(57)【要約】【課題】小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光ピックアップ装置、光球面収差補正方法および光情報記録媒体駆動装置を提供する。【解決手段】半導体レーザ２と、半導体レーザ２からの光束を光情報記録媒体１２の情報記録面１２ｂ、１２ｃ上に集光させるための対物レンズ１０と、半導体レーザ２と対物レンズ１０との間の光路中に配置される、カップリングレンズ６２と、カップリングレンズ６２を光軸方向に移動する機構とを備え、カップリングレンズ６２を光軸方向に移動することによって球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置であって、カップリングレンズ６２は圧電素子によって移動されるものであると共に、球面収差を検出し、球面収差検出信号を出力する球面収差検出回路４０を備え、球面収差補正を行う場合のカップリングレンズ６２の停止位置は、球面収差検出回路４０から出力される上記球面収差検出信号によって制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、上記光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間の光路中に配置される、カップリングレンズと、上記カップリングレンズを光軸方向に移動する機構と、を備え、上記カップリングレンズを光軸方向に移動することによって球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置であって、
上記カップリングレンズは圧電素子によって移動されるものであると共に、
球面収差を検出し、球面収差検出信号を出力する球面収差検出回路を備え、
球面収差補正を行う場合の上記カップリングレンズの停止位置は、上記球面収差検出回路から出力される上記球面収差検出信号によって制御されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記カップリングレンズの停止位置は、上記球面収差検出信号があらかじめ設定されている許容値以内に収まっていることによって決定され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】
上記カップリングレンズの移動範囲の両端が、機械的な稼動範囲の端となっており、
上記球面収差補正を開始する位置が、上記カップリングレンズの移動範囲の両端、または片端を基準として決定され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４】
さらに上記球面収差補正を開始する位置にセンサを備え、
上記球面収差補正を開始する位置が、上記センサによって決定され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５】
さらに上記光源からの光束を上記情報記録面に集光させるためフォーカス制御機構を備え、
上記カップリングレンズの位置が、
上記センサによって租位置決めされ、その後
上記フォーカス制御機構によってフォーカス制御された後、上記球面収差補正が行われることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
上記センサが、上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出すまたは書き込む必要のある情報記録面上で球面収差補正が略最適になる位置に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記センサが、上記光情報記録媒体中の複数の情報記録面上で球面収差補正が略最適になる位置にそれぞれ設置されていることを特徴とする請求項５，６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
上記球面収差補正を開始する位置が、上記圧電素子を動作させる回数によって決定され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９】
光源と、上記光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間の光路中に配置される、カップリングレンズと、上記カップリングレンズを光軸方向に移動する機構と、を含み、上記カップリングレンズを光軸方向に移動することによって球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置の球面収差補正方法であって、
球面収差信号を取得する工程と、
上記球面収差信号があらかじめ設定されている許容値以内に収まっているかを確認する
工程と、
上記球面収差信号が上記許容値を超える場合に、カップリングレンズを圧電素子によって移動させて、さらに上記球面収差信号があらかじめ設定されている上記許容値以内に収まっているかを確認する工程と、を含むことを特徴とする球面収差補正方法。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする光情報記録媒体駆動装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の球面収差補正方法をおこなうことを特徴とする光情報記録媒体駆動装置。
【請求項１２】
上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが装置の初期状態の位置に移動することを特徴とする請求項１０，１１に記載の光情報記録媒体駆動装置。
【請求項１３】
上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出す必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動することを特徴とする請求項１１，１２に記載の光情報記録媒体駆動装置。
【請求項１４】
上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体に最初に情報を書き込む必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動することを特徴とする請求項１１，１２に記載の光情報記録媒体駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体等の情報記録媒体に光学的に情報を記録、または再生する光ピックアップ装置、光球面収差補正方法および光情報記録媒体駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ等の光情報記録媒体では、その光情報記録媒体表面から信号記録面までの厚みのばらつきにより、球面収差が大きくなり、一意的に記録面に光スポットを精度良く絞ることが困難である。このために光情報記録媒体駆動装置で使用する光ピックアップ装置には球面収差を補正する機構が必要となっている。
