(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１レーザビームを発する第１発光源と該第１発光源に近接配置され前記第１レーザビームの波長より長い波長の第２レーザビームを発する第２発光源とが一体化された発光手段と、前記第１又は第２レーザビームによる読取りに共用される対物レンズと、前記対物レンズを少なくともフォーカス方向に駆動するフォーカス駆動手段と、前記第１及び第２レーザビームを記録媒体に向けて導くとともに該記録媒体で反射された反射ビームを光検出手段に向けて導く光学系と、を有し、読取り波長の異なる記録媒体の情報を読取り可能な光ピックアップ装置であって、
前記フォーカス駆動手段は、前記対物レンズが固定される可動体を支える支持体の力学中心に対して対称に配置され、その各々が駆動電流の供給を受けてフォーカス方向の駆動力を発生する一対の駆動コイルを少なくとも１組有してなり、前記一対のフォーカス駆動コイルに異なる大きさの駆動電流を供給することによって、前記対物レンズをフォーカス方向に対して傾斜させた状態でフォーカス方向に駆動するものであり、
前記第２発光源は前記対物レンズに対して像高を有する位置に配置するとともに、前記第１発光源は像高を有さない位置に配置され、
前記フォーカス駆動手段は、フォーカスエラー信号に基づいて生成される駆動電流にオフセット電流を付加するオフセット付加手段を含み、前記一対のフォーカス駆動コイルの一方には常に前記駆動電流をフォーカス駆動電流として供給するとともに、他方には前記オフセット付加手段によってオフセット電流が付加された駆動電流をフォーカス駆動電流として供給可能とされ、
前記第１発光源を駆動するときは、一方のフォーカス駆動コイルに対してオフセット電流を付加しないで前記一対のフォーカス駆動コイルに同じ大きさのフォーカス駆動電流を供給し、
前記第２発光源を駆動するときは、一方のフォーカス駆動コイルに対してオフセット電流を付加して前記一対のフォーカス駆動コイルに異なる大きさのフォーカス駆動電流を供給する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＤＶＤ／ＣＤ用のコンパチブル光ピックアップ装置等の読取り波長の異なる２種類以上の記録媒体を読取り可能とした光ピックアップ装置に関するものであり、特に波長の異なる２つのレーザビームを発するワンチップレーザーダイオードで構成した半導体レーザ素子を用いた光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりＣＤ再生装置とＤＶＤ再生装置の光ピックアップを共用するＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置が盛んに提案され、１波長２焦点の光ピックアップを用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置や、２波長２焦点の光ピックアップを用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置等の形態がある。
【０００３】
ＣＤとＤＶＤの構造を比較すると、ＤＶＤの保護層の厚さはＣＤの保護層の約半分の厚さ（０．６ｍｍ）なので、１焦点の光ピックアップを用いて双方の光ディスクを再生する場合、ＤＶＤの情報記録面に最適となるよう光ビームを集光すると、ＣＤに対しては光ビームが通過する保護層がＤＶＤより厚いので、光ビームに球面収差等の収差が発生し、ＣＤの情報記録面に対して最適に集光することができない。また、ＣＤとＤＶＤでは、記録のために形成される情報ピットの大きさが異なるので、夫々の情報ピットを正確に読み取るためには、夫々の情報ピットの大きさに対して最適な大きさのビームスポットをＣＤ又はＤＶＤの情報記録面上に形成する必要がある。
【０００４】
また、ビームスポットの大きさは、レーザビームの波長と当該レーザビームを情報記録面に集光するための対物レンズの開口数との比に比例する。即ち、レーザビームの波長を一定とすると、開口数が大きくなるほどビームスポットが小さくなる。従って、１焦点の光ピックアップでＣＤ及びＤＶＤを再生する場合、レーザビームの波長を一定として、開口数を例えばＤＶＤの情報ピットに適合するように構成すると、ＣＤの情報ピットに対しては、ビームスポットが小さくなり過ぎ、当該ＣＤを再生する際の再生信号に歪みが生じ、正確な読み取りが難しくなる。そこで、同一直線上の異なる位置に焦点を結び、各情報ピットの大きさに対応して適切な大きさのビームスポットを形成する２つのレーザビームを照射することが可能な２焦点の光ピックアップを用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置が主流になっている。
【０００５】
例えば、図１６に示す光ピックアップ装置は、ＣＤ用の第１光源１０とＤＶＤ用の第２光源１５を合成プリズムである第１ビームスプリッタ１３で合成し、対物レンズと回折素子とで構成される２焦点レンズを用いたＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置であり、構成及び動作を簡単に説明する。
【０００６】
同図において、第１光源１０は、第１駆動回路１１からの駆動信号に応じてＣＤからの情報読取りに最適な波長（７８０ｎｍ）のレーザビーム（破線にて示す）を発生し、これを３ビームを生成するためのグレーティング１２を介して第１ビームスプリッタ１３に照射する。第１ビームスプリッタ１３は、第１光源１０からのレーザビームを反射し、反射光を第２ビームスプリッタ１４に導く。
【０００７】
