(57)【要約】【課題】任意の向きに発生する非点収差を補正もしくは低減することを実現する。【解決手段】光源２から出射した波長λ１の光束を複数の光学素子を介して対物レンズ６で光ディスク１０に集光させ、光ディスク１０から反射した光束を受光素子８で検出することによって記録・再生を行う光ピックアップ１において、対物レンズ６は、入射する光束の画角に応じてコマ収差，非点収差が変わるレンズを用い、光源２および受光素子１０が固定された光ピックアップ１の基準面と光ディスク１０の情報記録面のなす角を、光ディスク１０の情報記録面内の少なくとも一方向に対して調整できる光ピックアップチルト補正機構９と、対物レンズ６主平面と光ディスク１０の情報記録面のなす角を光ディスク６の情報記録面内の少なくとも一方向に対して制御できる対物レンズチルト補正機構７とを備えたものである。【選択図】図１
2005285250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射した所定波長の光束を複数の光学素子を介して対物レンズで光ディスクに集光させ、光ディスクから反射した光束を受光素子で検出することで、記録・再生を行う光ピックアップにおいて、
前記対物レンズを、入射する光束の画角に応じてコマ収差、非点収差が変わるレンズとし、
前記光源および前記受光素子が固定された前記光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して調整できる光ピックアップチルト補正機構と、前記対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して制御できる対物レンズチルト補正機構とを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記対物レンズチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面の周内または内外周の傾きに応じて可変制御を行う追従手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記光ピックアップチルト補正機構に、非点収差を調整後、固定可能な調整手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
少なくとも波長の異なる２つ以上の光源を有し、各光源から出射した光束を複数の光学素子を介して一つの対物レンズで光ディスクに集光させ、光ディスクから反射した光束を受光素子で検出することで、記録・再生を行う光ピックアップにおいて、
前記対物レンズと、少なくとも最短波長の光源から入射する光束の画角に応じてコマ収差、非点収差が変わるレンズとし、
前記光源および前記受光素子が固定された光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して調整できる光ピックアップチルト補正機構と、
対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して制御できる対物レンズチルト補正機構とを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズチルト補正機構に、最短波長の光束が選択された場合、光ディスクの情報記録面の周内または内外周の傾きに応じて可変制御を行うことができる追従手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記光ピックアップチルト補正機構に、最短波長以外の波長の中から光束が選択された場合、光ディスクの内外周の傾きに応じて可変制御を行うことができる追従手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記光ピックアップチルト補正機構に、最短波長の光束が選択された場合、前記光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を固定可能な静止手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記光ピックアップチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面内の互いに異なる２方向に対して、光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を調整する手段を設け、前記対物レンズチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面内の互いに異なる２方向に対して、前記対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を制御する手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の光ピックアップ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクを記録・再生するための光ピックアップおよび光ディスクドライブに関するものであり、さらに詳しくは、光ピックアップ光学系で発生した非点収差を補正することで、信号品質の向上を図る技術である。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、光ディスク上のスパイラル状または同心円状のトラックが形成された記録面に微小スポットを照射することにより情報の記録および再生を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生、制御信号の生成などを行っている。
