(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のビーム光を照射光路内に発射して光記録媒体上に照射するマルチビーム光源と、
このマルチビーム光源から光記録媒体上に照射した前記各ビーム光の反射ビーム光を受ける光検出器と、
この光検出器と前記光記録媒体との間の光路上に配置され、前記反射ビーム光を集光する第１レンズと、この第１レンズから出射する反射ビーム光に非点隔差を発生させる第２レンズとを有し、前記第１レンズ及び前記第２レンズの双方を互いに独立して光軸方向に変位可能に構成した集光レンズ群と、
を備えたことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項２】
信号変調度が最大となり、かつ、上記光検出器からの信号より生成されたトラッキングエラー信号のオフセット成分が略ゼロとなるように、上記集光レンズ群の第１レンズ、及び、第２のレンズを光軸方向にそれぞれ変位させて配置す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装置。
【請求項３】
上記第１レンズの鏡筒及び第２レンズの鏡筒は上面が偏平に形成されその偏平面に調整用治具挿入溝を有し、偏平面が調整用孔を有するばねにより押圧されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばレーザ光を用いて情報の記録再生を行う光記録再生装置に使用して好適な光学ピックアップ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンピュータ等のデータを保存する手段としては、データ保存容量が大きいこと、アクセスが高速であることおよび可搬性にすぐれていること等の利点をもつことから、光ディスクを記録媒体とした記録再生装置が使用されるようになっている。このような記録再生装置において、２チャンネルを含む多チャンネル記録を光学系で実現するには、多チャンネルモノリシックタイプのレーザダイオードをマルチビームレーザ光源として使用する方法がある。
【０００３】
従来、この種の記録再生装置には、複数のビーム光を照射光路内に発射して光磁気ディスク上に照射するマルチビームレーザ光源と、このマルチビームレーザ光源から光ディスク上に照射した各ビーム光に対応する反射ビーム光を照射光路と異なる光路に導出するための光学素子と、この光学素子から出射する各反射ビーム光を受ける光検出器と、この光検出器と光学素子との間に介在し各反射ビーム光を集光する集光レンズ群とを有する光学ピックアップ装置を備えたものが採用されている。
【０００４】
このような記録再生装置の光学ピックアップ装置においては、マルチビームレーザ光源から発射する各ビーム光が照射光路内のコリメータレンズや対物レンズ等を透過して光ディスク上に照射すると、これら照射ビーム光が光ディスク上で反射し、これら各反射ビーム光が集光レンズ群を透過して光検出器の各受光素子に到達しサーボ信号および記録再生信号となる。そして、この光学系においては、各反射光のビーム間隔が光検出器の各受光素子間隔に合致するように倍率を設定し、マルチビームレーザ光源から発射する各ビーム光が互いに干渉することなく光検出器の各受光素子上に正確に集光される必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、この種の光学系においては、光検出器に到達する光ディスクからの反射光のビーム間隔がマルチビームレーザ光源の発光点精度や光学部品自体の精度等に依存し、光学的な誤差発生の要因となり易い。このため、従来より光学系組立時において光検出器に対する焦点位置等を調整して光学部品等自体の精度誤差を吸収することができる光学系焦点位置調整装置の出現が要望されていた。
【０００６】
また、マルチビームレーザ光源では、メインビーム（０次光）が複数個あることから回転したビーム群に対しては光検出器の各受光素子も同様に回転方向等の調整が必要となるため、光検出器の取付けが簡単ではないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、光学部品等の精度誤差を吸収することができ、もって光検出器の所定部位に光記録媒体からの各反射ビーム光を正確に集光することができる光学ピックアップ装置を提供するものである。