一方、第１光源１０に対して９０度に配置された第２光源１５は、第２駆動回路１６からの駆動信号に応じてＤＶＤからの情報読取りに最適な波長（６５０ｎｍ）のレーザビーム（実線にて示す）を発生し、グレーティング１７を介して第１ビームスプリッタ１３に照射する。第１ビームスプリッタ１３は、第２光源１５からのレーザビームを透過して第２ビームスプリッタ１４に導く。
【０００８】
第２ビームスプリッタ１４は、上記第１ビームスプリッタ１３を介して供給されたレーザビーム、即ち、第１光源１０又は第２光源１５からのレーザビームをコリメータレンズ１８を介して２焦点レンズ１９に導く。２焦点レンズ１９は、第２ビームスプリッタ１４からのレーザビームを1点に集光したものを情報読取光として、これをスピンドルモータ２０にて回転駆動する光ディスク２１の情報記録面に照射する。
【０００９】
第１光源１０からのレーザビーム（破線にて示す）は、光ディスク２１の記情報録面Ｃに焦点が合うように、２焦点レンズ１９によって集光される。また、第２光源１５からのレーザビーム（実線にて示す）は、光ディスク２１の情報記録面Ｄに焦点が合うように、２焦点レンズ１９によって集光される。
【００１０】
上記２焦点レンズ１９からの情報読取光が光ディスク２１に照射されることによって生じた反射光は、２焦点レンズ１９及びコリメータレンズ１８を通過し、第２ビームスプリッタ１４で反射され、非点収差発生素子であるシリンドリカルレンズ２２を通過して光検出装置２３に照射する。光検出装置２３は、照射された光の光量に対応したレベルを有するアナログの電気信号を発生し、これを読取り信号として情報データ再生回路２４及びディスク判別回路２５に供給する。
【００１１】
情報データ再生回路２４は、得られた読取信号に基づいたデジタル信号を生成し、更にこのデジタル信号に対して復調、及び誤り訂正を施して情報データの再生を行う。ディスク判別回路２５は、例えば本出願人が特開平１０−２５５２７４号公報で開示しているように光ディスク２１にレーザビームを照射した際に形成されるビームスポットの大きさに基づき光ディスク２１の種別を識別し、これをコントローラ２６に供給する。コントローラ２６は、ディスク識別信号に応じて、第１駆動回路１１及び第２駆動回路１６の何れか一方を選択的に駆動状態にすべく駆動制御する。
【００１２】
コントローラ２６は、ディスク判別回路２５からＣＤを示すディスク種別信号が得られた場合は、第１駆動回路１１だけを駆動する。従って、第１光源１０から発射されたレーザビームは、グレーティング１２、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１８及び２焦点レンズ１９からなる光学系を介して光ディスク２１に照射される。そして、光ディスク２１の情報記録面で反射した反射光（戻り光）は、２焦点レンズ１９及びコリメータレンズ１８を通過し、第２ビームスプリッタ１４で反射され、シリンドリカルレンズ２２を通過して光検出装置２３に照射される。
【００１３】
また、ディスク判別回路２５からＤＶＤを示すディスク種別信号が得られた場合は、第２駆動回路１６だけを駆動する。従って、第２光源１５から発射されたレーザビームは、グレーティング１７、第１ビームスプリッタ１３、第２ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１８及び２焦点レンズ１９からなる光学系を介して光ディスク２１に照射される。そして、光ディスク２１の情報記録面で反射した反射光（戻り光）は、２焦点レンズ１９及びコリメータレンズ１８を通過し、第２ビームスプリッタ１４で反射され、シリンドリカルレンズ２２を通過して光検出装置２３に照射される。
【００１４】
即ち、ＣＤ等のように比較的低記録密度の光ディスク２１からの情報読み取りに最適な波長を有するレーザビームを発生する第１光源１０と、ＤＶＤのように高記録密度の光ディスク２１からの情報読み取りに最適な波長を有するレーザビームを発生する第２光源１５とを備えておき、再生対象となる光ディスク２１の種別に対応した方を択一的に選択するようにしている。
【００１５】
以上説明したように、２つの光源を必要とするＤＶＤ／ＣＤコンパチブル再生装置は、光源が１つの光ピックアップ装置に比して、合成プリズムが必要となりコスト高となると共に、第１光源１０を第１ビームスプリッタ１３の一方の面から照射した場合は、第２光源１５は、第１光源１０に対して直角となる他方の面から照射する必要があり、光学系を配置する空間が大きくなり、光ピックアップ装置が大型化すると云う問題があった。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み成されたものであり、その目的は合成プリズムを用いることなく、小型化が可能な２波長対応の光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、第１レーザビームを発する第１発光源と該第１発光源に近接配置され前記第１レーザビームの波長より長い波長の第２レーザビームを発する第２発光源とが一体化された発光手段と、前記第１又は第２レーザビームによる読取りに共用される対物レンズと、前記対物レンズを少なくともフォーカス方向に駆動するフォーカス駆動手段と、前記第１及び第２レーザビームを記録媒体に向けて導くとともに該記録媒体で反射された反射ビームを光検出手段に向けて導く光学系と、を有し、読取り波長の異なる記録媒体の情報を読取り可能な光ピックアップ装置であって、前記フォーカス駆動手段は、前記対物レンズが固定される可動体を支える支持体の力学中心に対して対称に配置され、その各々が駆動電流の供給を受けてフォーカス方向の駆動力を発生する一対の駆動コイルを少なくとも１組有してなり、前記一対のフォーカス駆動コイルに異