【０００３】
光ピックアップは、大きく分けると２つの光学系から構成されている。一つは、光源と、光源から出射した光束を対物レンズまで導く複数の光学素子と、対物レンズとからなる照明光学系である。もう一つは、対物レンズからの反射光束を照明光学系とは別光路に分ける検出分離手段と、ビームの形状を分割もしくは変形する信号生成手段と、分割受光素子とからなる検出光学系である。
【０００４】
検出光学系にある受光素子からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体および対物レンズの位置制御などに必要な情報を含む信号（サーボ制御信号）が出力される。
【０００５】
ところで、光ディスクの信号品質（再生信号およびサーボ制御信号）は、照明光学系の波面収差によるところが大きい。すなわち、波面収差が大きければ信号品質は劣化し、情報の記録および再生が困難になる。光ピックアップは一般的に波面収差の２乗平均がマレシャルクライラリオン（＝０．０７λｒｍｓ）以下にする必要があることが知られている。光ピックアップにおける波面収差は、３次の収差が支配的であり、その中でも特に、パワー、球面収差、コマ収差、非点収差が大きい。
【０００６】
パワーに関しては対物レンズを光軸方向に動かすことによって補正している。コマ収差に関しては、光ディスクに対して対物レンズをチルトさせて補正する技術が一般的に知られている（特許文献１，２参照）。球面収差に関してはエキスパンダーを光学系に配置することで補正可能である（特許文献３参照）。非点収差に関しては、光ピックアップの光学部品点数が少なければ個々の面精度が小さくなるように管理することによって抑えることが可能である。
【０００７】
ところが、近年の大容量化を目指した低波長（例えば４０５ｎｍ）の光学系では、求められる面精度が波長比分厳しくなり、さらに各種収差補正を行うための光学部品が増加し、非点収差を十分小さくすることが困難である。
【０００８】
ところで、ビーム整形手段を用いた光学系ではビーム整形に入射する光束の倍率を調整することで、０度（整形方向）、もしくは９０度方向（非整形方向）における非点収差を補正することが可能である。ここで、光学部品の持つ非点収差は、任意の方向に存在するため、ビーム整形手段を介した非点収差は、４５度もしくは１３５度方向に残留してしまうことが知られている。
【０００９】
ビーム整形がある場合の４５度もしくは１３５度方向の非点収差、またはビーム整形がない場合の任意の方向の非点収差を補正する技術として、特許文献４や非特許文献１に記載された技術が知られている。
【００１０】
特許文献４には、偏向光学素子を透過した光束の非点収差を、全反射ミラーを１方向に傾斜し、対物レンズに対する入射光束を斜め入射することで発生する非点収差で相殺する、という技術について開示されている。
【００１１】
非特許文献１には、ビーム整形プリズムを介した光学系で残留する４５度方向の非点収差を、カップリングレンズの光軸に対して光源の出射方向の位置をずらし、対物レンズに対する入射光束を斜め入射することで発生する非点収差で相殺する、という技術について開示されている。
【特許文献１】特許第２９２４８４８号公報
【特許文献２】特開平１０−０６４０９４号公報
【特許文献３】特開平０５−２６６５１１号公報
【特許文献４】特開平６−８９４５８号公報
【非特許文献１】ＰＩＯＮＥＥＲ Ｒ＆Ｄ Ｖｏｌ．１１ Ｎｏ．３（パイオニア  ２００１年１１月発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
近年、光ピックアップは小型化が求められ、そのための手段として光源と検出分離手段と分割受光素子が一体化されたホログラムユニットが一般的に用いられるようになった。このような照明系と検出系が一体化された光学系では、一般的に光ディスクから戻った光束に対してホログラムの分割線を調整することで、サーボ制御信号の最適化を行っている。
【００１３】
しかし、ホログラムユニットを用いた光学系では、特許文献４や非特許文献１に記載されている照明系の非点収差の調整を行うと、サーボ制御信号にずれが生じて、対物レンズの位置制御に支障をきたすおそれがある。
【００１４】
