(57)【要約】【課題】光ディスクの再生中または記録中に対物レンズと光ディスクとが接触するのを未然に防止する。【解決手段】接近検知光Ｂを投射する光源２５と、光源２５から投射された接近検知光Ｂを屈折させる第１の光学素子２３と、第１の光学素子２３で屈折され光ディスク１０で反射した接近検知光が入射し、当該接近検知光を光ディスク１０から遠ざかる方向へ屈折させる第２の光学素子２４と、第２の光学素子２４で屈折された接近検知光を受光する光検出器２６とを設け、対物レンズ２１が光ディスク１０に異常接近した場合に、接近検知光を受光した光検出器２６の出力に基づいて、対物レンズ２１が光ディスク１０から遠ざかるようにフォーカスアクチュエータ３０を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から投射されたレーザ光を対物レンズを介して光ディスクに投射し、当該光ディスクで反射した反射光を受光素子で受光して光ディスクの記録情報を読み取る光ピックアップ装置において、
前記対物レンズが光ディスクに接近したことを検知するための接近検知光を、対物レンズの光軸方向でかつ光ディスクに近づく方向へ投射する光源と、
前記対物レンズの縁部に設けられ、前記光源から投射された接近検知光が入射し、当該接近検知光を後記第２の光学素子側へ屈折させる第１の光学素子と、
前記対物レンズの縁部に設けられ、前記第１の光学素子で屈折され光ディスクで反射した接近検知光が入射し、当該接近検知光を対物レンズの光軸方向でかつ光ディスクから遠ざかる方向へ屈折させる第２の光学素子と、
前記第２の光学素子で屈折された接近検知光を受光する光検出器と、
前記対物レンズを光軸方向へ移動させて、光ディスクに投射されるレーザ光のフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータと、
前記光検出器の出力に基づいて前記フォーカスアクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記光源、第１の光学素子、第２の光学素子、および光検出器は、光ディスクに投射されるレーザ光と前記接近検知光とが干渉しないように配置されており、
前記制御手段は、前記接近検知光が光検出器で受光されて当該光検出器の出力が一定レベルを超えた場合に、対物レンズが光ディスクから遠ざかるように前記フォーカスアクチュエータを制御することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
発光素子から投射されたレーザ光を対物レンズを介して光ディスクに投射し、当該光ディスクで反射した反射光を受光素子で受光して光ディスクの記録情報を読み取る光ピックアップ装置において、
対物レンズが光ディスクに接近したことを検知するための接近検知光を投射する投射手段と、
前記投射手段から投射され光ディスクで反射した接近検知光を受光する受光手段と、
前記対物レンズを光軸方向へ移動させて、光ディスクに投射されるレーザ光のフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータと、
前記受光手段の出力に基づいて前記フォーカスアクチュエータを制御する制御手段とを備え、
前記接近検知光の光路は、光ディスクに投射されるレーザ光と接近検知光とが干渉しないように設定されており、
前記制御手段は、前記接近検知光が受光手段で受光された場合に、対物レンズが光ディスクから遠ざかるように前記フォーカスアクチュエータを制御することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光ピックアップ装置において、
前記投射手段から投射された接近検知光を屈折させる第１の光学素子と、
前記第１の光学素子で屈折され光ディスクで反射した接近検知光を屈折させて前記受光手段へ導く第２の光学素子と、
を設けたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ピックアップ装置において、
前記第１の光学素子で屈折された接近検知光と光ディスクとのなす角度を、接近検知光が光ディスクの表面で全反射する角度に設定したことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項２ないし請求項４のいずれかに記載の光ピックアップ装置において、
前記投射手段は、前記発光素子と、当該発光素子から投射されたレーザ光の一部を分岐する分岐光学素子とからなり、
前記分岐光学素子で分岐されたレーザ光を接近検知光として用いることを特徴とする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、光ディスクに対して記録再生を行う装置に搭載される光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu−ray Disc；登録商標）などの光ディスクに対して記録再生を行う装置には、光学系を備えた光ピックアップ装置が搭載されている。光ピックアップ装置は、発光素子から投射されたレーザ光を対物レンズを介して光ディスクに投射し、ディスクで反射した反射光を受光素子で受光して光ディスクの記録情報を読み取るようになっている。