なる大きさの駆動電流を供給することによって、前記対物レンズをフォーカス方向に対して傾斜させた状態でフォーカス方向に駆動するものであり、前記第２発光源は前記対物レンズに対して像高を有する位置に配置するとともに、前記第１発光源は像高を有さない位置に配置され、前記フォーカス駆動手段は、フォーカスエラー信号に基づいて生成される駆動電流にオフセット電流を付加するオフセット付加手段を含み、前記一対のフォーカス駆動コイルの一方には常に前記駆動電流をフォーカス駆動電流として供給するとともに、他方には前記オフセット付加手段によってオフセット電流が付加された駆動電流をフォーカス駆動電流として供給可能とされ、前記第１発光源を駆動するときは、一方のフォーカス駆動コイルに対してオフセット電流を付加しないで前記一対のフォーカス駆動コイルに同じ大きさのフォーカス駆動電流を供給し、前記第２発光源を駆動するときは、一方のフォーカス駆動コイルに対してオフセット電流を付加して前記一対のフォーカス駆動コイルに異なる大きさのフォーカス駆動電流を供給することを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、読取波長の異なるＤＶＤとＣＤ又はＣＤＲを再生する光ピックアップ装置２００を例として説明する。尚、再生される記録媒体メディアはこれらに限られることはなく、読取波長の異なる複数のディスクを再生する光ピックアップ装置２００であれば本発明は適用可能である。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態による光ピックアップ装置２００の要部構成図であり、図に基づき光ピックアップ装置２００の構成を説明する。光ピックアップ装置２００は、波長の異なる２つのレーザビームを発射する発光手段である半導体レーザ素子５０と、出射されたレーザビームからトラッキングエラー生成用の一対のサブビームを生成するグレーティングレンズ５１と、半導体レーザ素子５０から出射されたレーザビームを反射して光ディスク５５に導くと共に、光ディスク５５の情報記録面から反射されたレーザビームを透過して光検出装置６０に向かう方向に導くハーフミラー５２と、レーザビームを平行光に変換するコリメータレンズ５３と、波長の異なるレーザビームを集束して同一直線上の異なる位置に焦点を結ばせて適切な大きさのビームスポットを形成する２焦点レンズ５４と、非点収差発生素子であるシリンドリカルレンズ５６と、光検出手段である光検出装置６０とで構成している。
【００２２】
光検出装置６０は、照射された光の光量に対応したレベルの電気信号を発生し、エラー信号検出部１２７及びディスク判別回路１２８に供給する。エラー信号検出部１２７は、得られたフォーカスエラー信号をフォーカス駆動手段であるフォーカス駆動部１２０に供給すると共に、得られたトラッキングエラー信号を図示しないトラッキング駆動部に供給する。フォーカス駆動部１２０は、エラー信号検出部１２７から供給されるフォーカスエラー信号に基づき２焦点レンズ５４のフォーカス方向の制御を行う。ディスク判別回路１２８は、例えば本出願人が特開平１０−２５５２７４号公報で開示しているように光ディスク５５にレーザビームを照射した際に形成されるビームスポットの大きさに基づき光ディスク５５の種別を判別し、これをＣＰＵ１３０に供給する。ＣＰＵ１３０は、ディスク判別信号に応じて駆動回路１２９を介して半導体レーザ素子５０の第１発光部３６又は第２発光部４０の何れか一方を選択的に駆動制御する。
【００２３】
また、ＣＰＵ１３０は、ディスク判別信号に基づいてオフセット発生部１２６のオフセット値を制御する。オフセット発生部１２６は、ディスク判別回路１２８により光ディスク５５がＤＶＤであると判断したＣＰＵ１３０からの制御信号に基づきオフセット無しを示す「１」のオフセット値をフォーカス駆動部１２０に供給する。また、オフセット発生部１２６は、ディスク判別回路１２８により光ディスク５５がＣＤであると判断したＣＰＵ１３０からの制御信号に基づき所定のオフセット値をフォーカス駆動部１２０に供給する。係るオフセット値は、２焦点レンズ５４をフォーカス方向に制御する際、対物レンズ５４ｂの光軸方向を調整するために設けられたものであり、光ディスク５５がＣＤ又はＣＤＲの場合に設定される。詳細は後述するが、２焦点レンズ５４は、左右一対の平面コイルで構成したフォーカス駆動コイル７０により駆動されており、上記オフセット値が設定された場合、一方のフォーカスコイルにオフセットされたフォーカス駆動電流を供給することで、対物レンズ５４ｂの光軸を傾斜させた状態でフォーカス方向の制御を行うようにしている。
【００２４】
次に、本発明の実施形態による光ピックアップ装置２００を構成する各回路ブロックの構成及び動作を以下に説明する。本実施形態に用いられる光検出装置６０は、フォーカスサーボ調整は非点収差法で行ない、トラッキングサーボ調整は３ビーム法で行うように構成している。光検出装置６０の構成及び動作を図２乃至図４を用いて説明する。尚、図２は光検出装置６０の構成図を、図３は３ビーム法の動作説明図を、図４は非点収差法の動作説明図である。
【００２５】
光検出装置６０は、図２に示すように基板６３上に第１及び第２レーザビームのメインビームＭを受光する分割領域１、２、３、４に４分割された第１検出部６１と、トラッキングエラー信号生成に用いられる第１及び第２レーザビームのサブビームＳ１、Ｓ２を受光する２つの副検出部６２ａ、６２ｂとで構成している。
【００２６】
３ビーム法は、図３に示すように２つのサブビームスポットＳ１、Ｓ２をメインビームスポットＭに対して夫々逆向きにＱだけオフセットさせる。オフセット量Ｑは、トラックピッチＰの約１／４とされる。各サブビームスポットＳ１、Ｓ２による反射光は、副検出部６２ａ、６２ｂで夫々検出され、その検出出力の差分がトラッキングエラーＴＥ信号となる方式である。
