JPWO2002080157A1 - 光学ピックアップ及び光ディスクドライブ装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、記録密度や厚さ等の仕様を異にする光ディスク選択的に用いて情報信号の記録又は再生を行う光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置であり、仕様を異にする２種類の光ディスク（２２ａ）（２２ｂ）に対して共通の対物レンズ（１７）が使用され、それぞれ波長の異なるレーザビームを出射する２つの光源部（２４ａ）（２４ｂ）と、対物レンズ（１７）の位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構（１５）とを備える。レンズ支持機構（１５）は、第１の光ディスクの情報信号面の基準位置からの変位に略比例して、対物レンズ（１７）の光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整機構（３０）を備える。
Description
技術分野
本発明は、仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置に関する。
背景技術
ディスク状の光記録媒体である光ディスクに対しレーザビーム照射して情報信号の記録を行い又は光ディスクに記録された情報信号の再生を行う光ディスクドライブ装置において、１つの光ピックアップを用いて、厚さや記録密度等の仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録又は再生を可能としたものが用いられている。
仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップとして、図１に示すように構成されたものが用いられている。図１に示す光ピックアップ１０１は、それぞれ波長の異なるレーザビームを出射するレーザ発光素子である２つの半導体レーザ１０２，１０３と、２つのビームスプリッター１０４，１０５と、コリメータレンズ１０６と、対物レンズ１０７と、対物レンズ１０７を駆動変位させるアクチュエータを含むレンズ支持機構１０８と、光ディスク１１０から反射された戻り光を受光する受光素子１０９等を有する。
ところで、一般的に、光ディスクに記録される情報信号の記録密度を向上する方法として、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくし、光ディスクに記録された情報信号の読み出しに用いられる光ビームの波長（λ）を短くすることにより、光ディスクの信号面上に集光されるビームスポットの径を小さくするという方法がある。例えば、コンパクトディスク（ＣＤ：Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）を記録媒体とする場合には、開口数（ＮＡ）を０．４５とし、波長（λ）を７８０ｎｍとする光ビームを出射する光ピックアップを用い、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）では、開口数（ＮＡ）を０．６とし、波長（λ）を６５０ｎｍとする光ビームを出射する光ピックアップを用いている。光ディスクの信号記録面に集光されるビームスポットの径は、λ／ＮＡに比例するため、ＤＶＤではＣＤに対して、約６３％の径となっている。
対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすると、ビームスポットに対して光ディスクが傾いたとき、ＮＡの３乗に比例してコマ収差が増加してビームスポット形状が劣化するため、ＤＶＤでは光ディスクのレーザービームを覆う保護層をＣＤに対して薄くすることにより、光ディスクの傾きに対するビームスポット形状の劣化の度合いを抑えるようにしている。
これら厚さを異にする２種類の光ディスク、例えば、ＣＤとＤＶＤに対し、一つの対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生ができるようにするには、異なる厚さを有する光ディスクが発生する異なった球面収差の双方に対して、良好に情報信号の記録又は再生を行うことができるような大きさにビームスポット径を絞り込む必要がある。この様な対物レンズの例としては、特許第２５５９００６号の明細書に記載されたレンズ等がある。
なお、ＣＤとＤＶＤとでは、外観上は直径及び厚さは略同じであるが、ＤＶＤは、前述のように保護層が薄いため、ディスク内の情報信号の記録又は読み出しを行う信号面の位置の違いが生じ、この違いにより、擬似的に、ＣＤは厚さが厚いもの、ＤＶＤは厚みが薄いものとして扱うことができる。
一方、薄い円板状をなす光ディスクは、その構造上の理由により、中心部から外周方向に向かう方向のラジアル方向に対して反り易く、また、回転操作されたときに所謂面ぶれも発生し易い。光ディスクの反りや面ぶれによって発生するコマ収差に起因し、クロストークによって信号の読み取りが不明確になってしまうビームスポットの劣化を抑えるためには、例えば、特開平１１−１１０８０２号公報に記載されている、光ディスクの傾きを電気的に検出し、収差補正素子によって、光ディスクの信号記録面上に形成されるビームスポットの形状の劣化を防ぐ方法や、特開２０００−３６１２５号公報に記載された、対物レンズをフォーカス、トラッキング、チルトの３軸方向に対して駆動変位可能とした３軸アクチュエータに搭載する方法がある。これら公報に記載された光ディスクの信号記録面上に形成されるビームスポットの形状の劣化を抑える方法は共に、付加的な部品が必要で、光ピックアップやこの光ピックアップを用いる光ディスクドライブ装置が複雑な構造となってしまい、しかも、コストも高くなってしまうという問題を有する。
これに対し、２軸アクチュエータを対物レンズの所定位置からの変位に比例してラジアル方向に傾けて、光ディスクの反りに追随させて、ビームスポット形状の劣化を防ぐ方法も提案されている。厚さを異にする２種類の光ディスクに対して、１つの対物レンズで情報信号の記録又は再生を行うためには、対物レンズと光ディスクの入射面との距離、即ち、作動距離を変えなくてはならない。しかしながら、２種類の光ディスクを共通の支持体で支持し、対物レンズの傾き調整を一方の光ディスクに合わせると、他方の光ディスクでは、作動距離の差分に比例してレンズが傾いてしまい再生信号が劣化してしまう。
発明の開示
本発明の目的はは、上述したような従来の光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置が有する問題点を解消し得る新規な光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、構造の複雑化を伴うことなく、簡単な構造で、仕様を異にする光ディスクに対して照射される光ビームのビームスポットの劣化を防止して良好な記録再生特性をもって情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置を提供することにある。
上述のような目的を達成するために提案される本発明は、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ピックアップであり、それぞれ波長の異なるレーザビームを出射する２つの光源部と、対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有し、レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整機構を有し、第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置が、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部から記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、１２０°≦θ≦２４０°の条件を満足するように配置した。この光ピックアップは、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、記録又は再生する情報信号を最良な状態とすることができると共に、第２の光ディスクに対しても、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができる。
また、本発明は、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ディスクドライブ装置であり、それぞれ波長の異なるレーザービームを出射する２つの光源部と、対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有する光ピックアップを備え、レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整機構を有し、第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置が、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部から記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、１２０°≦θ≦２４０°の条件を満足するように配置した。この光ディスクドライブ装置は、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、記録又は再生する情報信号を最良な状態とすることができると共に、第２の光ディスクに対しても、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができる。
本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、２つの光源部を共通の支持部材上に支持したので、装置全体をコンパクトに構成することが可能になる。
更に、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、レンズ傾斜角調整機構が、Ｓを対物レンズの傾斜角度（対物レンズの光ディスクの外周側に位置した側が光ディスクに近づく方向を正とする）、δを対物レンズの基準位置からの変位量（光ディスクに近づく方向を正とする）、Ｒを光ディスクの半径とすると、１／４・δ／Ｒ≦Ｓ≦δ／Ｒの条件を満足するように対物レンズの傾斜角度を変化させた。この構成を備えることにより、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を効果的に補正することができる。