【０００３】
球面収差を補正するためには、カップリングレンズを駆動してレーザ光源とカップリングレンズの距離を変えることが一般的に行われている。
【０００４】
球面収差を小さくできるカップリングレンズの最適位置は、一般的には、情報記録面からの信号が最大になる位置、または、情報記録面からの信号を読み取り、結果のエラーレイトが最も小さくなる位置を探すことで決定される。
【０００５】
一般に、多層光情報記録媒体においては、各情報記録面のカップリングレンズの最適位置を最初に探した後、その位置を光情報記録媒体駆動装置に記憶しておき、光ピックアップ装置が記録再生している情報記録面を移動するときに、あらかじめ記憶していた最適位置にカップリングレンズを移動させることがおこなわれる。
【０００６】
光ピックアップ装置において、カップリングレンズの最適位置を探す方法として球面収差を検出して利用することが、特許文献１で提案されている。特許文献１では、球面収差を検出するために、光源と対物レンズの間に配置されたホログラムを内周と外周に分離し、ホログラムの内周で回折された光を検出する光検出器からの出力信号と、ホログラムの外周で回折された光を検出する光検出器からの出力信号の差により球面収差を検出し、カップリングレンズの最適位置を探している。
【０００７】
また、球面収差が大きい状態でフォーカス制御をおこなうと、フォーカス動作が不安定になることが考えられる。このため、特許文献２では、フォーカス制御をおこなう前にあらかじめ、フォーカス制御をおこなう記録面に適した球面収差補正を行い、フォーカス動作を安定させる光情報記録媒体駆動装置について開示している。
【０００８】
上記カップリングレンズを移動させるための駆動源としては、一般的にはステッピングモータが用いられている。
【０００９】
さらに別の方法として、上記カップリングレンズの駆動源に圧電素子を用いる駆動機構も考えられている。圧電素子を使用した駆動装置は、構造が簡素で、小型、安価にできる利点がある。
【００１０】
特許文献３には、圧電素子の一端に固定体が、他端に摩擦駆動軸が固着され、移動体がその摩擦駆動軸に摩擦係合され、圧電素子の伸びの速度と縮みの速度を異ならせる電圧を印加することで、圧電素子を周期的に変形させ、摩擦駆動軸に摩擦係合された移動体を駆動する装置について開示されている。
【００１１】
上記のような圧電素子を用いた駆動源によってカップリングレンズを駆動する機構としては、特許文献４に開示されている。
【００１２】
しかしながら、圧電素子を用いた駆動源では１パルスあたりの移動量のばらつきが大きく、さらに、温度、経時変化等によっても移動量が変化する。
【００１３】
このため、圧電素子を用いた駆動装置では、駆動される物体の位置を検出する手段が必要である。特許文献５では、駆動される物体の位置を検出する手段として磁石とホール素子とを用いる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１７１３４６号公報（平成１２年６月２３日公開）
【特許文献２】特開２００２−３７３４４１号公報（平成１４年１２月２６日公開）
【特許文献３】特開平４−６９０７０号公報（平成４年３月４日公開）
【特許文献４】特開平１０−３６８７号公報（平成１０年１月６日公開）
【特許文献５】特開２００５−３３１３９９号公報（平成１７年１２月２日公開）
【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、上記従来の光ピックアップ装置および光情報記録媒体駆動装置では、小型かつ安価に球面収差補正を速やかに行う機構を備える光ピックアップ装置および光情報記録媒体駆動装置を構成できないという問題点を有している。
【００１５】
より具体的には、以下のような問題を生じる。
【００１６】
上記のように球面収差の補正をおこなう場合、カップリングレンズを最適な位置まで駆動する機構として、一般的にはステッピングモータが使用されている。
【００１７】
カップリングレンズを最適な位置まで駆動するためには、カップリングレンズを動かして、信号記録面からの信号を確認した後、さらにカップリングレンズを動かし、信号記録面からの信号を確認する必要がある。そして、それぞれのカップリングレンズの位置での信号から、どちらの位置にあるときがより望ましい位置にあるかを比較検討する。もっとも望ましいカップリングレンズの位置を設定するためには、上記の操作を繰り返しておこなう必要があった。このため、カップリングレンズの最適位置を探すため、長い時間を必要とする潜在的な問題がある。
【００１８】
上記従来の方法によるカップリングレンズの駆動方法を、Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃなどの２層光情報記録媒体を例として、図７および図８を用いて説明すると以下のようになる。
【００１９】
尚、カップリングレンズの最適位置を確認する方法として、あらかじめ光情報記録媒体に記録されているインフォメーション情報を読み取ることによっておこなわれる場合について記載している。上記の方法は一般的におこなわれている方法である。
【００２０】
光情報記録媒体が挿入されると（Ｓ１０１）、Ｌ０層でのカップリングレンズの最適位置を決定するためにｎ＝０とされる（Ｓ１０２）。Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃなどでは、
Ｌ０層に光情報記録媒体の管理情報などの最初に読み出す必要のある情報を記録している。このため、光情報記録媒体が挿入されると最初にＬ０層の情報を読み取る必要がある。
【００２１】
次に、２層光情報記録媒体によって定められているＬ０層の規定位置に光を集光できるようにカップリングレンズを移動する（Ｓ１０４）。その後、Ｌ０層のフォーカスサーボをＯＮにする（Ｓ１０５）。
【００２２】
これはカップリングレンズの位置によって、フォーカス誤差信号にも影響を与えるためである。カップリングレンズの位置が大きくずれていると、フォーカスサーボが安定して動作しないため、Ｌ０層の規定位置に光を集光できるようにカップリングレンズを移動した後、Ｌ０層でフォーカスサーボをＯＮにする。
【００２３】