【００２７】
また、非点収差法を行う４分割検出部６１は、図４（Ｂ）に示したようにビームスポットが真円形状の場合、互いに対角線上にある受光部に照射されるビームスポットの面積は等しくなり、フォーカスエラーＦＥ信号成分は「０」となる。また、フォーカスが合っていない場合は、シリンドリカルレンズ５６の非点収差特性により、図４（Ａ）又は図４（Ｃ）に示すように対角線方向に楕円形状のビームスポットが形成される。この場合、一方の対角線上にある受光部に照射されるビームスポットの面積と他方の受光部の面積が異なり、フォーカスエラーＦＥ信号として出力される。そして４つの各受光面に結像されたスポット像に応じて電気信号を復調回路及びエラー信号検出部１２７に供給する。
【００２８】
次に、本発明の実施形態による光ピックアップ装置２００を構成する半導体レーザ素子５０について説明する。本実施形態に用いられる半導体レーザ素子５０は、ＤＶＤ読取り用で波長が６５０ｎｍの第１レーザビームと、ＣＤ又はＣＤＲ読取り用で波長が７８０ｎｍの第２レーザビームの２波長を発射するワンチップレーザーダイオード３０であり、その構造を図５及び図６に示した。図５はワンチップレーザーダイオード３０の断面図であり、図６はワンチップレーザーダイオード３０のサブマウント図である。
【００２９】
ワンチップレーザーダイオード３０は、図５に示すように外形寸法が３００μｍ×４００μｍ×１００〜１２０μｍ程度のＧａＡｓ基板３１上に、ｎ型のＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＰ層３３と、ＡｌｘＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＰ活性層３４と、ｐ型のＡｌＸＧａＹＩｎ１−Ｘ−ＹＰ層３５を積層し、活性層３４の中央に波長６５０ｎｍの第１レーザビームを発光する第１発光源となる第１発光部３６が形成されると共に、ｎ型のＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ層３７と、ＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ活性層３８と、Ｐ型のＡｌＸＧａ１−ＸＡｓ層３９を積層し、活性層３８の中央に波長７８０ｎｍの第２レーザビームを発光する第２発光源となる第２発光部４０が形成され、厚さ４μｍ程度の２つの活性層３４、３８は分離溝３２により分離された構造になっている。従って、第１発光部３６と第２発光部４０は、分離溝３２により略１００μｍ隔てて配置された構造になっている。
【００３０】
また、ワンチップレーザーダイオード３０は、ＧａＡｓ基板３１の底面側に共通電極４１が、第１発光源の天面側に第１発光部３６用のＡｕ電極４２が、第２発光源の天面側に第２発光部４０用のＡｕ電極４３が夫々形成されている。つまり、ワンチップレーザーダイオード３０は第１及び第２発光源の一方の電極が共通電極として形成された半導体レーザ素子５０である。
【００３１】
一般に「ワンチップ」の素子とは、ワンチップ上に種類の異なる２つの活性層を選択成長法等で作りこむことで、２波長のレーザビームを出力できるようにした素子を意味しているが、本発明において、１波長のレーザビームを発する２つのレーザ素子をハイブリッド的に例えばシリコンウェーハ上に配置して形成した素子、即ち、２つの１波長レーザ素子を一体化してユニット化したハイブリッド型のものも対象とする。
【００３２】
また、ワンチップレーザーダイオード３０は、図６に示すように、２つのＡｌ電極４５、４６が形成されたシリコンウェーハ４４上に載置したサブマウントの形態で使用される。つまり、サブマウントは、第１発光部３６用のＡｌ電極４５と第２発光部４０用のＡｌ電極４６が形成されたシリコンウェーハ４４上に、共通電極４１を上にしてワンチップレーザーダイオード３０を載置し、第１発光部３６用のＡｕ電極４２と第２発光部用のＡｕ電極４３を２つのＡｌ電極４５、４６に夫々半田付けしたものであり、共通電極４１及び２つのＡｌ電極４５、４６に図示しない引出線を半田付けして使用される。
【００３３】
そして、共通電極４１とＡｌ電極４５間に所定の電圧が印可されると発光窓４７から波長６５０ｎｍの第１レーザビームが出射され、共通電極４１とＡｌ電極４６間に所定の電圧が印可されると発光窓４８から波長７８０ｎｍの第２レーザビームが出射される。第１及び第２レーザビームのビーム形状は、何れも図に示すように楕円形状をしている。そして、サブマウント状のワンチップレーザーダイオード３０は、例えば図示しない発光窓と複数の出力端子を設けたケースに収納され、半導体レーザ素子５０として用いられる。
【００３４】
半導体レーザ素子５０は、上述したように同一チップ上に波長６５０ｎｍの第１レーザビームを発する第１発光部３６と、波長７８０ｎｍの第２レーザビームを発する第２発光部４０が略１００μｍ隔てた位置に形成されている。従って、図１に示すように第１レーザビームの出射光Ｌｄの光路（図中点線）と第２レーザビームの出射光Ｌｃの光路（図中破線）は一致せず若干異なっている。
【００３５】
尚、第１レーザビームと第２レーザビームは、選択駆動されるので２つの光路が同時に形成されることはない。しかし、説明を分かり易くため、本明細書の図面において第１及び第２レーザビームの出射光Ｌｄ、Ｌｃと、第１及び第２レーザビームの入射光Ｌｄｆ、Ｌｃｆと、第１及び第２レーザビームの戻り光Ｌｒとを同一図面内に記載している。
【００３６】
