(57)【要約】【課題】  薄型で球面収差を補正することが可能な光ディスク装置及び光ピックアップを提供する。【解決手段】  光を射出する半導体レーザ１７、半導体レーザからの光を光透過層を介して記録層上に集光する対物レンズ２３、半導体レーザと対物レンズとの間に配置され、所定の屈折力を有する少なくとも２つの光学素子１９、２０、記録層上への結像光の球面収差を打ち消すように、少なくとも一方の光学素子を光軸に沿って移動させる球面収差補正素子駆動機構１５、カートリッジ２の開口部内に構成の一部が挿入される、光学素子１９、２０の少なくとも１つを保持するレンズホルダ３１を具備する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジに収納され、情報信号が記録される記録層上に光透過層を有する光ディスクに情報を記録し、或いは記録情報を再生する光ディスク装置において、光を射出する光源と、前記光源からの光を前記光透過層を介して前記記録層上に集光する対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に配置され、所定の屈折力を有する少なくとも２つの光学素子と、前記記録層上への結像光の球面収差を打ち消すように、少なくとも一方の前記光学素子を光軸に沿って移動させる移動手段と、前記カートリッジの開口部内に構成の一部が挿入される、前記光学素子の少なくとも１つを保持するレンズホルダとを具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
前記レンズホルダは光ディスクのラジアル方向に長い長円形の開口部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項３】
前記レンズホルダの前記光学素子を挿入する開口は、光軸方向と垂直で光軸に対し、光ディスクと反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
【請求項４】
前記レンズホルダは光ピックアップの底面から突出しないことを特徴とする請求項１記載の光ディスク装置。
【請求項５】
カートリッジに収納され、情報信号が記録される記録層上に光透過層を有する光ディスクに情報を記録し、或いは記録情報を再生する光ディスク装置に用いる光ピックアップ装置において、光を射出する光源と、前記光源からの光を前記光透過層を介して前記記録層上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、所定の屈折力を有する少なくとも２つの光学素子と、前記記録層上への結像光の球面収差を打ち消すように、少なくとも一方の前記光学素子を光軸に沿って移動させる移動手段と、前記カートリッジの開口部内に構成の一部が挿入される、前記光学素子の少なくとも１つを保持するレンズホルダとを具備す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、光ディスクに情報を記録し或いは記録情報を再生する光ディスク装置及び光ピックアップ、特に、光ディスクの保護基板の厚み誤差により発生するビームスポットの球面収差を補正する光学素子を備えた光ディスク装置及び光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録媒体として、例えば、光ディスクを使用して情報信号の記録または再生を行う分野においては、高精細な静止画や動画等を扱うために、小型且つ大容量の光ディスク装置の開発が進んでいる。光ディスク装置は光ディスクの情報記録面上にビームスポットを形成するための光学ピックアップを備えており、この光学ピックアップにおいて光源から出射した光ビームが情報記録層を保護する透明な保護基板層を通過する際に球面収差が発生することが知られている。球面収差を補正する方法としては、補正用の光学素子を光軸方向に移動させる方法が知られている。
【０００３】
この補正用光学素子を用いる方法として、例えば、特開２００２−３１２９７１号公報には、球面収差補正用の可動側光学素子と固定側光学素子を設け、駆動機構を介してＤＣモータ駆動力により可動側光学素子ホルダを移動させることにより、球面収差を補正する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、特開２００３−０９１８４７号公報にも同様に、球面収差補正用の凹レンズと凸レンズとを用いて凹レンズをレンズホルダに保持し、このレンズホルダをステッピングモータにより駆動することで球面収差を補正する装置が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３１２９７１号公報
【特許文献２】特開２００３−０９１８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、及び特許文献２のものでは、光ディスクはカートリッジに収納されておらず、ピックアップ装置も小型、薄型化の工夫は特にされていない。このような球面収差補正装置を例えばポータブルのＭＤドライブのようなカートリッジを用いた小型で薄型の光ピックアップに適用した場合、以下のような問題が考えられる。
