(57)【要約】【課題】  簡易な構成によって、球面収差を低減することのできる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  ミラーアクチュエータ１０は、圧電素子２１を含み、圧電素子２１は、円形のミラー４の裏面に接着され、ミラー４の裏面と接着する側の面が円形である。圧電素子２１は、接着する側の円形の面の中心がミラー４の円形の裏面の中心と一致するように接着される。圧電素子２１は、印加される電位に応じて、接着する側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸縮することにより、ミラー４の面形状を変化させる。ミラー４のミラー面には、１以上の屈折率の透過膜２０が形成されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源から出射されたレーザ光をミラーで反射させて、反射光を対物レンズで光記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、
レーザ光を反射させる円形のミラーと、
前記ミラーの裏面に接着され、前記ミラーの裏面と接着する側の面が円形の圧電素子を含むミラーアクチュエータとを備え、
前記圧電素子は、前記接着する側の円形の面の中心が前記ミラーの円形の裏面の中心と一致するように接着され、
前記圧電素子は、印加される電位に応じて、前記接着する側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸縮することにより、前記ミラーの面形状を変化させ、
前記ミラーのミラー面には、１以上の屈折率の透過膜が形成されている、光ピックアップ装置。
【請求項２】
レーザ光源から出射されたレーザ光をミラーで反射させて、反射光を対物レンズで光記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、
レーザ光を反射させる円形のミラーと、
前記ミラーのミラー面に対向して配置されたプリズムと、
前記ミラーの裏面に接着され、前記ミラーの裏面と接着する側の面が円形の圧電素子を含むミラーアクチュエータとを備え、
前記圧電素子は、前記接着する側の円形の面の中心が前記ミラーの円形の裏面の中心と一致するように接着され、
前記圧電素子は、印加される電位に応じて、前記接着する側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸縮することにより、前記ミラーの面形状を変化させ、
レーザ光源から出射されて前記プリズムに入射される光を対物レンズに入射するため、その入射方向との角度が（θ4＋θ12）となる方向に導く場合に、
前記ミラーのミラー面に遠い側の前記プリズムの面へ入射される光の入射角がθ4であり、前記ミラ−のミラー面に遠い側の前記プリズムの面から出射される光の屈折角がθ12であり、かつ前記ミラーのミラー面に近い側の前記プリズムの面から出射され前記ミラーへ入射される光の入射角がθ8のときに（θ4＋θ12）＞（２×θ8）の関係が成立するように、前記プリズムの傾き、前記ミラーの傾き、前記プリズムの屈折率、および前記プリズムの形状が設定されている、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、光ピックアップ装置に関し、特に、球面収差を補正する機能を有する光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤ(Compact Dick)、またはＤＶＤ(Digital Versatile Disk)などの光ディスクの再生を行なう装置は、光ディスクからの情報を光学的に読出すために光ピックアップ装置を備えている。
【０００３】
光ピックアップ装置では、発光源から出射されたレーザ光をミラーで反射させて、反射光を対物レンズにより集光して、光ディスクの記録面の所望のトラックに照射させ、そのトラックで反射した戻り光を光検出器で検出することにより、そのトラックの情報の読出しを行なう。
【０００４】
ところで、この対物レンズで集光される光に球面収差が生じる場合がある。球面収差とは、対物レンズで集光される光線のうち、光軸から遠い周辺部の光線が集光される位置と、光軸に近い中心部の光線が集光される位置がずれることをいう。このような球面収差が発生すると、光ディスクの良好な再生が行なわれない。
【０００５】
そこで、対物レンズは、所定の光ディスクの厚さの球面収差を補正するように設計される。しかし、光ディスクの厚さにむらがある場合には、補正量が適合しないときに球面収差が生じる。また、光ディスクの記録層が多層であると、別の層にジャンプしたときに補正量が適合しないため、球面収差が生じる。
【０００６】
このような球面収差を防止する方法として、たとえば、特許文献１では、液晶素子を用いて球面収差分の位相変調を行なう方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１では、液晶素子を用いて位相変調を行なうため、光ピックアップ装置の構成が複雑となり、コストも高くなる。
【０００８】
それゆえに、本発明の目的は、簡易な構成によって、球面収差を低減することの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】