次に、第１発光部３６と第２発光部４０の配置関係の設定について図７及び図８を用いて説明する。一般に光源と対物レンズで構成される光学系において、光源は対物レンズの中心軸上に配置して用いられるが、本実施形態の半導体レーザ素子５０は、上述したように第１レーザビームと第２レーザビームが略１００μｍ離れた位置から出射されるため、２つのレーザビームを共にレンズの中心軸上に配置することができない。図７に示すように光源ＥｉをレンズＬの中心軸Ｙ上に配置するとビームスポット径が最も小さくなり、光源ＥｉをレンズＬの中心軸Ｙ上から離れるに従ってビームスポット径が広がることが分かっている。これは、コマ収差と呼ばれ、光源の中心Ｅａと光軸Ｙとが一致しない場合は、像高Ｈズレとなり、コマ収差が発生する。コマ収差は読取信号に悪影響を及ぼすものであるためできるだけ少なくすることが望ましく、光学系の中心軸に対する２つの光源の位置関係を最適化することが必要になる。
【００３７】
また、図８はＣＤ又はＤＶＤの再生時の像高と収差の関係を示すものであり、点線はＤＶＤを再生する時の像高と収差の関係を示し、実線はＣＤを再生する時の像高と収差の関係を示している。
【００３８】
同図から分かるように、ＤＶＤ再生時における収差はＣＤ再生時の収差に比べて像高に拘らず大きく、ＤＶＤ再生時における収差の増加の割合（点線の傾き）は、ＣＤ再生時の収差の増加の割合（実線の傾き）に比べて大きい。また、像高＝０の場合、即ち発光点を光軸上に配置する場合においても、ＤＶＤ再生時における収差は、ＣＤ再生時の収差に比べて大きい。これは、読取りに用いるレーザビームの波長に対応して対物レンズの開口数を異ならせていることによる。すなわち、ＤＶＤは波長６５０ｎｍのレーザビームを開口数が０．６の対物レンズにより読取り、ＣＤは波長７８０ｎｍのレーザビームを開口数０．４５の対物レンズを用いて読取るが、開口数が大きいレンズほど収差を抑えた設計が難しくなるため、図８に示した収差の関係が生じるのである。その結果、ＤＶＤのように短波長のレーザビームを開口数の大きい対物レンズによって読取る場合は、ＣＤのように長波長のレーザビームを開口数の小さい対物レンズによって読取る場合に比べて像高ズレの悪影響を受け易いのである。
【００３９】
そこで、本実施形態の光ピックアップ装置２００において、半導体レーザ素子５０は、像高ズレによる収差の影響の大きいＤＶＤ再生用の第１レーザビームを発する第１発光部３６を光学系の中心軸上に配置し、第１レーザビームに対して光学的に最良の位置に設定する。これに伴い第２レーザビームを発する第２発光部４０は、光学系の中心軸から離れた位置に配置されるので、第２レーザビームに対しては、像高ズレによる悪影響が生じるが、これを解決する方法として、オフセット発生部１２６を設け、フォーカス駆動部１２０に所定のオフセット値を供給することで、フォーカス駆動コイル７０の一方のフォーカス駆動電流を異ならせ、対物レンズ５４ｂの光軸を傾斜させ、第２レーザビームの像高ズレを電気的に補正するようにしている。
【００４０】
次に、像高ズレを補正することが可能なアクチュエータ１５０の構造を図９を用いて説明する。図９は本実施形態の光ピックアップ装置２００を構成するアクチュエータ１５０の要部分解斜視図、図１０はプリントコイル基板１５０とマグネット１５３の相対位置関係を示す図である。なお、同図中において、Ｆはフォーカス方向、Ｔはトラッキング方向、Ｊはジッタ方向を示す。本実施形態のアクチュエータ１４０は、レンズホルダ１００に対物レンズ５４と一対のプリントコイル基板１５０とを固定して可動体を構成し、この可動体をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動可能且つフォーカス方向に対して傾斜可能に支持するものである。具体的には、ジッタ方向に延在する４本の線状サスペンション部材１１６、１１７、１１８、１１９の一端部側ににレンズホルダ１００に形成された４本のアーム部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄが結合し、且つ多端部側が図示しないアクチュエータベースに結合されることで、レンズホルダ１００を浮遊状態で支持している。
【００４１】
また、一対のプリントコイル基板１５０はジッタ方向に配列する状態でレンズホルダ１００に固定されており、各プリントコイル基板１５０上には、夫々コイル面がジッタ方向に垂直である一対のトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂ及びフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂが形成されている。一方、図示しないアクチュエータベースには磁気回路を構成する一対のマグネット１５３が設けられており、略Ｕ字状のＳ極面１５３ａとＳ極面に３方を囲まれたＮ極面とを有している。これらの磁極面はジッタ方向と垂直な面であり、トラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂ及びフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂのコイル面と平行に対面している。
【００４２】
図１０に示すように、トラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂはその左半分と右半分が異なる磁極面と対面するように位置しており、これによりトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂはその左半分と右半分がジッタ方向における反対向きの磁束を付与されるようになっている。また、フォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂはその上半分と下半分が異なる磁極面と対面するように位置しており、これによりフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂはその上半分と下半分がジッタ方向における反対向きの磁束を付与されるようになっている。