更にまた、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、各光ディスクによって反射された戻りレーザービームを受光する受光部を有し、該受光部と対物レンズとの間に各光源部からの２種類の戻りレーザービームを受光部の略同一位置で受光することができるように、それぞれの光路を合成する光路合成手段を配置することにより、受光部を共通化し、部品点数を削減した。
更にまた、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、ｆを対物レンズの焦点距離、βを光学系の結像倍率、ΔＷＤを第１の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離と、第２の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離との差、φを第２の光ディスクに対して対物レンズが単位角度傾いたとき記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度、αを対物レンズへのレーザービームの入射角が単位角度傾いたとき記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度（レーザービームの傾きによる影響を打ち消す方向を正とする）、Ｔを第１の光ディスクに対して記録又は再生を行うとき、基準位置からの変位（第１の光ディスクへ近づく方向を正とする）に対する対物レンズの傾き角度の感度（対物レンズの第１の光ディスクの外周側に位置した側が第１の光ディスクに近づく方向を正とする）、ΔＬを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までの距離、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、
の各条件を満足するようにした。これにより、第２の光ディスクに対しても、レンズ傾斜角調整手段によって傾けられた対物レンズによるコマ収差等の発生等の影響を効果的に補正することができる。
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る光ピックアップ及びこの光ピックアップが用いられる光ディスクドライブ装置を図面を参照して説明する。
以下に示す実施の形態は、本発明を、記録媒体として、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ又はＤｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク（以下、単に「ＤＶＤ」という。）及びＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク（以下、単に「ＣＤ」という。）を用いる光ディスクドライブ装置及びこの光ディスクドライブ装置に用いられている光ピックアップに適用したものである。
最初に、本発明が適用される光ディスクドライブ装置の概略を説明する。
光ディスクドライブ装置１は、図２に示すように、外筐２内に所要の各部材及び各機構が配設されて成る。外筐２は、カバー体３と前面パネル４からなり、前面パネル４には、横長の開口部４ａが設けられていると共に、各種操作ボタンを有する操作部５が設けられている。
外筐２内には、図３に示すように、メカフレーム６が配置されている。メカフレーム上６には、各種機構、即ち、ディスクトレイ７をローディングさせるためのローディング機構８や、回動可能な状態のベースユニット９等が配設されている。ベースユニット９には、スピンドルモータ１０によって回転されるディスクテーブル１１が取り付けられ、更に、光ピックアップ１２が移動可能な状態で支持されている。光ピックアップ１２は、ディスクテーブル１１上に載置されて回転操作される光ディスクの径方向に移動可能な状態でベースユニット９に支持されている。
光ピックアップ１２は、図３に示すように、移動ベース１３上に所要の各部材が配置されて構成され、移動ベース１３の長手方向における両端部にはそれぞれ軸受部１３ａ及び１３ｂが設けられている。これら軸受部１３ａ及び１３ｂにそれぞれ、互いに平行な一対のガイド軸１４，１４が挿通又は支持されることにより、光ピックアップ１２全体が一対のガイド軸１４，１４に案内されてディスクテーブル１１に装着されて回転される光ディスクの半径方向に移動する。
移動ベース１３には、レンズ支持機構として２軸アクチュエータ１５が配置されている。２軸アクチュエータ１５は、図４に示すように、移動ベース１２に取り付けられる固定部１５ａと、固定部１５ａに移動可能に支持された２軸可動部１５ｂからなる。２軸可動部１５ｂは、保持部材１６と対物レンズ１７とコイル部１８等を有する。保持部材１６は、レンズホルダ１６ａと、レンズホルダ１６ａの側縁部から突出したコイルボビン１６ｂとが一体に成形されている。レンズホルダ１６ａには、対物レンズ１７が圧入や接着等の適宜な手段によって保持される。
次に、上述した構成を備えた光ピックアップ１２に適用されたレンズ傾斜角調整機構３０の動作原理及び反りや面ぶれによる光ディスクの傾きと、光ディスクに照射されるレーザビームのビームスポットとの関係について説明する。
本発明に係る光ピックアップ１２を構成する２軸可動部１５ｂは、支持体、即ち、導電性及びバネ弾性を有する材料から成る細い線状をした４本のサスペンション１９，１９，・・・によって固定部１５ｂへの支持及び電気的接続が行われている。なお、４本のサスペンション１９は、後述するように、その配置位置の違いによってそれぞれのバネ定数は微妙に異なるように形成されている。
固定部１５ａには、縦断面形状で略Ｕ字状をなすヨーク２０が配設され、このヨーク２０を構成するの一対のヨーク片２０ａ，２０ａの互いに対向する面には、マグネット２１，２１がそれぞれ固定されている。これらヨーク片２０ａ，２０ａ及びマグネット２１，２１と、フォーカシングコイル１８ａ及びトラッキングコイル１８ｂ，１８ｂによって磁気回路が形成されている。
本発明が適用された光ディスクドライブ装置１は、前述のように、光ディスクとしてＤＶＤ又はＣＤを選択的に使用する装置であって、レーザービームも６５０ｎｍと７８０ｎｍの２種類の波長のレーザビームを使用する光ディスクに応じてを使い分けるものであるので、対物レンズ１７も所謂２焦点レンズが使用される。
本発明が適用された光ディスクドライブ装置は、前面パネル４に設けた操作部５が操作され、ディスクトレイ２３を外筐２の外方のディスク装脱位置に引き出すアンローディング命令が入力されると、ローディング機構８の動作によりディスクトレイ７が前面パネル４の開口４ａから外筐２の外部に引き出され、載置凹部７ａに光ディスクを載置可能な状態になる。載置凹部７ａに光ディスクを載置した後、再度、操作部５が操作され、ディスクトレイ７を外筐２内に引き込むローディング命令が入力されると、ローディング機構８の動作によって、ディスクトレイ７が外筐２内部に引き込まれる。
次に、使用者による操作部５の操作によって、光ディスク（ＤＶＤ）２２ａ又は光ディスク（ＣＤ）２２ｂへの情報信号の記録又は再生の命令が入力されると、ベースユニット９が回動されてディスクテーブル１１が図３中の上方に移動し、ディスクテーブル１１の中心部が光ディスクの中心孔に挿入され、光ディスクのディスクテーブル１１へのチャッキングが行われる。このディスクテーブル１１にチャッキングされた光ディスクであるＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂは、ディスクテーブル１１と一体に回転可能な状態となる。スピンドルモータ１０の駆動によりディスクテーブル１１が回転駆動されることにより、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂがディスクテーブル１１と一体に回転する。ディスクテーブル１１が回転されると、光ピックアップ１２が一対のガイド軸１４，１４に案内されてディスクテーブル１１と一体に回転するＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの内周側から外周側に向かって移動されると共に、２軸アクチュエータ１５に支持された対物レンズ１７を介してレーザービームがＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂの信号面に照射され、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂへの情報信号の書き込みが行われ、あるいは、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａに記録された情報信号読み出しが行われる。
前面パネル４に設けられた操作部５が操作され、情報信号の再生又は記録の停止命令が入力されると、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの回転が停止されると共に、光ピックアップ１２の移動が停止して情報信号の読み出し又は書き込み動作が終了され、ベースユニット９が、前述したとは逆方向の図３中下方に回動し、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａに対するディスクテーブル１１のチャッキングが解除されると共に、光ディスクがディスクトレイ７の載置凹部７ａ上に載置され、ベースユニット９がディスクトレイ７の下方に位置する。
更に、操作部５の操作によってディスクトレイ７を外筐２の外部に引き出す引き出し命令が入力されると、ディスクトレイ７が開口４ａか外筐２の外部にら引き出され、ディスクトレイ７の載置凹部７ａに載置されているＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの取り出しが可能になる。載置凹部７ａからＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａを取り出し、再度、操作部５の操作によってディスクトレイ７を外筐２の内部に引き込むローディング命令が入力されると、ディスクトレイ７が外筐２内に引き込まれる。
次に、本発明に係る光ピックアップ１２を構成するレーザービームを出射する光学系２３について説明する。
