(57)【要約】【課題】  対物レンズの温度変化に伴って発生する収差を補正することが出来る光ピックアップ装置に関する。【解決手段】  レーザー光の光路内にスポットに現れる収差を補正するべく配置されている液晶収差補正素子５と、対物レンズ７の温度を検出する温度センサー１６と、前記対物レンズ７の温度変化に伴って発生する収差を前記液晶収差補正素子５にて補正するデータが記憶されている収差補正データメモリー回路２５を設け、前記対物レンズ７の温度に対応した収差補正データを前記収差補正データメモリー回路２５から読み出し、読み出された収差補正データに基づいて前記液晶収差補正素子５の制御動作を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を放射するレーザーダイオードと、該レーザーダイオードから出射されたレーザー光が入射されるとともに該レーザー光を光ディスクの信号記録層にスポットとして集束させる対物レンズを備えた光ピックアップ装置であり、前記レーザーダイオードから前記対物レンズまで導かれるレーザー光の光路内にスポットに現れる収差を補正するべく配置されている液晶収差補正素子と、対物レンズの温度を検出する温度センサーと、前記対物レンズの温度変化に伴って発生する収差を前記液晶収差補正素子にて補正するデータが記憶されている収差補正データメモリー回路を設け、前記対物レンズの温度に対応した収差補正データを前記収差補正データメモリー回路から読み出し、読み出された収差補正データに基づいて前記液晶収差補正素子の制御動作を行うようにしたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
対物レンズがプラスチックレンズ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】
対物レンズを伝熱性の高いレンズ固定部材を介してレンズホルダーに固定した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】
温度センサーをレンズ固定部材に接触させて配置したことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
レンズ固定部材を金属にて製造したことを特徴とする請求項３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、光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や光ディスクに信号の記録動作を行うことが出来る光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ装置から照射されるレーザー光を光ディスクに設けられている信号記録層に照射することによって信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うことが出来る光ディスク装置が普及している。
【０００３】
光ディスク装置としては、ＣＤやＤＶＤと呼ばれる光ディスクを使用するものが一般に普及しているが、最近では記録密度を向上させた光ディスク、即ちＢｌｕ−ｒａｙ規格やＨＤ−ＤＶＤ（High Density Digital Versatile Disk）規格の光ディスクを使用するものが製品化されている。
【０００４】
光ディスクに記録されるデータ量の増大に伴って記録密度の高密化が行われており、斯かる光ディスクに記録されている信号の読み出し動作や信号の記録動作を行うためには、レーザー光の照射によって生成されるスポットの形状を良好な状態にする必要がある。
【０００５】
スポットの形状に悪影響を与えるものとして球面収差、非点収差及びコマ収差等の収差があり、斯かる収差による影響を無くするために光ピックアップ装置の光学系は設計されている。斯かる収差を補正するする方法として、あらかじめ収差を補正するために設けられた電極パターンに制御電圧を印加することによって屈折率を変化させ、透過するレーザー光に位相差を付加することによって収差を補正することが出来る液晶光学素子を使用する方法や２つのレンズ間の距離を変更することによってレーザー光の発散角を変更させることによってディスク面上の球面収差を補正するビームエキスパンダと呼ばれる収差補正手段を使用する方法が多くの光ピックアップ装置に採用されている。
【０００６】