【００４３】
４本の線状サスペンション部材１１６〜１１９のうち、線状サスペンション部材１１６は、第１金属線状部１１６ａと絶縁材料部１１６ｂと第２金属線状部１１６ｃの３層構造に構成されており、第１金属線状部１１６ａと第２金属線状部１１６ｃは絶縁材料部１１６ｂによって電気的に絶縁されている。同様に、線状サスペンション部材１１７は、第１金属線状部１１７ａと絶縁材料部１１７ｂと第２金属線状部１１７ｃの３層構造に構成されており、第１金属線状部１１７ａと第２金属線状部１１７ｃは絶縁材料部１１７ｂによって電気的に絶縁されている。また、線状サスペンション部材１１８、１１９は全体が１層の金属からなっている。
【００４４】
これらの線状サスペンション部材１１６〜１１９は、フォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂ及びトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂへの駆動電流の給電線も兼用する。本実施形態においては、一対のトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂは図示しない接続線により直列に接続されており、同一のトラックング駆動電流が供給されるようになっているが、フォーカスコイル１５２ａ及び１５２ｂには、後述する理由により、異なるフォーカス駆動電流が供給されるようになっている。そして、第１金属線状部１１６ａ、第２金属線状部１１６ｃ、第１金属線状部１１７ａ、第２金属線状部１１７ｃ、線状サスペンション部材１１８、線状サスペンション部材１１９が６つの入出力線として使用される。
【００４５】
例えば、第１金属線状部１１６ａ及び第２金属線状部１１６ｃがフォーカスコイル１５２ａに対する駆動電流の入力線と出力線を担い、第１金属線状部１１７ａ及び第２金属線状部１１７ｃがフォーカスコイル１５２ｂに対する駆動電流の入力線と出力線を担い、一対のトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂに対する駆動電流の入力線と出力線を担う、というように構成することができる。次に、本発明における像高ズレの補正方法について図１１乃至図１２を基に説明する。図１１は第１レーザビームを出射するときのフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂから発せられる駆動力のベクトル及びこれらの合成ベクトルを示す図であり、図１２は第２レーザビームを出射するときのフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂから発せられる駆動力のベクトル及びこれらの合成ベクトルを示す図である。
【００４６】
上述したように、第１レーザビームを発する第１発光部３６は光学系の中心軸上に位置するため、第１レーザビームは像高ズレを生じない。よって、図１１に示すように、第１レーザビームを発するときは、エラー信号検出部１２７によって検出されたフォーカスエラー信号に基づいて生成されたフォーカス駆動電流ｉ１、ｉ２がフォーカスコイル１５２ａ及び１５２ｂに供給される。すなわち、フォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂは同一のフォーカス駆動電流が供給される。すると、フォーカスコイル１５２ａが発する駆動力Ｆ１とフォーカスコイル１５２ｂが発する駆動力Ｆ２はフォーカス方向に沿った同じ大きさの力となり、その合成力は、可動体のバネの力学中心（および重心）Ｇに作用する力Ｆとなる。その結果、対物レンズ５４ｂはその光軸がフォーカス方向から傾斜することなく、フォーカス駆動電流に基づいてフォーカス方向に駆動されることとなる。なお、可動体のバネの力学中心と可動体の重心は必ずしも一致するものではないが、当該発明の対象としている光ピックアップにおいては、その両者を略一致させて設計するのが一般的であり、本実施の形態では一致している例で説明を行なう。また、バネの力学中心とは、複数のサスペンションに対して加えた力による、力の方向への各サスペンションの変位が同一となる点であり、一般に４本のサスペンションで可動体を支える場合、サスペンションの断面形状及び物理定数が同一であれば、サスペンションの断面形状の図心４点で構成される四角形の図心が、それに当たる。本実施の形態で言えば、４本の線状サスペンション部材１１６、１１７、１１８、１１９の断面形状及び物理定数が同一で、かつ１１６と１１７、１１８と１１９の間隔が同一で、１１６と１１８、１１７と１１９の間隔が同一であるとき、各サスペンションの断面形状の図心４点で構成される長方形の図心が、上記バネの力学中心である。
【００４７】
一方、第２レーザビームを発する第２発光部４０は光学系の中心軸上から外れて位置するため、第２レーザビームは像高ズレを生じる。そこで、第２レーザビームを発するときは、フォーカスコイル１５２ａ及び１５２ｂの一方には、フォーカスエラー信号に基づいて生成されたフォーカス駆動電流を供給するが、他方にはフォーカス駆動電流にオフセット電流を加えた電流を供給するようにしている。例えば、図１２に示すように、フォーカスコイル１５２ａにはフォーカス駆動電流にオフセット発生部１２６によって生成したオフセット電流を付加した電流を供給し、フォーカスコイル１５２ｂにはフォーカス駆動電流を供給する。すると、フォーカスコイル１５２ａが発する駆動力Ｆ１はフォーカスコイル１５２ｂが発する駆動力Ｆ２よりも大きい力となり、その合成力は、可動体のバネの力学中心（および重心）Ｇからトラッキング方向に離れた位置に作用する力Ｆとなる。その結果、可動体は２つのフォーカスコイルで発生するフォーカス方向の駆動力の差分、すなわち前記オフセット値分だけ、駆動点がバネの力学中心からずれるために常に傾斜した状態で、フォーカス方向に駆動されることとなる。