光学系２３は、対物レンズ１７を除いて共通の支持部材である光学ベース２３ａ上に支持固定されており、図５に示すように、６５０ｎｍと７８０ｎｍの２種類の波長のレーザービームを出射することができるように２つの光源部２４ａ，２４ｂが設けられている。６５０ｎｍの波長のレーザビームを出射する光源部２４ａは、ＤＶＤ用として用いられ、７８０ｎｍの波長のレーザビームを出射する光源部２４ｂは、ＣＤ用として用いられる。それぞれ波長を異にするレーザビームを出射する２つの光源部２４ａ，２４ｂは、同一の支持部材２４ｃ上に配置されると共に、一体にパッケージングされたレーザー発光素子２４、特にＣＤ２２ｂ用の７８０ｎｍのレーザービームを回折させてトラッキングサーボをかけるためのビームスポットを形成する回折光学素子２５と、レーザービームを透過又は反射させるビームスプリッター２６と、コリメータレンズ２７と、前述した対物レンズ１７と、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂの信号面で反射されたレーザービームである戻り光を受光する受光部である受光素子（ＰＤＩＣ）２８と光学素子２９等を有する。なお、光学素子２９は、波長の異なるレーザービームの光路を合成して受光素子２８上の同じ位置に集光させる光路合成手段としての機能を有すると共に、双方のレーザービームに対して非点収差を発生させ、非点収差法によってフォーカス誤差信号を生成するための素子である。
なお、光ディスクドライブ装置１に使用されるＤＶＤ２２ａとＣＤ２２ｂとでは、基本的に厚みは同じであるが、信号記録面の位置の違いによってレーザービームを集光させてビームスポットを形成する位置である動作点は、載置されるディスクテーブル１１の載置面が同じ位置であるときには、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂのレーザビームの入射面から光軸方向で約０．６ｍｍの違いがある。この０．６ｍｍの違いで発生する球面収差の差を補正して、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂの双方に対して良好にレーザービームを集光させるため、対物レンズ１７には前述のような所謂２焦点レンズが用いられている。ところで、擬似的には、信号記録面の位置の違いによって、ＣＤ２２ｂを厚い光ディスク、ＤＶＤ２２ａを薄い光ディスクと擬似的に見なすことも可能である。
２焦点レンズである対物レンズ１７を用いた場合においても、０．６６ｍｍの動作点の差は吸収できない。従って、対物レンズ１７は、レンズ支持機構１５を含む２軸アクチュエータによって駆動されて、レーザービームをビームスポットとして集光させ、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂの記録トラックを正確にトレイスして確実に読み取り又は書き込みを行うために、光軸方向と平行な方向のフォーカス方向及び光軸方向に直交する平面方向のトラッキング方向に駆動変位される。２焦点レンズにより構成された対物レンズは、光ディスクがＣＤ規格であるときとＤＶＤ規格であるときとでは、情報信号の記録又は再生を行うときのフォーカシング方向における位置である理論的な動作点が異なるように形成されている。即ち、図５に示すように、位置ＡがＤＶＤ２２ａのときの対物レンズ１７の動作点（以下、「基本動作点」という。）であり、位置ＢがＣＤ２２ｂのときの対物レンズ１７の動作点（基本動作点）となる。
対物レンズ１７を支持すると共に、この対物レンズ１７をフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する２軸アクチュエータ１５は、図６及び図７に示すように、例えば、対物レンズ１７がＤＶＤ２２ａへの記録又は再生を行うための基本動作点Ａからの変位量δ（ｍｍ、光ディスクに近づく側を正とする）に略比例して、対物レンズ１７をＤＶＤ２２ａの中心部から外周方向（ラジアル方向）に傾斜角Ｓ（ｄｅｇ：ＤＶＤ２２ａの外周側が対物レンズ１７に近づく方向を正とする）だけ傾ける機構である、レンズ傾斜角調整機構３０を備える。
レンズ傾斜角調整機構３０は、２軸アクチュエータ１５の機能を使用して対物レンズ１７を傾けるようにした機構であり、２軸アクチュエータ１５の構成部品の一部に機械的な変更を加えただけのものである。
即ち、レンズ傾斜角調整機構３０の機能は、本出願人が先に提案している特開２００１−３１９３５３号公報、この出願に対応する米国特許出願０９／８４２８６８号の明細書に詳細が記載されている。ここでは、上記出願の明細書の記載を参照して更なる詳細な説明は避けるが、例えば、２軸アクチュエータ１５の２軸可動部１５ｂを固定部１５ａに対して支持した複数の例えば４本のサスペンション１９，１９・・・線径が同じままでバネ定数を適宜変更するること、又は、線径を変えることによってバネ定数に適宜違いを持たせることによって実現されるものである。つまり、光ディスクの内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９のバネ定数を同外周側に位置する他の一対のサスペンション１９，１９のバネ定数より大きくすることや、同じく内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９の線径を外周側に位置する他の一対のサスペンション１９，１９よりも太くすることにより、光ディスクの内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９のバネ定数を同外周側に位置する他のサスペンション１９，１９のバネ定数より大きくすることにより所定の傾き、対物レンズ１７を基本動作点Ａからの変位量δに略比例して傾けることを可能にするものである。
また、対物レンズ１７の基本動作点Ａからの変位が生じる理由は、ＤＶＤ２２ａに反りや面ぶれがあると、ＤＶＤ２２ａの信号面から対物レンズまでの距離が通常よりも遠くなってしまうためであり、この場合は、通常の基本動作点Ａでは焦点が合わないので、２軸アクチュエータ１５によって対物レンズ１７がフォーカシング方向に移動させられるために生じるものである。
以下に、ＤＶＤ２２ａに記録又は再生動作を行う時の、ＤＶＤ２２ａの反りや面ぶれによって生じる傾きを補正するための、レンズ傾斜角調整機構３０による対物レンズ１７の最適な傾きを求める方法について説明する
変位量δと傾斜角Ｓとの関係は、その比例定数をＴ（ｄｅｇ／ｍｍ）とすると、傾斜角Ｓは以下の式１によって表すことができる。
なお、比例定数Ｔは、薄い光ディスクであるＤＶＤ２２ａの半径Ｒ（ｍｍ）によって決定される定数である。
ここで、ＤＶＤ２２ａに反りがある場合について検討する。図８に示すように、ＤＶＤ２２ａの半径をＲ、ＤＶＤ２２ａの最外周部の反り量をＭ（ｍｍ）とし、ＤＶＤ２２ａの反りは、図８に示すように、中心部から外周部にかけて一様であるとする。なお、従来技術の説明でも述べたように、一般的に、光ディスクの反りや面ぶれは不可避であり、これによって信号面が変位、即ち、光ディスクに対して対物レンズが傾くことになってしまうと、コマ収差が発生し、信号面上に集光するビームスポットが劣化してしまうことになる。
２軸アクチュエータ１５にレンズ傾斜角調整機構３０を組み込み、式１に示すように変位量δに略比例して、対物レンズ１７を傾斜させることによって、コマ収差によるビームスポットの劣化を補正して、良好な記録又は再生を行うことが可能になる。
図９に示すように、ＤＶＤ２２ａの信号記録トラックの再内周側の位置をＲｉｎ、最外周側の位置をＲｏｕｔとすると、記録面の中央部（Ｒｉｎ＋Ｒｏｕｔ）／２において、レンズの傾きＳが反りのある光ディスクの記録面（記録信号を読み出す側の面）の傾斜角Ｍ／Ｒ・１８０／π（ｄｅｇ）と等しくなるように、比例定数Ｔを選ぶと、記録面の中央部においてコマ収差によるビームスポットの劣化を小さくすることが可能になる。この位置での記録面の変位ｍは、以下の式２によって表される。
従って、式２を式１に代入し、ｍ＝δ（対物レンズ１７の変位）より以下の式３が導かれる。
そして、式３を整理すると、ＭとＲは消去できて、以下の式４となる。
比例定数Ｔを式４によって定義されたものとしたときの、反りを有する光ディスクに対する対物レンズ１７の傾き角の変化の模式図を図１０に示す。即ち、図１０中（ｂ）の位置は、情報信号記録面中央部に記録又は再生を行うときの対物レンズ１７の位置を示し、この時の傾き角は光ディスクの傾き角Ｍ／Ｒと等しくなっている。また、図１０中（ａ）の位置は、情報信号記録面の最内周部に記録又は再生を行うときの対物レンズ１７の位置を示し、図１０中（ｃ）の位置は、情報信号記録面最外周部に記録又は再生を行うときの対物レンズ１７の位置を示すものである。従って、対物レンズ１７が図１０中（ａ）の位置では、コマ収差の補正が稍不足し、（ｃ）の位置ではコマ収差の補正がやや過剰となる。例えば、Ｒｉｎ＝２４（ｍｍ）、Ｒｏｕｔ＝５８（ｍｍ）の光ディスクでは、Ｔ＝１．３９７（ｄｅｇ／ｍｍ）となる。なお、図１０中（ｂ）の位置は、情報信号記録面の中央の位置を示す。
また、比例定数Ｔは、良好な記録又は再生を行うためには、以下の数式５を満足させるようにすることが望ましい。
なお、比例定数Ｔが式２の上限を超えると、ディスク外周部の記録又は再生時において、対物レンズ１７の軸外特性によりコマ収差よりも非点収差が増大し、ビームスポットが劣化してしまうことになる。また、比例定数Ｔが式２の下限を越えると、コマ収差の補正量が不足し、ビームスポットの劣化を招いてしまう。
ＤＶＤ２２ａに対する記録又は再生動作を行うときには、ＤＶＤ２２ａの製造上に生じる反りやＤＶＤ２２ａを保持して回転させる機構上に生じる変形（面ぶれ）の発生によって対物レンズ１７が基本動作点Ａからδ変位すると、新たに部品を付加することなく一部の機械的な変更によって構成されたレンズ傾斜角調整機構３０の働きによって、変位量に略比例してＳ（＝Ｔ・δ）度傾く。従って、このＳ度傾く対物レンズ１７によって、ＤＶＤ２２ａの反りや面ぶれによるコマ収差の発生によるビームスポットの劣化が補正され、最適な状態で記録又は書き込み動作を行うことが可能になる。
次に、レンズ傾斜角調整機構３０を備えた光ピックアップ１２を用いてＣＤ（厚い光ディスク）２２ｂに対する記録又は再生動作を行う場合について説明する。
ところで、対物レンズ１７を通して、ＣＤ２２ｂに記録又は再生を行うときには、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、２軸アクチュエータ１５によって基本動作点Ａから、対物レンズ１７は基本動作点Ｂに移動される。即ち、対物レンズ１７は、薄い光ディスクであるＤＶＤ２２ａに記録又は再生を行うときの位置よりも、ΔＷＤだけＣＤ２２ｂの表面に近づくことになる。
従って、ＤＶＤ及びＣＤの双方の光ディスクの信号面位置の違いに起因する光軸方向への移動により、レンズ傾斜角調整機構３０が働き、基本動作点ＡとＢとの距離がΔＷＤ（ｍｍ）であるので、レンズ傾斜角調整機構３０の働きによってＣＤ２２ｂが反りや面ぶれによって傾いているか否かに係わらず、基本動作点Ｂでは対物レンズ１７は前述した式１によりＳ＝Ｔ・ΔＷＤ（ｄｅｇ）だけ傾くことになる。一般的に、図１２Ａに示すように、光軸に対して対物レンズが傾いたり、また、図１２Ｂに示すように光ディスクが傾いたりしたときには、コマ収差が発生する。例えば、開口数（ＮＡ）を０．４５とする対物レンズでは、対物レンズ及び光ディスクのどちらが傾いても、傾き角１°当たり、０．０６λｒｍｓを越えるコマ収差が生じる。