【０００６】
即ち、特許文献１のものでは、可動側光学素子を保持する可動側光学素子ホルダは、光学素子の周囲を囲むように円筒形に形成され、基準軸を案内としてＤＣモータにより光学素子の光軸方向に駆動される。ここではＤＣモータを含めた駆動機構に対する可動側光学素子ホルダの厚さは明示されていないが、光学素子の直径に対し、光学素子の光軸と垂直方向の幅が大きくなるという問題があった。
【０００７】
同様に、特許文献２のものでは、エキスパンダーレンズのうちの凹レンズを保持するレンズ保持部材は凹レンズの全周囲を囲む様に形成されており、レンズ保持部材の外径はレンズ直径に比べ非常に大きく、光学ピックアップの球面収差補正レンズ群の光軸と垂直方向の幅が大きくなってしまい、光ピックアップが大型化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたもので、その目的は、薄型で球面収差を補正することが可能な光ディスク装置及びピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光ディスク装置は、上記目的を達成するため、カートリッジに収納され、情報信号が記録される記録層上に光透過層を有する光ディスクに情報を記録し、或いは記録情報を再生する光ディスク装置において、光を射出する光源と、前記光源からの光を前記光透過層を介して前記記録層上に集光する対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間に配置され、所定の屈折力を有する少なくとも２つの光学素子と、前記記録層上への結像光の球面収差を打ち消すように、少なくとも一方の前記光学素子を光軸に沿って移動させる移動手段と、前記カートリッジの開口部内に構成の一部が挿入される、前記光学素子の少なくとも１つを保持するレンズホルダとを具備することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光ピックアップは、カートリッジに収納され、情報信号が記録される記録層上に光透過層を有する光ディスクに情報を記録し、或いは記録情報を再生する光ディスク装置に用いる光ピックアップ装置において、光を射出する光源と、前記光源からの光を前記光透過層を介して前記記録層上に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、所定の屈折力を有する少なくとも２つの光学素子と、前記記録層上への結像光の球面収差を打ち消すように、少なくとも一方の前記光学素子を光軸に沿って移動させる移動手段と、前記カートリッジの開口部内に構成の一部が挿入される、前記光学素子の少なくとも１つを保持するレンズホルダとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、球面収差を補正する光学素子のホルダの一部をカートリッジの開口部内に配置することにより、光ピックアップと光ディスクを近づけることができ、装置が大型化することなく薄型の光ディスク装置を実現することができる。
【００１２】
また、レンズホルダが光ディスクのラジアル方向に長い長円形の開口部を備えたことにより、レンズホルダの強度を損なうことなく、可動側光学素子を精度良く保持でき、光ピックアップを薄型化できる。
【００１３】
更に、レンズホルダの光学素子を挿入する開口を光軸方向と垂直で光軸に対し光ディスクと反対側に設けることにより、レンズホルダの厚みを増やすことなく、可動側光学素子を精度良く保持できると共に、レンズホルダの光軸方向の前後のスペースを大きくすることはなく、光ピックアップを小型化できる。また、レンズホルダが光ピックアップの底面から突出しないようにすることで、光学ベースの底面をフラットにすることができ、光ディスク装置を小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す平面透視図である。図１において、１は情報記録媒体であるところの光ディスク、２は光ディスクを収納しているカートリッジ、３はカートリッジに設けられた開口部、４は光ディスク１を載置するターンテーブルである。ターンテーブル４は装置の機構部の基板となるシャーシ５に設置されたスピンドルモータ６の先端側に設けられている。
【００１５】
５は光ディスク１に光ビームを照射して情報信号の記録或いは読み出しを行う光ピックアップである。光ピックアップ７はシャーシ５に設けられたガイド軸支持部材８ａ、８ｂに支持されたガイド軸９と、リードスクリュー支持部材１０ａ、１０ｂに回転可能に支持されたリードスクリュー１１とを案内手段として、光ディスク１の記録面に沿ってディスク半径方向（図中Ｘ方向）に移動する。
【００１６】
この際、光ピックアップ７の裏面にディスク半径方向と直角方向に伸びるように取り付けられたラックギア１２とリードスクリュー１１とを噛み合わせ、トラバースモータ１３の駆動力を減速ギア１４ａ〜１４ｄを介してリードスクリュー１１に伝達する機構となっており、トラバースモータ１３の駆動によってリードスクリュー１１を回転させることで光ピックアップ７が光ディスク１の半径方向に移動する。また、光ピックアップ７の一端にはコの字状の突き出し部が設けられ、この突き出し部が図４に示すようにガイド軸９と係合して光ピックアップ７が摺動可能となっている。