【００４８】
次に、本発明の実施形態による光ピックアップ装置２００の全体の動作を図１３及び図１４を用いて説明する。図１３は、ＤＶＤを再生しているときの場合であり、図１４はＣＤ又はＣＤＲを再生しているときの場合を示している。
【００４９】
図１３に示すように、ＣＰＵ１３０は、ディスク判別部１２８からのディスク判別信号により再生すべき光ディスク５５がＤＶＤであると判断した場合は、駆動回路１２９を制御して半導体レーザ素子５０の第１発光部３６を選択駆動すると共に、オフセット発生部１２６に対してオフセット電流を発生させない旨の指令を行なう。これにより、フォーカス駆動部１２０は、エラー信号検出部１２７から供給されるフォーカスエラー信号の大きさに応じたフォーカス駆動電流を生成し、これをフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂに供給する。すなわち、フォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂには、常に同じ大きさのフォーカス駆動電流が供給されることになるため、図１１に示したように、フォーカス駆動力はバネの力学中心（および可動体）の重心に作用する位置に発生する。
【００５０】
半導体レーザ素子５０から出射した第１レーザビームの出射光Ｌｄは、グレーティングレンズ５１を介してハーフミラー５２により一部が反射され、コリメータレンズ５３によって平行な光束にされた後、２焦点レンズ５４に入射する。
【００５１】
２焦点レンズ５４に入射した第１レーザビームは、回折素子５４ａにより０次光、±１次光及びその他の高次光に回折されるが、ＤＶＤの再生には０次光を用いるので、対物レンズ５４ｂは第１レーザビームの０次光を光ディスク５５の情報記録面Ｄ上に集光する。そして、ＤＶＤの情報記録面Ｄで反射された第１レーザビームの戻り光Ｌｒは、２焦点レンズ５４及びコリメータレンズ５３を通過し、ハーフミラー５２によりその一部が透過され、シリンドリカルレンズ５６を通過して光検出装置６０の第１検出部６１にメインビームを入射し、サブビームを２つの副検出部６２ａ、６２ｂに入射する。そして、第１検出部６１からの検出信号をフォーカスエラーＦＥ信号とすると共に、副検出部６２ａ、６２ｂからの検出信号をトラッキングエラーＴＥ信号としてエラー信号検出部１２７に供給する。
【００５２】
一方、図１４に示すように、ＣＰＵ１３０は、ディスク判別部１２８からのディスク判別信号により再生すべき光ディスク５５がＣＤ又はＣＤＲであると判断した場合は、駆動回路１２９を制御して半導体レーザ素子５０の第２発光部４０を選択駆動すると共に、オフセット発生部に対して所定のオフセット電流を発生させる旨の指令を行なう。オフセット発生部１２６は、ＣＰＵ１３０からの制御信号に基づき予め図示しないＲＯＭに記憶されている所定のオフセット値、即ち対物レンズ５４ｂの光軸を例えば左１５度傾けるために必要となるオフセット値「１．７３２」をフォーカス駆動部１２０に供給する。
【００５３】
これにより、フォーカス駆動部１２０は、エラー信号検出部１２７から供給されるフォーカスエラー信号の大きさに応じた第１フォーカス駆動電流を生成するとともに、さらに、第１フォーカス駆動電流にオフセット発生部１２６で生成されたオフセット電流を加算した第２フォーカス駆動電流を生成する。そして、第１フォーカス駆動電流をフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂの一方に供給するとともに第２フォーカス駆動電流を他方に供給する。その結果、フォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂには、常に異なる大きさのフォーカス駆動電流が供給されることになるため、図１２に示したように、フォーカス駆動力は可動体のバネの力学中心（および重心）とは異なる位置に作用し、上述したように、回転モーメントにより対物レンズを傾斜させた状態でフォーカス方向に駆動することができる。
【００５４】
半導体レーザ素子５０から出射した第２レーザビームの出射光Ｌｃは、グレーティングレンズ５１を介してハーフミラー５２により一部が反射され、コリメータレンズ５３によって平行な光束にされた後、２焦点レンズ５４に入射する。
【００５５】
２焦点レンズ５４に入射した第１レーザビームは、回折素子５４ａにより０次光、１次光及びその他の高次光に回折されるが、ＣＤの再生には１次光の正負の何れか一方を用いるので、対物レンズ５４ｂは回折素子５４ａにより回折された第２レーザビームの入射光Ｌｃの１次光の一方を光ディスク５５の情報記録面Ｃ上に集光する。この時、対物レンズ５４ｂは、フォーカス駆動部１２０により所定のオフセットが掛けられ、フォーカス方向に傾斜した状態に制御されているので、対物レンズ５４ｂを通過する第２レーザビームのビームスポットは、適正な収差状態で情報記録面Ｃのピット上に形成される。
【００５６】