対物レンズ１７がＣＤ２２ｂに対して傾いたときに発生するコマ収差ＣＴは、ＣＤ２２ｂを傾ける、すなわち、対物レンズ１７とＣＤ２２ｂとが平行な状態に近づくようにすることによって補正することが可能である。
更に、具体的には、図１３に示すように、ＣＤ２２ｂに対して対物レンズ１７が１°傾いたときに発生する図１３中破線Ｃで示すコマ収差ＣＴは、ＣＤ２２ｂを図１３中実線Ｄで示すようにφ（ｄｅｇ）傾けることによって補正することができることが解る。
従って、ＣＤ２２ｂの記録又は再生動作時には、対物レンズ１７に対してＣＤ２２ｂを以下の式６（ｄｅｇ）だけ傾けることによって、コマ収差を補正され、記録又は再生信号を最良な状態とすることが可能となる。
ＣＤ２２ｂの記録又は再生動作時には、対物レンズ１７に対してＣＤ２２ｂを式６（ｄｅｇ）だけ傾けることは、光ディスクドライブ装置１の構造上、そのための新たな機構を新たにに設ける以外は、実現不可能である。このようなＣＤ２２ｂを傾けるための機構を設けることは、光ディスクドライブ装置１の構造を複雑化させ、コスト上昇を招き、本発明の目的に適合しないものとなってしまう。
従って、本発明は、新たな機構を設けないで、ＣＤ２２ｂの記録又は再生動作時に、対物レンズ１７が傾くことによる影響を、ＣＤ２２ｂを傾けないで打ち消すようにしたものである。即ち、詳しくは後述するが、ＣＤ２２ｂに対して記録又は再生を行うための光源部２４ｂの位置を光軸上からずらせて配置し、光源部２４ｂからのレーザービームを対物レンズ１７に対して斜めに入射させることによって、基本動作点Ｂにおいて対物レンズ１７が傾いたことによる影響を排除するようにしたものである。以下、ＣＤ２２ｂに対して記録及び再生動作を行うときの基本動作点ＢにおいてＴ・ΔＷＤだけ傾いた対物レンズ１７によるビームスポットへの影響を打ち消すための方法について詳細に説明する。
ＣＤ２２ｂに使用するレーザー発光素子２４の第２の光源部２４ｂは、図１４に示すように、ＤＶＤ２２ａに使用する光軸上に位置した第１の光源部２４ａから、距離ΔＬ（ｍｍ）、角度θ（ラジアル方向の外周側を基準にして反時計回りに計る）の位置に配置されている。コリメータレンズ２７の焦点距離をｆＣＬ（ｍｍ）とすると、ＣＤ２２ｂの記録再生動作時には、以下の式７に示すレーザービームの光線倒れγが発生する。
式７において、光線倒れγをラジアル方向と、これと垂直な方向（タンジェンシャル方向）に分解すると、それぞれ、γｃｏｓθ、γｓｉｎθとなる。
ところで、対物レンズ１７を通してＣＤ２２ｂの記録又は再生を行うとき、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、光源部２４ｂからの入射光線が対物レンズ１７に対して単位角度傾いたとき発生するコマ収差はＣｙであり、このコマ収差Ｃｙを、記録又は再生信号が最良となるようにＣＤ２２ｂを傾斜させて補正するときの傾斜角をα（ｄｅｇ）（光線傾きを打ち消す方向を正とする）とすると、対物レンズ１７が光軸に対して直角であるときには、ＣＤ２２ｂを以下の式８に示す方向に傾斜させると記録又は再生信号を最良とすることができる。
そして、式６及び式８により、光ピックアップ１２がＣＤ２２ｂに記録又は再生を行う場合には、ＣＤ２２ｂを、以下の式９のようにラジアル方向及びタンジェンシャル方向に傾けることによって記録又は再生信号を最良とすることができることになる。
しかしながら、一般的に、複数種類の光ディスクに情報信号の記録又は再生を行うことができる光ピックアップにおいては、コスト面や構造上の理由により、光ディスクを支持し回転させる部材（例えば、ディスクテーブル１１等）は共通のものを用いらざるを得ないということを考慮すると、実際にＣＤ２２ｂを傾けることは不可能であるので、式９の（ａ）及び（ｂ）を共に０になるようにすれば、ＣＤ２２ｂについてもビームスポットの劣化を無くして、良好な記録又は再生を行うことが可能になる。
実際には、式９の（ａ）において、Ｔ、ΔＷＤ、φ、γ、αは通常正であるため、第２項のｃｏｓθが負となるようにすればよいことになる。また、式９の（ｂ）を考慮するとθは、１２０°≦θ≦２４０°の範囲であることが望ましい。
更に、製造上の誤差を考慮して、タンジェンシャル方向については±０．２°、ラジアル方向については、±０．３°以内に抑えるようにすると、ＣＤ２２ｂの記録又は再生時において情報信号の劣化量が、許容マージン内となり、以下の式１０を満たせばよいことになる。
従って、式６乃至式１０によって、光ピックアップ１２及び光ディスクドライブ装置１においては、βを光学系２３の結像倍率とすると、以下の式１１を満足させることによって、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、レンズ傾斜角調整機構３０によって動作点Ｂで対物レンズ１７が傾いたときでも、ＣＤ２２ｂに対して記録又は再生信号を良好な状態とすることができるようになる。なお、ｆは対物レンズ１７の焦点距離である。
ＣＤ２２ｂに対して記録又は再生を行うときには、基本動作点Ｂに移動してレンズ傾斜角調整機構３０によってＳ（＝Ｔ・ΔＷＤ）度傾いた対物レンズ１７によるコマ収差の発生を、レーザー発光素子２４のＣＤ用の光源部２４ｂを、光軸上にあるＤＶＤ用の光源部２４ｂから距離ΔＬ、角度θで配置することにより、光源部２４ｂからのレーザービームが対物レンズ１７に対して斜入射して打ち消すことになり、ビームスポットの劣化がない良好な状態で記録又は再生を行うことが可能になる。
以上に説明したように本発明は、ＣＤとＤＶＤのように厚さと記録密度を異にする、即ち、仕様を異にする２種類の光ディスクに対して１つの対物レンズで情報信号を記録又は再生することができるようにされた光ピックアップ１２及び光ディスクドライブ装置１において、ＤＶＤ２２ａでは、新たな部品等を付加することなく、ディスクの製造上に生じる反りやこれを保持して回転させる機構上に生じる変形や回転時に発生する面ぶれによるビームスポットの劣化を簡単な機械的な変更のみによって構成されたレンズ傾斜角調節機構３０によって対物レンズ１７を傾けることによって補正すると共に、ＣＤ２２ｂでは、ＤＶＤ２２ａよりも対物レンズ１７が信号面に近づくために生じるレンズ傾斜角調節手段３０による対物レンズ１７の傾きを、光源部２４ｂを光軸上からずらせ対物レンズ１７にレーザービームを斜入射とすることによって打ち消し、双方の光ディスクに対してもビームスポットの劣化が補正された状態で記録又は再生動作を最適に行うことができる。
なお、上記の実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の特徴が限定的に解釈されるものではない。
産業上の利用可能性
上述したように、本発明に係る光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置は、共通を対物レンズを用いて、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して選択的に情報信号の記録又は再生を行う場合に、双方の光ディスクに対してビームスポットの劣化を防いで最適な状態で情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする。特に、一方の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、情報信号の記録又は再生を行うことを可能とし、他の光ディスクに対しては、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができ、いずれに光ディスクに対しても、良好な記録再生特性をもって情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の光ピックアップの光学系の基本構成を示す側面図である。
図２は、本発明が適用される光ディスクドライブ装置の外観を示す斜視図である。
図３は、光ディスクドライブ装置の基本構成を、一部を分解して示す斜視図である。
図４は、光ピックアップの２軸アクチュエータを示す斜視図である。
図５は、光ピックアップの光学系の基本構成を示す側面図である。
図６は、レンズ傾斜角調整機構の動作を説明する図である。
図７は、レンズ傾斜角調整機構の動作を説明する図である。
図８は、光ディスクに反りがある状態を説明する概略図である。
図９は、光ディスクに反りがある場合において、各部における信号面の変位を説明する図である。
図１０は、光ディスクに反りがある場合において、光ディスクの半径方向の各部における信号面の変位と対物レンズの傾きとの関係を説明する図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、仕様が異なる別の光ディスクに対して記録又は再生を行うための位置に移動した対物レンズの状態を説明する図である。
図１２Ａは、レンズが傾いた場合におけるコマ収差の発生の様子を説明する図であり、図１２Ｂは、ディスクが傾いた場合におけるコマ収差の発生の様子を説明する図である。
図１３は、対物レンズ又は光ディスクの傾きとコマ収差との関係を示すグラフである。
図１４は、レーザー発光素子における２つの光源部の配置を概略的に示す図である。
図１５Ａは、対物レンズへのレーザービームの入射角とコマ収差との関係を示すグラフであり、図１５Ｂは、光ディスクの傾きとコマ収差との関係を示すグラフである。
本発明は、仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置に関する。
背景技術
ディスク状の光記録媒体である光ディスクに対しレーザビーム照射して情報信号の記録を行い又は光ディスクに記録された情報信号の再生を行う光ディスクドライブ装置において、１つの光ピックアップを用いて、厚さや記録密度等の仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録又は再生を可能としたものが用いられている。
仕様を異にする光ディスクに対し情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップとして、図１に示すように構成されたものが用いられている。図１に示す光ピックアップ１０１は、それぞれ波長の異なるレーザビームを出射するレーザ発光素子である２つの半導体レーザ１０２，１０３と、２つのビームスプリッター１０４，１０５と、コリメータレンズ１０６と、対物レンズ１０７と、対物レンズ１０７を駆動変位させるアクチュエータを含むレンズ支持機構１０８と、光ディスク１１０から反射された戻り光を受光する受光素子１０９等を有する。