本発明は、任意の向きに発生する非点収差を低減することを実現するとともに、ホログラムユニットを用いた光学系でもサーボ信号を劣化させることなく非点収差を補正もしくは低減することを実現した光ピックアップおよび光ディスクドライブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、光源から出射した所定波長の光束を複数の光学素子を介して対物レンズで光ディスクに集光させ、光ディスクから反射した光束を受光素子で検出することで、記録・再生を行う光ピックアップにおいて、前記対物レンズを、入射する光束の画角に応じてコマ収差、非点収差が変わるレンズとし、前記光源および前記受光素子が固定された前記光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して調整できる光ピックアップチルト補正機構と、前記対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して制御できる対物レンズチルト補正機構とを備えたことを特徴とする。このように構成したことにより、対物レンズ主平面を光ディスクの情報記録面の傾斜角に応じて傾けることで、コマ収差を補正・低減させながら、同時に、光ピックアップの基準面（対物レンズの主平面に対して略平行な面）を、光ディスクの情報記録面に対して、光学系の非点収差に応じて傾斜させることによって、非点収差を補正・低減することができる。さらに、この非点収差調整では、光ピックアップの光学系全体が傾斜するので、照明系と検出系において、光軸ずれが発生することがないという効果が得られる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記対物レンズチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面の周内または内外周の傾きに応じて可変制御を行う追従手段を備えたことを特徴とする。このように、対物レンズと光ディスクの相対的な傾きを検出し、その結果を用いて対物レンズチルトを補正することで、非点収差の調整をした状態でもオフセットを生じることがなく、精度よくコマ収差の補正を行うことが可能である。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記光ピックアップチルト補正機構に、非点収差を調整後、固定可能な調整手段を備えたことを特徴とする。このように、一度非点収差を調整した後、光ピックアップチルト補正機構を固定することで、経時的な非点収差のずれを防止することができる。
【００１８】
請求項４に係る発明は、少なくとも波長の異なる２つ以上の光源を有し、各光源から出射した光束を複数の光学素子を介して一つの対物レンズで光ディスクに集光させ、光ディスクから反射した光束を受光素子で検出することで、記録・再生を行う光ピックアップにおいて、前記対物レンズと、少なくとも最短波長の光源から入射する光束の画角に応じてコマ収差、非点収差が変わるレンズとし、前記光源および前記受光素子が固定された光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して調整できる光ピックアップチルト補正機構と、対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を、光ディスクの情報記録面内の少なくとも一方向に対して制御できる対物レンズチルト補正機構とを備えたことを特徴とする。このように、波長の異なる複数の光源を持つ光ピックアップにおいて、波長の最も短い光学系に対して、対物レンズ主平面を光ディスクの情報記録面の傾斜角に応じて傾けることで、コマ収差を補正・低減させながら、同時に、光ピックアップの基準面（対物レンズの主平面に対して略平行な面）を、光ディスクの情報記録面に対して、光学系の非点収差に応じて傾斜させることで、非点収差を補正・低減することができる。さらに、この非点収差調整では、光ピックアップの光学系全体が傾斜するので、照明系と検出系において、光軸ずれが発生することがないという効果が得られる。
【００１９】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記対物レンズチルト補正機構に、最短波長の光束が選択された場合、光ディスクの情報記録面の周内または内外周の傾きに応じて可変制御を行うことができる追従手段を備えたことを特徴とする。このように、波長の最も短い光学系に対して、対物レンズと光ディスクの相対的な傾きを検出し、その結果を用いて対物レンズチルトを補正することで、非点収差の調整をした状態でもオフセットを生じることがなく、精度よくコマ収差の補正を行うことが可能である。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記光ピックアップチルト補正機構に、最短波長以外の波長の中から光束が選択された場合、光ディスクの内外周の傾きに応じて可変制御を行うことができる追従手段を備えたことを特徴とする。このように、波長が長い光学系に対して、光ディスクのチルトを検出し、その結果を用いて光ピックアップチルトを補正することで、コマ収差を補正することができる。