【０００８】
また、他の本発明は、シリンドリカルレンズの回動操作によって光検出器に対する各反射ビーム光の傾斜角度を減少する方向に補正することができ、もって光検出器の取付時における位置調整作業を簡単に行うことができる光学ピックアップ装置を提供するものである。
【０００９】
本発明に係る光学ピックアップ装置は、複数のビーム光を照射光路内に発射して光記録媒体上に照射するマルチビーム光源と、このマルチビーム光源から光記録媒体上に照射した前記各ビーム光の反射ビーム光を受ける光検出器と、  この光検出器と前記光記録媒体との間の光路上に配置され、前記反射ビーム光を集光する第１レンズと、この第１レンズから出射する反射ビーム光に非点隔差を発生させる第２レンズとを有し、前記第１レンズ及び前記第２レンズの双方を互いに独立して光軸方向に変位可能に構成した集光レンズ群と、を備えたものである。
【００１０】
上記集光レンズ群の第１レンズ、及び、第２のレンズは、信号変調度が最大となり、かつ、上記光検出器からの信号より生成されたトラッキングエラー信号のオフセット成分が略ゼロとなるように、光軸方向にそれぞれ変位させて配置することが望ましい。
【００１１】
【作用】
本発明においては、第１レンズあるいは第２レンズを光軸に沿って移動すると、光記録媒体から光検出器に至る光学パスの倍率が変化する。
【００１２】
上記集光レンズ群の第１レンズ、及び、第２のレンズを、信号変調度が最大となり、かつ、上記光検出器からの信号より生成されたトラッキングエラー信号のオフセット成分が略ゼロとなるように、光軸方向にそれぞれ変位させて配置すると、倍率合わせが行われ、信号変調度が最大となるように光検出器の焦点合わせが行われる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
【００１４】
図１は光学ピックアップ装置の光学系を示す図、図２は光学ピックアップ装置の光検出器に対するビーム光の受光状態と光記録媒体に対するビーム光の照射状態を示す斜視図、図３（Ａ）および（Ｂ）は、光学ピックアップ装置の焦点位置調整を説明するための平面図と光路図、図４は光学ピックアップ装置の要部を示す分解斜視図である。なお、図１において、２点鎖線で示す光学部品群Ａ′は２点鎖線で示す光学部品Ａを側方から見た図である。
【００１５】
先ず、本発明における光学ピックアップ装置の光学系の２軸アクチュエータを制御する信号および記録再生を行う信号等の経路につき、図１を用いて説明する。同図において、マルチビームレーザダイオード１から発射したマルチビームレーザ光がコリーメータレンズ２を透過して平行光となり、この平行光がアナモフィックプリズム３によってビーム補正され、１／２波長板４，グレーティング５を透過した後にビームスプリッタ６によって第１偏光ハーフミラー部６ａを透過する光線と９０°反射する光線に分割される。
【００１６】
このうち第１ビームスプリッタ６の第１偏光ハーフミラー部６ａを９０°反射する光線は第２偏光ハーフミラー部６ｂを９０°反射し、この反射光が４５度ミラー７に入射して９０°反射し、１／４波長板８および対物レンズ９を順次透過して光記録媒体である光ディスクＤに照射する。
【００１７】
この照射光が光磁気ディスクＤの信号記録面を反射すると、この反射光が再度対物レンズ９および１／４波長板８を透過して４５度ミラー７で反射し、この反射光はビームスプリッタ６の第２偏光ハーフミラー部６ｂに入射する。ビームスプリッタ６の第２偏光ハーフミラー部６ｂを透過したビーム光は、第１レンズである集光レンズ１０および第２レンズであるシリンドリカルレンズ１１を順次透過して第１光検出器１２に到達する。この第１光検出器１２の出力がアクチュエータを制御する信号および記録再生を行う信号となる。
【００１８】
一方、ビームスプリッタ６の第１偏光ハーフミラー部６ａを透過する光線は、ポラリーゼーションビームスプリッタ１３，ピンホール１４およびフロントオートマティックパワーコントロールレンズ１５を順次透過して第２光検出器１６に到達し、光ディスクＤの信号記録面に照射する光線のパワーを検出する信号となる。
【００１９】