ところで、一般的に、光ディスクに記録される情報信号の記録密度を向上する方法として、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくし、光ディスクに記録された情報信号の読み出しに用いられる光ビームの波長（λ）を短くすることにより、光ディスクの信号面上に集光されるビームスポットの径を小さくするという方法がある。例えば、コンパクトディスク（ＣＤ：Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）を記録媒体とする場合には、開口数（ＮＡ）を０．４５とし、波長（λ）を７８０ｎｍとする光ビームを出射する光ピックアップを用い、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）では、開口数（ＮＡ）を０．６とし、波長（λ）を６５０ｎｍとする光ビームを出射する光ピックアップを用いている。光ディスクの信号記録面に集光されるビームスポットの径は、λ／ＮＡに比例するため、ＤＶＤではＣＤに対して、約６３％の径となっている。
対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすると、ビームスポットに対して光ディスクが傾いたとき、ＮＡの３乗に比例してコマ収差が増加してビームスポット形状が劣化するため、ＤＶＤでは光ディスクのレーザービームを覆う保護層をＣＤに対して薄くすることにより、光ディスクの傾きに対するビームスポット形状の劣化の度合いを抑えるようにしている。
これら厚さを異にする２種類の光ディスク、例えば、ＣＤとＤＶＤに対し、一つの対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生ができるようにするには、異なる厚さを有する光ディスクが発生する異なった球面収差の双方に対して、良好に情報信号の記録又は再生を行うことができるような大きさにビームスポット径を絞り込む必要がある。この様な対物レンズの例としては、特許第２５５９００６号の明細書に記載されたレンズ等がある。
なお、ＣＤとＤＶＤとでは、外観上は直径及び厚さは略同じであるが、ＤＶＤは、前述のように保護層が薄いため、ディスク内の情報信号の記録又は読み出しを行う信号面の位置の違いが生じ、この違いにより、擬似的に、ＣＤは厚さが厚いもの、ＤＶＤは厚みが薄いものとして扱うことができる。
一方、薄い円板状をなす光ディスクは、その構造上の理由により、中心部から外周方向に向かう方向のラジアル方向に対して反り易く、また、回転操作されたときに所謂面ぶれも発生し易い。光ディスクの反りや面ぶれによって発生するコマ収差に起因し、クロストークによって信号の読み取りが不明確になってしまうビームスポットの劣化を抑えるためには、例えば、特開平１１−１１０８０２号公報に記載されている、光ディスクの傾きを電気的に検出し、収差補正素子によって、光ディスクの信号記録面上に形成されるビームスポットの形状の劣化を防ぐ方法や、特開２０００−３６１２５号公報に記載された、対物レンズをフォーカス、トラッキング、チルトの３軸方向に対して駆動変位可能とした３軸アクチュエータに搭載する方法がある。これら公報に記載された光ディスクの信号記録面上に形成されるビームスポットの形状の劣化を抑える方法は共に、付加的な部品が必要で、光ピックアップやこの光ピックアップを用いる光ディスクドライブ装置が複雑な構造となってしまい、しかも、コストも高くなってしまうという問題を有する。
これに対し、２軸アクチュエータを対物レンズの所定位置からの変位に比例してラジアル方向に傾けて、光ディスクの反りに追随させて、ビームスポット形状の劣化を防ぐ方法も提案されている。厚さを異にする２種類の光ディスクに対して、１つの対物レンズで情報信号の記録又は再生を行うためには、対物レンズと光ディスクの入射面との距離、即ち、作動距離を変えなくてはならない。しかしながら、２種類の光ディスクを共通の支持体で支持し、対物レンズの傾き調整を一方の光ディスクに合わせると、他方の光ディスクでは、作動距離の差分に比例してレンズが傾いてしまい再生信号が劣化してしまう。
発明の開示
本発明の目的はは、上述したような従来の光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置が有する問題点を解消し得る新規な光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、構造の複雑化を伴うことなく、簡単な構造で、仕様を異にする光ディスクに対して照射される光ビームのビームスポットの劣化を防止して良好な記録再生特性をもって情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生を可能とする光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置を提供することにある。
上述のような目的を達成するために提案される本発明は、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ピックアップであり、それぞれ波長の異なるレーザビームを出射する２つの光源部と、対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有し、レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整機構を有し、第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置が、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部から記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、１２０°≦θ≦２４０°の条件を満足するように配置した。この光ピックアップは、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、記録又は再生する情報信号を最良な状態とすることができると共に、第２の光ディスクに対しても、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができる。
また、本発明は、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ディスクドライブ装置であり、それぞれ波長の異なるレーザービームを出射する２つの光源部と、対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有する光ピックアップを備え、レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整機構を有し、第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する光源部の位置が、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部から記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、１２０°≦θ≦２４０°の条件を満足するように配置した。この光ディスクドライブ装置は、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、記録又は再生する情報信号を最良な状態とすることができると共に、第２の光ディスクに対しても、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができる。
本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、２つの光源部を共通の支持部材上に支持したので、装置全体をコンパクトに構成することが可能になる。
更に、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、レンズ傾斜角調整機構が、Ｓを対物レンズの傾斜角度（対物レンズの光ディスクの外周側に位置した側が光ディスクに近づく方向を正とする）、δを対物レンズの基準位置からの変位量（光ディスクに近づく方向を正とする）、Ｒを光ディスクの半径とすると、１／４・δ／Ｒ≦Ｓ≦δ／Ｒの条件を満足するように対物レンズの傾斜角度を変化させた。この構成を備えることにより、第１の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を効果的に補正することができる。
更にまた、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、各光ディスクによって反射された戻りレーザービームを受光する受光部を有し、該受光部と対物レンズとの間に各光源部からの２種類の戻りレーザービームを受光部の略同一位置で受光することができるように、それぞれの光路を合成する光路合成手段を配置することにより、受光部を共通化し、部品点数を削減した。
更にまた、本発明に係る光ピックアップ及び光ディスクドライブ装置は、ｆを対物レンズの焦点距離、βを光学系の結像倍率、ΔＷＤを第１の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離と、第２の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離との差、φを第２の光ディスクに対して対物レンズが単位角度傾いたとき記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度、αを対物レンズへのレーザービームの入射角が単位角度傾いたとき記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度（レーザービームの傾きによる影響を打ち消す方向を正とする）、Ｔを第１の光ディスクに対して記録又は再生を行うとき、基準位置からの変位（第１の光ディスクへ近づく方向を正とする）に対する対物レンズの傾き角度の感度（対物レンズの第１の光ディスクの外周側に位置した側が第１の光ディスクに近づく方向を正とする）、ΔＬを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までの距離、θを第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度とすると、
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下において図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明に係る光ピックアップ及びこの光ピックアップが用いられる光ディスクドライブ装置を図面を参照して説明する。