また、光ピックアップ装置は、レーザー光を光ディスクの信号記録層にスポットとして集束させる対物レンズを備えているが、斯かる対物レンズとして、ガラスレンズと比較して軽量であり、またコストが安いことからプラスチックレンズが使用されている。斯かるプラスチックレンズは、温度変化に伴ってレンズの形状が変化することに起因して光学特性が大きく変化し、前述した収差が発生するという欠点がある。
【０００７】
対物レンズの温度が変化する理由としては、周囲の環境温度変化だけでなく、対物レンズが固定されているレンズホルダーをフォーカス制御及びトラッキング制御のために変位させる駆動コイルから発生する熱、そしてレーザー光を放射するレーザーダイオードの駆動動作に伴って発生する熱が考えられる。斯かる駆動コイル等から発生する熱が対物レンズに伝わらないようにした技術が開発されている。(特許文献１参照。)
【特許文献１】特開平１１−３５３６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述した特許文献に記載されている技術は、レンズホルダーに透孔等を形成することによって対物レンズに熱が伝わらないようにしているが、小型化が要求されている光ピックアップ装置では、透孔等を形成するスペースが無いという問題がある。また、光学式ピックアップ装置として前述した規格が異なる多種の光ディスクを使用することが出来る光ディスク装置に組み込む場合、波長の異なるレーザー光を放射する複数のレーザーダイオー
ドや多くの光学部品を１つの基台に組み込む必要がある。その上、光ディスク装置の小型化や薄型化に伴って光ピックアップ装置自体の小型化が要求されており、構造的に対物レンズの温度上昇を抑えることが困難になっている。
【０００９】
本発明は、斯かる問題を解決することが出来る光ピックアップ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードから対物レンズまで導かれるレーザー光の光路内に収差を補正するべく配置されている液晶収差補正素子と、対物レンズの温度を検出する温度センサーと、前記対物レンズの温度変化に伴って発生する収差を前記液晶収差補正素子にて補正するデータが記憶されている収差補正データメモリー回路を設け、前記対物レンズの温度に対応した収差補正データを前記収差補正データメモリー回路から読み出し、読み出された収差補正データに基づいて前記液晶収差補正素子の制御動作を行うように構成されている。
【００１１】
本発明は、対物レンズを伝熱性の高いレンズ固定部材を介してレンズホルダーに固定するように構成されている。
【００１２】
本発明は、温度センサーを伝熱性の高いレンズ固定部材に接触させて配置するように構成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、レーザー光を放射するレーザーダイオードから対物レンズまで導かれるレーザー光の光路内に収差を補正するべく配置されている液晶収差補正素子と、対物レンズの温度を検出する温度センサーと、前記対物レンズの温度変化に伴って発生する収差を前記液晶収差補正素子にて補正するデータが記憶されている収差補正データメモリー回路を設け、前記対物レンズの温度に対応した収差補正データを前記収差補正データメモリー回路から読み出し、読み出された収差補正データに基づいて前記液晶収差補正素子の制御動作を行うように構成したので、対物レンズの温度変化に適した収差補正動作を行うことが出来る。
【００１４】
また、本発明は、対物レンズを伝熱性の高いレンズ固定部材を介してレンズホルダーに固定するようにしたので、対物レンズの周囲の温度を均一にすることが出来、それ故、対物レンズの温度変化に伴う光学特性変化が全般に亘って均一となるだけでなく、温度検出動作を正確に行うことが出来る。
【００１５】
そして、本発明は、温度センサーを伝熱性の高いレンズ固定部材に接触させて配置するようにしたので、対物レンズの温度を正確に検出することが出来るという利点を有している。
【実施例】
【００１６】
図１は本発明の光ピックアップ装置における光学系及び制御系を示す概略図である。同図において、１はレーザー光を放射するレーザーダイオード、２は前記レーザーダイオード１から放射されるレーザー光が入射される回折格子であり、レーザー光を０次光であるメインビームと＋１次光及び−１次光であるサブビームに分離する作用を成すものである。斯かるメインビームは、周知のように光ディスクＤに記録されている信号の再生動作や非点収差法によるフォーカス制御動作に使用され、サブビームはプッシュプル法によるトラッキング制御動作に使用される。
