(57)【要約】【課題】本発明の目的は、光ビームの中心と可動な対物レンズの中心とを常に一致させるよう、光ビームを動かす手段を設けた光ピックアップを提供する。【解決手段】光ピックアップの構成として、光を照射するレーザーダイオードと、レーザーダイオードから照射された光を受光し平行ビームにするコリメートレンズと、コリメートレンズからの平行ビームをディスクに向けて集光する対物レンズと、コリメートレンズと対物レンズの間の光路中に配置されて、光軸を移動させる光軸移動装置と、を設ける。【選択図】  図１
2005071549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照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照射された光を受光し平行ビームにするコリメートレンズと、
該コリメートレンズからの平行ビームをディスクに向けて集光する対物レンズと、
前記コリメートレンズと前記対物レンズの間の光路中に配置されて、光路に対して垂直方向に光軸を移動させる光軸移動装置と、
を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップにおいて、前記光軸移動装置は、光軸に沿って配置した少なくとも２つの楔型透明部品からなり、少なくともいずれか一方の楔型透明部品を光軸に沿って移動させることにより光路に対して垂直方向に光軸を移動させることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
請求項２記載の光ピックアップにおいて、楔型透明部品の移動は電磁リニアモーターまたは圧電セラミックリニアモーターによって行われることを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップに関し，特に、光軸を可動な対物レンズ中心に常に合わせる機能を備えた光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクシステムにおいて、ＣＤ系からＤＶＤへと、使用するレーザーの短波長化と、光学部品の高精度化が進み、記録密度の向上が著しくなっている。  さらに青色レーザーの登場で、さらなる記録容量の上昇が図られている。それと同時に再生だけではなく、記録を行う需要も増大し、テレビ録画などの民生用，データ記録，保存用の産業上など幅広く普及し出している。記録においては、その記録品質だけでなく、記録スピードの向上も重要な開発対象となっており、レーザーの高出力化に伴い、記録スピードを上げる努力がなされている。しかし、レーザーを短波長化していくと、その発光出力を上げるのは容易ではなくなり、光自体の効率的な利用が望まれる。
【０００３】
通常の記録可能な光ピックアップにおいては、レーザーから発散してくる光をコリメートレンズと呼ばれるレンズで取り込み、平行光にした後、可動な対物レンズでディスク上に回折限界まで光を集光して、そのエネルギーによってピットを形成して情報を記録するといった動作が行われる。レーザーからの光出力を有効に利用するには、コリメートレンズの光の取り込み量を増やす必要があり、この取り込み量を規定する指標にレンズの特性を表すＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）が使われる。ＮＡの数値が高いレンズほど、広範囲の光を取り込むことができ、光の有効な利用が可能となる。
【０００４】
しかし、ＮＡの数値が高いコリメートレンズを使用すると、平行光にしたときの光の断面を想定した場合、光ビームの中央付近の光強度が高く、周辺にいくほど弱くなるといった光の強度分布がより顕著となってしまう。影響として、最終的に可動な対物レンズでディスク上に光を集光するに当たり、光の中央部に対物レンズが位置していた場合の集光状態と、光ディスクの記録トラックに追随するように対物レンズは常に動いている関係上、対物レンズの中心とビームの中心とにずれが生じる仕様であることから、ずれた位置での集光状態に差が生じやすく、ずれた位置での集光性能が悪化するといった問題が発生する。
【０００５】
悪化の内容については、できるだけ小さく絞りたい集光スポットの形状の、楕円化などによるスポット径の肥大化、および集光する光強度の低下が挙げられる。そこで従来はＮＡの低いコリメートレンズを使用し、平行光にした際のビームの強度分布をより平坦にすることで対応している。
【特許文献１】特開平０７−０４３１３５号公報