次に、本発明の要部としての集光レンズ１０およびシリンドリカルレンズ１１からなる集光レンズ群の保持構造につき、図４を用いて説明する。図４において、光学部品取付用のベース３１には、前後方向（矢印±ｚ方向）に開口する貫通孔３２ａが設けられ、この貫通孔３２ａに連通しかつ上方（矢印＋ｙ方向）に開口する断面視略Ｖ字状の凹部３３およびこの凹部３３の片側開口縁において上方に開口しかつ後述する鏡筒の軸線方向に並列しスプリングワッシャ（図示せず）付きの取付ねじ３４，３５が螺合するねじ孔３６，３７が設けられている。前記集光レンズ１０を内蔵する第１鏡筒３８は、前記ベース３１に鏡筒外周面一部を前記凹部３３の内面に押圧接触させ後述する板ばねによって保持されている。
【００２０】
この第１鏡筒３８には、外周面一部（凹部３３の内面に対する押圧接触面を除く）を切り欠くことにより偏平面（Ｄカット面）３９およびこの偏平面３９に開口し鏡筒軸線と直角な方向に延在しかつ焦点位置調整時に調整用の治具（図示せず）を挿入可能な凹溝４０が形成されている。
【００２１】
前記シリンドリカルレンズ１３を内蔵する第２鏡筒４１は、前記ベース３１に鏡筒外周面一部を前記凹部３３の内面に押圧接触させ後述する板ばねによって保持されている。この第２鏡筒４１には、外周面一部（凹部３３の内面に対する押圧接触面を除く）を切り欠くことにより偏平面（Ｄカット面）４２およびこの偏平面４２に開口し鏡筒軸線と直角な方向に延在しかつ焦点位置調整時に前記治具（図示せず）を挿入可能な凹溝４３が形成されている。そして、この第２鏡筒４１および前記第１鏡筒３８は、焦点位置調整時に前記治具（図示せず）によって鏡筒軸線（光軸）上を移動し得るように構成されている。
【００２２】
コ字状の第１板ばね４４は、前記ベース３１に前記取付ねじ３４によって固定されており、ばね基部片４４ａが前記偏平面３９に押圧接触して前記第１鏡筒３８を前記凹部３３の内面に圧接し得るように構成されている。この第１板ばね４４のばね基部片４４ａには、前記取付ねじ３４が挿通するねじ挿通孔４５および前記治具（図示せず）が挿通可能な調整用孔４６が設けられている。
【００２３】
コ字状の第２板ばね４７は、前記第１板ばね４４に鏡筒軸線方向に所定の間隔をもって並設され、かつ前記ベース３１に前記取付ねじ３５によって固定されており、ばね基部片４７ａが前記偏平面４２に押圧接触して前記第２鏡筒４１を前記凹部３３の内面に圧接し得るように構成されている。この第２板ばね４７のばね基部片４７ａには、前記取付ねじ３５が挿通するねじ挿通孔４８および前記治具（図示せず）が挿通可能な調整用孔４９が設けられている。なお、この第２板ばね４７および前記第１板ばね４４の前記各取付ねじ３４，３５による焦点位置調整時の締め付けは、固定時の締め付けと比較してゆるくされている。
【００２４】
このように構成された光学ピックアップ装置においては、集光レンズ１０あるいはシリンドリカルレンズ１１を各鏡筒と共に光軸方向に移動操作すると、光ディスクＤから第１光検出器１２に至る光学パスの倍率が変化する。
【００２５】
これを図２及び図３を用いて説明する。図２および図３（Ａ），（Ｂ）に示す光学系において、光磁気ディスクＤに照射するビーム光の間隔を２２μｍとし、第１光検出器１２の各受光素子１２ａ間隔を２００μｍとした場合には、光ディスクＤと第１光検出器１２間における光学系の倍率αがα＝２００／２２に設定される。
【００２６】
この光学系の倍率αは、ｆ0（対物レンズ９の焦点距離）、ｆc（集光レンズ１０の焦点距離），ｆM1（シリンドリカルレンズ１１のｘ方向焦点距離），ｆM2（シリンドリカルレンズ１１のｙ方向焦点距離），ｄ0（集光レンズ１０とシリンドリカルレンズ１１との間の光学距離）およびｄ1，ｄ2（非点隔差発生状態におけるシリンドリカルレンズ１１と反射光の結像線との間の光学距離）の各光学パラメータを用いて
【００２７】
【数１】
0003684618.tif 000002
【００２８】
と表すことができる。
【００２９】
また、光学距離ｄ1，ｄ2は、
【００３０】
【数２】
0003684618.tif 000003
【００３１】
と表すことができる。
【００３２】
