(57)【要約】【課題】非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を抑制できる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光ピックアップ装置が備える光検出器９は、光記録媒体からの反射光を受光する受光部９ａと、受光部９ａで受光した光信号を電気信号に変換する回路を有するＩＣ基板９ｂと、受光部９ａを覆うように配置されてＩＣ基板９ｂに固着されるカバーガラス９ｃと、を備える。カバーガラス９ｃは、中央部ＣＢと、中央部ＣＢより低い周辺部ＳＢとを有するかまぼこ形状とされており、ＦＥ信号の生成を可能とする非点収差を発生するように形成される。【選択図】図２
2008293599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、
前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、
を備え、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、
前記光検出器は、前記反射光を受光する受光部を有する基板と、前記受光部を覆うように配置されて前記基板に固定されるカバー用透明部材と、を備え、
前記カバー用透明部材は、前記フォーカスエラー信号の生成を可能とする非点収差を発生するように形成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記カバー用透明部材は、中央部と前記中央部より低い周辺部とを有するかまぼこ形状であ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。
【請求項３】
前記カバー用透明部材と前記基板とは溶着され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。
【請求項４】
前記カバー用透明部材はガラスから成ることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の読み取りや書き込みを可能とする光ピックアップ装置に関し、特に、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及している。また、最近では、光記録媒体の情報量を更に増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった高密度化された光記録媒体も実用化されてきている。
【０００３】
ところで、光記録媒体に記録される情報を読み取ったり、光記録媒体に情報を書き込んだりする際には、光ピックアップ装置が使用される。図３は、従来の光ピックアップ装置１００の光学系の構成を示す概略図である。光ピックアップ装置１００は、光源１０１と、偏光ビームスプリッタ１０２と、コリメートレンズ１０３と、立ち上げミラー１０４と、１／４波長板１０５と、対物レンズ１０６と、シリンドリカルレンズ１０７と、光検出器１０８と、を備える。
【０００４】
光源１０１から出射されたレーザ光（直線偏光）は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過し、コリメートレンズ１０３によって平行光とされ、立ち上げミラー１０４によって光記録媒体１１０の記録面１１０ａと直交する方向に反射され、１／４波長板１０５によって円偏光とされ、対物レンズ１０６によって光記録媒体１１０の記録面１１０ａに集光される。
【０００５】
また、光記録媒体１１０の記録面１１０ａで反射された反射光は、対物レンズ１０６を通過後、１／４波長板１０５で光源１０１から出射されたレーザ光（直線偏光）に対して偏光方向が９０°回転された直線偏光とされる。その後、立ち上げミラー１０４で反射され、コリメートレンズ１０３を通過後、偏光ビームスプリッタ１０２で反射され、シリンドリカルレンズ１０７で非点収差を与えられて、光検出器１０８上にビームスポットを形成する。
【０００６】
なお、光検出器１０８は、フォトダイオードチップ等の受光素子を有し、この受光素子の上には光透過性の透明ガラスで形成されるカバーガラスが配置されて、受光素子は、このカバーガラスで覆われた状態となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
光ピックアップ装置１００によって光記録媒体１１０から情報を読み出す場合や光記録媒体１１０に情報を記録する場合には、対物レンズ１０６の焦点が常に光記録媒体１１０の記録面１１０ａに合致している必要がある。このために、対物レンズ１０６は図示しないアクチュエータによって、光軸方向と平行な方向であるフォーカス方向に移動可能とされ、光検出器１０８からの電気信号によって生成されるフォーカスエラー信号に基づいて、フォーカシング制御が行われる。
【０００８】