【００１７】
３は前記回折格子２を透過した信号が入射される偏光ビームスプリッタであり、前記回折格子２から入射されるレーザー光を透過し、光ディスクＤから反射されて戻って来る戻り光を反射させる制御膜３ａが設けられている。４は前記偏光ビームスプリッタ３を透過したレーザー光が入射されるコリメートレンズであり、入射されたレーザー光を平行光にする作用を成すものである。
【００１８】
５は前記コリメートレンズ４にて平行光に変換されたレーザー光が入射される液晶収差補正素子であり、球面収差やコマ収差等の各種の収差を補正するための液晶パターンが設けられている。斯かる液晶収差補正素子５は、屈折率を可変することにより球面収差等の収差の収差量を調整する作用を成すものであり、相対向して配置される２枚のガラス基板と、このガラス基板の相対向する面に電極パターンを有する電極を設け、この電極間に配向膜を介して挟まれて配向された液晶分子とから構成されている。
【００１９】
そして、電極に形成される電極パターンは、補正対象の収差に応じた形状にされており、例えば球面収差を補正するパターンは同心円状となる。また、斯かる球面収差を補正する電極パターンを一方の電極に形成し、他方の電極に非点収差やコマ収差を補正するための電極パターンを形成するように構成することも出来る。このようにすることによって、球面収差、非点収差及びコマ収差を同時に補正することが出来る。斯かる液晶収差補正素子５の構成は種々変更可能であるとともにその制御動作は周知であり、その説明は省略する。
【００２０】
６は前記液晶収差補正素子５を透過したレーザー光が入射されるとともに対物レンズ７方向へ反射させる立ち上げミラー、８は前記立ち上げミラー５にて反射されたレーザー光が入射される１／４波長板であり、前記立ち上げミラー６側から入射されるレーザー光を直線偏光光から円偏光光に変換するとともに対物レンズ７側から入射されるレーザー光を円偏光光から直線偏光光に変換する作用を成すものである。
【００２１】
９は前記対物レンズ７が固定されているとともに樹脂の成型にて製造されるレンズホルダーであり、一方の端部が基台に固定されている複数本、例えば４本の支持ワイヤー(図示せず)によって光ディスクＤの信号面に対して直角方向への変位動作及び光ディスクＤの径方向への変位動作を可能に設けられている。１０は前記レンズホルダー９に設けられているフォーカスコイルであり、基台に固定されているマグネット１１との協働によってレンズホルダー９を光ディスクＤの信号面に対して直角方向へ変位させる作用を成すものである。１２は前記レンズホルダー９に設けられているトラッキングコイルであり、基台に固定されているマグネット１３との協働によってレンズホルダー９を光ディスクＤの径方向へ変位させる作用を成すものである。斯かる構成において、前記フォーカスコイル１０及びトラッキングコイル１２への駆動信号は、前記支持ワイヤーを通して行われるように構成されているが、斯かる構成は周知であり、その説明は省略する。
【００２２】
１４は前記レンズホルダー９に一体的に形成されているレンズ固定部、１５は前記固定部１４に取り付けられるとともに前記対物レンズ７の周縁に設けられている鍔部７ａの下面全周と接触して該対物レンズ７を前記固定部１４に固定する作用を成す固定部材であり、熱を効率よく伝達する伝熱性の高い部材、例えば銅のような金属にて構成されている。１６は前記レンズ固定部材１５に接触させて配置されている温度センサーであり、サーミスタ等の温度検出素子にて構成されている。
【００２３】
１７は光ディスクＤに設けられている信号記録層から反射されるレーザー光である戻り光が前記偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａにて反射されて入射される位置に設けられている集光レンズである。１８は前記集光レンズ１７によって集光された戻り光が照射される位置に設けられている光検出器であり、再生信号の生成動作、フォー
カスエラー信号の生成動作及びトラッキングエラー信号の生成動作を行うように構成されている。斯かる光検出器１８には、４分割センサーと呼ばれる周知の受光素子等に構成されたセンサー部が設けられており、周知の非点収差法によるフォーカス制御動作に使用されるフォーカスエラー信号やプッシュプル法によるトラッキング制御動作に使用されるトラッキングエラー信号を生成するように構成されている。