次に、カップリングレンズの位置を、Ｌ０層で球面収差が最適になるように微調整する。図７の方法では、基準となる光情報記録媒体からの信号を確認し（Ｓ１０６）、カップリングレンズの位置を少し動かし（Ｓ１０７）、基準となる光情報記録媒体からの信号を確認し（Ｓ１０８）、Ｓ１０６とＳ１０８で取得した信号を比較する（Ｓ１０９）。
【００２４】
基準となる光情報記録媒体からの信号としては、ＲＦ信号（再生信号）の大きさ、光情報記録媒体ドライブ装置で検出するエラーレイトまたはそれに類する信号が使用される。
【００２５】
Ｓ１０８で取得した信号の方が、Ｓ１０６で取得した信号よりもカップリングレンズの最適な位置である場合には、Ｓ１０８で取得した信号の値をＳ１０６で取得した信号として記憶し（Ｓ１１０）、Ｓ１０７のステップへ戻される。
【００２６】
Ｓ１０６で取得した信号の方が、Ｓ１０８で取得した信号よりもカップリングレンズの最適な位置である場合には、カップリングレンズの位置はＳ１０６を取得した位置に戻される（Ｓ１１１）。そして現在のカップリングレンズの位置がＬ０層でのカップリングレンズの最適位置として記憶される（Ｓ１１２）。
【００２７】
以上でＬ０層のカップリングレンズの最適位置が決定されたので、フォーカスサーボをＯＦＦにして（Ｓ１１３）、ｎに１を加える（Ｓ１１４）。Ｓ１０３のステップへ戻される。
【００２８】
Ｓ１０３では、ｎの値が２以上であれば処理を終了する。この例では、光情報記録媒体が２層である場合について示したので、Ｓ１０３においてｎが２以上のとき処理を終了した。もし、Ｎ層からなる光情報記録媒体の場合にはｎがＮ以上のときに処理を終了すればよい。
【００２９】
つまり、カップリングレンズを動かして、信号記録面からの信号を確認した後、さらにカップリングレンズを動かし、信号記録面からの信号を確認する作業を情報記録面毎に行う必要があり、最適位置を探すためには複数回にわたってカップリングレンズの位置の微調整をおこなうために時間がかかっていた。
【００３０】
さらに、上記で用いた基準となる信号に関しても、確認に時間がかかる信号である。つまり最適位置を決定するまでには、多大な時間を費やしていた。
【００３１】
駆動源としてステッピングモータを使用する場合には、１パルスあたりの移動量に再現性が高い。このため、上記カップリングレンズの最適位置の記憶は、多層光情報記録媒体の各情報記録面の最適位置に対応するステッピングモータ駆動のパルス数で記憶させることができる。
【００３２】
上記のようにカップリングレンズの最適位置の探索に時間がかかるため、ステッピングモータによってカップリングレンズを駆動する光ピックアップ装置では、通常は一度カップリングレンズの最適位置を測定し、光情報記録媒体駆動装置に記憶してしまう。そして次に上記カップリングレンズを最適位置へ移動するときには、記憶された多層光情報記録媒体の各情報記録面の最適位置に対応するステッピングモータ駆動のパルス数を光情報記録媒体駆動装置から読み出し、移動位置を制御することがおこなわれている。
【００３３】
図８は、カップリングレンズの最適位置を測定した後に、それぞれの情報記録面への光ピックアップ装置の移動指示がおこなわれたときの動作を示している。
【００３４】
Ｌｎ層（ｎは０，１などの層の番号を示す整数）への光ピックアップ装置の移動指示がおこなわれると（Ｓ２０１）、フォーカスサーボをＯＦＦにして（Ｓ２０２）、Ｓ１１２で記憶されたＬｎ層での最適位置にカップリングレンズを移動させる（Ｓ２０３）。そしてフォーカスサーボをＯＮにして（Ｓ２０４）処理を終了する。
【００３５】
ステッピングモータを用いた上記の方法では、一度カップリングレンズの最適位置を記憶すれば、次回以降カップリングレンズの最適位置を再設定する必要はない。
【００３６】
しかしながらステッピングモータ自体の構成は複雑であり、さらに回転運動を直線運動に変換するための機構として、ギヤおよびラック等も必要である。このため、形状も大きく価格も高くなるという欠点がある。
【００３７】
さらに、上記のステッピングモータによる機構を小さくしようとした場合、駆動するトルクが小さくなってしまうとか、スピードが遅くなってしまうとか、脱調しやすくなるとかという問題点があった。
【００３８】
一方、圧電素子を上記カップリングレンズの駆動源として用いた場合、パルス入力によってカップリングレンズを移動させる点はステッピングモータと同じなのではあるが、圧電素子を用いた駆動源では１パルスあたりの移動量のばらつきが大きい。さらに、温度、経時変化等によっても移動量が変化する。
【００３９】
このため、上記のステッピングモータ場合のように、最適なカップリングレンズ位置をパルス数で記憶させたとしても、圧電素子の場合はパルス制御による位置再現性が悪く、多層光情報記録媒体の各情報記録面の最適位置に対応するために、圧電素子の駆動をパルス数で制御させることができないという問題があった。
【００４０】
そのため、圧電素子を用いた駆動装置では、駆動される物体の位置を正確に検出する手段が必要である。例えば特許文献５では、駆動される物体の位置を検出する手段として磁石とホール素子とを用いる方法が開示されている。
【００４１】
しかしながら、上記の方法では、カップリングレンズを移動させる毎に駆動される物体の位置を検出する必要があり、カップリングレンズの最適位置までカップリングレンズを移動するために多くの時間がかかるという問題については解消されていない。
【００４２】
さらに、高価なホールセンサを２個使用し、磁石も必要である為、カップリングレンズの駆動装置自体が高価でサイズも大きくなってしまい、圧電素子を用いた駆動装置の利点がなくなってしまうという問題がある。
【００４３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、小型かつ安価
に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光ピックアップ装置、光球面収差補正方法および光情報記録媒体駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４４】
本発明の光ピックアップ装置は、上記課題を解決するために、光源と、上記光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間の光路中に配置される、カップリングレンズと、上記カップリングレンズを光軸方向に移動する機構と、を備え、上記カップリングレンズを光軸方向に移動することによって球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置であって、上記カップリングレンズは圧電素子によって移動されるものであると共に、球面収差を検出し、球面収差検出信号を出力する球面収差検出回路を備え、球面収差補正を行う場合の上記カップリングレンズの停止位置は、上記球面収差検出回路から出力される上記球面収差検出信号によって制御されることを特徴としている。