以下に示す実施の形態は、本発明を、記録媒体として、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ又はＤｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク（以下、単に「ＤＶＤ」という。）及びＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク（以下、単に「ＣＤ」という。）を用いる光ディスクドライブ装置及びこの光ディスクドライブ装置に用いられている光ピックアップに適用したものである。
最初に、本発明が適用される光ディスクドライブ装置の概略を説明する。
光ディスクドライブ装置１は、図２に示すように、外筐２内に所要の各部材及び各機構が配設されて成る。外筐２は、カバー体３と前面パネル４からなり、前面パネル４には、横長の開口部４ａが設けられていると共に、各種操作ボタンを有する操作部５が設けられている。
外筐２内には、図３に示すように、メカフレーム６が配置されている。メカフレーム上６には、各種機構、即ち、ディスクトレイ７をローディングさせるためのローディング機構８や、回動可能な状態のベースユニット９等が配設されている。ベースユニット９には、スピンドルモータ１０によって回転されるディスクテーブル１１が取り付けられ、更に、光ピックアップ１２が移動可能な状態で支持されている。光ピックアップ１２は、ディスクテーブル１１上に載置されて回転操作される光ディスクの径方向に移動可能な状態でベースユニット９に支持されている。
光ピックアップ１２は、図３に示すように、移動ベース１３上に所要の各部材が配置されて構成され、移動ベース１３の長手方向における両端部にはそれぞれ軸受部１３ａ及び１３ｂが設けられている。これら軸受部１３ａ及び１３ｂにそれぞれ、互いに平行な一対のガイド軸１４，１４が挿通又は支持されることにより、光ピックアップ１２全体が一対のガイド軸１４，１４に案内されてディスクテーブル１１に装着されて回転される光ディスクの半径方向に移動する。
移動ベース１３には、レンズ支持機構として２軸アクチュエータ１５が配置されている。２軸アクチュエータ１５は、図４に示すように、移動ベース１２に取り付けられる固定部１５ａと、固定部１５ａに移動可能に支持された２軸可動部１５ｂからなる。２軸可動部１５ｂは、保持部材１６と対物レンズ１７とコイル部１８等を有する。保持部材１６は、レンズホルダ１６ａと、レンズホルダ１６ａの側縁部から突出したコイルボビン１６ｂとが一体に成形されている。レンズホルダ１６ａには、対物レンズ１７が圧入や接着等の適宜な手段によって保持される。
次に、上述した構成を備えた光ピックアップ１２に適用されたレンズ傾斜角調整機構３０の動作原理及び反りや面ぶれによる光ディスクの傾きと、光ディスクに照射されるレーザビームのビームスポットとの関係について説明する。
本発明に係る光ピックアップ１２を構成する２軸可動部１５ｂは、支持体、即ち、導電性及びバネ弾性を有する材料から成る細い線状をした４本のサスペンション１９，１９，・・・によって固定部１５ｂへの支持及び電気的接続が行われている。なお、４本のサスペンション１９は、後述するように、その配置位置の違いによってそれぞれのバネ定数は微妙に異なるように形成されている。
固定部１５ａには、縦断面形状で略Ｕ字状をなすヨーク２０が配設され、このヨーク２０を構成するの一対のヨーク片２０ａ，２０ａの互いに対向する面には、マグネット２１，２１がそれぞれ固定されている。これらヨーク片２０ａ，２０ａ及びマグネット２１，２１と、フォーカシングコイル１８ａ及びトラッキングコイル１８ｂ，１８ｂによって磁気回路が形成されている。
本発明が適用された光ディスクドライブ装置１は、前述のように、光ディスクとしてＤＶＤ又はＣＤを選択的に使用する装置であって、レーザービームも６５０ｎｍと７８０ｎｍの２種類の波長のレーザビームを使用する光ディスクに応じてを使い分けるものであるので、対物レンズ１７も所謂２焦点レンズが使用される。
本発明が適用された光ディスクドライブ装置は、前面パネル４に設けた操作部５が操作され、ディスクトレイ２３を外筐２の外方のディスク装脱位置に引き出すアンローディング命令が入力されると、ローディング機構８の動作によりディスクトレイ７が前面パネル４の開口４ａから外筐２の外部に引き出され、載置凹部７ａに光ディスクを載置可能な状態になる。載置凹部７ａに光ディスクを載置した後、再度、操作部５が操作され、ディスクトレイ７を外筐２内に引き込むローディング命令が入力されると、ローディング機構８の動作によって、ディスクトレイ７が外筐２内部に引き込まれる。
次に、使用者による操作部５の操作によって、光ディスク（ＤＶＤ）２２ａ又は光ディスク（ＣＤ）２２ｂへの情報信号の記録又は再生の命令が入力されると、ベースユニット９が回動されてディスクテーブル１１が図３中の上方に移動し、ディスクテーブル１１の中心部が光ディスクの中心孔に挿入され、光ディスクのディスクテーブル１１へのチャッキングが行われる。このディスクテーブル１１にチャッキングされた光ディスクであるＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂは、ディスクテーブル１１と一体に回転可能な状態となる。スピンドルモータ１０の駆動によりディスクテーブル１１が回転駆動されることにより、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂがディスクテーブル１１と一体に回転する。ディスクテーブル１１が回転されると、光ピックアップ１２が一対のガイド軸１４，１４に案内されてディスクテーブル１１と一体に回転するＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの内周側から外周側に向かって移動されると共に、２軸アクチュエータ１５に支持された対物レンズ１７を介してレーザービームがＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂの信号面に照射され、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂへの情報信号の書き込みが行われ、あるいは、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａに記録された情報信号読み出しが行われる。
前面パネル４に設けられた操作部５が操作され、情報信号の再生又は記録の停止命令が入力されると、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの回転が停止されると共に、光ピックアップ１２の移動が停止して情報信号の読み出し又は書き込み動作が終了され、ベースユニット９が、前述したとは逆方向の図３中下方に回動し、ＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａに対するディスクテーブル１１のチャッキングが解除されると共に、光ディスクがディスクトレイ７の載置凹部７ａ上に載置され、ベースユニット９がディスクトレイ７の下方に位置する。
更に、操作部５の操作によってディスクトレイ７を外筐２の外部に引き出す引き出し命令が入力されると、ディスクトレイ７が開口４ａか外筐２の外部にら引き出され、ディスクトレイ７の載置凹部７ａに載置されているＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａの取り出しが可能になる。載置凹部７ａからＣＤ２２ｂ又はＤＶＤ２２ａを取り出し、再度、操作部５の操作によってディスクトレイ７を外筐２の内部に引き込むローディング命令が入力されると、ディスクトレイ７が外筐２内に引き込まれる。
次に、本発明に係る光ピックアップ１２を構成するレーザービームを出射する光学系２３について説明する。
光学系２３は、対物レンズ１７を除いて共通の支持部材である光学ベース２３ａ上に支持固定されており、図５に示すように、６５０ｎｍと７８０ｎｍの２種類の波長のレーザービームを出射することができるように２つの光源部２４ａ，２４ｂが設けられている。６５０ｎｍの波長のレーザビームを出射する光源部２４ａは、ＤＶＤ用として用いられ、７８０ｎｍの波長のレーザビームを出射する光源部２４ｂは、ＣＤ用として用いられる。それぞれ波長を異にするレーザビームを出射する２つの光源部２４ａ，２４ｂは、同一の支持部材２４ｃ上に配置されると共に、一体にパッケージングされたレーザー発光素子２４、特にＣＤ２２ｂ用の７８０ｎｍのレーザービームを回折させてトラッキングサーボをかけるためのビームスポットを形成する回折光学素子２５と、レーザービームを透過又は反射させるビームスプリッター２６と、コリメータレンズ２７と、前述した対物レンズ１７と、ＤＶＤ２２ａ又はＣＤ２２ｂの信号面で反射されたレーザービームである戻り光を受光する受光部である受光素子（ＰＤＩＣ）２８と光学素子２９等を有する。なお、光学素子２９は、波長の異なるレーザービームの光路を合成して受光素子２８上の同じ位置に集光させる光路合成手段としての機能を有すると共に、双方のレーザービームに対して非点収差を発生させ、非点収差法によってフォーカス誤差信号を生成するための素子である。
なお、光ディスクドライブ装置１に使用されるＤＶＤ２２ａとＣＤ２２ｂとでは、基本的に厚みは同じであるが、信号記録面の位置の違いによってレーザービームを集光させてビームスポットを形成する位置である動作点は、載置されるディスクテーブル１１の載置面が同じ位置であるときには、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂのレーザビームの入射面から光軸方向で約０．６ｍｍの違いがある。この０．６ｍｍの違いで発生する球面収差の差を補正して、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂの双方に対して良好にレーザービームを集光させるため、対物レンズ１７には前述のような所謂２焦点レンズが用いられている。ところで、擬似的には、信号記録面の位置の違いによって、ＣＤ２２ｂを厚い光ディスク、ＤＶＤ２２ａを薄い光ディスクと擬似的に見なすことも可能である。
２焦点レンズである対物レンズ１７を用いた場合においても、０．６６ｍｍの動作点の差は吸収できない。従って、対物レンズ１７は、レンズ支持機構１５を含む２軸アクチュエータによって駆動されて、レーザービームをビームスポットとして集光させ、ＤＶＤ２２ａ及びＣＤ２２ｂの記録トラックを正確にトレイスして確実に読み取り又は書き込みを行うために、光軸方向と平行な方向のフォーカス方向及び光軸方向に直交する平面方向のトラッキング方向に駆動変位される。２焦点レンズにより構成された対物レンズは、光ディスクがＣＤ規格であるときとＤＶＤ規格であるときとでは、情報信号の記録又は再生を行うときのフォーカシング方向における位置である理論的な動作点が異なるように形成されている。即ち、図５に示すように、位置ＡがＤＶＤ２２ａのときの対物レンズ１７の動作点（以下、「基本動作点」という。）であり、位置ＢがＣＤ２２ｂのときの対物レンズ１７の動作点（基本動作点）となる。
