(57)【要約】【課題】データトラック上の隣合うビットを高い分解能で検出できる直交系の光ピックアップ装置において、円筒レンズやメニスカスレンズを不要として低コストを図るとともに、差動プッシュプル法でトラッキング誤差信号を生成する場合にも対応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】３ビームのレーザ光を所定の経路に沿って導き光ディスクＤの記録面に集光させるとともに記録面からの反射光を同一の経路で導く光学系を備えた光ピックアップ装置において、ビームスプリッタ１４と光センサ１６との間の反射光の経路上に法線が反射光の光軸に対して４５°傾けられ且つ法線の上記光軸と垂直な成分が光軸を中心に水平方向から４５°回転した向きに固定される透明平板１５を設ける。【選択図】        図１
2005018870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出力する発光素子と、レーザ光を３ビームに分割する回折格子と、この３ビームのレーザ光を所定の経路に沿って導き光ディスクの記録面に集光させるとともに記録面からの反射光を導く光学系と、上記記録面へ進行するレーザ光と記録面からの反射光とを分離するビームスプリッタと、このビームスプリッタで分離された反射光を受光する光センサとを備えた光ピックアップ装置において、
上記ビームスプリッタと上記光センサとの間の反射光の経路上に透明平板が設けられるとともに、
上記透明平板の法線が反射光の光軸に対して４５±５°に傾けられ、且つ、上記光ディスクのデータトラックに沿って伸びる線分を光軸に沿ってレーザ光が伝播するように移動させた軌跡を基準面として、上記透明平板の法線のうち反射光の光軸と垂直な成分が該光軸を中心に上記基準面から４５±５°回転した向きに固定され、
上記光センサは、田の字状に４分割され３ビームの反射光のうち中央の主ビームを受光する第１の受光面と、分割線が上記基準面に直交する向きに分割され３ビームの反射光のうち上記主ビーム以外のサブビームをそれぞれ受光する第２および第３の受光面とを有し、
上記第１の受光面の検出に基づき非点収差法によりフォーカス誤差信号が生成されるとともに、上記第１〜第３の受光面の検出に基づき差動プッシュプル法によりトラッキング誤差信号が生成されるように構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
レーザ光を出力する発光素子と、レーザ光を複数ビームに分割する回折格子と、この複数ビームのレーザ光を所定の経路に沿って導き光ディスクの記録面に集光させるとともに記録面からの反射光を導く光学系と、上記記録面へ進行するレーザ光と記録面からの反射光とを分離するビームスプリッタと、このビームスプリッタで分離された反射光を受光する光センサとを備えた光ピックアップ装置において、
上記ビームスプリッタと上記光センサとの間の反射光の経路上に透明平板が設けられるとともに、
上記透明平板の法線が反射光の光軸に対して３０〜６０°に傾けられ、且つ、上記光ディスクのデータトラックに沿って伸びる線分を光軸に沿ってレーザ光が伝播するように移動させた軌跡を基準面として、この透明平板の法線のうち反射光の光軸と垂直な成分が該光軸を中心に上記基準面から３０〜６０°回転した向きに固定されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記回折格子はレーザ光を３ビームに分割するように構成され、上記光センサは、３ビームの反射光のうち中央のビームを受光する田の字状に４分割された第１の受光面と、他のサブビームをそれぞれ受光する少なくとも２分割された第２および第３の受光面とを有し、
上記第１の受光面における検出により非点収差法によるフォーカス誤差信号が、上記第２と第３の受光面における検出を加えて差動プッシュプル法によるトラッキング誤差信号が得られるように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記第２および第３の受光面は、分割線が上記基準面と交差する向きに設定されていることを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスクの記録面にレーザ光を集光して情報の記録と再生を行う光ピックアップ装置に関し、特に大容量の光ディスクに対応する光ディスク装置に利用して有用な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光ピックアップ装置においては、例えば特許文献１に示されるように、非点収差法を用いて光ディスクの反射光からフォーカス誤差信号を生成し、それに基づき対物レンズをフォーカス方向に移動させてフォーカス制御を行っている。同様に、レーザ光を回折格子で３ビームに分割するとともにこれら３ビームの反射光から３スポット法や差動プッシュプル（ＤＰＰ）法によりトラッキング誤差信号を生成し、或いは１ビームの反射光から位相差検出（ＤＰＤ）法によりトラッキング誤差信号を生成し、これらのトラッキング誤差信号に基づいて対物レンズをトラッキング方向に移動させてトラッキング制御を行っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２３９６９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２４５６６０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示の光ピックアップ装置では、フォーカス誤差信号を生成するため、光センサの前段に円筒レンズ或いはメニスカスレンズを設けて、反射光の非点収差の方向が光センサの分割方向に対して斜め４５°になるようにする必要があった。