【特許文献２】特開平１０−１８８３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
レーザー出力の有効利用という観点からは、ＮＡの数値が高いコリメートレンズを使用することが望ましいわけであるが、前述のように対物レンズ中心と光ビーム中心がずれた際の悪影響が出てしまい、記録品質を上げるにはＮＡの数値が低いコリメートレンズを使用した方がよいといった背反関係が生じていた。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、光ビームの中心と可動な対物レンズの中心とを常に一致させるよう、光ビームを動かす手段を設けた光ピックアップを提供するものであり、簡単な構成でその機能を実現するものである。その結果、よりＮＡの数値が高いコリメートレンズの使用が可能となり、レーザーの集光効率を上げることができ、高速記録を可能とするものである。  
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の本発明の目的を達成するために、コリメートレンズと対物レンズの間に楔型の等方性透明部品（ガラス，プラスチックなど）を２つ配置し、片方を光軸方向に対物レンズの動きと同調をとって移動させることによって、光軸を対物レンズ中心に追随させるものである。また、楔型の等方性透明部品の代わりに、矩形の等方性透明部品を配置して、それを光軸と鉛直な方向を回転中心として適当な角度回すことで、光軸を対物レンズ中心に追随させる方法も考えられるが、（前述の特開平０７−０４３１３５号公報、特開平１０−１８８３３５号公報参照）光軸内に部品を傾けて配置すると、その傾き角によって光の反射率が変化し、対物レンズに到達する光量が変化してしまう。
【０００９】
一般的には傾き角が増加するに従って反射率が増し、例えば対物レンズが中心からずれればずれるほど、光軸を追随させるために矩形部品を傾けなくてはならないことから、透過光量が減少し、本来の目的を達せなくなってしまう。
【００１０】
楔型透明部品を光軸方向に動かす手段は、コイル磁気と磁石で移動力を発生させるモーターのような方法、圧電素子の変形を利用する方法などがある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡単な構成の小型モジュールにより、可動な対物レンズの中心と光のビーム中心を常に一致させるよう、光ビームを動かす手段を備えた光ピックアップを提供しえるものであり、より高いＮＡのコリメートレンズを使用しても記録時に対物レンズのシフによる集光性能の劣化がなく、レーザー光の効率的な利用が可能となるものである。今後より高速な書き込み記録を要求される光ディスクシステムにおいて、レーザーの高出力化には限界がある中、性能の改善を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
光ピックアップにおいて、簡単な構成の小型モジュールにより、可動な対物レンズの中心と光のビーム中心を常に一致させるよう、光ビームを動かす手段を備える。
【実施例１】
【００１３】
図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。図１は本発明の光ピックアップの構成を示す図であり、図２は図１に示す構成図の斜視図である。図１、図２において、レーザーダイオード１０から照射された光はグレーティング１２をとおり、コリメートレンズ１４により平行な光ビームにされた後、ビームスプリッター１６をとおり、本発明において設けられた光軸を移動させる光軸移動装置１８をとおり、ミラー２０により光の向きをディスク２４に向けられる。
【００１４】
記録または再生のためにディスク２４に当てられて反射した光ビームはミラー２０をとおりビームスプリッター１６により集光レンズ２６に向けられ、光ビームは集光サレテフォトディテクター２８に入力される。
本発明で設けられた光軸移動装置１８は、光軸に沿って配置した２つの楔型透明部品１８ａ、１８ｂからなり、コリメートレンズ１４と対物レンズ２２の間の光のビームが平行光となっている任意の位置に挿入される。
【００１５】
図３に光の屈折を利用して、光軸が移動する様子を説明する。図３ａは光軸移動装置の２つの楔型透明部品１８ａ、１８ｂが初期設定位置にある状態を示し、図３ｂはこれらの部品のいずれか一方を光軸に沿って移動させることによって２つの部品の間隔を空け、光軸を上方に移動させた状態（ディスクに対して左方向に移動させた状態）を示し、図３ｃはこれらの部品のいずれか一方を光軸に沿って移動させることによって２つの部品の間隔を狭め、光軸を下方に移動させた状態（ディスクに対して右方向に移動させた状態）を示す。