【００２１】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明において、前記光ピックアップチルト補正機構に、最短波長の光束が選択された場合、前記光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を固定可能な静止手段を備えたことを特徴とする。このように、波長の最も短い光学系に対して、一度非点収差を調整した後、光ピックアップチルト補正機構を固定することで、経時的な非点収差のずれを防止することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか１項に係る発明において、前記光ピックアップチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面内の互いに異なる２方向に対して、光ピックアップの基準面と光ディスクの情報記録面のなす角を調整する手段を設け、前記対物レンズチルト補正機構に、光ディスクの情報記録面内の互いに異なる２方向に対して、前記対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を制御する手段を設けたことを特徴とする。このように構成したことにより、光ディスクの情報記録面内の任意の向きに、対物レンズ主平面と光ディスクの情報記録面のなす角を傾斜させ、同時に、光ディスクの情報記録面内の任意の向きに、光ディスクの情報記録面と光ピックアップの基準面のなす角を傾斜させることができるので、任意の向きに発生する非点収差を補正・低減することができる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、光ディスクドライブにおいて、請求項１〜８のいずれか１項に係る光ピックアップを搭載したことを特徴とする。このように、請求項１〜８のいずれか１項に係る光ピックアップを搭載したドライブは、コマ収差、および非点収差を十分小さくできるので、信号品質（ジッター、ＲＦ信号のＣＮ特性）の良いドライブを提供できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、対物レンズ主平面を光ディスクの情報記録面の傾斜角に応じて傾けることで、コマ収差を補正・低減させながら、同時に、光ピックアップの基準面（対物レンズの主平面に対して略平行な面）を、光ディスクの情報記録面に対して、光学系の非点収差に応じて傾斜させることによって、非点収差を補正・低減することができる。
【００２５】
さらに、この非点収差調整では、光ピックアップの光学系全体が傾斜するので、照明系と検出系において、光軸ずれが発生することがないという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す説明図である。光ピックアップ１には、波長λ１の発散光を出射する光源２と、光源２からの発散光の光路上に配置された検出分離手段３と、光源２からの発散光を略平行光束にするためのカップリングレンズ４と、平行光束を微小スポットに絞るための対物レンズ６と、カップリングレンズ４からの平行光束を対物レンズ６に、光ディスク１０から反射した光束をカップリングレンズ４側に偏向する偏向手段５と、対物レンズ６を傾斜させることの可能な対物レンズチルト補正機構７と、光ディスク１０から反射した光束を検出する受光素子８が備えられている。
【００２８】
対物レンズ６としては、入射する光束の画角に応じてコマ収差，非点収差が変わるレンズを用い、屈折レンズ、レンズ表面に回折溝を設けた回折レンズ、異なる硝材を張り合わせたアクロマートレンズなど、どのような構成でも構わない。
【００２９】
光ピックアップ１の基準面には光源２、受光素子８等が固定されており、光ピックアップ１は、光ディスク１０に対して傾けることが可能な光ピックアップチルト補正機構９により支えられている。対物レンズ６は光ピックアップ１上において対物レンズチルト補正機構７によって支えられており、対物レンズ６を光ピックアップ１とは独立して傾斜可能に構成されている。
【００３０】
光ピックアップチルト補正機構９には、光ディスク１０の周方向であるラジアル方向、およびそれに直交するタンジェンシャル方向にそれぞれチルト補正する機構が備えられており、ラジアル、タンジェンシャル２方向の傾斜角をそれぞれ任意に傾斜させることによって、光ディスク１０面の任意な方向に、光ピックアップ１を傾斜させることができる。
【００３１】
対物レンズチルト補正機構７にも、光ディスク１０の周方向であるラジアル方向、およびそれに直交するタンジェンシャル方向にそれぞれチルト補正する機構が備えられおり、ラジアル、タンジェンシャル２方向の傾斜角をそれぞれ任意に傾斜させることで、光ディスク１０面の任意な方向に、対物レンズ６を傾斜させることができる。
【００３２】
図２は対物レンズチルト補正機構の説明図である。対物レンズ６は、対物レンズ可動部１１に設置されている。さらに、対物レンズ可動部１１の光ディスク周方向であるラジアル方向、それに直交するタンジェンシャル方向には、それぞれ磁石１２が配置されている。対物レンズ固定部１３には、コイル１４が設けられ、コイル１４には電流が流れる。対物レンズ可動部１１は、コイル１４に流れる電流と、磁石１２の磁場により力を受けて、梃子の原理で傾斜する。コイル１４に流れる電流の向き、大きさを変えることで、対物レンズ６のチルトを高速に変えることが可能である。
【００３３】
光ピックアップ１には、別途、対物レンズ６の主平面のチルトを検出するためのチルト検出素子と、光ディスク１０の情報記録面のチルトを検出するためのチルト検出素子とが備えられている。対物レンズチルト補正機構７は、各チルト検出素子の結果に基づいて駆動する。