【０００５】
円筒レンズやメニスカスレンズは比較的高価であり、また、反射光の光スポットが光センサの受光面で集光するようにその位置調整を精度高く行う必要があったため、このようなレンズを使用することで光ピックアップ装置全体のコストが高騰すると云う問題があった。
【０００６】
一方、光ピックアップの光学系全体を対物レンズの光軸を中心に４５°回転した配置とすることで、円筒レンズ等を用いることなく、反射光の非点収差の方向を光センサの分割方向に対応させる方式も知られているが、このような方式では次のような課題が発生する。
【０００７】
すなわち、一般に光ピックアップ装置で用いられるレーザ光は半導体レーザにより生成されるが、半導体レーザのレーザ光はその光スポット形状が楕円になる。そのため、上記の光学系全体を４５°回転させた構成では、光ディスクに集光される光スポットの長軸がデータトラックに対して４５°傾いた構成となる。このような構成は、ＣＤやＤＶＤ−ＲＯＭなどデータトラック上の隣合うビット間でクロストークを生じる心配のない光ディスクでは問題とならないが、書込み可能なＤＶＤや青紫レーザ用の光ディスクなど、データトラック上の隣り合う２ビットの検出に高い分解能が求められる光ディスクではこの方向の分解能が低くなってしまうため好ましくない。
【０００８】
また、特許文献２には、円筒レンズの代わりに傾斜した平行平板を設置することで所定方向の非点収差を生じさせる技術が開示されているが、単に平行平板を傾斜させただけでは、３ビーム方式の光ピックアップに適用した場合にサブビームに不必要な収差を及ぼし差動プッシュプル法などによるトラッキングエラー信号の検出に悪影響が生じるという課題がある。
【０００９】
この発明の目的は、データトラック上の隣合うビットを高い分解能で検出できる直交系の光ピックアップ装置において、円筒レンズやメニスカスレンズを不要として低コストを図るとともに、差動プッシュプル法でトラッキング誤差信号を生成する場合にも適宜対応することのできる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、レーザ光を出力する発光素子と、レーザ光を３ビームに分割する回折格子と、この３ビームのレーザ光を所定の経路に沿って導き光ディスクの記録面に集光させるとともに記録面からの反射光を導く光学系と、上記記録面へ進行するレーザ光と記録面からの反射光とを分離するビームスプリッタと、このビームスプリッタで分離された反射光を受光する光センサとを備えた光ピックアップ装置において、上記ビームスプリッタと上記光センサとの間の反射光の経路上に透明平板が設けられるとともに、上記透明平板の法線が反射光の光軸に対して４５°に傾けられ、且つ、上記光ディスクのデータトラックに沿って伸びる線分を光軸に沿ってレーザ光が伝播するように移動させた軌跡を基準面として、この透明平板の法線のうち反射光の光軸と垂直な成分が該光軸を中心に上記基準面から４５°回転した向きに固定したものである。
【００１１】
このような構成により、３ビームのうち主ビームの非点収差の向きが上記基準面に対して４５°の向きになり、さらに、サブビームの強度分布は丁度サブビームの結像が該結像の中心を回転中心として９０°回転したような分布になる。つまり、上記の透明平板により、従来の光ピックアップ装置の円筒レンズやメニスカスレンズと同様の作用を３ビームの反射光に及ぼすことが出来る。従って、円筒レンズやメニスカスレンズを無くしてコストの低減を図ることが出来る。
【００１２】
また、円筒レンズやメニスカスレンズを用いた場合には、ビームが光センサの受光面で結像するように光軸に沿った精度の高い位置合わせが必要であったが、透明平板ではそのような位置合わせは不要なので、組立工程の点からもコストの低減を図ることが出来る。
【００１３】
なお、透明平板の上記傾き角および回転角は、ともに±５°程度の誤差があっても同様の作用が得られるし、±１５°程度の誤差があってもフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号の変化の大きさはやや鈍るものの同様の作用を得ることが出来る。
【００１４】
具体的には、上記光センサは、３ビームの反射光のうち中央の主ビームを受光する田の字状に４分割された第１の受光面と、両端のサブビームをそれぞれ受光する少なくとも２分割された第２および第３の受光面とを有すように構成し、上記第１の受光面における検出により非点収差法によるフォーカス誤差信号を、上記第２と第３の受光面における検出を加えて差動プッシュプル法によるトラッキング誤差信号を得ることが出来る。