すなわち、光磁気ディスクＤと光検出器１２間における光学系においては、集光レンズ１０とシリンドリカルレンズ１１間の距離ｄ0を可変することにより倍率αを調整することができる。
【００３３】
以上の説明より、フォーカス方向の位置調整を行うことができると共に、光学系の倍率調整を行うことができるから、光学部品等自体の精度誤差を吸収することができる。
【００３４】
この場合、図２に示すように光検出器１２の各受光素子面にビーム光が到達して
トラッキングエラー信号
〔｛（Ａ1＋Ｄ1）−（Ｂ1＋Ｃ1）｝＋｛（Ａ2＋Ｄ2）−（Ｂ2＋Ｃ2）｝−α｛（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）｝〕が取り出されると共に、
フォーカスエラー信号
｛（Ａ1＋Ｃ1）−（Ｂ1＋Ｄ1）｝＋β｛（Ａ2＋Ｃ2）−（Ｂ2＋Ｄ2）｝が取り出される。
【００３５】
このうち、
ｘ1＝（Ａ1＋Ｄ1）−（Ｂ1＋Ｃ1）
Ｘ2＝（Ａ2＋Ｄ2）−（Ｂ2＋Ｃ2）
の各信号ＤＣ（トラッキングオフセット）成分が「０」となるように調整することにより倍率合わせが行われ、信号変調度が最大となるように調整することにより第１光検出器１２の焦点合わせが行われる。
【００３６】
なお、本実施例においては、２チャンネルモノリシックレーザダイオードを用いる方式に適用する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば３チャンネルモノリシックレーザダイオードや４チャンネルモノリシックレーザダイオード等の多チャンネルモノリシックレーザダイオードを用いる方式にも実施例と同様に適用可能である。
【００３７】
次に、他の本発明の光学ピックアップ装置について、図５および図６を用いて説明する。この光学ピックアップ装置の光学系については、前記実施例と略同様のためその説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。この実施例では、図５に示す如くシリンドリカルレンズ１１が例えばｘ軸を中心に回転可能に構成され、シリンドリカルレンズ１１の母線方向Ｌが、光ディスクＤ上のビーム光の傾斜に対してシリンドリカルレンズ１１によるビーム回転を相殺する回転方向に設定される。
【００３８】
即ち、図２に示す２チャンネル光学系において、光ディスクＤに対してメインビームＣＨ１，ＣＨ２およびサイドビームＳ１，Ｓ２が照射すると、トラックｔに対するビーム群の角度θは、Ｂ．Ｓ（ビームスペーシング）およびトラックピッチを各々２２μｍ，１．６μｍとすると、
【００３９】
【数３】
0003684618.tif 000004
【００４０】
となる。
【００４１】
ここで、シリンドリカルレンズ１１のレンズ母線Ｌが図５に示すように第１光検出器１２上のｘ−ｙ座標に対して４５（ｄｅｇ）傾斜した場合のビーム回転を考えてみる。
【００４２】
シリンドリカルレンズ１１の入射光Ｏiを、
【００４３】
【数４】
0003684618.tif 000005
【００４４】
シリンドリカルレンズ１１の出射光Ｏoを、
【００４５】
【数５】
0003684618.tif 000006
【００４６】
とし、レンズ母線が４５（ｄｅｇ）回転した場合の円筒面座標に変換すると、
【００４７】
【数６】
0003684618.tif 000007
【００４８】
となる。
【００４９】
ここで、図６に示すように入射点および法線ベクトルを各々Ｔ，Ｅとして円筒面座標で表すと、
【００５０】
【数７】
0003684618.tif 000008
【００５１】
となる。
【００５２】
スネルの法則によりＤ0′を求めると、
【００５３】
【数８】
0003684618.tif 000009
【００５４】
となる。
【００５５】
これを変形して
【００５６】
【数９】
0003684618.tif 000010
【００５７】
となる。
【００５８】
これを整理して
【００５９】
【数１０】
0003684618.tif 000011
【００６０】
となる。
【００６１】
（３）式より
【００６２】
【数１１】
0003684618.tif 000012
【００６３】
とすると、
【００６４】
【数１２】
0003684618.tif 000013
【００６５】
であるから、
【００６６】
【数１３】