このフォーカシング制御を行うために必要なフォーカスエラー信号を生成する方法は、非点収差法やスポットサイズ法等、いくつかの方法が従来提案されているが、光ピックアップ装置１００は非点収差法を用いる構成となっている。このために、非点収差発生素子として機能するシリンドリカルレンズ１０７が光ピックアップ装置１００の光学系に配置されている。
【０００９】
光ピックアップ装置１００に備えられるシリンドリカルレンズ１０７は、図４に示すように、対物レンズ１０６の焦点が光記録媒体１１０の記録面１１０ａに合致した場合に、光検出器１０８に形成されるビームスポットの形状が円形となり、対物レンズ１０６の焦点が光記録媒体１１０の記録面１１０ａからずれた場合に楕円となるように調整されている。
【００１０】
なお、図４は、対物レンズの位置によって光検出器１０８上に形成されるビームスポットの形状が変化する様子を説明するための説明図で、図４（ａ）は対物レンズ１０６の焦点が記録面１１０ａの手前にある場合のビームスポット形状、図４（ｂ）は対物レンズ１０６の焦点が記録面１１０ａに合致した場合のビームスポット形状、図４（ｃ）は対物レンズ１０６の焦点が記録面１１０ａを超えた位置（図３の記録面１１０ａの上側）にある場合のビームスポット形状である。
【００１１】
また、光検出器１０８は、非点収差法によってフォーカスエラー信号が得られるように、図４に示すような受光部が４つの領域（Ａ〜Ｄ）に分割された受光素子を備えている。そして、この場合において、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）は、ＦＥ信号＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）で生成される。
【００１２】
以上においては、非点収差を発生させるためにシリンドリカルレンズ１０７を光学系に配置する構成について説明したが、シリンドリカルレンズ１０７の代わりにハーフミラーによって非点収差を発生させる構成の光ピックアップ装置も従来見られる。これについても説明しておく。
【００１３】
図５は、ハーフミラーを用いて非点収差を発生させるように形成される光ピックアップ装置２００の構成を示す概略図である。なお、図３に示した光ピックアップ装置１００と重複する光学部品については同一の符号を付している。光ピックアップ装置２００は、光ピックアップ装置１００と比べて、偏光ビームスプリッタ１０２がハーフミラー２０１とされる点、シリンドリカルレンズ１０７が配置されない点を除いて同様である。光ピックアップ装置２００においては、ハーフミラー２０１の厚み及びそれを構成する材質の屈折率によって、ハーフミラー２０１を通過するレーザ光に発生する非点収差の調整が行われる。
【特許文献１】特開平５−１４５１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した従来の光ピックアップ装置１００、２００には、以下のような問題点がある。シリンドリカルレンズ１０７を用いてフォーカスエラー信号の生成を可能とする構成の光ピックアップ装置１００の場合、シリンドリカルレンズ１０７（又は他の非点収差発生素子）が必須となるために部品点数が増加し、その結果、光ピックアップ装置の小型化が困難、コストアップ、組立て時の作業増加といった問題を有する。
【００１５】
この点、ハーフミラー２０１によって非点収差を発生させる構成の場合、光を分離する機能を有する光学部品に非点収差を発生する機能も持たせる構成であるために、シリンドリカルレンズを別途配置する構成の場合のように部品点数が増加するといった問題は解消できる。
【００１６】
しかし、光ピックアップ装置１００、２００のいずれの場合についても、光学部品の取り付け調整時に位置ずれを発生する場合がある。また、環境試験（高温、高湿、低温、衝撃、振動など）を行った場合に、光ピックアップ装置１００、２００の光学系に配置される光学部品の位置ずれが発生する場合があることがわかっている。
【００１７】
図６は、光検出器１０８の位置ずれによって光検出器１０８の受光面に対する非点収差の方向がずれる様子を説明する図である。図６（ａ）に示すように、例えば光検出器１０８が光軸周りに回転して位置ずれした場合、図６（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ１０７によって発生される非点収差の方向が予定した方向（実線の楕円で示す方向）からずれる。この場合、例えば、フォーカス引き込みが適切に行えない場合が生じる等して、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能が低下するといった問題が生じる。なお、このような現象は、ハーフミラーによって非点収差を発生する場合にも同様に起こる。
【００１８】