【０００３】
ところで、光ディスクにはディスク面を保護するための保護層が設けられているが、この保護層の厚みは光ディスクの種類に応じて異なるため、複数種類の光ディスクに対応した装置においては、フォーカス引き込み時に対物レンズが光ディスクと接触して、ディスクの情報が読み取れなくなったり、レンズやディスクが損傷したりすることがある。また、光ディスクにキズ等があってフォーカスサーボ制御が正常に行えない場合（サーボ外れ時）にも、対物レンズが光ディスクと接触することが起こりうる。
【０００４】
この対策として、従来は、光ディスク側にハードコート処理を施したり、対物レンズ側に緩衝材を装着したりして、対物レンズと光ディスクとの接触時の損傷を和らげるようにしていた。しかしながら、このような方法は、レンズとディスクの接触自体を防ぐものではなく、対策としては不十分であった。
【０００５】
なお、挿入された光ディスクの種類を判別するに際して、あらかじめ決められた順番に判別を行うことで、対物レンズと光ディスクとの接触を回避する方法がある。具体的には、挿入された光ディスクが保護層の最も薄いＢＤか否かをまず判別し、ＢＤでなければ次に保護層の薄いＤＶＤか否かを判別し、ＤＶＤでなければ最も保護層の厚いＣＤか否かを判別する。このように、保護層の薄いものから順番に判別し、判別結果に応じて対物レンズの位置を調整することで、レンズとディスクの接触を回避できる。しかしながら、この方法はディスクの挿入時に行われるものであり、ディスクの再生時や記録時には行うことができないので、再生・記録中の接触を防止することはできない。
【０００６】
一方、下記の特許文献１には、対物レンズを支持するレンズホルダのディスク側端面に施したコーティング層が光ディスクのレーザービーム入射面に衝突したことを検出する衝突検出器を設け、この衝突検出器の出力に基づいてレンズホルダの移動を停止するようにした光ディスク装置が記載されている。しかしながら、本文献の装置では、対物レンズにレンズホルダの一部が接触することに変わりはなく、接触自体を未然に防止するものではない。また、下記の特許文献２には、光ディスクの透明層の厚みを光学的に計測し、その計測結果に基づいて対物レンズの球面収差を補正するようにした光ディスク装置が記載されている。しかしながら、本文献の装置は球面収差の補正を行うものであって、対物レンズと光ディスクの接触を防止するものではない。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３１０９７０号公報
【特許文献２】特開平１１−１９５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、従来の技術では、光ディスクの再生中や記録中において、フォーカス引き込み時やサーボ外れ時の対物レンズと光ディスクとの接触を有効に防止することはできなかった。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するものであって、その目的とするところは、光ディスクの再生中または記録中に対物レンズと光ディスクとが接触するのを未然に防止することができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、発光素子から投射されたレーザ光を対物レンズを介して光ディスクに投射し、当該光ディスクで反射した反射光を受光素子で受光して光ディスクの記録情報を読み取る光ピックアップ装置において、対物レンズが光ディスクに接近したことを検知するための接近検知光を投射する投射手段と、この投射手段から投射され光ディスクで反射した接近検知光を受光する受光手段と、対物レンズを光軸方向へ移動させて、光ディスクに投射されるレーザ光のフォーカスを調整するフォーカスアクチュエータと、受光手段の出力に基づいてフォーカスアクチュエータを制御する制御手段とを備える。接近検知光の光路は、光ディスクに投射されるレーザ光と接近検知光とが干渉しないように設定されている。そして、制御手段は、接近検知光が受光手段で受光された場合に、対物レンズが光ディスクから遠ざかるようにフォーカスアクチュエータを制御する。
【００１１】
本発明においては、対物レンズが光ディスクに異常接近すると、投射手段から投射され光ディスクで反射した接近検知光が受光手段で受光される結果、受光手段の出力に基づき制御手段がフォーカスアクチュエータを制御して、対物レンズを光ディスクから遠ざけるので、対物レンズが光ディスクに接触するのを未然に防止することができ、接触によりディスクの情報が読み取れなくなったり、レンズやディスクに損傷が生じたりすることが回避される。また、受光手段は常時、接近検知光の受光を監視するので、ディスクの再生中や記録中であっても、対物レンズの光ディスクへの異常接近を確実に検知することができる。