【００１７】
図２は図１のＡ−Ａ′方向から光ピックアップ７を見た断面図を示す。また、図３は球面補正素子駆動機構の初期位置の平面図、図４は図３の側面図、図５は球面補正素子駆動機構の移動後の平面図、図６は球面収差補正素子駆動機構１６の分解斜視図、図７はレンズホルダを２方向から見た斜視図を示す。
【００１８】
まず、図２に示すように光ピックアップ７には基台となる光学ベース１６に光源である半導体レーザ１７が搭載されている。半導体レーザ１７の光軸はディスク面と平行で所定の光学系１８を通過後、コリメータレンズ２１を透過し、球面収差補正用の可動側光学素子１９、固定側光学素子２０の順に透過し、更にミラー２２により光ディスク１に対して垂直方向に反射される。その後、対物レンズ２３を通り光ディスク１の記録面に集光される。ミラー２２で反射された光は平行光であり、また、対物レンズ２３と光ディスク１との間隔は所定のワーキングディスタンスで決められている。
【００１９】
そのため、対物レンズ２３とミラー２２の距離は光ディスク装置の薄型化のためにはできるだけ短くすることが望まれ、カートリッジ２と光ピックアップ７の距離を縮めることができる。また、光ピックアップ７には球面収差補正用の可動側光学素子１９を駆動する球面収差補正素子駆動機構１５が搭載されている。なお、図示していないが上述の対物レンズ２３にはフォーカス方向及びトラッキング方向に駆動するための２軸アクチュエータが設けられている。
【００２０】
可動側光学素子１９は図４に示すようにレンズホルダ３１に保持されており、レンズホルダ３１の径方向レンズ保持部２４の上部はカートリッジ開口部３の内部に侵入している。一方、径方向レンズ保持部２４の反対側は、光学ベース１７の底面２５から突出することなく光学ベース１６の厚さ内に収納されている。
【００２１】
球面収差補正素子駆動機構１５は図６に示すように光学ベース１６上に駆動モータ２６と光学ベース１６の側面に球面収差補正素子駆動部材２７を備えている。駆動モータ２６の先端側にはウォームギア２９が設けられ、このウォームギア２９は球面収差補正素子駆動部材２７に設けられたハス歯ギア２８ａと噛み合っている。球面収差補正素子駆動部材２７は光学ベース１６に設けられた軸受け部３０に回転可能に支持されている。
【００２２】
レンズホルダ３１は光学ベース１６に設けられた２本の案内軸３２にガイドされ、可動側光学素子１９の光軸方向（図中Ｙ方向）に移動可能である。また、可動側光学素子ホルダ３１にはラック部３３が設けられており、球面収差補正素子駆動部材２７に設けられたウォームギア２８ｂと噛み合っている。また、光学ベース１６には位置センサであるフォトインタラプタ３４が設けられ、レンズホルダ３１に設けられた遮蔽板３５の挿脱でレンズホルダ３１の位置（即ち、可動側光学素子１９の光軸方向の位置）を検出する。
【００２３】
また、レンズホルダ３１は図７に示すように可動側光学素子取付用開口部３６を有しており、可動側光学素子取付用開口部３６は可動側光学素子１９の径方向位置決め部３７と光軸方向位置決め部３８を備えており、可動側光学素子取付用開口部３６はレンズホルダ３１の外形まで光学ベース１６の底面に向かって連続して形成されている。レンズホルダ３２には半導体レーザ１８から出射された光を通過させるレンズホルダ開口部４０が設けられている。
【００２４】
レンズホルダ開口部４０は光ディスク１のラジアル方向に長い長円形をしている。レンズホルダ３１は液晶ポリマーのような高精度で成形が可能な樹脂等で作製されており、ある程度の肉厚を持たないと強度を保てなくなってしまうが、本実施形態ではレンズホルダ開口部４０を長円形とし、可動側光学素子取付用開口部３６の開口側を補強しているので必要な強度を保つことが出来る。
【００２５】
また、本実施形態では、レンズホルダ３１を光学ベース１６の厚みに対して、カートリッジ２側のみ突出させ、カートリッジ開口部３内に収納し、反対側の光学ベース１６の底面側には突出させないように構成したことで光ピックアップ７を光ディスク１及びカートリッジ２に接近させることが可能になる。
【００２６】
次に、本実施形態の球面収差補正素子駆動機構１５の動作について説明する。まず、球面収差補正素子駆動機構１５は光ディスク１のカバー層の厚み誤差で発生する球面収差を補正するために使用するものである。即ち、可動側光学素子１９を光軸方向に移動可能とし、対物レンズ２３へ入射する光束をカバー層の厚み誤差によらず光ディスクの記録層に光ビームの焦点が形成されるように補正する。その制御方法は、可動側光学素子１９を基準位置から所定距離移動させ、移動している間に情報再生信号の振幅を検出し、再生信号振幅が最大となる点を可動側光学素子１９の補正位置とする。
【００２７】