また、上記第２と第３の受光面は、分割線がこれらの受光面と上記基準面との交差線分に対して直交する向きに２分割すれば良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の実施の形態の光ピックアップ装置の光学系の構成図を、図４には、光ピックアップ装置により光ディスクに照射される光スポットの形状の概要をそれぞれ示す。
【００１６】
この実施の形態の光ピックアップ装置は、書込み可能なＤＶＤや青紫レーザ用の光ディスクなどに対応した光ピックアップ装置であり、対物レンズ１０にはフォーカス方向Ｚとトラッキング方向Ｘとにサーボ駆動可能な駆動ユニットが備わるとともに、フォーカス・サーボ制御には非点収差法により生成したフォーカス誤差信号が使用され、また、トラッキング・サーボ制御には差動プッシュプル法により生成したトラッキング誤差信号が使用されるものである。これら非点収差法および差動プッシュプル法については公知の技術なので詳細な説明は省略する。
【００１７】
この実施の形態の光ピックアップ装置の光学系は、光ディスクの記録面にレーザ光を集光する対物レンズ１０と、１／４波長板１１と、立上げミラー１２と、レーザ光を平行光にするコリメータレンズ１３と、入射光と反射光とを分離するハーフミラーなどのビームスプリッタ１４と、所定の角度で固定される透明平板１５と、それぞれ複数に分割された３個の受光面を有する光センサ１６と、半導体レーザ１７と、レーザ光を３分割して３ビームを生成する回折格子１８等から構成される。
【００１８】
上記の１／４波長板１１は、ビームスプリッタ１４と組み合わされて光アイソレータとして機能するものである。すなわち、１／４波長板１１を行きと帰りでレーザ光が通過することでビームスプリッタ１４を通過しやすい方向の偏光が反射光に与えられ、反射光がビームスプリッタ１４で殆ど反射されずに通過するようにされる。
【００１９】
この実施の形態の光ピックアップ装置は、立上げミラー１２からビームスプリッタ１４までの光軸が光ディスクＤのデータ記録再生位置におけるデータトラックに沿った方向Ｙと平行にされた直交系の構成となっている。従って、図４に示すように、光ディスクＤに照射される光スポットＳ１はその長軸がデータトラックに沿った方向Ｙと直交する向きとなり、データトラックの隣り合う２ビットを検出する分解能が高くなり、データ再生時にデータマークを検出する信号のＭＴＦ（振幅伝達関数）も大きくなる。
【００２０】
ちなみに、この光ピックアップ装置は、光ディスクに主ビームと２つのサブビームとを照射する３ビーム方式を採用したもので、図４に示すように、情報の記録が行われるグルーブＧＲに主ビームの光スポットＳ１が当たり、トラッキング制御用のランドＬ，Ｌにサブビームの光スポットＳ２，Ｓ３が当たるようにされる。
【００２１】
図２には、光センサ１６の受光面の構成図を示す。
光センサ１６は、光ディスクＤから反射された３つのビームをそれぞれ検出する縦方向（Ｚ方向）に並んだ３つの受光面１６１，１６２，１６３を有している。そして、反射光がコリメータレンズ１３で集光されることで中央の受光面１６２に主ビームの反射光が結像され、上と下の受光面１６１，１６３にサブビームの反射光が結像されるようになっている。
【００２２】
また、中央の受光面１６２は、田の字状に４つの領域Ａ〜Ｄに分割され、その中央に主ビームの光スポットＳ１１が来るように位置調整されている。
【００２３】
また、上側の受光面１６１は上下の領域Ｅ，Ｆに２分割され、また下側の受光面１６３も同様に上下の領域Ｇ，Ｈに２分割され、サブビームの光スポットＳ２１，Ｓ３１が両領域を等しくまたぐように位置調整されている。これらの分割線は光ディスク上でＹ方向に伸びる線分が記録面から反射光が伝播されるように反射光の光軸に沿って移動した軌跡を基準面（図２ではＺ方向に沿った面）として、この基準面に対して直交するような向きになっている。
【００２４】
図３には、透明平板１５の固定される角度を示す。同図（ａ）は光軸が伸びる方向から見た正面図、（ｂ）は（ａ）を４５°斜め右上の方向Ｒから見た側面図である。
透明平板１５は、透明な平行平板であるが、その固定される角度が次のような特徴を有している。すなわち、先ず、その法線Ｑが反射光の光軸ＡＸに対して４５°に傾いた角度に傾けられている。さらに、光ディスクの記録面からＹ方向に伸びる線分が反射光が伝播するように反射光の光軸ＡＸに沿って移動したときの軌跡を基準面（図３（ａ）ではＺ軸に沿った面）として、法線Ｑの光軸ＡＸに垂直な成分が光軸ＡＸを中心に基準面から４５°回転した角度にされている。
【００２５】
次に、上記構成の光ピックアップ装置においてフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とをそれぞれ得る方法について説明する。