【００２４】
前述したように本発明に係る光ピックアップ装置を構成する光学系は構成されているが、次に制御系について説明する。１９は光ピックアップ装置に組み込まれている印刷配線基板上に配置固定されているピックアップ制御回路であり、光ディスク装置に設けられている電源回路から動作電源が供給されるとともに該光ディスク装置に組み込まれている制御回路から出力される制御信号に基づいて各種の制御動作を行うように構成されている。
【００２５】
２０は前記レーザーダイオード１に駆動信号を供給するレーザーダイオード駆動回路であり、前記ピックアップ制御回路１９から出力される制御信号に基づいて駆動信号を供給するように構成されている。即ち、再生動作を行う場合には、光ディスクＤに記録されている信号を読み出すために適した出力のレーザー光がレーザーダイオード１から放射される駆動信号を供給し、記録動作を行う場合には、光ディスク装置に組み込まれている記録信号処理回路から出力される記録信号に対応した駆動信号をレーザーダイオード１に供給するように前記レーザーダイオード駆動回路２０は構成されている。
【００２６】
２１は前記フォーカスコイル１０に駆動信号を供給するフォーカスコイル駆動回路であり、前記光検出器１８から生成されるフォーカスエラー信号が入力されるピックアップ制御回路１９から出力されるフォーカス制御信号に基づいてフォーカスコイル１０に駆動信号を供給するように構成されている。前記ピックアップ制御回路１９から出力されるフォーカス制御信号は、レンズホルダー９を光ディスクＤの信号面に対して直角方向へ変位させるためにフォーカスコイル駆動回路２１に供給されるが、前記レンズホルダー９の変位方向は、光検出器１８から生成されるフォーカスエラー信号のレベルをゼロにする方向に行われることは説明するまでもなく、周知である。斯かるフォーカス制御動作を行うことによってレーザー光を光ディスクＤの信号記録層にスポットとして集束させることが出来る。
【００２７】
２２は前記トラッキングコイル１２に駆動信号を供給するトラッキングコイル駆動回路であり、前記光検出器１８から生成されるトラッキングエラー信号が入力されるピックアップ制御回路１９から出力されるトラッキング制御信号に基づいてトラッキングコイル１２に駆動信号を供給するように構成されている。前記ピックアップ制御回路１９から出力されるトラッキング制御信号は、レンズホルダー９を光ディスクＤの径方向へ変位させるためにトラッキングコイル駆動回路２２に供給されるが、前記レンズホルダー９の変位方向は、光検出器１８から生成されるトラッキングエラー信号のレベルをゼロにする方向に行われることは説明するまでもなく、周知である。斯かるトラッキング制御動作を行うことによってレーザー光を光ディスクＤの信号記録層に設けられている信号トラック上にスポットを追従させることが出来る。
【００２８】
２３は前記ピックアップ制御回路２３から出力される制御信号に基づいて前記液晶収差補正素子５による収差補正動作を制御する液晶駆動制御回路である。斯かる液晶収差補正素子５による収差補正動作は、周知のように該液晶収差補正素子５に設けられている収差補正用パターンに対する制御動作を行うことによって行われる。そして、収差を補正するための制御動作は、光ディスクＤの信号記録層に記録されている信号の再生動作を行い、その再生信号に含まれているジッタ値を測定し、そのジッタ値の値が小さくなるように行われる。
【００２９】
２４は前記温度センサー１６から得られる信号に基づいて温度を検出する温度検出回路であり、その検出された温度データは前記ピックアップ制御回路１９に出力されるように構成されている。２５は前記温度センサー１６によって検出される温度、即ち対物レンズ７の温度とその温度による対物レンズ７の光学特性の変化に起因して発生する収差を補正するために液晶収差補正素子５に対して供給される駆動信号のデータが記憶されている収差補正データメモリー回路である。前記収差補正データメモリー回路２５に記憶される収差補正データは、光ピックアップ装置の製造時に対物レンズ７の温度変化に対応した収差の発生量とその収差を補正するために液晶収差補正素子５に供給される制御信号との関係を測定調整することによって決定されることになる。
【００３０】