【００４５】
上記の発明によれば、上記カップリングレンズが上記圧電素子によって駆動され、上記カップリングレンズの停止位置が上記球面収差検出信号によって決定されるので上記カップリングレンズの任意の位置を検出するためのセンサを備える必要がない。
【００４６】
また、本発明の光ピックアップ装置では、上記カップリングレンズの停止位置は、上記球面収差検出信号があらかじめ設定されている許容値以内に収まっていることによって決定されることが好ましい。
【００４７】
これにより、上記カップリングレンズの停止位置が、あらかじめ設定されている上記球面収差検出信号の許容値に収まっていることによって決定される。このことによって、上記カップリングレンズの停止位置を早く決定することができる。
【００４８】
また、本発明の光ピックアップ装置では、上記カップリングレンズの移動範囲の両端が、機械的な稼動範囲の端となっており、上記球面収差補正を開始する位置が、上記カップリングレンズの移動範囲の両端、または片端を基準として決定されることが好ましい。
【００４９】
これにより、上記球面収差補正を開始する位置が、上記カップリングレンズの機械的な移動範囲の両端、または片端を基準として決定され、その後上記球面収差検出信号によって球面収差をおこなうことができる。
【００５０】
また、本発明の光ピックアップ装置では、さらに上記球面収差補正を開始する位置にセンサを備え、上記球面収差補正を開始する位置が、上記センサによって決定されることが好ましい。
【００５１】
これにより、上記球面収差補正を開始する位置が、上記センサによって決定され、その後上記球面収差検出信号によって球面収差をおこなうことができる。
【００５２】
また、本発明の光ピックアップ装置では、さらに上記光源からの光束を上記情報記録面に集光させるためフォーカス制御機構を備え、上記カップリングレンズの位置が、上記センサによって租位置決めされ、その後上記フォーカス制御機構によってフォーカスサーボ調整された後、上記球面収差補正が行われることが好ましい。
【００５３】
これにより、上記カップリングレンズの位置が、上記センサによって決定され、上記フォーカス制御機構によってフォーカス制御が行われ、その後上記球面収差検出信号によって球面収差補正をおこなうことができる。
【００５４】
また、本発明の光ピックアップ装置では、上記センサが、上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出すまたは書き込む必要のある情報記録面上で球面収差補正が略最適になる位置に設置されていることが好ましい。
【００５５】
これにより、ディスクが投入されたとき、上記センサによって、上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出す必要のある情報記録面上で球面収差補正が略最適になる位置にカップリングレンズを移動できる。その結果、フォーカスサーボはかかりやすくなり、また、球面収差補正時には、カップリングレンズの移動量が少なくできる。
【００５６】
また、本発明の光ピックアップ装置では、上記センサが、上記光情報記録媒体中の複数の情報記録面上で球面収差補正が略最適になる位置にそれぞれ設置されていることが好ましい。
【００５７】
これにより、上記センサによって、上記光情報記録媒体中の複数の情報記録面上で各々球面収差が略最適になる位置にカップリングレンズ位置を移動できる。その結果、複数の情報記録面上でフォーカスサーボは駆りやすくなり、また、球面収差補正時には、カップリングレンズの移動量が少なくできる。
【００５８】
また、本発明の光ピックアップ装置では、上記球面収差補正を開始する位置が、上記圧電素子を動作させる回数によって決定されることが好ましい。
【００５９】
上記球面収差補正を開始する位置は球面収差の最適位置ほど精度が必要でない為、球面収差補正を開始する位置までは、圧電素子を動作させる回数を決めておき、カップリングレンズを移動させる事も可能である。
【００６０】
この場合は、上記、球面収差補正を開始する位置を決めるセンサを省略できる。
【００６１】
本発明の球面収差補正方法は、上記課題を解決するために、光源と、上記光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光させるための対物レンズと、上記光源と上記対物レンズとの間の光路中に配置される、カップリングレンズと、上記カップリングレンズを光軸方向に移動する機構と、を含み、上記カップリングレンズを光軸方向に移動することによって球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置の球面収差補正方法であって、球面収差信号を取得する工程と、上記球面収差信号があらかじめ設定されている許容値以内に収まっているかを確認する工程と、上記球面収差信号が上記許容値を超える場合に、カップリングレンズを圧電素子によって移動させて、さらに上記球面収差信号があらかじめ設定されている上記許容値以内に収まっているかを確認する工程と、を含むことを特徴としている。
【００６２】
上記の発明によれば、上記球面収差信号が上記許容値以下になるまで上記カップリングレンズを上記圧電素子によって移動することによって球面収差を補正することができる。
【００６３】
また上記の発明は、球面収差信号を見てカップリングレンズの位置をデジタルで制御する場合の動作の工程であるが、サーボ制御を行う事により、動作を高速にできる。
【００６４】
また、別の方法として、球面収差信号を使用して、アナログの電気的なサーボ制御回路でカップリングレンズを球面収差が最適となる位置に移動させても良い。
【００６５】
上記構成とすることによって、速やかに球面収差を補正することができる。
【００６６】
本発明の光情報記録媒体駆動装置は、上記課題を解決するために、上記記載の光ピック
アップ装置を備えることを特徴としている。
【００６７】
上記の発明によれば、上記カップリングレンズが上記圧電素子によって駆動され、上記カップリングレンズの停止位置が球面収差検出信号によって決定されるので上記カップリングレンズの任意の位置を検出するためのセンサを備える必要がない。
【００６８】