先ず、フォーカス誤差信号は、主ビームを光センサ１６の中央の受光面１６２に受けて各分割領域Ａ〜Ｄの強度を検出することで得ることが出来る。すなわち、主ビームはビームスプリッタ１４と透明平板１５により受光面１６２の分割線に対して斜め４５度の非点収差が付与されるので、各分割領域Ａ〜Ｄの光強度ＩＡ〜ＩＤに基づき、非点収差法により（ＩＡ＋ＩＣ）−（ＩＢ＋ＩＤ）のフォーカス誤差信号が得られる。
【００２６】
次いで、トラッキング誤差信号は、主ビームの各分割領域Ａ〜Ｄの強度検出と、２つのサブビームを上下の受光面１６１，１６３に受けて各分割領域Ｅ，ＦとＧ，Ｈの強度を検出することで得ることが出来る。すなわち、光軸ＡＸに対して４５度傾けられ且つ光軸ＡＸを中心に４５°回転された透明平板１５によりサブビームの光スポットＳ２１，Ｓ３１は、その像が回転したようにその強度分布が９０°回転する。従って、図２のように分割された受光面１６１，１６３の各領域の光検出に基づき、差動プッシュプル法により｛（ＩＥ−ＩＦ）＋（ＩＧ−ＩＨ）｝−ｋ｛（ＩＡ＋ＩＤ）−（ＩＢ＋ＩＣ）｝のトラッキング誤差信号が得られる。ここで“ＩＥ〜ＩＨ”は各領域Ｅ〜Ｈの光強度を表わしている。
【００２７】
そして、上記のフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号とが対物レンズ１０のサーボ制御用の回路に供給されて対物レンズ１０がフォーカス方向Ｚとトラッキング方向Ｘに駆動されることで、主ビームのフォーカスとトラッキングとがデータトラックに適宜合わせられる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態の光ピックアップ装置によれば、データトラックの隣合う２ビットを高い分解能で検出可能な直交系の光ピックアップ装置において、透明平板１５により主ビームの所定の向きの非点収差を得ているので、円筒レンズやメニスカスレンズが不要となり、それによりコストの低減が図れる。また、円筒レンズやメニスカスレンズを用いた場合には、反射光の焦点が光センサ１６に合うように光センサ１６やコリメータレンズ１３の位置調整に加えて円筒レンズやメニスカスレンズの位置調整も必要であったのに対して、透明平板１５はそのような位置調整が不要であるので、組立て工程におけるコストの低減も図ることが出来る。
【００２９】
また、４５°傾斜４５°回転の透明平板１５により、サブビームは結像が９０°回転したように光スポットの強度分布が９０°回転した状態となるので、図２のに示すように分割された受光面を有する光センサ１６により差動プッシュプル法でトラッキング誤差信号を得ることが出来る。
【００３０】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、立上げミラー１２により半導体レーザ１７の出射光や光センサ１６に入射する反射光の光軸が光ディスクの光ディスク面と平行になるように構成されているが、立上げミラー１２を無くしてコリメータレンズ１３から光センサ１６までの光軸を対物レンズ１０の光軸と同様に垂直にした構成にしても良い。また、半導体レーザ１７の出射光がビームスプリッタを通過させ、ビームスプリッタの反射光を光センサ１６で受けるような構成としても良い。
【００３１】
また、透明平板の上記傾き角および回転角は、ともに±５°程度の誤差があっても同様の作用が得られるし、±１５°程度の誤差があってもフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号の変化の大きさはやや鈍るものの同様の作用を得ることが出来る。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従うと、データトラック上の隣合うビットを高い分解能で検出できる直交系の光ピックアップ装置において、円筒レンズやメニスカスレンズを不要として低コストを図るとともに、差動プッシュプル法でトラッキング誤差信号を生成する場合にも対応することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の光ピックアップ装置の光学系を示す構成図である。
【図２】光センサの受光面を示す図である。
【図３】透明平板の固定される角度を示すもので、（ａ）は光軸が伸びる方向から見た正面図、（ｂ）は（ａ）を４５°斜め右上から見た側面図である。
【図４】実施の形態の光ピックアップ装置により光ディスクの記録面に入射される光スポット形状を示す図である。
【符号の説明】
１０      対物レンズ
１１      １／４波長板
１２      立上げミラー
１３      コリメータレンズ
１４      ビームスプリッタ
１５      透明平板
１６      光センサ
１７      半導体レーザ
１８      回折格子
１６１，１６３  サブビームの受光面
１６２    主ビームの受光面
【図１】
2005018870.tif 000003
【図２】
2005018870.tif 000004
【図３】
2005018870.tif 000005
【図４】
2005018870.tif 000006