そして、ＣＤの情報記録面Ｃで反射された第２レーザビームの戻り光Ｌｒは、２焦点レンズ５４及びコリメータレンズ５３を通過し、ハーフミラー５２によりその一部が透過され、シリンドリカルレンズ５６を通過して光検出装置６０の第１検出部６１に入射する。そして、第１検出部６１からの検出信号をフォーカスエラーＦＥ信号とすると共に、副検出部６２ａ、６２ｂからの検出信号をトラッキングエラーＴＥ信号としてエラー信号検出部１２７に供給する。
【００５７】
以上説明したように、本発明の実施形態による光ピックアップ装置２００は、ディスク判別部１２８によるディスク判別結果がＣＤまたはＣＤＲである場合にオフセット発生部１２６からオフセット電流を生成するようにし、フォーカス駆動部１２０は、エラー信号検出部１２７から供給されるフォーカスエラー信号の大きさに応じた第１フォーカス駆動電流を生成するとともに、さらに、第１フォーカス駆動電流にオフセット発生部１２６で生成されたオフセット電流を加算した第２フォーカス駆動電流を生成し、第１フォーカス駆動電流をフォーカスコイル１５２ａ、１５２ｂの一方に供給するとともに第２フォーカス駆動電流を他方に供給するようにしている。
【００５８】
従って、ＣＤ再生時における第２発光部４０の像高ズレを対物レンズを傾斜させることで補正することができるため、像高ズレのない第１発光部３６によるＤＶＤ再生と同様にＣＤとＣＤＲもコマ収差を抑え良好に再生することができる。次に本発明の他の実施形態について図１５に基づいて説明する。図１５に示すように、本実施形態においては、給電用フレキ２００を可動体と図示しないサスペンションベースの間に架け渡し、これにより、フォーカスコイル１５２ａ、または１５２ｂ、またはトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂへの駆動電流の給電の何れかを行なわせるようにしたものである。よって、４本の線状サスペンション部材１１６〜１１９は、絶縁された多層構造にする必要はなく、単純な金属線として構成することができる。例えば、サスペンション部材１１６及び１１９がフォーカスコイル１５２ａに対する駆動電流の入力線と出力線を担い、サスペンション部材１１７及び１１９がフォーカスコイル１５２ｂに対する駆動電流の入力線と出力線を担い、給電用フレキ２００が一対のトラッキングコイル１５１ａ、１５１ｂに対する駆動電流の入力線と出力線を担う、というように構成することができる。
【００５９】
尚、本発明に本実施形態による光ピックアップ装置２００において、ＤＶＤ再生用の第１レーザビームを発する第１発光部３６を光学系の中心軸上に配置し、ＣＤ再生用の第２レーザビームを発する第２発光部４０は、光学系の中心軸から離れた位置に配置し、ＣＤ再生時に限りオフセットを発生させるようにしたが、これに限ることなく、第２発光部４０を光学系の中心軸上に配置するようにしてＤＶＤ再生時にオフセットを発生させるようにしても良い。また、第１発光部３６と第２発光部４０を光学系の中心軸からほぼ同じ距離だけ離れた位置に配置し、ＤＶＤ再生時とＣＤ再生時ともにオフセットを発生させるようにしても良い。この場合は、ＤＶＤ再生時のオフセット電流とＣＤ再生時のオフセット電流は異なる大きさに設定する必要がある。
【００６０】
また、本実施形態による光ピックアップ装置２００は、コリメータレンズ５３を用いて、発散光を平行光にして無限光学系で構成したが、これに限らず有限光学系で構成しても良い。また、光ピックアップを可動体のバネの力学中心と可動体の重心を異ならせて設計する場合、バネの力学中心は、前記オフセット値がない場合のフォーカス駆動点と同一になるように設計することが好ましい。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、合成プリズムが不要となる等光学系の部品点数が削減できると共に、光学系が集約配置でき、低コスト化と省スペース化が可能である。また、コマ収差によって生じるフォーカスエラー信号の誤差を減少させ、適正なフォーカスサーボ調整を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による光ピックアップ装置のブロック図。
【図２】本発明の実施形態の光ピックアップ装置に用いられる光検出装置の構造図。
【図３】３ビーム法の説明に用いた図。
【図４】非点収差法を説明する際に用いた図。
【図５】本発明の実施形態の光ピックアップ装置に用いられる半導体レーザ素子の構造図。
【図６】半導体レーザ素子のサブマウント構造図。
【図７】光源とレンズの中心軸との位置関係を示す図。
【図８】像高とコマ収差の関係を示す図。
【図９】本発明の実施形態の光ピックアップ装置を構成するアクチュエータ部の分解斜視図。
【図１０】本発明の実施形態の光ピックアップ装置を構成するプリントコイルの平面図。
【図１１】本発明の像高ズレの補正方法を示す説明図。
【図１２】本発明の像高ズレの補正方法を示す説明図。
【図１３】本発明の実施形態の光ピックアップ装置の動作を示す図。
【図１４】本発明の実施形態の光ピックアップ装置の動作を示す図。
【図１５】本発明の他の実施形態を示す斜視図。
【図１６】従来例における光ピックアップ装置のブロック図。
【符号の説明】
５０・・・半導体レーザ素子
５１・・・グレーティングレンズ
５２・・・ハーフミラー
５３・・・コリメータレンズ
５４・・・２焦点レンズ
５５・・・光ディスク
５６・・・シリンドリカルレンズ
６０・・・光検出装置
１２０・・フォーカス駆動部
１２６・・オフセット発生部
１２７・・エラー信号検出部
１２８・・ディスク判別回路
１２９・・駆動部
１３０・・ＣＰＵ
２００・・光ピックアップ装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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