本発明の光情報記録媒体駆動装置は、上記課題を解決するために、上記記載の球面収差補正方法を有することを特徴としている。
【００６９】
上記の発明によれば、上記カップリングレンズが上記圧電素子によって駆動され、上記カップリングレンズの停止位置が球面収差検出信号によって決定されるので上記カップリングレンズの任意の位置を検出するためのセンサを備える必要がない。
【００７０】
また、本発明の光情報記録媒体駆動装置では、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが装置の初期状態の位置に移動することが好ましい。
【００７１】
これにより、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが装置の初期状態の位置に移動するため、次に上記光情報記録媒体駆動装置を起動したときにカップリングレンズを装置の初期状態の位置に移動する必要がない。
【００７２】
また、本発明の光情報記録媒体駆動装置では、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出す必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動することが好ましい。
【００７３】
これにより、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体から最初に情報を読み出す必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動するため、次に上記光情報記録媒体駆動装置を起動したときに即座に情報記録面から情報を読み出すことができる。
【００７４】
また、本発明の光情報記録媒体駆動装置では、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体に最初に情報を書き込む必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動することが好ましい。
【００７５】
これにより、上記光情報記録媒体駆動装置の処理を終了するときに、上記カップリングレンズが上記光情報記録媒体に最初に情報を書き込む必要のある情報記録面上で球面収差が最適になる位置に移動するため、次に上記光情報記録媒体駆動装置を起動したときに即座に情報記録面に情報を書き込むことができる。
【発明の効果】
【００７６】
本発明の光ピックアップ装置は、以上のように、上記カップリングレンズは圧電素子によって移動されるものであると共に、球面収差を検出し、球面収差検出信号を出力する球面収差検出回路を備え、球面収差補正を行う場合の上記カップリングレンズの停止位置は、上記球面収差検出回路から出力される上記球面収差検出信号によって制御されることを備えている。
【００７７】
それゆえ、小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光ピックアップ装置を提供できるという効果を奏する。
【００７８】
本発明の光球面収差補正方法は、以上のように、球面収差信号を取得する工程と、上記
球面収差信号があらかじめ設定されている許容値以内に収まっているかを確認する工程と、上記球面収差信号が上記許容値を超える場合に、カップリングレンズを圧電素子によって移動させて、さらに上記球面収差信号があらかじめ設定されている上記許容値以内に収まっているかを確認する工程と、を含むことを特徴としている。
【００７９】
上記の構成は、球面収差信号を見てカップリングレンズの位置をデジタルで制御する場合の動作の工程である。サーボ制御を行う事により、動作を高速にできる。
【００８０】
また、別の方法として、球面収差信号を使用して、電気的なアナログのサーボ制御回路でカップリングレンズを球面収差が最適となる位置に移動させても良い。
【００８１】
それゆえ、小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光球面収差補正方法を提供できるという効果を奏する。
【００８２】
また、本発明の光情報記録媒体駆動装置は、以上のように、上記記載の光ピックアップ装置を備えている。
【００８３】
それゆえ、小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光情報記録媒体駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【００８４】
また、本発明の光情報記録媒体駆動装置は、以上のように、上記記載の球面収差補正方法を有している。
【００８５】
それゆえ、小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光情報記録媒体駆動装置を提供できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８６】
本発明の一実施形態で記載について図１〜図６に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００８７】
図１は球面収差補正をおこなう光ピックアップ装置および光情報記録媒体駆動装置の一実施形態を示す構成図である。
【００８８】
光ピックアップ装置は、集積化ユニット１、半導体レーザ２、対物レンズ１０、アクチュエータ１１、光検出器３０、偏光ホログラム５０、および球面収差補正ユニット６０などの光学系と、制御信号生成回路４０および球面収差補正素子駆動回路４３と、で構成されている。
【００８９】
また、光情報記録媒体駆動装置は、上記光ピックアップ装置に加えて、トラック駆動回路４１、フォーカス駆動回路４２、スピンドルモータ駆動回路４４、および情報制御回路４５などで構成されている。
【００９０】
集積化ユニット１は、半導体レーザ２、光検出器３０、偏光ホログラム５０等で構成されている。偏光ホログラム５０は、入射する光の偏光方向によって、光を透過させたり、回折させたりする作用を選択的におこなう素子である。本実施形態では、偏光ホログラム５０は、往路光と復路光との光分岐手段の役割も兼ねている。
【００９１】
半導体レーザ２から出射された光は、カップリングレンズ６２により概平行光となり、４５度ミラー７０で光情報記録媒体１２方向に曲げられる。カップリングレンズ６２は後述する球面収差補正ユニット６０に組み込まれている。半導体レーザ２から出射された直
線偏光は、１／４波長板３によりその偏光方向が円偏光に変換された後、対物レンズ１０によって集光され、光情報記録媒体１２の光透過層１２ａを透過し、情報記録面１２ｂもしくは１２ｃに集光される。
【００９２】