【０００９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光をミラーで反射させて、反射光を対物レンズで光記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、レーザ光を反射させる円形のミラーと、ミラーの裏面に接着され、ミラーの裏面と接着する側の面が円形の圧電素子を含むミラーアクチュエータとを備え、圧電素子は、接着する側の円形の面の中心がミラーの円形の裏面の中心と一致するように接着され、圧電素子は、印加される電位に応じて、接着する側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸縮することにより、ミラーの面形状を変化させ、ミラーのミラー面には、１以上の屈折率の透過膜が形成されている。
【００１０】
この発明の別の局面に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射されたレーザ光をミラーで反射させて、反射光を対物レンズで光記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、レーザ光を反射させる円形のミラーと、ミラーのミラー面に対向して配置されたプリズムと、ミラーの裏面に接着され、ミラーの裏面と接着する側の面が円形の圧電素子を含むミラーアクチュエータとを備え、圧電素子は、接着する側の円形の面の中心がミラーの円形の裏面の中心と一致するように接着され、圧電素子は、印加される電位に応じて、接着する側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸縮することにより、ミラーの面形状を変化させ、レーザ光源から出射されて前記プリズムに入射される光を対物レンズに入射するため、その入射方向との角度が（θ4＋θ12）となる方向に導く場合に、ミラーのミラー面に遠い側のプリズムの面へ入射される光の入射角がθ4であり、ミラ−のミラー面に遠い側のプリズムの面から出射される光の屈折角がθ12であり、かつミラーのミラー面に近い側のプリズムの面から出射されミラーへ入射される光の入射角がθ8のときに（θ4＋θ12）＞（２×θ8）の関係が成立するように、プリズムの傾き、ミラーの傾き、プリズムの屈折率、およびプリズムの形状が設定されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係わる光ピックアップ装置によれば、簡易な構成によって、球面収差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１３】
［第１の実施形態］
本実施の形態は、透過膜を形成した立上げ／収差補正ミラーを含む光ピックアップ装置に関する。
【００１４】
図１は、光ピックアップ装置の光学系の要部を示す。同図を参照して、この光ピックアップ装置は、発光源１と、コリメータ２と、偏光ビームスプリッタ３と、円形の立上げ／収差補正ミラー４と、対物レンズ５と、シリンドルカルレンズ７と、光検出器８と、ミラーアクチュエータ１０とからなる。
【００１５】
発光源１は、ビーム１３を発光する。コリメート２は、ビーム１３を平行光１１とする。立上げ／収差補正ミラー４は、平行光１１を立上げ方向、すなわち、光ディスク６が存在する方向に反射して、反射光１２とする。対物レンズ５は、反射光１２を光ディスク６の情報記録面に照射する。
【００１６】
情報記録面のビット列によって光強度が変調された反射光は、対物レンズ５を通り、立上げ／収差補正ミラー４で反射し、偏光ビームスプリッタ３で反射し、シリンドルカルレンズ７で集束させられて、光検出器８に入力される。
【００１７】
この光検出器８に入射された光に基づいて、光ディスク６の再生、対物レンズ５のフォーカスおよびトラッキング制御が行なわれる。
【００１８】
また、図示しない制御回路は、光検出器８に入射された光を中心部の光と周辺部の光に分離し、それぞれのフォーカス位置を検出することで球面収差量を検出する。そして、図示しない制御回路は、検出した球面収差量に応じて、立上げ／収差補正ミラー４を支持しているミラーアクチュエータ１０を制御して、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面（表面）の形状を変化させることで、球面収差量を減少させる。
【００１９】
図２（ａ）は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面の形状が通常のとき、つまり平面のときの、反射光１２の光路を示す。同図に示すように、球面収差が生じている。
【００２０】
図２（ｂ）は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面の形状を変化させたとき、つまり曲面のときの、反射光１２の光路を示す。同図に示すように、ミラー面の形状を変化させることによって、球面収差量が減少している。
【００２１】
図３は、ミラーアクチュエータ１０の構造を示す。同図を参照して、ミラーアクチュエータ１０は、圧電素子２１と、この圧電素子２１を支える支持枝２２および固定部２３よりなる。
【００２２】
圧電素子２１は、立上げ／収差補正ミラー４の裏面に接着されている。圧電素子２１の立上げ／収差補正ミラー４の裏面と接着する側の面は、円であり、その円の中心は、ミラーの円形の裏面の中心と一致する。圧電素子２１は、ミラー面に垂直な方向に厚みを有する。