【００１２】
本発明においては、投射手段から投射された接近検知光を屈折させる第１の光学素子と、この第１の光学素子で屈折され光ディスクで反射した接近検知光を屈折させて受光手段へ導く第２の光学素子とを設けてもよい。この場合、第１の光学素子で屈折された接近検知光と光ディスクとのなす角度を、接近検知光が光ディスクの表面で全反射する角度に設定することにより、投射手段からの接近検知光の全部が光ディスクで反射して受光手段で受光されるため、投射手段の光パワーを小さくして、より少ない光量で対物レンズと光ディスクとの接近を検知することができる。
【００１３】
本発明においては、発光素子から投射されたレーザ光の一部を分岐させ、このレーザ光を接近検知光として用いるようにしてもよい。この場合、発光素子と、当該発光素子から投射されたレーザ光の一部を分岐する分岐光学素子とで投射手段が構成される。これによると、接近検知光を生成するための光源が不要となり、省電力化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光ディスクの再生中または記録中に対物レンズと光ディスクとが接触するのを未然に防止して、ディスクの情報が読み取れなくなったり、対物レンズや光ディスクに損傷が生じたりするのを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置１００の概略構成図である。１１は半導体レーザからなる発光素子、１２はフォトトランジスタからなる受光素子、１３はハーフミラー、２１は対物レンズであって、これらにより光ピックアップ装置１００の光学系が構成される。なお、実際にはこの光学系に、コリメータレンズなどの他の光学部品も設けられるが、本発明とは直接関連しないので、図示は省略してある。また、ここに示した光学系の配置は一例であって、これに限定されるものではない。１０はＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクである。発光素子１１から投射されたレーザ光Ａは、ハーフミラー１３および対物レンズ２１を介して光ディスク１０に投射され、光ディスク１０の情報記録面で反射した反射光は、対物レンズ２１およびハーフミラー１３を介して受光素子１２で受光される。この受光素子１２の出力に基づいて、光ディスク１０に記録された情報が読み取られる。
【００１６】
２０は対物レンズ２１を保持するレンズホルダであって、その側面には、レンズホルダ２０を対物レンズ２１の光軸方向（矢印Ｐ，Ｑ方向）に移動させるためのフォーカスアクチュエータ３０が取り付けられている。フォーカスアクチュエータ３０は、磁界を発生するフォーカスコイルから構成される。また、図示は省略するが、レンズホルダ２０の側方にはフレームが設けられており、このフレームにはマグネットが取り付けられている。対物レンズ２１を通して光ディスク１０に投射されるレーザ光Ａのフォーカスを調整する場合、フォーカスアクチュエータ３０のコイルに通電して磁界を発生させ、この磁界と上記マグネットの磁界との相互作用により発生する磁気力により、レンズホルダ２０を通電方向に応じてＰ方向またはＱ方向へ移動させ、対物レンズ２１と光ディスク１０との距離を可変する。なお、レンズホルダ２０の側面には、フォーカスアクチュエータ３０のほかに、トラッキングコイルからなるトラッキングアクチュエータが設けられているが、これも本発明とは直接関連しないので、図示は省略してある。
【００１７】
図２は、対物レンズ２１の上面図である。対物レンズ２１における縁部２２の上面には、プリズム２３とプリズム２４が設けられている。プリズム２３の下方には、図１のように半導体レーザからなる光源２５が設けられ、プリズム２４の下方には、フォトトランジスタからなる光検出器２６が設けられている。光源２５と光検出器２６は、レンズホルダ２０の内部に配設されている。プリズム２３は本発明における第１の光学素子の一実施形態であり、プリズム２４は本発明における第２の光学素子の一実施形態であり、光源２５は本発明における投射手段の一実施形態であり、光検出器２６は本発明における受光手段の一実施形態である。
【００１８】
光源２５は、対物レンズ２１が光ディスク１０に接近したことを検知するための接近検知光Ｂ（レーザ光）を、対物レンズ１０の光軸方向でかつ光ディスク１０に近づく方向（Ｐ方向）へ投射する。投射された接近検知光Ｂは、対物レンズ２１の縁部２２を透過して、プリズム２３に下方から入射する。プリズム２３は、入射した接近検知光Ｂをプリズム２４側へ屈折させる。このとき、図３のように、対物レンズ２１が光ディスク１０からある程度離れておれば、プリズム２３で屈折して光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂは、プリズム２４へ入射せず、したがって光検出器２６で受光されない。
【００１９】