１／４波長板３と対物レンズ１０とはホルダー２０に固定されている。１２ｂは２層の光情報記録媒体１２の内部にある第１の情報記録面であり、１２ｃは２層の光情報記録媒体１２の内部にある第２の情報記録面である。
【００９３】
光情報記録媒体１２は、本実施形態では２層の光情報記録媒体を例として示している。本発明で扱う光情報記録媒体は２層の光情報記録媒体には限られることはなく、多層の光情報記録媒体においても同様に動作することができる。
【００９４】
また目標トラックに対して光を集光するために、対物レンズ１０は固定されているホルダー２０と共に駆動される。対物レンズ１０は、光情報記録媒体１２の方向（図１のＸ軸方向）および光情報記録媒体１２のトラックと直交する方向（図１のＹ軸方向）に、アクチュエータ１１によって駆動される。駆動される移動量は、後述する光検出器３０で検出され、後述する制御信号生成回路４０によって演算されたトラック誤差信号（ＴＥＳ）とフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）とによって制御される。
【００９５】
制御信号生成回路４０は、上記トラック誤差信号とフォーカス誤差信号のほかに、球面収差誤差信号（ＳＡＳ）、スピンドルモータ制御信号を生成する。またＲＦ信号は情報再生回路４５で生成され、再生信号として取り出される。
【００９６】
トラック誤差信号はトラック駆動回路４１によってアクチュエータ１１の移動量を制御し、フォーカス誤差信号はフォーカス駆動回路４２によってアクチュエータ１１の移動量を制御する。球面収差誤差信号は球面収差補正素子制御回路４３によって後述する球面収差補正ユニット６０の動作を制御する。スピンドルモータ制御信号はスピンドルモータ駆動回路４４によってスピンドルモータ８０の回転速度を制御する。
【００９７】
情報記録面１２ｂもしくは１２ｃからの円偏光の反射光は、１／４波長板３によって半導体レーザ２から出射された直線偏光と直交する方向の直線偏光に変換される。
【００９８】
光情報記録媒体１２からの反射光は対物レンズ１０によって概平行光となり、４５度ミラー７０で偏光ホログラム５０方向に曲げられる。そしてカップリングレンズ６２により、偏光ホログラム５０を通して光検出器３０に集光される。
【００９９】
情報記録面１２ｂもしくは１２ｃからの反射光は、半導体レーザ２から出射された直線偏光とは直交する方向の直線偏光となっている。よってその偏光方向の違いから、偏光ホログラム５０で回折され、光検出器３０に落射する。
【０１００】
球面収差補正はカップリングレンズ６２をレーザ光の進行方向に移動させることにより行なわれる。
【０１０１】
図２は偏光ホログラム５０と、偏光ホログラム５０によって回折された光が光検出器３０の各領域に落射する様子を示した一実施例である。
【０１０２】
図２の偏光ホログラム５０は、５０ａ、５０ｂ、５０ｃおよび５０ｄに領域が分割されており、光情報記録媒体からの反射光をそれぞれ異なる方向に回折させる。偏光ホログラム５０で回折された光は、光検出器３０の受光部３１にて受光される。
【０１０３】
図２に示す実施例では、偏光ホログラムの５０ａの領域で回折された光は、受光部３１ａと３１ｂの境界付近に落射する。また偏光ホログラムの５０ｂの領域で回折された光は、受光部３１ｃと３１ｄの境界付近に落射する。また偏光ホログラムの５０ｃの領域で回折された光は、受光部３１ｅに落射する。また偏光ホログラムの５０ｄの領域で回折された光は、受光部３１ｆに落射する。
【０１０４】
上記の制御信号生成回路４０は、受光部３１の各領域に落射した受光量に基づいて各制御信号等を生成する。
【０１０５】
受光部３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ、３１ｆでの受光量に基づいた出力信号をそれぞれ、ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５、ｓ６とすると、
トラックエラー信号ＴＥＳは
ＴＥＳ＝（ｓ５−ｓ６）
フォーカスエラー信号ＦＥＳは
ＦＥＳ＝（ｓ１−ｓ２）
球面収差誤差信号ＳＡＳは、
ＳＡＳ＝（ｓ３―ｓ４）―ｋ（ｓ２―ｓ１）（ｋは係数）の演算をおこなうことによって得られる。
【０１０６】
またＲＦ信号（再生信号）は、
ＲＦ＝ｓ１＋ｓ２＋ｓ３＋ｓ４＋ｓ５＋ｓ６
のように、ビーム全体においての演算をおこなうことによって得られる。
【０１０７】
図３は、球面収差補正ユニット６０を示した概略図である。カップリングレンズ６２は、レンズホルダー６４に内蔵されており、ベース部材６６，６７上に設置された摩擦駆動軸６８の上を移動することができる。図３の表記によれば、レンズホルダー６４はＺ方向に移動することができる。
【０１０８】
またレンズホルダー６４は、ストッパー６３によって移動できる範囲が制限されている。ストッパー６３は、カップリングレンズの移動範囲をＬ０層の規定位置を含み、かつフォーカスサーボが安定して機能する範囲を仕切るストッパー６３ａと、カップリングレンズの移動範囲をＬ１層の規定位置を含み、かつフォーカスサーボが安定して機能する範囲を仕切るストッパー６３ｂと、によってレンズホルダー６４が自由に移動できるように配置されている。
【０１０９】
次に、本発明の小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光情報記録媒体駆動装置の動作を示す一実施例について記載する。
【０１１０】
光情報記録媒体１２が挿入されると、まず、従来例と同じように、光情報記録媒体の情報を取得する為、規定層の規定位置に光を集光できるように、フォーカス制御、トラック制御を行う必要があるが、その前に、フォーカス制御用の信号があまり崩れない様に、カップリングレンズ６２を適当な位置に移動させる。上記規定層の規定位置は光情報記録媒体の規格によって定められている位置であり、光情報記録媒体を光ピックアップ装置や、光情報記録媒体駆動装置を扱う為に必要となる情報、たとえば、光情報記録媒体の種類等の情報が記載されている。
【０１１１】
Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃなどでは、Ｌ０層に光情報記録媒体の管理情報などの最初に読み出す必要のある情報を記録している。本実施例では最初に読み出す必要のある情報がＬ０層に書き込まれているとして説明するが、最初に読み出す必要のある情報がＬｎ層に書き込まれている規格の光情報記録媒体を用いるときには、該光情報記録媒体の規格に沿
って最初に読み出す記録面を選択すればよい。
【０１１２】
まず上記の通り、Ｌ０層でカップリングレンズ６２を適当な位置に移動させた後、