【００３４】
図３は光ピックアップチルト補正機構の概略構成を示す側面図、図４は光ピックアップチルト補正機構の全体構成を示す平面図である。
【００３５】
図３に示すように、光ピックアップ１は、可動シャーシ１５に設置されている。可動シャーシ１５は、固定シャーシ１６上に設けられたチルト調整ネジ１７と支持部１８によって支持されている。チルト調整ネジ１７を上下に移動させることで、光ピックアップ１は可動シャーシ１５ごとチルトする。
【００３６】
光ピックアップチルト補正機構９の全体構成を、図４を参照しながら説明する。可動シャーシ１５のラジアル、タンジェンシャル方向には光ピックアップチルト補正機構９が設けられている。これにより、可動シャーシ１５と固定シャーシ１６のチルトが任意の方向に変えられる。固定シャーシ１６にはスピンドルモータ１９が設けられており、固定シャーシ１６とスピンドルモータ１９の上に設置される光ディスクとの傾きは一定に保たれている。したがって、光ピックアップ１を光ディスクに対して傾斜させることが可能になる。
【００３７】
光ピックアップチルト補正機構９は、光ピックアップ１の光学系で生じている非点収差が最小になるように調整した後は、調整ネジが動かないように、接着材など摩擦係数を高める手段を用いることで固定させる。
【００３８】
次に、図１および図１０〜１３を参照しながら、本実施の形態における非点収差の補正原理について説明する。
【００３９】
図１０は（表１），（表２）に記載されている対物レンズを用いたときの光ディスクチルトに対する収差特性を示す図である。（表２）は（表１）におけるＳ１，Ｓ２の非球面係数を示すものである。
【００４０】
【表１】
2005285250.tif 000003
【００４１】
【表２】
2005285250.tif 000004
【００４２】
図１０に示すように、光ディスクチルトが大きくなると、コマ収差が発生する。図１１は（表１），（表２）に記載されている対物レンズを用いたときの対物レンズチルトに対する収差特性を示す図である。対物レンズチルトが大きくなると、コマ収差と共に非点収差（ＡＳ）が発生する。この性質を利用して、光ピックアップ１と共に対物レンズ６を傾けることにより、非点収差のみを発生させることができる。
【００４３】
図１２は、光ディスク情報記録面に対して、光源および受光素子を固定している光ピックアップの基準面、および対物レンズ主平面を、同時にチルトさせたときの非点収差特性を示す図である。光ピックアップ１の基準面および対物レンズ６主平面のチルトは、それぞれ、光ピックアップチルト補正機構９および対物レンズチルト補正機構７によりチルトさせている。その結果、コマ収差がほぼキャンセルされているのに対して、非点収差はチルトと共に増加している。この非点収差を利用して、光ピックアップ１の持つ非点収差をキャンセルさせることが可能である。
【００４４】
図１３は、光ピックアップ光学系に非点収差がある時に、光ディスク情報記録面に対して、光ピックアップ基準面、および対物レンズをチルトさせたことで、非点収差を補正したときの様子を示す図である。非点収差補正前●印に比べ、補正後△印は、ほぼ０に推移しているのがわかる。
【００４５】
このような、コマ収差と共に非点収差を低減させた状態を作り出すには、対物レンズ６主平面を光ディスク１０の情報記録面に対して、コマ収差が最小になる角度（上記作用例においては０度）に傾斜させながら、光ピックアップ１の基準面（対物レンズ６の主平面に対して略平行な面）を、光ディスクの情報記録面に対して、非点収差が最小になる角度（上記作用例においては図１３に記載の補正ＰＵチルト量＊印）に傾斜すればよい。
【００４６】
ところで、任意の向きに発生する非点収差を補正するには、光ピックアップ１および対物レンズ６のチルトを任意の向きに傾ける機構が必要である。実施の形態１によれば、対物レンズチルト補正機構７により、対物レンズ６主平面が光ディスク情報記録面に対してラジアル方向・タンジェンシャル方向に傾斜し、光ピックアップチルト補正機構９により、光ピックアップ１の基準面が光ディスク１０の情報記録面に対してラジアル方向・タンジェンシャル方向に傾斜する。このため、ラジアル・タンジェンシャルを同時に傾けることで、任意の向きに光ピックアップおよび対物レンズのチルトを発生させることが可能になる。従って、実施の形態１によれば、光ピックアップ１の光学系で発生しているあらゆる方向の非点収差を補正することが可能になる。
【００４７】
また、一般的に光ディスク１０は、面の反りにより１周内のチルト、内外周のチルト量が変化する。したがって、非点収差を補正した状態において光ディスク１０の回転に伴って発生するコマ収差は、高速に補正する必要がある。実施の形態１の光ピックアップ１は、非点収差を補正するために光ディスク１０に対して光ピックアップ基準面を傾斜させているので、対物レンズ６が傾き、光ディスク１０の傾斜量だけを検出し、補正したのでは、コマ収差にオフセットが生じる。
【００４８】
そこで、まず、光ディスク１０のチルト検出と同時に対物レンズ１０のチルト検出を行う。そして両者の差動演算を行うことにより、対物レンズ６と光ディスク１０の相対的な傾きを検出する。この対物レンズ６と光ディスク１０の相対的な傾きに対して、光ディスク１０に対する対物レンズチルトを補正することで、光ディスク１０のチルトにより生じるコマ収差を精度よく補正できる。