一方、図４のように、対物レンズ２１が光ディスク１０へ異常接近すると、プリズム２３で屈折して光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂは、プリズム２４へ入射する。プリズム２４は、入射した接近検知光Ｂを対物レンズ２１の光軸方向でかつ光ディスク１０から遠ざかる方向へ屈折させる。屈折した接近検知光Ｂは、対物レンズ２１の縁部２２を透過して、光検出器２６で受光される。
【００２０】
このようにして、対物レンズ２１が光ディスク１０から離れている場合（図３）は、接近検知光Ｂが光検出器２６で受光されず、対物レンズ２１が光ディスク１０に異常接近した場合（図４）は、接近検知光Ｂが光検出器２６で受光されるので、光検出器２６の出力レベルを判別することにより、対物レンズ２１の異常接近の有無を検出することができる。そして、異常接近のない場合は対物レンズ２１を退避させず、異常接近のある場合は対物レンズ２１を退避させるように制御することにより、対物レンズ２１が光ディスク１０に接触するのを未然に防止することができる。
【００２１】
なお、図１および図２からわかるように、プリズム２３、プリズム２４、光源２５、光検出器２６は、発光素子１１から光ディスク１０に投射されるレーザ光Ａと、接近検知光Ｂとが干渉しないように配置されている。すなわち、接近検知光Ｂの光路は、レーザ光Ａの光路からずれた位置に設定されている。このため、接近検知光Ｂが、レーザ光Ａによる記録再生に悪影響を与えるおそれはない。
【００２２】
また、本実施形態では、プリズム２３で屈折された接近検知光Ｂと光ディスク１０とのなす角度θ（図４参照）を、接近検知光Ｂが光ディスク１０の表面で全反射する角度に設定してある。このため、光源２５からの接近検知光Ｂの全部が光ディスク１０で反射して光検出器２６で受光されるため、光源２５の光パワーを小さくして、より少ない光量で対物レンズ２１と光ディスク１０との接近を検知することができる。
【００２３】
図５は、光検出器２６の出力に基づいてフォーカスアクチュエータ３０を制御するフォーカスアクチュエータ制御部の一例を示したブロック図である。フォーカスアクチュエータ制御部３３は、本発明における制御手段の一実施形態である。２７はディスク接近判別部であって、光検出器２６の出力ａのレベルを所定の閾値と比較し、その比較結果に基づいて判別信号ｂを出力する。すなわち、光検出器２６の出力ａのレベルが閾値を超えてなければ、ディスク接近なしの判別信号ｂを出力し、出力ａのレベルが閾値を超えておれば、ディスク接近ありの判別信号ｂを出力する。２８はフォーカスアクチュエータ駆動部であって、フォーカスアクチュエータ３０に与える駆動信号ｃを生成する。２９は接触防止回路であって、ディスク接近判別部２７からの判別信号ｂに応じて、フォーカスアクチュエータ３０に与える信号を切り換える。すなわち、ディスク接近判別部２７から受け取った判別信号ｂがディスク接近なしの信号の場合は、フォーカスアクチュエータ駆動部２８からの駆動信号ｃをそのまま出力し、ディスク接近判別部２７から受け取った判別信号ｂがディスク接近ありの信号の場合は、フォーカスアクチュエータ駆動部２８からの駆動信号ｃを禁止して、対物レンズ退避信号ｄを出力する。この対物レンズ退避信号ｄがフォーカスアクチュエータ３０に与えられると、フォーカスアクチュエータ３０は、レンズホルダ２０を強制的に図１のＱ方向、すなわち光ディスク１０から遠ざかる方向に移動させる。この結果、レンズホルダ２０が退避して、対物レンズ２１と光ディスク１０との接触が回避される。
【００２４】
図６は、フォーカスアクチュエータ制御部の他の例を示したブロック図である。図６では、図５と同一部分には同一符号を付してある。ここに示したフォーカスアクチュエータ制御部３４も、本発明における制御手段の一実施形態である。２７は、図５と同じディスク接近判別部であって、前述のように光検出器２６の出力ａのレベルに応じた判別信号ｂを出力する。３１は判別信号ｂに基づいて制御指令ｅを出力するＣＰＵ、３２はフォーカスアクチュエータ駆動部２９から出力される駆動信号ｇのもとになる信号ｆを生成するＤＳＰ（Digital Signal Processor）である。ＣＰＵ３１は、ディスク接近判別部２７から受け取った判別信号ｂがディスク接近ありの信号の場合は、ＤＳＰ３２に対して対物レンズ退避の制御指令ｅを出力する。ＤＳＰ３２は、この制御指令ｅを受けて、対物レンズ２１を退避させるための信号ｆをフォーカスアクチュエータ駆動部２９に与える。フォーカスアクチュエータ駆動部２９は、この信号ｆに基づいて対物レンズ２１を退避させる駆動信号ｇを生成し、これをフォーカスアクチュエータ３０に与える。この結果、フォーカスアクチュエータ３０は、レンズホルダ２０を強制的に光ディスク１０から遠ざかる方向に移動させ、これによりレンズホルダ２０が退避して、対物レンズ２１と光ディスク１０との接触が回避される。
【００２５】