【００１６】
この構成における光軸の移動距離ｓは、以下の（数１）に示すように計算でき
る。
【００１７】
【数１】
2005071549.tif 000003
【００１８】
再び、図２を参照すると、ピックアップ対物レンズ２２のトラッキング方向移動量は、±０．４ｍｍ  程度で設計されることが多い。この動きに追随するには、レンジで０．８ｍｍの光軸移動を可能としなければならない。例えば、楔型透明部品の屈折率が１．５、傾斜角が３０度の場合、θ´＝４８．５９°と計算され、楔部品間の間隔ｌは、ｌ＝０．８／０．３３６３５＝２．３７８  ｍｍ  と求まる。
【００１９】
よって約２．４ｍｍの楔型透明部品１８ａまたは１８ｂの動作量を実現すれば、対物レンズ２２の動きに光軸を合わせることができる。
【００２０】
図４、５に、楔型透明部品を動かすための機構例を示す。図４は、コイル３４と磁石３２を組み合わせ、リニアモーター的な動作で楔型部品を光軸方向へ前後可能とする機構を図示したものであり、図５はリニアモーターの動力源として、圧電セラミックリニアモーター４４を用いた場合の機構である。なお、図４、図５中、３０はヨークを示し、４２はスライド機構を示し、４４ａ，４４ｂは圧電セラミックを示し、４６は圧力調整ばねを示す、これらのリニアモーターの構成、動作は公知であるので、説明は省略する。
【００２１】
これらの機構を組み込み、本発明は、対物レンズのトラック方向の動きに追随させて、光軸と対物レンズ中心とを一致させるように光軸移動装置を制御するものであり、図６にその制御系のフローチャートを示す。
【００２２】
図６はディスクの再生、記録時において、対物レンズ中心の動きと同期し、光軸中心の移動をダイナミックに行い、両者の中心を常に合わせるステップを示すフローチャートである。まず、対物レンズ２２の初期位置に対し、光軸の中心が一致する初期位置に楔型透明部品１８ａ、１８ｂを配置する（Ｓ１）。  その後、ディスク２４の再生、記録を開始し（Ｓ２）、ディスク２４のトラックに対物レンズ２２が追随するよう、対物レンズ２２を搭載したアクチュエーター（図示せず）が対物レンズ２２を動かすために駆動電流を流し、対物レンズ２２は常にトラック位置を外さないように制御される。ディスク２４の再生、記録が終了するまで、この対物レンズの位置の制御は繰り返される。
【００２３】
それと同時に、アクチュエーターの駆動電流を流し（Ｓ４）、または、対物レンズの位置を示す信号を送り（Ｓ５）、対物レンズ２２の現在位置を割り出し、光軸移動装置の楔型透明部品１８ａ、１８ｂの現在位置を示すセンサー（図示せず）と対比して（Ｓ６）、どのくらい光軸移動装置の楔型透明部品１８ａ、１８ｂを動かせば、対物レンズ２２の中心と光軸が一致するかを計算を行い（Ｓ３）、移動に必要な信号を生成して（Ｓ７）、実際の駆動動作を行う（Ｓ８）。この一連の動作をディスクの再生、記録が終了するまでループとして繰り返すことで、対物レンズの中心と光軸中心が常に一致するよう制御されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の光ピックアップの構成を示す図である。
【図２】本発明の光ピックアップの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の光ピックアップで用いられる光軸移動装置の動作を説明するための図である。
【図４】光軸移動装置の構成を示す図である。
【図５】光軸移動装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の制御系のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２５】
１０  レーザーダイオード
１２  グレーティング
１４  コリメートレンズ
１６  ビームスプリッター
１８  光軸移動装置
２０  ミラー
２２  対物レンズ
２４  ディスク
２６  集光レンズ
２８  フォトディテクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005071549.tif 000007
【図５】
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【図６】
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