0003684618.tif 000014
【００６７】
（５）式より回転角度をψとすると、
【００６８】
【数１４】
0003684618.tif 000015
【００６９】
となる。
【００７０】
ここで、
【００７１】
【数１５】
0003684618.tif 000016
【００７２】
とすると、
【００７３】
【数１６】
0003684618.tif 000017
【００７４】
となる。
【００７５】
図５に示すシリンドリカルレンズ１１はレンズ母線がｘ軸に対して４５（ｄｅｇ）傾斜した角度に設定されており、光磁気ディスクＤに対して
【００７６】
【数１７】
0003684618.tif 000018
【００７７】
の角度に傾斜していたメインビームが
【００７８】
【数１８】
0003684618.tif 000019
【００７９】
の角度に補正されるのである。
【００８０】
この場合、レンズ母線がｘ軸に対して−４５（ｄｅｇ）傾斜した角度に設定されると、
【００８１】
【数１９】
0003684618.tif 000020
【００８２】
の角度になる。
【００８３】
なお、他の本発明においては、本発明の実施例と同様に２チャンネルモノリシックレーザダイオードを用いる方式のみならず例えば３チャンネルモノリシックレーザダイオードや４チャンネルモノリシックレーザダイオード等の多チャンネルモノリシックレーザダイオードを用いる方式にも適用可能である。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数のビーム光を照射光路内に発射して光記録媒体上に照射するマルチビーム光源と、このマルチビーム光源から光記録媒体上に照射した前記各ビーム光の反射ビーム光を受ける光検出器と、この光検出器と前記光記録媒体との間の光路上に配置され、前記反射ビーム光を集光する第１レンズと、この第１レンズから出射する反射ビーム光に非点隔差を発生させる第２レンズとを有し、前記第１レンズ及び前記第２レンズを互いに独立して光軸方向に変位可能に構成した集光レンズ群と、を備えたので、第１レンズあるいは第２レンズを光軸に沿って移動すると、光記録媒体から光検出器に至る光学パスの倍率が変化し、フォーカス方向の位置調整を行うことができると共に、光学系の倍率調整を行うことができるから、光学部品等自体の精度誤差を吸収することができ、各光検出器の所定部位に光記録媒体からの各反射ビーム光を正確に集光することができる。
【００８５】
特に、請求項２のように、上記集光レンズ群の第１レンズ、及び、第２のレンズを、信号変調度が最大となり、かつ、上記光検出器からの信号より生成されたトラッキングエラー信号のオフセット成分が略ゼロとなるように、光軸方向にそれぞれ変位させて配置すると、倍率合わせが行われ、信号変調度が最大となるように光検出器の焦点合わせ行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の光学系を示す図。
【図２】同じく本発明における光学ピックアップ装置の光検出器に対するビームの受光状態と光記録媒体に対するビーム光の照射状態を示す斜視図。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は本発明における光学ピックアップ装置の焦点位置調整を説明するための平面図と光路図。
【図４】本発明における光学ピックアップ装置の要部を示す分解斜視図。
【図５】他の本発明の光学ピックアップ装置のシリンドリカルレンズの取付け状態を示す斜視図。
【図６】他の本発明の光学ピックアップ装置のシリンドリカルレンズを回動操作して焦点位置調整を説明する図。
【符号の説明】
１…マルチビームレーザダイオード（マルチビーム光源）
１０…集光レンズ（第１レンズ）
１１…シリンドリカルレンズ（第２レンズ）
１２…第１光検出器（光検出器）
Ｄ…光磁気ディスク（光記録媒体）
【図１】
0003684618.tif 000021
【図２】
0003684618.tif 000022
【図３】
0003684618.tif 000023
【図４】
0003684618.tif 000024
【図５】
0003684618.tif 000025
【図６】
0003684618.tif 000026