対物レンズ１７を支持すると共に、この対物レンズ１７をフォーカシング方向及びトラッキング方向に駆動する２軸アクチュエータ１５は、図６及び図７に示すように、例えば、対物レンズ１７がＤＶＤ２２ａへの記録又は再生を行うための基本動作点Ａからの変位量δ（ｍｍ、光ディスクに近づく側を正とする）に略比例して、対物レンズ１７をＤＶＤ２２ａの中心部から外周方向（ラジアル方向）に傾斜角Ｓ（ｄｅｇ：ＤＶＤ２２ａの外周側が対物レンズ１７に近づく方向を正とする）だけ傾ける機構である、レンズ傾斜角調整機構３０を備える。
レンズ傾斜角調整機構３０は、２軸アクチュエータ１５の機能を使用して対物レンズ１７を傾けるようにした機構であり、２軸アクチュエータ１５の構成部品の一部に機械的な変更を加えただけのものである。
即ち、レンズ傾斜角調整機構３０の機能は、本出願人が先に提案している特開２００１−３１９３５３号公報、この出願に対応する米国特許出願０９／８４２８６８号の明細書に詳細が記載されている。ここでは、上記出願の明細書の記載を参照して更なる詳細な説明は避けるが、例えば、２軸アクチュエータ１５の２軸可動部１５ｂを固定部１５ａに対して支持した複数の例えば４本のサスペンション１９，１９・・・線径が同じままでバネ定数を適宜変更するること、又は、線径を変えることによってバネ定数に適宜違いを持たせることによって実現されるものである。つまり、光ディスクの内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９のバネ定数を同外周側に位置する他の一対のサスペンション１９，１９のバネ定数より大きくすることや、同じく内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９の線径を外周側に位置する他の一対のサスペンション１９，１９よりも太くすることにより、光ディスクの内周側に位置する一対のサスペンション１９，１９のバネ定数を同外周側に位置する他のサスペンション１９，１９のバネ定数より大きくすることにより所定の傾き、対物レンズ１７を基本動作点Ａからの変位量δに略比例して傾けることを可能にするものである。
また、対物レンズ１７の基本動作点Ａからの変位が生じる理由は、ＤＶＤ２２ａに反りや面ぶれがあると、ＤＶＤ２２ａの信号面から対物レンズまでの距離が通常よりも遠くなってしまうためであり、この場合は、通常の基本動作点Ａでは焦点が合わないので、２軸アクチュエータ１５によって対物レンズ１７がフォーカシング方向に移動させられるために生じるものである。
以下に、ＤＶＤ２２ａに記録又は再生動作を行う時の、ＤＶＤ２２ａの反りや面ぶれによって生じる傾きを補正するための、レンズ傾斜角調整機構３０による対物レンズ１７の最適な傾きを求める方法について説明する
変位量δと傾斜角Ｓとの関係は、その比例定数をＴ（ｄｅｇ／ｍｍ）とすると、傾斜角Ｓは以下の式１によって表すことができる。
ここで、ＤＶＤ２２ａに反りがある場合について検討する。図８に示すように、ＤＶＤ２２ａの半径をＲ、ＤＶＤ２２ａの最外周部の反り量をＭ（ｍｍ）とし、ＤＶＤ２２ａの反りは、図８に示すように、中心部から外周部にかけて一様であるとする。なお、従来技術の説明でも述べたように、一般的に、光ディスクの反りや面ぶれは不可避であり、これによって信号面が変位、即ち、光ディスクに対して対物レンズが傾くことになってしまうと、コマ収差が発生し、信号面上に集光するビームスポットが劣化してしまうことになる。
２軸アクチュエータ１５にレンズ傾斜角調整機構３０を組み込み、式１に示すように変位量δに略比例して、対物レンズ１７を傾斜させることによって、コマ収差によるビームスポットの劣化を補正して、良好な記録又は再生を行うことが可能になる。
図９に示すように、ＤＶＤ２２ａの信号記録トラックの再内周側の位置をＲｉｎ、最外周側の位置をＲｏｕｔとすると、記録面の中央部（Ｒｉｎ＋Ｒｏｕｔ）／２において、レンズの傾きＳが反りのある光ディスクの記録面（記録信号を読み出す側の面）の傾斜角Ｍ／Ｒ・１８０／π（ｄｅｇ）と等しくなるように、比例定数Ｔを選ぶと、記録面の中央部においてコマ収差によるビームスポットの劣化を小さくすることが可能になる。この位置での記録面の変位ｍは、以下の式２によって表される。
また、比例定数Ｔは、良好な記録又は再生を行うためには、以下の数式５を満足させるようにすることが望ましい。
ＤＶＤ２２ａに対する記録又は再生動作を行うときには、ＤＶＤ２２ａの製造上に生じる反りやＤＶＤ２２ａを保持して回転させる機構上に生じる変形（面ぶれ）の発生によって対物レンズ１７が基本動作点Ａからδ変位すると、新たに部品を付加することなく一部の機械的な変更によって構成されたレンズ傾斜角調整機構３０の働きによって、変位量に略比例してＳ（＝Ｔ・δ）度傾く。従って、このＳ度傾く対物レンズ１７によって、ＤＶＤ２２ａの反りや面ぶれによるコマ収差の発生によるビームスポットの劣化が補正され、最適な状態で記録又は書き込み動作を行うことが可能になる。
次に、レンズ傾斜角調整機構３０を備えた光ピックアップ１２を用いてＣＤ（厚い光ディスク）２２ｂに対する記録又は再生動作を行う場合について説明する。
ところで、対物レンズ１７を通して、ＣＤ２２ｂに記録又は再生を行うときには、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、２軸アクチュエータ１５によって基本動作点Ａから、対物レンズ１７は基本動作点Ｂに移動される。即ち、対物レンズ１７は、薄い光ディスクであるＤＶＤ２２ａに記録又は再生を行うときの位置よりも、ΔＷＤだけＣＤ２２ｂの表面に近づくことになる。
従って、ＤＶＤ及びＣＤの双方の光ディスクの信号面位置の違いに起因する光軸方向への移動により、レンズ傾斜角調整機構３０が働き、基本動作点ＡとＢとの距離がΔＷＤ（ｍｍ）であるので、レンズ傾斜角調整機構３０の働きによってＣＤ２２ｂが反りや面ぶれによって傾いているか否かに係わらず、基本動作点Ｂでは対物レンズ１７は前述した式１によりＳ＝Ｔ・ΔＷＤ（ｄｅｇ）だけ傾くことになる。一般的に、図１２Ａに示すように、光軸に対して対物レンズが傾いたり、また、図１２Ｂに示すように光ディスクが傾いたりしたときには、コマ収差が発生する。例えば、開口数（ＮＡ）を０．４５とする対物レンズでは、対物レンズ及び光ディスクのどちらが傾いても、傾き角１°当たり、０．０６λｒｍｓを越えるコマ収差が生じる。
対物レンズ１７がＣＤ２２ｂに対して傾いたときに発生するコマ収差ＣＴは、ＣＤ２２ｂを傾ける、すなわち、対物レンズ１７とＣＤ２２ｂとが平行な状態に近づくようにすることによって補正することが可能である。
更に、具体的には、図１３に示すように、ＣＤ２２ｂに対して対物レンズ１７が１°傾いたときに発生する図１３中破線Ｃで示すコマ収差ＣＴは、ＣＤ２２ｂを図１３中実線Ｄで示すようにφ（ｄｅｇ）傾けることによって補正することができることが解る。
従って、ＣＤ２２ｂの記録又は再生動作時には、対物レンズ１７に対してＣＤ２２ｂを以下の式６（ｄｅｇ）だけ傾けることによって、コマ収差を補正され、記録又は再生信号を最良な状態とすることが可能となる。
従って、本発明は、新たな機構を設けないで、ＣＤ２２ｂの記録又は再生動作時に、対物レンズ１７が傾くことによる影響を、ＣＤ２２ｂを傾けないで打ち消すようにしたものである。即ち、詳しくは後述するが、ＣＤ２２ｂに対して記録又は再生を行うための光源部２４ｂの位置を光軸上からずらせて配置し、光源部２４ｂからのレーザービームを対物レンズ１７に対して斜めに入射させることによって、基本動作点Ｂにおいて対物レンズ１７が傾いたことによる影響を排除するようにしたものである。以下、ＣＤ２２ｂに対して記録及び再生動作を行うときの基本動作点ＢにおいてＴ・ΔＷＤだけ傾いた対物レンズ１７によるビームスポットへの影響を打ち消すための方法について詳細に説明する。
ＣＤ２２ｂに使用するレーザー発光素子２４の第２の光源部２４ｂは、図１４に示すように、ＤＶＤ２２ａに使用する光軸上に位置した第１の光源部２４ａから、距離ΔＬ（ｍｍ）、角度θ（ラジアル方向の外周側を基準にして反時計回りに計る）の位置に配置されている。コリメータレンズ２７の焦点距離をｆＣＬ（ｍｍ）とすると、ＣＤ２２ｂの記録再生動作時には、以下の式７に示すレーザービームの光線倒れγが発生する。
ところで、対物レンズ１７を通してＣＤ２２ｂの記録又は再生を行うとき、図１５Ａ、図１５Ｂに示すように、光源部２４ｂからの入射光線が対物レンズ１７に対して単位角度傾いたとき発生するコマ収差はＣｙであり、このコマ収差Ｃｙを、記録又は再生信号が最良となるようにＣＤ２２ｂを傾斜させて補正するときの傾斜角をα（ｄｅｇ）（光線傾きを打ち消す方向を正とする）とすると、対物レンズ１７が光軸に対して直角であるときには、ＣＤ２２ｂを以下の式８に示す方向に傾斜させると記録又は再生信号を最良とすることができる。
実際には、式９の（ａ）において、Ｔ、ΔＷＤ、φ、γ、αは通常正であるため、第２項のｃｏｓθが負となるようにすればよいことになる。また、式９の（ｂ）を考慮するとθは、１２０°≦θ≦２４０°の範囲であることが望ましい。
更に、製造上の誤差を考慮して、タンジェンシャル方向については±０．２°、ラジアル方向については、±０．３°以内に抑えるようにすると、ＣＤ２２ｂの記録又は再生時において情報信号の劣化量が、許容マージン内となり、以下の式１０を満たせばよいことになる。
以上に説明したように本発明は、ＣＤとＤＶＤのように厚さと記録密度を異にする、即ち、仕様を異にする２種類の光ディスクに対して１つの対物レンズで情報信号を記録又は再生することができるようにされた光ピックアップ１２及び光ディスクドライブ装置１において、ＤＶＤ２２ａでは、新たな部品等を付加することなく、ディスクの製造上に生じる反りやこれを保持して回転させる機構上に生じる変形や回転時に発生する面ぶれによるビームスポットの劣化を簡単な機械的な変更のみによって構成されたレンズ傾斜角調節機構３０によって対物レンズ１７を傾けることによって補正すると共に、ＣＤ２２ｂでは、ＤＶＤ２２ａよりも対物レンズ１７が信号面に近づくために生じるレンズ傾斜角調節手段３０による対物レンズ１７の傾きを、光源部２４ｂを光軸上からずらせ対物レンズ１７にレーザービームを斜入射とすることによって打ち消し、双方の光ディスクに対してもビームスポットの劣化が補正された状態で記録又は再生動作を最適に行うことができる。
なお、上記の実施の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施するに当たっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の特徴が限定的に解釈されるものではない。