以上に説明したように本発明に係る光ピックアップ装置は構成されているが、次に動作について説明する。光ディスクＤに設けられている信号記録層に記録されている信号の再生動作、または該信号記録層に信号の記録動作を行う場合には、各動作を行うために適した駆動信号がレーザーダイオード駆動回路２０からレーザーダイオード１に対して供給されるように構成されている。
【００３１】
斯かる駆動信号が供給されると、レーザーダイオード１から各動作を行うために適した出力のレーザー光が放射される。前記レーザーダイオード１から放射されたレーザー光は、回折格子２に入射されてメインビームとサブビームより成るレーザー光が生成されることになる。
【００３２】
前記回折格子２を透過したレーザー光は偏光ビームスプリッタ３に入射されるが、この入射されるレーザー光は該偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａにて反射されることなく透過する直線偏光光である。前記制御膜３ａを透過したレーザー光は、コリメートレンズ４に入射されて平行光に変換される。
【００３３】
前記コリメートレンズ４にて平行光に変換されたレーザー光は、液晶収差補正素子５を透過した後立ち上げミラー６に入射され、該立ち上げミラー６によって対物レンズ７方向へ反射される。前記立ち上げミラー６にて反射されたレーザー光は、１／４波長板８に入射され、該１／４波長板８によって直線偏光光から円偏光光に変換される。
【００３４】
前記１／４波長板８によって円偏光光に変換されたレーザー光は対物レンズ７に入射され、該対物レンズ７の集束動作によって光ディスクＤの信号記録層にスポットとして照射される。前記信号記録層に照射されたレーザー光は、該信号記録層から戻り光として反射され、対物レンズ７に入射される。
【００３５】
前記対物レンズ７に入射された戻り光は、該対物レンズ７を透過した後１／４波長板８に入射される。前記１／４波長板８に入射される戻り光は、円偏光光であり、該１／４波長板８によって円偏光光から直線偏光光に変換されることになる。前記１／４波長板８にて直線偏光光に変換された戻り光は、立ち上げミラー６によって反射された後、液晶収差補正素子５及びコリメートレンズ４を介して偏光ビームスプリッタ３に入射される。
【００３６】
前記偏光ビームスプリッタ３に入射される戻り光は、前述したように直線偏光光の偏光方向が、例えばＳ偏光光からＰ偏光光に変換されており、前記偏光ビームスプリッタ３に設けられている制御膜３ａによって反射される。前記制御膜３ａによって反射された戻り光は、集光レンズ１７に入射され、該集光レンズ１７の集光動作によって光検出器１８に設けられているセンサー部に照射される。
【００３７】
前記光検出器１８に戻り光が照射されると、該光検出器１８に設けられているセンサー部によって光ディスクＤに記録されている信号の再生信号、フォーカスエラー信号及びト
ラッキングエラー信号が生成されてピックアップ制御回路１９に対して出力される。
【００３８】
前記ピックアップ制御回路１９に入力された再生信号は、光ディスク装置に組み込まれている信号処理回路に対して出力され、該信号処理回路による信号処理動作が行われて、パーソナルコンピューター等に対して出力される。
【００３９】
また、前記ピックアップ制御回路１９に前記光検出器１８にて生成されたフォーカスエラー信号が入力されると、フォーカスエラー信号のレベルを小さくするためのフォーカス制御信号がフォーカスコイル駆動回路２１に対して出力される。斯かるフォーカス制御信号がフォーカスコイル駆動回路２１に入力されると、該フォーカスコイル駆動回路２１からフォーカスコイル１０に対してフォーカス制御信号に対応した駆動信号が供給される。
【００４０】
その結果、前記フォーカスコイル１０から発生する磁気とマグネット１１から発生する磁気との協働によってレンズホルダー９、即ち対物レンズ７が光ディスクＤの信号面に対して直角方向に変位させる力が発生するので、該対物レンズ７はその力によって変位せしめられる。そして、前記対物レンズ７の変位方向は、フォーカスエラー信号のレベルを小さくする方向に設定されているので、対物レンズ７の集束動作によって形成されるレーザー光のスポットを光ディスクＤの信号記録層上に良好な状態にて保持するという動作、即ちフォーカスサーボと呼ばれる動作を行うことが出来る。
【００４１】