【００４９】
なお、非点収差は、光ディスク１０によって変動することがほとんどないので、光ピックアップ光学系で生じている非点収差に対して一度補正すれば、後は調整する必要がない。このため、光ピックアップチルト補正機構９は、最初に光ディスクの情報記録面に対して非点収差が最小になるように光ピックアップの基準面を調整した後、完全に固定することで、経時的なずれを防止することができる。
【００５０】
次に、実施の形態２として、波長λ１、波長λ２の光束を用いた光ピックアップに限定して説明する。なお、３波長、またはそれ以上の波長の光源が増加していく場合は、波長λ２と同構成の光学系を増やしていけば容易に実現することができるため、多波長光ピックアップの説明は省略する。
【００５１】
（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す説明図である。光ピックアップ２０は、少なくとも、波長λ１の発散光を出射する光源と受光素子を含むホログラムユニット２１と、それを略平行光束にするためのカップリングレンズ２２と、波長λ２の発散光を出射する光源と受光素子を含むホログラムユニット２３と、それを略平行光束にするためのカップリングレンズ２４と、波長λ１の光束と波長λ２の光束を合成するための光路合成プリズム２５と、各平行光束を微小スポットに絞るための対物レンズ２６と、光路合成プリズム２５からの平行光束を対物レンズ２６に、光ディスク１０から反射した光束を光路合成プリズム２５側に偏向する偏向手段２８と、対物レンズ２６を傾斜させることの可能な対物レンズチルト補正機構２７とを備えている。
【００５２】
対物レンズ２６は図１に示す実施の形態１の対物レンズ６と同一であり、また、対物レンズチルト補正機構２７は図２に示す実施の形態１の対物レンズチルト補正機構７と同一の構成であるため、説明は省略する。
【００５３】
光ピックアップ２０の基準面にはホログラムユニット２１，２３が固定されており、光ピックアップ２０は光ディスク３０に対して傾けることが可能な光ピックアップチルト補正機構２９により支えられている。この光ピックアップチルト補正機構２９も、図１および図４に示す実施の形態１の光ピックアップチルト補正機構９と同様に、光ディスク３０の周方向であるラジアル方向、およびそれに直交するタンジェンシャル方向にそれぞれチルト補正機構が備えられており、ラジアル、タンジェンシャル２方向の傾斜角をそれぞれ任意に傾斜させることで、光ディスク３０面の任意な方向に、光ピックアップ２０を傾斜させることが可能である。
【００５４】
光ピックアップ２０には、別途、対物レンズ２６の主平面のチルトを検出するためのチルト検出素子と、光ディスク３０の情報記録面のチルトを検出するためのチルト検出素子とが備えられており、波長λ１の光束が選択された場合、対物レンズチルト補正機構２７は各チルト検出素子の結果をもとに駆動される。
【００５５】
図６は図５の光ピックアップチルト補正機構の要部を示す斜視図である。実施の形態２の光ピックアップチルト補正機構２９は、図３に示す実施の形態１の光ピックアップチルト補正機構９におけるチルト調整ネジ１７の代わりに、図６に示すようにモータ３１、ギヤ３２、斜面を有する変換ギヤ３３によって可動シャーシ３４を駆動させる構成である。すなわち、可動シャーシ３４の一部を変換ギヤ３３の斜面に当接させ、モータ３１を回転させることで、ギヤ３２、変換ギヤ３３が回転し可動シャーシ３４が上下する。可動シャーシ３４は片隅のみ上下可動するので、結果として可動シャーシ３４全体は、固定シャーシに対して傾斜する。
【００５６】
また、波長λ２…λｎが選択された場合、光ディスク３０の情報記録面のチルトを検出するためのチルト検出素子より受けた信号をもとに、光ピックアップチルト補正機構２９を制御する。なお、光ピックアップチルト補正機構２９は、光ピックアップ２０のチルト検出素子によって波長λ１が選択された場合、光ディスク３０の情報記録面と光ピックアップ２０の基準面のなす角を、光学系の非点収差が最小になる角度に傾斜したのち、固定する必要がある。図６に示す光ピックアップチルト補正だけでは、外乱（衝撃、振動など）によりチルトが動いてしまうことがあるが、図７に示すようにモータ３１の軸とギヤの間に減速比の高いウォームギヤを用いたり、モータをステッピングモータにするなどの構成をとることが望ましい。
【００５７】
ところで、光ピックアップの光学部品に許容される面精度は、光源の波長が短いほど厳しくなる。つまり、面精度が各波長の光束に対して同じ精度でできていた場合、波長の短い光束ほど波面収差の劣化が大きくなる。このため、複数波長の光源を持つ光ピックアップでは、最も波長の短いλ１の光源が選択された場合に、非点収差を最適化する。
【００５８】
また、非点収差同様に、コマ収差も、波長が短いほど、厳しい精度を要求する。このため、波長の短いλ１の光束に対しては、光ディスクの面の歪、反りにより生じる１周内のチルト、内外周のチルトを補正する。したがって、非点収差を補正した状態で、光ディスクの回転に伴い発生するコマ収差を、高速に補正する必要がある。実施の形態２の光ピックアップは、非点収差を補正するために光ディスクに対して光ピックアップ基準面を傾斜させているので、対物レンズが傾き、光ディスクの傾斜量だけを検出し、補正したのでは、コマ収差にオフセットが生じる。