図７は、本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置２００の概略構成図である。本実施形態では、図１の光源２５が設けられておらず、代わって、ビームスプリッタ１４とアップミラー１５とが設けられている。その他の構成については図１と同じであるので、図１と同一部分には同一符号を付して、重複部分の説明は省略する。ビームスプリッタ１４は、発光素子１１から投射されたレーザ光Ａの光路中に設けられており、レーザ光Ａの一部を分岐して接近検知光Ｂを生成する。このビームスプリッタ１４は、本発明における分岐光学素子の一実施形態であり、また、発光素子１１およびビームスプリッタ１４は、本発明における投射手段の一実施形態である。ビームスプリッタ１４で分岐された接近検知光Ｂは、アップミラー１５に入射し、アップミラー１５で９０°上方へ反射された後、対物レンズ２１の縁部２２を透過して、プリズム２３に入射する。以後の動作については、図１の場合と同様である。この第２実施形態によると、接近検知光Ｂを生成するための光源２５が不要となり、省電力化を図ることができる。
【００２６】
こうして、上述した各実施形態によれば、対物レンズ２１が光ディスク１０に異常接近すると、光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂが光検出器２６で受光される。そして、光検出器２６の出力に基づきフォーカスアクチュエータ制御部３３，３４がフォーカスアクチュエータ３０を制御して、対物レンズ２１を光ディスク１０から遠ざけるので、対物レンズ２１が光ディスク１０に接触するのを未然に防止することができる。この結果、接触によりディスクの情報が読み取れなくなったり、対物レンズ２１や光ディスク１０に損傷が生じたりすることが回避される。また、光検出器２６は常時、接近検知光Ｂの受光を監視するので、光ディスク１０の再生中や記録中であっても、対物レンズ２１の光ディスク１０への異常接近を確実に検知することができる。
【００２７】
本発明では、以上述べた実施形態以外にも、種々の実施形態を採用することができる。例えば、前記実施形態では、対物レンズ２１に２つのプリズム２３，２４を設けたが、これらのプリズムはレンズホルダ２０に設けてもよい。また、プリズム２４の位置に光検出器２６を配備して、プリズム２３で屈折され光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂを直接光検出器２６へ入射させることで、プリズム２４を省略してもよい。あるいは、プリズム２３の位置に光源２５を配備して、光源２５から投射され光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂをプリズム２４へ入射させることでプリズム２３を省略してもよい。さらには、プリズム２３，２４の位置にそれぞれ光源２５、光検出器２６を配備して、光源２５から投射され光ディスク１０で反射した接近検知光Ｂを直接光検出器２６へ入射させることで、プリズム２３，２４を省略してもよい。
【００２８】
また、図１の第１実施形態では、光源２５に半導体レーザを用い、光源２５から投射される接近検知光Ｂをレーザ光としたが、接近検知光Ｂは必ずしもレーザ光である必要はなく、例えば、光源２５にＬＥＤ（発光ダイオード）などの素子を用いてもよい。ただ、光の直進性やビーム径を考慮した場合、接近検知光Ｂをレーザ光とするのが好ましい。
【００２９】
また、図１では対物レンズ２１の光軸に対して、光源２５を右側に配置し、光検出器２６を左側に配置したが、光検出器２６を右側に配置し、光源２５を左側に配置してもよい。同様に、図７では対物レンズ２１の光軸に対して、アップミラー１５を右側に配置し、光検出器２６を左側に配置して、ビームスプリッタ１４でレーザ光Ａの一部を右側に分岐するようにしたが、光検出器２６を右側に配置し、アップミラー１５を左側に配置して、ビームスプリッタ１４でレーザ光Ａの一部を左側に分岐するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図２】対物レンズの上面図である。
【図３】対物レンズが光ディスクから離れている場合の接近検知光の光路を示す図である。
【図４】対物レンズが光ディスクに異常接近した場合の接近検知光の光路を示す図である。
【図５】フォーカスアクチュエータ制御部の一例を示したブロック図である。
【図６】フォーカスアクチュエータ制御部の他の例を示したブロック図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  光ディスク
１１  発光素子
１２  受光素子
１４  ビームスプリッタ
２１  対物レンズ
２２  縁部
２３，２４  プリズム
２５  光源
２６  光検出器
３０  フォーカスアクチュエータ
３３，３４  フォーカスアクチュエータ制御部
１００  光ピックアップ装置（第１実施形態）
２００  光ピックアップ装置（第２実施形態）
Ａ  レーザ光
Ｂ  接近検知光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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