そして、前記ピックアップ制御回路１９に前記光検出器１８にて生成されたトラッキングエラー信号が入力されると、トラッキングエラー信号のレベルを小さくするためのトラッキング制御信号がトラッキングコイル駆動回路２２に対して出力される。斯かるトラッキング制御信号がトラッキングコイル駆動回路２２に入力されると、該トラッキングコイル駆動回路２２からトラッキングコイル１２に対してトラッキング制御信号に対応した駆動信号が供給される。その結果、前記トラッキングコイル１２から発生する磁気とマグネット１３から発生する磁気との協働によってレンズホルダー９、即ち対物レンズ７が光ディスクＤの径方向に変位させる力が発生するので、該対物レンズ７はその力によって変位せしめられる。そして、前記対物レンズ７の変位方向は、トラッキングエラー信号のレベルを小さくする方向に設定されているので、対物レンズ７の集束動作によって形成されるレーザー光のスポットを光ディスクＤの信号記録層上に設けられている信号トラックに追従させる動作、即ちトラッキングサーボと呼ばれる動作を行うことが出来る。
【００４２】
また、光検出器１８から生成される再生信号に含まれるジッタ値をピックアップ制御回路１９にて検出し、そのジッタ値を小さくするための制御信号が液晶駆動制御回路２３に対して出力される。斯かる制御信号が液晶駆動制御回路２３に入力されると、該液晶駆動制御回路２３から液晶収差補正素子５に対して収差補正用の制御信号が出力される。斯かる制御信号が入力されると、前記液晶収差補正素子５に組み込まれている電極パターンが制御信号に基づいて変化し、レーザー光の位相制御動作を行うことによって球面収差等の収差を少なくするための収差補正動作が行われる。
【００４３】
前述した各種の制御動作を行うことによって光ピックアップ装置による光ディスクＤに記録されている信号の再生動作等を行うことが出来る。そして、斯かる光ピックアップ装置による信号再生動作等が行われているとき、温度センサー１６による温度検出動作が常時行われた状態にある。
【００４４】
前記温度センサー１６より得られる信号に基づいて温度検出回路２４が温度を検出し、その温度データを前記ピックアップ制御回路１９に対して出力する。斯かる温度データが前記ピックアップ制御回路１９に入力されると、該ピックアップ制御回路１９によって収差補正データメモリー回路２５に記憶されている収差補正データの読み出し動作が行われ
るとともにそのデータに基づいて前記液晶収差補正素子５による収差補正動作を行うために適した制御信号が液晶駆動制御回路２３に対して出力される。
【００４５】
前記収差補正データメモリー回路２５には温度センサー１６にて検出される温度に対応した収差補正データが記憶されており、温度検出回路２４にて検出された温度に対応した収差補正データが読み出され、斯かる補正データに基づいて前記液晶収差補正素子５による収差補正動作が行われる。斯かる収差補正データは、温度変化に対する対物レンズ７の光学特性変化、即ち収差の発生変化に基づいて実験的に設定されているので、前記液晶収差補正素子５によって温度変化に伴って発生する収差を補正することが出来る。
【００４６】
本発明では、対物レンズ７の周縁に設けられている鍔部７ａの下面全周と接触するとともに伝熱性の高い部材にて構成されている固定部材１５によってレンズホルダー９に形成されている固定部１４に対物レンズ７を固定するようにしたので、対物レンズ７の温度変化がレンズの中心軸を中心として均一となる。従って、温度変化に伴って変化する対物レンズ７の光学特性変化を均一にすることが出来るので、収差の発生特性を平均化することが出来、前記液晶収差補正素子５による収差補正動作を正確に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の光ピックアップ装置に組み込まれている光学系及び制御系の一実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
Ｄ      光ディスク
１      レーザーダイオード
３      偏光ビームスプリッタ
４      コリメートレンズ
５      液晶収差補正素子
７      対物レンズ
８      １／４波長板
９      レンズホルダー
１４    固定部
１５    固定部材
１６    温度センサー
１８    光検出器
１９    ピックアップ制御回路
２３    液晶駆動制御回路
２４    温度検出回路
２５    収差補正データメモリー回路
【図１】
2008097775.tif 000003