【００５９】
そこで、光ディスクのチルト検出と同時に対物レンズのチルト検出を行う。そしてその差動演算を行うことで、対物レンズと光ディスクの相対的な傾きを検出する。対物レンズと光ディスクの相対的な傾きに対して、光ディスクに対する対物レンズチルトを補正することで、光ディスクのチルトにより生じるコマ収差を精度よく補正できる。
【００６０】
また、λ２…λｎの波長が長い光束が選択された場合、非点収差補正をする必要がなく、コマ収差も、光ディスクの周内に対しては補正する必要がない。つまり、補正する収差は、光ディスクの内外周における反りにより生じるチルト補正のみでよい。この場合、コマ収差の補正は、光ピックアップチルト補正のみで行うのが望ましい。すなわち、対物レンズチルト補正機構２７を固定し、光ピックアップチルト補正機構２９を、光ディスクチルトに応じて可変制御する。これにより、波長λ２…λｎに対しては、ディスクチルトによるコマ収差を十分抑えることができる。
【００６１】
なお、実施の形態２の各波長における収差の補正機構の使い分けは、（表３）に示すようになる。
【００６２】
【表３】
2005285250.tif 000005
【００６３】
図８は本発明の光ディスクドライブの構成を示すブロック図であり、５１は図５に示す光ピックアップ２０と同じ構成の光ピックアップを示す。
【００６４】
光ピックアップ５１に搭載された半導体レーザは、その出射光が同じく光ピックアップ５１に搭載された前方モニターフォトダイオードによって検出され、信号処理回路６２を介して、レーザコントローラ５４によって制御され、レーザドライバ５７によって駆動される。
【００６５】
光ディスク５０の面を反射した光束は、光ピックアップ５１に搭載した分割受光素子で検出され、信号処理回路６２に入力される。信号処理回路６２からは、対物レンズをフォーカスするためのフォーカスエラー信号、対物レンズをトラッキングするためのトラックエラー信号が生成される。光ピックアップ５１に搭載した対物レンズアクチュエータは、Ｆｏコントローラ５２、Ｔｒコントローラ５３によってそれぞれ制御され、ＡＣＴドライバ５６によって駆動される。そして信号処理回路６２からは、情報記録面に応じて再生信号が出力される。
【００６６】
光ディスク５０を回転させるスピンドルモータ５９は、スピンドルコントローラ５５によって制御され、スピンドルドライバ５８によって駆動される。
【００６７】
光ピックアップ５１から出力される光ディスクチルト信号は、信号処理回路６２を介して対物レンズチルトコントローラ６０に送られる。対物レンズチルトコントローラ６０では、送られてきた信号を補正量信号を生成し、対物レンズチルトドライバ６１に送る。対物レンズチルトドライバ６１は、図１に示す対物レンズチルト補正機構７のチルト補正用のコイル１４（図２参照）に流す電流を生成し、対物レンズチルト補正機構７に送り、対物レンズのチルト制御を行う。
【００６８】
このように、単一光源の光ピックアップ５１からなるドライブでは、非点収差が最小になる角度に光ピックアップ５１のチルト調整が行われる。その一方で、光ピックアップ１に備えた光ディスクチルト検出素子から得られる光ディスクチルト信号を基に、信号処理回路６２、対物レンズチルトコントローラ６０、対物レンズチルトドライバ６１を介して対物レンズのチルト補正を行い、コマ収差が最小になる制御が行われる。
【００６９】
図９は２波長以上の光源を有する光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの説明図であり、５１は図５に示す光ピックアップ２０と同一の光ピックアップ、６５は図５に示す光ピックアップチルト補正機構２９と同一の光ピックアップチルト補正機構を示す。なお、図８に示す部材と同一の部材または同一機能の部材については、同一の符号を付すことで、詳細な説明は省略する。
【００７０】
光ピックアップ５１において、波長λ１の光源が選択された場合、光ピックアップチルト補正機構６５は、光ピックアップ５１をドライブに搭載した直後に、データ読取信号や、サーボ信号をモニターして、設定された最適な角度に可動後、固定される。光ピックアップ５１から出力される光ディスクチルト信号は、信号処理回路６２を介して対物レンズチルトコントローラ６０に送られる。対物レンズチルトコントローラ６０では、送られてきた信号を補正量信号を生成し、対物レンズチルトドライバ６１に送る。対物レンズチルトドライバ６１は、対物レンズのチルト補正用のコイル１４（図２参照）に流す電流を生成し、対物レンズチルト補正機構に送り、対物レンズのチルト制御を行う。
【００７１】
波長λ２…λｎの光源が選択された場合、対物レンズチルト補正機構２７（図５参照）は、光ピックアップ５１をドライブに搭載した直後に、データ読取信号や、サーボ信号をモニターして、設定された最適な角度を維持するように制御される。光ピックアップ５１から出力される光ディスクチルト信号は、信号処理回路を介して光ピックアップチルトコントローラ６３に送られる。光ピックアップチルトコントローラ６３では、送られてきた信号を補正量信号を生成し、光ピックアップチルトドライバ６４に送る。光ピックアップチルトドライバ６４は、光ピックアップ５１のチルト調整用モータに流す電流を生成し、光ピックアップチルト補正機構６５に送り、光ピックアップのチルト制御を行う。