フォーカス制御を行う。
【０１１３】
次に、Ｌ０層で球面収差補正をおこなう。球面収差補正の方法については図４にて詳しく記載する。
【０１１４】
Ｌ０層で球面収差補正がおこなわれることによって、光情報記録媒体の管理情報などの最初に読み出す必要のある情報を読み出すことができるようになる。あとは、上記の管理情報や、ユーザによる操作によって適宜必要な情報記録面にアクセスする指示が光情報記録媒体駆動装置に送られるので、光情報記録媒体駆動装置はその都度指定された記録面から情報を読み出し、または書き込むことができるようにカップリングレンズ６２を動かし、球面収差補正をおこなって情報を読み書きすればよい。
【０１１５】
尚、光情報記録媒体駆動装置の電源をＯＦＦにするときに、電源切断前にカップリングレンズ６２を位置決めの基準となる位置に移動してもよいし、光情報記録媒体１２から最初に情報を読み出す必要のある記録面の規定位置に移動してもよい。
【０１１６】
上記のように構成することによって、次回電源ＯＮ時に位置決めのための基準位置へ移動する動作や、最初に情報を読み出す必要のある記録面へ移動する動作が必要なくなるため、起動が早くなるという効果がある。
【０１１７】
図４は、本発明の小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光ピックアップ装置による球面収差補正の動作を示す一実施例のフローチャートである。
【０１１８】
図４において、カップリングレンズ６２を移動させる駆動源は、圧電素子６１である。
【０１１９】
従来の方法では、カップリングレンズの最適位置を設定するために時間がかかるため、光情報記録媒体が挿入されるとあらかじめ図７のようにカップリングレンズの最適位置を設定し、記憶する必要があったが、本実施例で示す光ピックアップ装置では上記の操作は必要ない。
【０１２０】
また以下の説明ではｎ＝０，１，・・・（整数）として記載する。
【０１２１】
光ピックアップ装置に対して、Ｌｎ層の記録面へ光を集光できるように移動の指示がおこなわれると（Ｓ１）、ステップＳ２としてフォーカス駆動回路４２はアクチュエータ１１の動作をＯＦＦにして（以降「フォーカスサーボをＯＦＦにして」と記載する）、光情報記録媒体１２によって定められているＬｎ層の規定位置に光を集光できるようにカップリングレンズ６２を移動する（Ｓ３）。その後、ステップＳ４として、フォーカス駆動回路４２はアクチュエータ１１の動作をＯＮにしてＬｎ層でフォーカス制御をおこなう（以降「フォーカスサーボをＯＮにして」と記載する）。
【０１２２】
これはカップリングレンズ６２の位置によって、フォーカス誤差信号にも影響を与えるためである。カップリングレンズ６２の位置が大きくずれていると、フォーカスサーボが安定して動作しないため、カップリングレンズ６２を適当な位置に移動した後、Ｌｎ層の規定位置に光を集光できるように、Ｌｎ層でフォーカスサーボをＯＮにする。
【０１２３】
また、上記フォーカスサーボは、カップリングレンズ６２の位置が球面収差に最適な値を外れていても機能するが、カップリングレンズ６２の位置がさらに大きくずれていると
、フォーカスサーボが安定して動作しない。
【０１２４】
圧電素子６１を使用した駆動源は、先に述べたように、１パルスあたりの移動量のばらつきが大きく、さらに、温度、経時変化等によっても移動量が変化する。このため、駆動される物体の位置を検出するためには駆動源とは別に、位置を検出する手段が必要である。
【０１２５】
本実施例では、カップリングレンズ６２の移動範囲を、Ｌ０層とＬ１層の規定位置を含み、かつフォーカスサーボが安定して機能する範囲でカップリングレンズ６２が自由に移動できるように設定する。上記のように構成することによって、カップリングレンズ６２の移動できる範囲の端まで圧電素子６１によってカップリングレンズ６２を移動させ、その後にフォーカスサーボを動作させることができる。
【０１２６】
図３の球面収差補正ユニット６０では、レンズホルダー６４はストッパー６３ａとストッパー６３ｂによって移動できる範囲がＥａとＥｂに制限されており、この移動範囲内にＬ０層の規定位置であるＬ０と、Ｌ１層の規定位置であるＬ１とを含んでいる。
【０１２７】
上記の構成とすることによって、位置情報を持たない圧電素子６１によって、カップリングレンズ６２をＬ０層とＬ１層の規定位置近傍に移動させることができる。
【０１２８】
即ち、カップリングレンズ６２をＬ０層の規定位置近傍に移動させるためには、上記圧電素子６１によってレンズホルダー６４をストッパー６３ａに接触するまで動かす。また、カップリングレンズ６２をＬ１層の規定位置近傍に移動させるためには、上記圧電素子６１によってレンズホルダー６４をストッパー６３ｂに接触するまで動かす。
【０１２９】
圧電素子６１による駆動源は、ギヤやラック等の機械部品がなく、噛み込みの問題も発生しない。このため、移動範囲の端にレンズホルダー６４などの移動体を当てた状態で使用することについても問題はない。
【０１３０】
次に、カップリングレンズ６２の位置が、Ｌ０層で球面収差が最適になるように微調整する。本実施例では、光検出器３０によって検出された球面収差誤差信号を取得する（Ｓ５）。
【０１３１】
光ピックアップ装置に対しては、あらかじめ球面収差誤差信号についての許容値がＬｎ層毎に定められており、検出した球面収差誤差信号が許容値以下であるかを判定する（Ｓ６）。
【０１３２】
検出した球面収差誤差信号が許容値を超えている場合、カップリングレンズ６２の位置を少し動かし（Ｓ７）、Ｓ５のステップに戻される。
【０１３３】
検出した球面収差誤差信号が許容値以内であれば、現在のカップリングレンズ６２の位置が最適位置であるので処理を終了する。
【０１３４】
上記の実施例では、球面収差誤差信号の値があらかじめ定められた許容値以下の位置を最適位置として決定している。このようにカップリングレンズ６２の最適な位置を決定することによって、従来例よりも早く最適な位置を決定することができる。もちろん従来例のように、球面収差誤差信号の値が最も小さくなる位置を検出するまでカップリングレンズ６２の位置を微調整して、最適な位置をさがしても良い。
【０１３５】
上記は、球面収差信号を見てカップリングレンズの位置をデジタルで制御する場合の動
作の工程であるが、別の方法として、球面収差信号を使用して、電気的なアナログのサーボ制御回路でカップリングレンズを球面収差が最適となる位置に移動させても良い。
【０１３６】