【００２３】
圧電素子２１に電位が加えると、圧電素子２１は伸縮する。すなわち、圧電素子２１に正の電位が与えられると、圧電素子２１は、図３の（１）に示すように、立上げ／収差補正ミラー４と接着している側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で伸張する。これにより、圧電素子２１と接着している立上げ／収差補正ミラー４は、凹状にたわみ、それにより、反射光１２は、集束光となる。
【００２４】
一方、圧電素子２１に負の電位が与えられると、図３の（２）に示すように、立上げ／収差補正ミラー４と接着している側の円形の面の半径方向の全方向に同一比率で圧縮する。これにより、圧電素子２１と接着している立上げ／収差補正ミラー４は、凸状にたわみ、それにより、反射光１２は、発散光となる。
【００２５】
ところで、図４に示すように、ミラー角が４５度のため、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に入射される平行光１１のスポット形状は、楕円となる。ここで、ミラー角とは、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面（表面）の形状が通常のときの、ミラー面への平行光１１の入射角をいう。
【００２６】
図４において、タンジェンシャル（ｔａｎ）方向とは、ミラー面に平行な方向であり、かつ立上げ／収差補正ミラー４に入射される光のうち、光ディスク６の面に最も近い光のミラーへの入射位置と、最も遠い光の入射位置とを結ぶ方向である。ラジアル（ｒａｄ）方向は、ミラー面に平行な方向であり、かつｔａｎ方向に垂直な方向である。
【００２７】
このようにミラー角が９０度未満のときには、スポット形状が楕円となり、立上げ／収差補正ミラー４を、ｔａｎ方向とｒａｄ方向に同一量だけたわませたとしても（つまり、ｔａｎ方向の曲率半径とｒａｄ方向の曲率半径が同一でも）、球面収差量は、適切に減少しない。つまり、どんなに印加する電位を調整したとしても、球面収差は無視できない量だけ残る。
【００２８】
したがって、本実施の形態では、球面収差量を適切に減少させるために、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面（表面）に、平行光１１ができるだけ垂直に近い角度（つまり、入射角が０度に近い角度）で入射するように、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面（表面）に１以上のできるだけ高屈折率の透過膜２０を形成する。
【００２９】
図５（ａ）は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に透過膜を形成していないときの平行光１１と反射光１２の光路を示す。同図に示すように、平行光１１は、ミラー面にα（＝４５゜）の角度で入射する。
【００３０】
図５（ｂ）は、立上げ／収差補正ミラー４に屈折率が１．７の透過膜２０を形成したときの平行光１１と反射光１２の光路を示す。同図に示すように、平行光１１は、透過膜２０の表面に入射角α（＝４５゜）で入射し、透過膜２０の表面で屈折して屈折光１３となる。透過膜２０の屈折率が１．７より、スネルの法則によると、屈折角βは、ｓｉｎα＝１．７×ｓｉｎβの関係式より、２４．５８゜となる。さらに、屈折光１３は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面で反射する。入射角および反射角はβ（＜α）である。反射光１４は、透過膜２０の表面に入射角βで入射し、透過膜２０の表面で屈折して反射光１２となり、対物レンズ５に入射する。スネルの法則より、屈折角は、α（＝４５゜）となる。
【００３１】
このように屈折率が１以上の透過膜を立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に形成することにより、ミラー面への光の入射角を小さくすることができ、立上げ／収差補正ミラー４は、垂直に近い方向から光を受けることができる。
【００３２】
以上のように、本実施の形態に係わる光ピックアップ装置によれば、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に屈折率が１以上の透過膜を形成したので、立上げ／収差補正ミラー４が球面収差の補正のため変形したときにミラー面のｔａｎ方向とｒａｄ方向の曲率半径が同一であっても、球面収差量を適切に低減することができる。
【００３３】
［第２の実施形態］
本実施の形態は、立上げ／収差補正ミラーのミラー面に対向して配置されるプリズムを含む光ピックアップ装置に関する。
【００３４】
本実施の形態の光ピックアップ装置が、図１に示す第１の実施形態の光ピックアップ装置と相違する点は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に透過膜２０を形成する代わりに、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に対向してプリズム３０を配置した点である。
【００３５】
図６は、プリズム３０および立上げ／収差補正ミラー４の配置を示す。同図を参照して、プリズム３０は、材質がＢＫ７で、屈折率がｎ1であり、立上げ／収差補正ミラー４の表面（ミラー面）に対向して配置される。