また、図６においては、光検出器１０８が光軸回りに回転して位置ずれを起こす様子について説明したが、このような位置ずれとは別の位置ずれ（図６における光軸方向や、光軸と直交する面内のずれ）によって光検出器と非点収差発生素子（シリンドリカルレンズやハーフミラー）の相対的な位置関係がずれた場合にも、対物レンズ１０６の焦点位置を光記録媒体１１０の記録面１１０ａに合致できない等の問題が発生する。そして、この場合、光ピックアップ装置における情報の読み取り性能等が低下するといった問題が発生する。
【００１９】
すなわち、従来の光ピックアップ装置１００、２００においては、光ピックアップ装置の組立て時の調整ばらつきや環境条件の影響によって、非点収差を発生させる素子（シリンドリカルレンズやハーフミラー）と光検出器との相対的な位置関係がずれて、光ピックアップ装置における情報の読み取り性能等が低下するといった問題があった。
【００２０】
以上の問題点を鑑みて、本発明の目的は、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を抑制できる光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、光源と、前記光源から出射された光ビームを光記録媒体の記録面に集光する対物レンズと、前記光記録媒体で反射された反射光を受光する光検出器と、を備え、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、前記光検出器は、前記反射光を受光する受光部を有する基板と、前記受光部を覆うように配置されて前記基板に固定されるカバー用透明部材と、を備え、前記カバー用透明部材は、前記フォーカスエラー信号の生成を可能とする非点収差を発生するように形成されることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、光検出器が備えるカバー用透明部材を用いて所望の非点収差を発生するように構成しているために、光検出器と非点収差発生させる素子とが一体である。このために、光検出器と非点収差発生素子との相対的な位置関係を、組立て調整時のばらつきや環境条件によらず一定とすることが可能となる。また、この場合、光検出器が位置ずれを起こしたような場合でも、光検出器の受光面に対する非点収差の発生方向がすれることがなく、光検出器の受光面に対する非点収差の発生方向を常に一定とできる。従って、この構成によれば、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を抑制できる光ピックアップ装置を提供できる。
【００２３】
また、この構成によれば、光検出器と非点収差発生素子が一体となっているために、シリンドリカルレンズ等の非点収差発生素子を、光ピックアップ装置の光学系中に配置する場合に比べて、部品点数を低減できる。このために、光ピックアップ装置の小型化、低コスト化が可能となる。
【００２４】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記カバー用透明部材は、中央部と前記中央部より低い周辺部とを有するかまぼこ形状であることとするのが好ましい。これによれば、光検出器のカバー用透明部材に非点収差を発生させる構成を容易かつ低コストで実現し易い。
【００２５】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記カバー用透明部材と前記基板とは溶着されるのが好ましい。カバー用透明部材と基板との固定を接着剤で行うことも可能であるが、この場合には、例えば高温高湿等の環境条件下において、カバー用透明部材と基板との相対的な位置関係がずれる可能性がある。しかし、カバー用透明部材と基板とを溶着した場合には、例えば高温高湿といった環境条件下でも、カバー用透明部材と基板との相対的な位置関係がずれる可能性が非常に低い。すなわち、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を、より高い確率で抑制することが可能になる。
【００２６】
また、本発明は、上記構成の光ピックアップ装置において、前記カバー用透明部材はガラスから成ることとしても良い。ガラスによってカバー用透明部材を形成することで、所望のレンズ効果を得やすく、カバー用透明部材に適切な非点収差を発生させ易い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を抑制できる光ピックアップ装置を提供することが可能となる。また、本発明のよれば、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置の部品点数を抑えて、光ピックアップ装置の小型化、製造コストの抑制を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の内容について図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。図１に示すように、光ピックアップ装置１の光学系には、光源２と、偏光ビームスプリッタ３と、コリメートレンズ４と、立ち上げミラー５と、１／４波長板６と、対物レンズ７と、光検出器９と、が備えられる。