上記実施例の構成に加えて、球面収差補正ユニット６０に、カップリングレンズ６２のＬ０層とＬ１層との規定位置のみを認識するセンサを設置してもよい。規定位置のみを認識するのであれば、高性能なセンサは不要であり、センサとして例えばフォトインタラプタ６５などを用いることができる。
【０１３７】
図５に示すようにフォトインタラプタ６５をＬ０層の規定位置に対応するカップリングレンズ６２の位置に設置し、図６のようにカップリングレンズ６２がフォトインタラプタに接近した場合に信号が出力されるように構成することで、カップリングレンズ６２が規定位置にいることを認識することができる。球面収差補正は上記ステップの後行えばよい。
【０１３８】
また上記の規定位置のみを認識するセンサを、光情報記録媒体１２から最初に情報を読み出す必要のある記録面で、かつ上記記録面での球面収差が最小となる位置に設定してもよい。
【０１３９】
上記規定位置のみを認識するセンサの位置にカップリングレンズ６２を移動すると、光情報記録媒体１２から最初に情報を読み出す必要のある記録面で球面収差が最小となる位置の近くまでカップリングレンズ６２を移動することができるため、球面収差の補正時におけるカップリングレンズ６２の移動量は少なくてすむ。
【０１４０】
つまり、カップリングレンズ６２の移動時間を最小にすることができる。
【０１４１】
またこのような規定位置のみを認識するセンサは複数の規定位置に対応させるなど、必要に応じて、適宜設置してもよい。このように構成することで、基準位置がひとつではフォーカスサーボが機能する範囲にカップリングレンズ６２を移動させることが難しい光情報記録媒体を使用する場合や、複数の基準位置にカップリングレンズ６２を停止させる必要が発生する場合に有効である。
【０１４２】
さらに上記の規定位置のみを認識するセンサを用いずに、光情報記録媒体１２中の各記録面に対応する規定位置へカップリングレンズ６２を移動する方法として、圧電素子６１を駆動するパルス数で規定位置へ駆動してもよい。
【０１４３】
圧電素子６１にはステップモータほどの位置再現性はないものの、圧電素子６１によってフォーカスサーボが機能する範囲にカップリングレンズ６２を移動させることは可能である。カップリングレンズ６２を規定位置に移動した後、球面収差補正をおこなえばよい。
【０１４４】
圧電素子６１は、１パルス数あたりの駆動量のばらつきが大きく、さらに、温度、経時変化等によっても移動量が変化する。このため、圧電素子６１を用いた駆動装置では、駆動される物体の位置を検出する手段が必要となるが、本実施例の方法によれば球面収差誤差信号ＳＡＳを用いることによってカップリングレンズ６２の最適な位置を測定していることになる。
【０１４５】
即ち、上記の実施例では、移動体に内蔵されているカップリングレンズ６２そのものが位置情報を出力するセンサとして機能している。
【０１４６】
従来の構成で圧電素子を使用し、各情報記録面のカップリングレンズの最適位置を記憶
する構成する場合、記憶された最適位置にカップリングレンズを移動させようとすれば、カップリングレンズ自体の位置情報を出力するセンサが必要となる。
【０１４７】
例えば特許文献５には、ホールセンサと磁石を使用する位置センサを用いる技術について開示されている。
【０１４８】
しかしながら位置センサとしてホールセンサや磁石を取り付けると光情報記録媒体駆動装置は大きくなってしまう。さらにホールセンサも高価であるため、安価になる利点についても失われてしまう。
【０１４９】
本実施例で記載した球面収差検出信号のような信号は、リアルタイムで出力できる信号であり、且つ処理の速度がはやい。このため、リアルタイムでの球面収差の補正も可能である。さらに同じ記録面中での球面収差の補正も可能であり、粗悪な光情報記録媒体に対しても、精度良く信号を再生記録できる効果もある。さらに光情報記録媒体駆動装置の電源投入から立ち上がり時間を早くできる効果もある。
【０１５０】
すなわち、上記実施例に示した構成を用いることによって、小型かつ安価に球面収差補正を速やかにおこなう機構を備える光ピックアップ装置、光球面収差補正方法および光情報記録媒体駆動装置を実現することができる。
【０１５１】
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１５２】
本発明は、光情報記録媒体等の情報記録媒体に光学的に情報を記録、または再生する光ピックアップ装置、および、光ピックアップ装置を搭載した光情報記録媒体駆動装置に関する。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明における球面収差補正を行う光ピックアップ装置のブロック図である。
【図２】本発明における光情報記録媒体からの反射光が光検出器の各領域に落射する様子を示す平面図である。
【図３】本発明における球面収差補正ユニット６０を示す平面図である。
【図４】本発明における球面収差補正のフロー図である。
【図５】本発明における球面収差補正ユニット６０の別の実施形態を示す平面図である。
【図６】本発明における球面収差補正ユニット６０の別の実施形態であり、位置センサからの信号を示す図である。
【図７】従来の球面収差補正のフロー図である。
【図８】従来の球面収差補正のフロー図である。
【符号の説明】
【０１５４】
１      集積ユニット
２      半導体レーザ（光源）     
１０    対物レンズ
１１    アクチュエータ（フォーカス、トラック制御機構）
１２    光情報記録媒体
１２ａ  光透過層
１２ｂ  第１の情報記録面
１２ｃ  第２の情報記録面
３０    光検出器
３１    受光部
４０    制御信号生成回路（球面収差検出回路）
４１    トラック駆動回路
４２    フォーカス駆動回路
４３    球面収差補正素子駆動回路
５０    偏光ホログラム
６０    球面収差補正ユニット（カップリングレンズを光軸方向に移動する機構）
６１    圧電素子（カップリングレンズを光軸方向に移動する機構）
６２    カップリングレンズ
６３    ストッパー
６３ａ  ストッパー
６３ｂ  ストッパー
６４    レンズホルダー
６５    フォトインタラプタ（センサ）
６８    摩擦駆動軸（カップリングレンズを光軸方向に移動する機構）
【図１】
2008004158.tif 000003
【図２】
2008004158.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2008004158.tif 000007
【図６】
2008004158.tif 000008
【図７】
2008004158.tif 000009
【図８】
2008004158.tif 000010