【００３６】
同図に示すように、プリズム３０の前面、プリズム３０の後面、および立上げ／収差補正ミラー４のミラー面が、平行光１１に垂直な方向となす角度を、それぞれθ1、θ2、θ3とする。また、平行光１１と反射光１２とのなす角度は、９０度に限定されないものとする。
【００３７】
平行光１１は、プリズム３０の前面に入射角θ4で入射し、プリズム３０の前面で屈折して屈折角θ5の屈折光３１となる。よって、以下の式が成立つ。
【００３８】
θ5＝sin-1（sinθ4/ｎ1）・・・（Ａ１）
さらに、屈折光３１は、プリズム３０の後面に入射角θ6で入射し、プリズム３０の後面で屈折して屈折角θ7の屈折光３２となる。よって、以下の式が成立つ。
【００３９】
θ6＝θ5＋（θ2−θ1）・・・（Ａ２）
θ7＝sin-1（ｎ1×sinθ6）・・・（Ａ３）
屈折光３２は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面で反射して反射光３５となる。入射角および反射角はθ8である。よって、以下の式が成立つ。
【００４０】
θ8＝θ7＋（θ3−θ2)・・・（Ａ４）
反射光３５は、プリズム３０の後面に入射角θ9で入射し、プリズム３０の後面で屈折して屈折角θ10の屈折光３６となる。よって、以下の式が成立つ。
【００４１】
θ9＝θ8＋（θ3−θ2）＝θ7＋２×（θ3−θ2）・・・（Ａ５）
θ10＝sin-1（sinθ9/ｎ1）・・・（Ａ６）
屈折光３６は、プリズム３０の前面に入射角θ11で入射し、プリズム３０の後面で屈折して屈折角θ12の反射光１２となり、対物レンズ５に入射する。よって、以下の式が成立つ。
【００４２】
θ11＝θ10＋（θ2−θ1）・・・（Ａ７）
θ12＝sin-1(ｎ1×sinθ11)・・・（Ａ８）
反射光１２と平行光１１がなす角度をθ13とすると、以下の式が成立つ。
【００４３】
θ13＝θ4＋θ12・・・（Ａ９）
以上より、プリズム３０の前面、プリズム３０の後面、および立上げ／収差補正ミラー４のミラー面が平行光１１に垂直な方向とそれぞれなす角度がθ1、θ2、θ3のときに、（θ4＋θ12）＞（２×θ8）の関係が成立すれば、プリズム３０なしで、立上げ／収差補正ミラー４を平行光１１の入射角が（θ4＋θ12）／２となるような傾きで配置したときよりも、立上げ／収差補正ミラー４への入射角は小さくなる。
【００４４】
言い換えれば、平行光１１を対物レンズ５に与えるために、平行光１１を平行光１１の入射方向との角度が（θ4＋θ12）となる方向に導かなければならないときに、プリズム３０の前面へ入射される光の入射角がθ4であり、プリズム３０の前面から出射される光の屈折角がθ12であり、かつ（θ4＋θ12）＞（２×θ8）の関係を満たすように、プリズム３０の傾き（θ1、θ2に関係する）、立上げ／収差補正ミラー４の傾き（θ3に関係する）、プリズム３０の屈折率（ｎ1）、およびプリズム３０の形状（θ1、θ2に関係する）を適切に設定することによって、プリズム３０を配置しないときよりも、立上げ／収差補正ミラー４への入射角を小さくすることができる。
【００４５】
以上のように、本実施の形態に係わる光ピックアップ装置によれば、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に対向させて適切な屈折率および形状のプリズム３０を適切な位置に配置したので、立上げ／収差補正ミラー４が球面収差の補正のため変形したときにミラー面のｔａｎ方向とｒａｄ方向の曲率半径が同一であっても、球面収差量を適切に低減することができる。
【００４６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】光ピックアップ装置の光学系の要部を示す図である。
【図２】（ａ）は、立上げ／収差補正ミラー４の表面の形状が通常のときの反射光１２の光路を示す図であり、（ｂ）は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面の形状を変化させたときの反射光１２の光路を示す図である。
【図３】第１の実施形態のミラーアクチュエータ１０の構造を示す図である。
【図４】立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に入射される平行光１１のスポット形状を示す図である。
【図５】（ａ）は、立上げ／収差補正ミラー４のミラー面に透過膜を形成していないときの平行光１１と反射光１２の光路を示す図であり、（ｂ）は、立上げ／収差補正ミラー４に屈折率が１．７の透過膜２０を形成したときの平行光１１と反射光１２の光路を示す図である。
【図６】プリズム３０および立上げ／収差補正ミラー４の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  発光源、２  コリメータ、３  偏光ビームスプリッタ、４  立上げ／収差補正ラー、５  対物レンズ、６  光ディスク、７  シリンドルカルレンズ、８  光検出器、１０  ミラーアクチュエータ、２０  透過膜、２１  圧電素子、２２  支持枝、２３  固定部、３０  プリズム。
【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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