光路折曲げ手段と
してのプリズムミラー２５及び光集束手段としての対物
レンズ２６並びにビームスプリッタ２３で反射された光
ディスク１１からの戻り光ビ−ムの分離光路中に順次に
配設された光分割手段としてのウォラストンプリズム２
７、光集束手段としてのマルチレンズ２８及び光検出手
段としてのフォトディテクタ２９を有する光学系と、対
物レンズ２６を保持して２軸方向に移動させるための２
軸アクチュエータ３０とを、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１１の半径方
向に移動可能に支持された図４に示すような光学ベ−ス
２０ｂ内に固定保持している。

【００１５】図５及び図６は、光学系の一例を示す側面
図及び平面図である。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、所定のレーザ
光を出射する。非点収差補正板２２ａは、光軸に対して
所定角度だけ傾いて配設された平行平板であり、半導体
レーザ素子２１から出射される光ビームの非点収差を補
正する。

【００１６】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±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。従っ
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。

【００１７】ビームスプリッタ２３は、その偏光分離膜
２３ａが光軸に対して４５度傾斜した状態で配設された
偏光ビームスプリッタであり、グレーティング２２ｂか
らの光ビームと光ディスク１１の信号記録面からの戻り
光ビームを偏光分離する。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、戻り光ビームの一部は、ビーム
スプリッタ２３の偏光分離膜２３ａで反射される。

【００１８】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貼り合わせレンズであり、ビームス
プリッタ２３からの光ビームを平行光に変換する。プリ
ズムミラー２５は、三角柱状のミラーであり、コリメー
タレンズ２４からの平行光ビームを鉛直方向に９０度反
射させると共に、光ディスク１１からの戻り光ビームを
水平方向に９０度反射させる。対物レンズ２６は、凸レ
ンズであり、コリメータレンズ２５からの平行光ビーム
を回転駆動している光ディスク１１の信号記録面の所望
のトラック上に集束させる。ここで、対物レンズ２６
は、軸摺回動型の２軸アクチュエータ３０により、２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。

【００１９】ウォラストンプリズム２７は、四角柱状の
プリズムであって、光ディスク１１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。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非点収差を付与して光
路長を調整する。フォトディテクタ２９は、光検出器で
あり、ビームスプリッタ２３を透過した戻り光ビームを
受光する。

【００２０】図７は、２軸アクチュエータの一例を示す
平面図である。この２軸アクチュエータ３０は、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、可動部保持
体３２によりＸＹベース３１に対して光軸方向に移動可
能に、かつ揺動軸の周りに揺動可能に支持されたレンズ
ホルダ３３と、レンズホルダ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の駆動手段とを備えている。

【００２１】可動部保持体３２は、全体が例えばゴム様
のポリエステルエラストマ等の樹脂から構成されてお
り、可動部側３２ａがレンズホルダ３３に取り付けられ
ていると共に、固定部側３２ｂがＸＹベース３１に対し
て固定されている。さらに、可動部保持体３２は、可動
部側３２ａが、図示矢印Ｆｃｓに示す垂直方向（フォー
カシング方向）に移動可能なように、縦断面がほぼ平行
四辺形状のリンクを構成しており、さらに図示矢印Ｔｒ
ｋに示す水平方向（トラッキング方向）に移動可能なよ
うに、垂直に延びる一対のヒンジ３２ｃ、３２ｄを備え
ている。

【００２２】対物レンズの駆動手段は、レンズホルダ３
３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
ら構成されている。そして、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、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３３及び対物レンズ２６を、フォーカ
ス方向及びトラッキング方向に駆動制御するようになっ
ている。

【００２３】以上の構成は、従来の光ディスク装置及び
光学ピックアップと同様の構成であるが、この実施形態
による光学ピックアップ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、半導体レーザ素
子２１は、その光軸Ｏ1 が非点収差補正板２２ａによる
光軸ずれに対応してずれるようにして配設されている。

【００２４】この半導体レーザ素子２１の光軸Ｏ1 のず
れ量は、光軸Ｏに対して斜めに配設された非点収差補正
板２２ａによる光軸ずれ量δに一致するように選定され
ている。ここで、非点収差補正板２２ａによる光軸ずれ
量δは、非点収差補正板２２ａを構成する平行平板の厚
さをｔ、傾斜角をθ、屈折率をｎとしたとき、数１で表
される。

【数１】

【００２５】例えば、非点収差補正板２２ａが、厚さｔ
＝０．７ｍｍ、傾斜角θ＝１２度、屈折率ｎ＝１．５１
１のとき、光軸ずれ量δ＝５０．４μｍとなる。従っ
て、半導体レーザ素子２１は、その光軸Ｏ1 が対物レン
ズ２６及び他の光学要素、例えばグレーティング２２
ｂ、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及びフォトディテクタ２８の光軸Ｏに対して
光軸ずれ量δと同じ量、即ち５０．４μｍだけずれるよ
うにして配設されている。