具体的に説明すると、図３はレンズホルダ３１がフォトインタラプタ３４に遮蔽板３５が挿入された基準位置にある状態を示す。この状態で、駆動源である駆動モータ２６を回転させると、その回転力が球面収差補正素子駆動部材２７に伝達される。球面収差補正素子駆動部材２７の回転は可動側光学素子ホルダ３１のラック部３３に伝達され、レンズホルダ３１は案内軸３２をガイドに可動側光学素子１９の光軸方向に移動する。この時、レンズホルダ３１は案内軸３２に対し穴部３１ａと係合部３１ｂで篏合しており、レンズホルダ３１の移動により可動側光学素子１９の光軸が傾いたり、中心位置がずれたりすることはない。
【００２８】
駆動モータ２６としてはステッピングモータが用いられ、図示しない制御回路の制御に基づいてモータドライブ回路（図示せず）では基準位置からパルスをカウントしながら所定パルスを駆動モータ２６に供給する。図５は所定パルス供給後の状態を示す。その移動の間に光ディスク１の所定情報が図示しない再生回路で再生され、情報再生信号の振幅が図示しない検出回路で検出される。上述の制御回路では再生信号振幅を監視しており、再生信号振幅が最大になる位置まで駆動モータ２６を逆回転させる。このようにして可動側光学素子１９を再生信号振幅が最大となる最適位置に移動させることで、光ディスク１の厚み誤差に起因する球面収差を補正する。光ディスク１の再生情報としては限定しない。
【００２９】
ここで、フォトインタラプタ３４を用いて基準位置を検出する際には、レンズホルダ３１に設けられた遮蔽板３５がフォトインタラプタ３４の検出溝に入った時にフォトインタラプタ３４に内蔵されている発光素子と受光素子の間が遮蔽される。フォトインタラプタ３４が遮蔽されると、モータドライブ回路（図示せず）から駆動モータ２６にパルス信号が出力されなくなるため、その時点で基準位置検出が完了し、その位置を基準位置として上述のようなレンズホルダ３１の位置調整を行う。従って、駆動モータ２６に余分な負荷をかける必要がなく、短時間で且つ省電力で基準位置検出が可能である。なお、このような球面収差補正素子機構１５による球面収差の補正は電源投入時や光ディスク１の交換時等に行う。
【００３０】
更に、レンズホルダ３１のラック部３３は球面収差補正素子駆動部材２７のウォームギア２８ｂと噛み合っている。ラック部３３は樹脂製で弾性を持っており、ウォームギア２８ｂとは隙間無く接している。また、球面収差補正素子駆動部材２７は図３〜図５に示すように球状の軸端２８ｃが板バネ３９で図中Ｙ方向に付勢されている。よって、レンズホルダ３１は光軸方向にガタつくことがなく、精度よく可動側光学素子１９の位置を保持することが出来る。また、駆動モータ２６として小径のステッピングモータを使用しているためステップ角が大きいが、ウォームギアを２個使用し、そのピッチを小さく出来るので、減速比を大きくとることが出来、可動側光学素子位置の高精度の制御が可能で、球面収差を精度よく補正することが出来る。
【００３１】
なお、本発明は上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の光ディスク装置の一実施形態を示す平面透視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ′線における断面図である。
【図３】球面収差補正素子駆動機構の初期位置を示す平面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】球面収差補正素子駆動機構の所定パルス供給後の位置を示す平面図である。
【図６】光ピックアップの分解斜視図である。
【図７】レンズホルダを２方向から見た斜視図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  光ディスク
２  カートリッジ
３  開口部
４  ターンテーブル
５  シャーシ
６  スピンドルモータ
７  光ピックアップ
８ａ、８ｂ  ガイド軸支持部材
９  ガイド軸
１０ａ、１０ｂ  リードスクリュー支持部材
１１  リードスクリュー
１２  ラックギア
１３  トラバースモータ
１４ａ〜１４ｄ  減速ギア
１５  球面収差補正素子駆動機構
１６  光学ベース
１７  半導体レーザ
１８  光学系
１９  可動側光学素子
２０  固定側光学素子
２１  コリメータレンズ
２２  ミラー
２３  対物レンズ
２４  径方向レンズ保持部
２５  光学ベース底面
２６  駆動モータ
２７  球面収差補正素子駆動部材
２８ａ  ハス歯ギア
２８ｂ  ウォームギア
２８ｃ  軸端
２９  ウォームギア
３０  軸受け部
３１  レンズホルダ
３１ａ  穴部
３１ｂ  係合部
３２  案内軸
３３  ラック部
３４  フォトインタラプタ
３５  遮蔽板
３６  可動側光学素子取付用開口部
３７  径方向位置決め部
３８  光軸方向位置決め部
３９  板バネ
４０  レンズホルダ開口部
【図１】
2005209267.tif 000003
【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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【図７】
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