【００３０】
光源２は半導体レーザから成り、半導体レーザから出射されるレーザ光の波長は、光ピックアップ装置１が対応する光記録媒体２０の種類によって適宜選択される。例えば、光ピックアップ装置１がＢＤに対応する場合には４０５ｎｍ帯のレーザ光が、ＤＶＤに対応する場合には６５０ｎｍのレーザ光が、ＣＤに対応する場合には７８０ｎｍのレーザ光が、光源２から出射されるように、光源２（半導体レーザ）の種類は選択される。
【００３１】
なお、本実施形態では、光ピックアップ装置１は１種類の光記録媒体２０に対応するために光源２を１つとしているが、これに限定される趣旨ではなく、複数種類の光記録媒体２０を互換する光ピックアップ装置とする場合には、光源２の数を複数としても構わない。
【００３２】
偏光ビームスプリッタ３は、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光のうち一方を透過させ、他方を反射させる機能を有する。本実施形態の光ピックアップ装置１においては、往路においてはレーザ光が透過され、復路においてはレーザ光が反射されるように構成されている。
【００３３】
コリメートレンズ４は、光源２から出射されて偏光ビームスプリッタ３を透過したレーザ光を平行光とする機能を有する。また、立ち上げミラー５は、光源２から出射されたレーザ光を反射して、光軸方向を光記録媒体２０の記録面２０ａと直交する方向に変更する機能を有する。
【００３４】
１／４波長板６は、直線偏光が入射した場合には円偏光となるように配置されている。また、１／４波長板６に入射した円偏光は直線偏光に変換される。対物レンズ７は入射したレーザ光を光記録媒体２０の記録面２０ａに集光する。対物レンズ７は、アクチュエータ８によって、光軸方向と平行なフォーカス方向と、光記録媒体２０の半径方向と平行な方向（図１においては紙面方向）とに移動可能とされている。
【００３５】
このような光学系において、光源２から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で平行光とされ、立ち上げミラー５で反射され、１／４波長板６で円偏光とされ、対物レンズ７によって光記録媒体２０の記録面２０ａに集光する。また、光記録媒体２０の記録面２０ａに集光したレーザ光は反射されて、対物レンズ７を通過し、１／４波長板６によって光源２から出射されたレーザ光（直線偏光）と偏光方向が直交する直線偏光とされ、立ち上げミラー５で反射され、コリメートレンズ４を通過後、偏光ビームスプリッタ３で反射されて光検出器９に集光する。
【００３６】
光検出器９に集光したレーザ光は電気信号に変換され、信号処理部１０に送られる。信号処理部１０では、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）、トラッキングエラー信号（ＴＥ信号）等が生成される。アクチュエータ制御部１１は、信号処理部１０で得られたＦＥ信号、ＴＥ信号に基づいて、フォーカシング制御やトラッキング制御を行う。
【００３７】
なお、フォーカシング制御とは、対物レンズ７の焦点位置が常に光記録媒体２０の記録面２０ａに合致するように行われる制御のことである。また、トラッキング制御とは、光源２から出射されたレーザ光が対物レンズ７によって集光されて形成されるビームスポットが、常に光記録媒体２０に形成されるトラックに追従するように行う制御のことである。
【００３８】
本実施形態の光ピックアップ装置１は、ＦＥ信号をいわゆる非点収差法によって得るように構成されている。非点収差法でＦＥ信号を得る場合には、所望の非点収差を発生させる必要があるが、この非点収差を発生させる構成について、本実施形態の光ピックアップ装置１は工夫されている。以下、この点について説明する。
【００３９】
図２は、本実施形態の光ピックアップ装置１が備える光検出器９の構成を示す概略斜視図である。光検出器９は、光記録媒体２０からの反射光を受光する受光部９ａと、受光部９ａで受光した光信号を電気信号に変換する回路を有するＩＣ基板９ｂと、受光部９ａを覆うように配置されてＩＣ基板９ｂに固着されるカバーガラス９ｃと、を備える。なお、受光部９ｂは、非点収差法によってＦＥ信号を得られるように４つの受光領域（Ａ〜Ｄ）に分割されている。
【００４０】
光検出器９に備えられるカバーガラス９ｃは、図２に示すように中央部ＣＢと、中央部ＣＢより低い周辺部ＳＢとを有するかまぼこ形状とされている。このように、カバーガラス９ｃをかまぼこ形状とするのは、このカバーガラス９ｃを通過するレーザ光に、非点収差法によってＦＥ信号を生成できるように、所望の非点収差を発生させるためである。
【００４１】