【００２６】この実施形態による光学ピックアップ２０
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、スピンドルモ
ータ１２が回転して、光ディスク１１が回転駆動する。
そして、光学ピックアップ２０が、ガイド２０ａに沿っ
て光ディスク１１の半径方向に移動して、対物レンズ２
６の光軸を光ディスク１１の所望のトラック位置まで移
動させる。

【００２７】この状態にて、半導体レーザ素子２１から
の光ビームは、非点収差補正板２２ａにより非点収差の
補正が行なわれ、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により平行光ビームに変換さ
れる。そして、プリズムミラー２５で光ディスク１１に
向かって反射され、対物レンズ２６を介して光ディスク
１１の信号記録面に集束される。

【００２８】光ディスク１１からの戻り光ビームは、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２４を介してビームスプリッタ２３に入射する。
そして、ビームスプリッタ２３の偏光分離膜２３ａで反
射され、ウォラストンプリズム２７及びマルチレンズ２
８を介してフォトディテクタ２９に収束される。そし
て、フォトディテクタ２９の検出信号に基づいて、光デ
ィスク１１の記録信号が再生される。

【００２９】その際、信号復調器１５は、フォトディテ
クタ２９からの検出信号によりトラッキングエラー信号
を検出すると共に、非点収差法によりフォーカシングエ
ラー信号を検出する。そして、サーボ回路１９は、光デ
ィスクドライブコントローラ１４を介して、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。即ち、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３３がフォー
カシング方向に移動調整されて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３３がトラッキング方向に
移動調整されてトラッキングが行なわれる。

【００３０】ここで、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に入射した後、そ
の屈折率ｎに基づいて屈折し、δだけ光軸ずれを生じて
非点収差補正板２２ａから出射することになるが、半導
体レーザ素子２１は、その光軸Ｏ１がこの光軸ずれ量δ
に対応して光軸Ｏからずれるようして配設されているの
で、出射光ビームは、対物レンズ２６及び他の光学要素
の光軸Ｏに一致することになる。

【００３１】従って、対物レンズ２６及び他の光学要
素、例えばグレーティング２２ｂ、ビームスプリッタ２
３、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及びフォトデ
ィテクタ２９の配置の際に、半導体レーザ素子２１から
の光ビームの非点収差補正板２２ａによる光軸ずれを考
慮する必要がなくなるので、必要アパーチャ量が小さく
て済むことになり、小型にかつ低コストで構成すること
ができる。

【００３２】また、戻り光ビームの光軸に整合させるた
めのフォトディテクタ２９の調整範囲が小さくて済むこ
とになると共に、光軸倒れの発生が排除されることによ
り戻り光ビームのフォトディテクタ２９への入射光量の
低下が抑制されることになるので、光ディスク１１の記
録信号の再生性能が向上することになる。

【００３３】尚、上記実施形態による光ディスク装置１
０及び光学ピックアップ２０においては、２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
ネ式あるいは軸摺回動式の２軸アクチュエータであって
も良い。また、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ＣＤ−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この発明
を適用することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
光学ピックアップ全体を小型化してコストを低減するこ
とができると共に、光ディスクの記録信号の再生性能を
大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光ディスク装置の実施形態を示すブ
ロック構成図。

【図２】この発明の光学ピックアップの実施形態を示す
平面図。

【図３】図２の光学ピックアップの構成を示す背面から
見た平面図。

【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。

【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。

【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。

【図７】図２の光学ピックアップにおける２軸アクチュ
エータの平面図。

【図８】図２の光学ピックアップにおける半導体レーザ
素子と非点収差補正板との関係を示す拡大側面図。

【図９】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。

【図１０】図９の光学ピックアップにおける光学系を示
す平面図。

【符号の説明】

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・・・制御部、１４・
・・光ディスクド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、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、２
３・・・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、２８・・・マル
チレンズ、２９・・・フォトディテクタ、３０・・・２
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、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

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、 前記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光集束手段と、 前記光源と光集束手段との間に配置され、非点収差を補
   正する非点収差補正手段とを備えた光学ピックアップに
   おいて、 前記光源が、前記非点収差補正手段による光軸ずれの分
   だけ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】 前記非点収差補正手段の厚さｔ＝０．７
   ｍｍ、傾斜角θ＝１２度、屈折率ｎ＝１．５１１のと
   き、前記光源のずれ量が、５０μｍである請求項１に記
   載の光学ピックアップ。
3. 【請求項３】 光源から出射された光ビームを、非点収
   差補正手段及び光集束手段を介して光ディスクの信号記
   録面上に集束し、信号を記録及び／又は再生する光ディ
   スク装置において、 前記光源が、前記非点収差補正手段による光軸ずれの分
   だけ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。