【００７２】
光源が複数ある光ピックアップの場合には、最も波長の短いλ１の光束に対しては、光ピックアップチルト補正機構６５は、非点収差が最小になる角度に可動後固定される。その上で、対物レンズチルトセンサと光ディスクチルトセンサの差動演算から得られたチルト信号を基に、信号処理回路６２、対物レンズチルトコントローラ６０、対物レンズチルトドライバ６１を介して対物レンズのチルト補正を行い、コマ収差が最小になる制御が行われる。
【００７３】
波長λ２…λｎが選択された場合、対物レンズチルト補正機構６５は、光ピックアップ５１をドライブに搭載した直後に、データ読取信号や、サーボ信号をモニターして、設定された最適な角度を維持するように制御される。その上で、光ディスクチルトセンサから得られる光ディスクチルト信号を基に、信号処理回路６２、光ピックアップチルトコントローラ６３、光ピックアップチルトドライバ６４を介して光ピックアップ５１のチルト補正を行い、コマ収差が最小になる制御が行われる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、光ディスクを記録・再生するための光ピックアップ、光ピックアップドライブ、さらには光ディスク検査機等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップの概略構成を示す説明図
【図２】対物レンズチルト補正機構の説明図
【図３】光ピックアップチルト補正機構の概略構成を示す側面図
【図４】光ピックアップチルト補正機構の全体構成を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態２における光ピックアップの概略構成を示す説明図
【図６】図５の光ピックアップチルト補正機構の要部を示す斜視図
【図７】図６の光ピックアップチルト補正機構の要部の他構成を示す説明図
【図８】図８は本発明の光ディスクドライブの構成を示すブロック図
【図９】図９は２波長以上の光源を有する光ピックアップを搭載した光ディスクドライブの説明図
【図１０】（表１），（表２）に記載されている対物レンズを用いたときの光ディスクチルトに対する収差特性を示す図
【図１１】（表１），（表２）に記載されている対物レンズを用いたときの対物レンズチルトに対する収差特性を示す図
【図１２】光ディスク情報記録面に対して、光源および受光素子を固定している光ピックアップの基準面、および対物レンズ主平面を、同時にチルトさせたときの非点収差特性を示す図
【図１３】光ピックアップ光学系に非点収差がある時に、光ディスク情報記録面に対して、光ピックアップ基準面、および対物レンズをチルトさせたことで、非点収差を補正したときの様子を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１，２０，５１  光ピックアップ
２  光源
３  検出分離手段
４，２２，２４  カップリングレンズ
５，２８  偏向手段
６，２６  対物レンズ
７，２７  対物レンズチルト補正機構
８  受光素子
９，２９  光ピックアップチルト補正機構
１０，３０，５０  光ディスク
１１  対物レンズ可動部
１２  磁石
１３  対物レンズ固定部
１４  コイル
１５  可動シャーシ
１６  固定シャーシ
１７  チルト調整ネジ
１８  支持部
１９，５９  スピンドルモータ
２１，２３  ホログラムユニット
２５  光路合成プリズム
５２  Ｆｏコントローラ
５３  Ｔｒコントローラ
５４  レーザコントローラ
５５  スピンドルコントローラ
５６  ＡＣＴドライバ
５７  レーザドライバ
５８  スピンドルドライバ
６０  チルトコントローラ
６１  対物レンズチルトドライバ
６２  信号処理回路
６３  光ピックアップチルトコントローラ
６４  光ピックアップチルトドライバ
【図１】
2005285250.tif 000006
【図２】
2005285250.tif 000007
【図３】
2005285250.tif 000008
【図４】
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【図５】
2005285250.tif 000010
【図６】
2005285250.tif 000011
【図７】
2005285250.tif 000012
【図８】
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【図９】
2005285250.tif 000014
【図１０】
2005285250.tif 000015
【図１１】
2005285250.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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