すなわち、カバーガラス９ｃを通過するレーザ光のビームスポット（光検出器９の受光部９ａに形成されるもの）の形状が、対物レンズ７の焦点が記録面２０ａの手前にある場合は図４（ａ）に示すような楕円になり、対物レンズ７の焦点が記録面２０ａに合致している場合は図４（ｂ）に示すような円形になり、対物レンズ７の焦点が記録面２０ａを超えた位置にある場合は図４（ｃ）に示すような楕円（対物レンズ７の焦点が記録面２０ａの手前にある場合と反対方向の楕円）となるように、カバーガラス９ｃは形成されている。そして、カバーガラス９ｃによって非点収差が発生されるために、非点収差法によってＦＥ信号は、ＦＥ信号＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）で生成される。
【００４２】
本実施形態の光ピックアップ装置１においては、光検出器９と非点収差を発生する素子が一体的なものとなる。このために、光検出器９の組立て精度の管理をしっかり行えば、光検出器９と非点収差を発生する素子との相対的な位置関係が、光学系の組立て時にずれることはない。また、環境条件（例えば高温、高湿の状態等）によって、光検出器９が位置ずれを起こしたような場合でも、光検出器９と非点収差を発生する素子との相対的な位置関係は一定であり、光検出器９の検出面に対する非点収差の発生方向は一定となる。従って、光ピックアップ装置１においては、光記録媒体２０からの情報の読み取りや、光記録媒体２０への情報の書き込み性能の低下を抑制できる。
【００４３】
また、光検出器９自体に非点収差を発生する機能を持たせているために、シリンドリカルレンズ等の収差発生素子を別途、光ピックアップ装置１の光学系に配置する必要がないために、部品点数を低減でき、光ピックアップ装置１の小型化や製造コストの抑制を図ることが可能となる。
【００４４】
なお、光検出器９におけるＩＣ基板９ｂとカバーガラス９ｃの接合方法は、接着剤を用いて行う構成でも構わないが、熱を加えて溶着するのが好ましい。ＩＣ基板９ｂとカバーガラス９ｃの接合を溶着することにより、ＩＣ基板９ｂに固着されたカバーガラス９ｃが環境条件によって位置ずれを起こす可能性を低下できる。
【００４５】
また、本実施形態では、光検出器９のカバーガラス９ｃをかまぼこ形状として、所望の非点収差を発生させる構成としているが、この構成に限定される趣旨ではなく、カバーガラス９ｃを用いて非点収差を発生させることが可能であれば、他の構成でも構わない。すなわち、例えば、カバーガラス９ｃを平板状として、カバーガラス９ｃを形成する材質を調整する等してカバーガラス９ｃの屈折率に分布を持たせて、所望の非点収差を発生する構成としても構わない。
【００４６】
また、本実施形態の光ピックアップ装置１では、光検出器９の受光部９ａを覆う部材をガラスとしているが、これに限定される趣旨ではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、光透過性のプラスチック等によって受光部９ａを覆うカバーを形成し、これに非点収差を発生させる機能を持たせる構成等としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、非点収差法を用いてフォーカスエラー信号を生成できるように形成される光ピックアップ装置において、光記録媒体に記録される情報の読み取り性能や、光記録媒体への情報の書き込み性能の低下を抑制できる。従って、本発明の光ピックアップ装置は産業上有用なものと言える。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】は、本実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
【図２】は、本実施形態の光ピックアップ装置が備える光検出器の構成を示す概略斜視図である。
【図３】は、従来の光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。
【図４】は、対物レンズの位置によって光検出器上に形成されるビームスポットの形状が変化する様子を説明するための説明図である。
【図５】は、従来の光ピックアップ装置について、図３とは異なるタイプの光学系を有する光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。
【図６】は、従来の光ピックアップ装置において、光検出器の位置ずれによって光検出器の受光面に対する非点収差の方向がずれる様子を説明する図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      光ピックアップ装置
２      光源
７      対物レンズ
９      光検出器
９ａ    ＩＣ基板
９ｂ    受光部
９ｃ    カバーガラス（カバー用透明部材）
２０    光記録媒体
２０ａ  記録面
【図１】
2008293599.tif 000003
【図２】
2008293599.tif 000004
【図３】
2008293599.tif 000005
【図４】
2008293599.tif 000006
【図５】
2008293599.tif 000007
【図６】
2008293599.tif 000008