産業上の利用可能性
上述したように、本発明に係る光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスクドライブ装置は、共通を対物レンズを用いて、情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して選択的に情報信号の記録又は再生を行う場合に、双方の光ディスクに対してビームスポットの劣化を防いで最適な状態で情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする。特に、一方の光ディスクに反りがある場合でも、反りによるビームスポットの劣化を補正して、情報信号の記録又は再生を行うことを可能とし、他の光ディスクに対しては、レンズ傾斜角調整機構によって傾けられた対物レンズによる影響を補正することができ、いずれに光ディスクに対しても、良好な記録再生特性をもって情報信号の記録又は再生を行うことを可能とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の光ピックアップの光学系の基本構成を示す側面図である。
図２は、本発明が適用される光ディスクドライブ装置の外観を示す斜視図である。
図３は、光ディスクドライブ装置の基本構成を、一部を分解して示す斜視図である。
図４は、光ピックアップの２軸アクチュエータを示す斜視図である。
図５は、光ピックアップの光学系の基本構成を示す側面図である。
図６は、レンズ傾斜角調整機構の動作を説明する図である。
図７は、レンズ傾斜角調整機構の動作を説明する図である。
図８は、光ディスクに反りがある状態を説明する概略図である。
図９は、光ディスクに反りがある場合において、各部における信号面の変位を説明する図である。
図１０は、光ディスクに反りがある場合において、光ディスクの半径方向の各部における信号面の変位と対物レンズの傾きとの関係を説明する図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、仕様が異なる別の光ディスクに対して記録又は再生を行うための位置に移動した対物レンズの状態を説明する図である。
図１２Ａは、レンズが傾いた場合におけるコマ収差の発生の様子を説明する図であり、図１２Ｂは、ディスクが傾いた場合におけるコマ収差の発生の様子を説明する図である。
図１３は、対物レンズ又は光ディスクの傾きとコマ収差との関係を示すグラフである。
図１４は、レーザー発光素子における２つの光源部の配置を概略的に示す図である。
図１５Ａは、対物レンズへのレーザービームの入射角とコマ収差との関係を示すグラフであり、図１５Ｂは、光ディスクの傾きとコマ収差との関係を示すグラフである。
Claims (11)
- 少なくとも情報記録密度及び厚みを異にする２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ピックアップにおいて、
それぞれ波長の異なるレーザービームを出射する２つの光源部と、
上記対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有し、
上記レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整手段を有し、
第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する第１の光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する第２の光源部の位置が、以下の条件を満足するように配置された光ピックアップ。
１２０°≦θ≦２４０°
但し、
θ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度とする。 - 上記２つの光源部が共通の支持部材上に支持されていることを特徴とする請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。
- 上記レンズ傾斜角調整手段は、以下の条件を満足するように対物レンズの傾斜角度を変化させるようにされたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。
１／４・δ／Ｒ≦Ｓ≦δ／Ｒ
但し、
Ｓ：対物レンズの傾斜角度、
δ：対物レンズの基準位置からの変位量、
Ｒ：光ディスクの半径
とする。 - 光ディスクによって反射された戻りレーザービームを受光する受光部を有し、該受光部と対物レンズとの間に、各光源部からの２種類の戻りレーザービームを受光部の略同一位置で受光することができるように、それぞれの光路を合成する光路合成手段を配置したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の光ピックアップ。
- 以下の条件を満足するようにされたことを特徴とする請求の範囲第１項記載光ピックアップ。
但し、
ｆ：対物レンズの焦点距離、
β：光学系の結像倍率、
ΔＷＤ：第１の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離と、第２の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離との差、
φ：第２の光ディスクに対して対物レンズが単位角度傾いたとき、記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度、
α：対物レンズへのレーザービームの入射角が単位角度傾いたとき、記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度（レーザービームの傾きによる影響を打ち消す方向を正とする）、
Ｔ：第１の光ディスクに対して記録又は再生を行うとき、基準位置からの変位（第１の光ディスクへ近づく方向を正とする）に対する対物レンズの傾き角度の感度（対物レンズの第１の光ディスクの外周側に位置した側が第１の光ディスクに近づく方向を正とする）、
ΔＬ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までの距離、
θ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度、
とする。 - 情報記録密度や厚み等の仕様が異なる２種類の光ディスクに対して共通の対物レンズを使用して情報信号の記録又は再生を行うようにされた光ディスクドライブ装置において、
それぞれ波長の異なるレーザービームを出射する２つの光源部と、上記対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有する光ピックアップを備え、
上記レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の所定位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整手段を有し、
第１の光ディスクへの記録又は再生に使用する第１の光源部の位置に対する第２の光ディスクへの記録又は再生に使用する第２の光源部の位置が、以下の条件を満足するように配置された光ディスクドライブ装置。
１２０°≦θ≦２４０°
但し、
θ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度
とする。 - 上記２つの光源部が共通の支持部材上に支持されていることを特徴とする請求の範囲第６項記載の光ディスクドライブ装置。
- 上記レンズ傾斜角調整手段は、以下の条件を満足するように対物レンズの傾斜角度を変化させるようにされたことを特徴とする請求の範囲第６項記載の光ディスクドライブ装置。
１／４・δ／Ｒ≦Ｓ≦δ／Ｒ
但し、
Ｓ：対物レンズの傾斜角度、
δ：対物レンズの基準位置からの変位量、
Ｒ：光ディスクの半径
とする。 - 光ディスクによって反射された戻りレーザービームを受光する受光部を有し、該受光部と対物レンズとの間に、各光源部からの２種類の戻りレーザービームを受光部の略同一位置で受光することができるように、それぞれの光路を合成する光路合成手段を配置したことを特徴とする請求の範囲第６項記載の光ディスクドライブ装置。
- 以下の条件を満足するようにされたことを特徴とする請求の範囲第６項記載の光ディスクドライブ装置。
但し、
ｆ：対物レンズの焦点距離、
β：光学系の結像倍率、
ΔＷＤ：第１の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離と、第２の光ディスクに対して記録又は再生を行う時の作動距離との差、
φ：第２の光ディスクに対して対物レンズが単位角度傾いたとき、記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度、
α：対物レンズへのレーザービームの入射角が単位角度傾いたとき、記録又は再生信号が最良となるように第２の光ディスクを傾けて補正するときの第２の光ディスクの傾き角度（レーザービームの傾きによる影響を打ち消す方向を正とする）、
Ｔ：第１の光ディスクに対して記録又は再生を行うとき、基準位置からの変位（第１の光ディスクへ近づく方向を正とする）に対する対物レンズの傾き角度の感度（対物レンズの第１の光ディスクの外周側に位置した側が第１の光ディスクに近づく方向を正とする）、
ΔＬ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までの距離、
θ：第１の光ディスクの記録又は再生に用いる第１の光源部から、記録又は再生時における光ディスク外周方向に向かう直線を基準にして、第２の光ディスクの記録又は再生に用いる第２の光源部の位置までを反時計回りに計った角度、
とする。 - それぞれ波長の異なるレーザービームを出射する２つの光源部と、
上記対物レンズの位置を光ディスクの半径方向及び光軸方向で制御するレンズ支持機構とを有し、
上記レンズ支持機構は、第１の光ディスクの情報信号面の基準位置からの変位に略比例して、対物レンズの光軸に対する傾斜角度を変化させることができるレンズ傾斜角調整手段を備え、
上記レンズ傾斜角調整手段が、以下の条件を満足するように対物レンズの傾斜角度を変化させるようにされた光ピックアップ。
１／４・δ／Ｒ≦Ｓ≦δ／Ｒ
但し、
Ｓ：対物レンズの傾斜角度（対物レンズの光ディスクの外周側に位置した側が光ディスクに近づく方向を正とする）、
δ：対物レンズの基準位置からの変位量（光ディスクに近づく方向を正とする）、
Ｒ：光ディスクの半径
とする。
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