(57)【要約】【課題】エクスパンダレンズのレンズ間隔を再現性よく所定の間隔に変更して適宜な球面収差補正を速やかに行うことのできる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。【解決手段】対物レンズ１１から光ディスクＤの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ピックアップ装置１０、および、これを備えた光ディスク装置である。そして、２個のレンズ１４ａ，１４ｂの間隔を変えることでレーザ光の球面収差を補正するエクスパンダレンズ１４と、一方のレンズ１４ｂを平行板バネの形式で前記間隔を変える方向に変位可能に支持するとともにポリフッ化ビニリデンのシート材が付加され電圧印加により折曲駆動する支持板３１，３１と、支持板３１が歪んだときの傾きを検出する傾きセンサ４０とを備えている。【選択図】図１
2009048696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズから光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ピックアップ装置において、
２個のレンズからなり当該２個のレンズの間隔を変えることでレーザ光の球面収差を補正するエクスパンダレンズと、
前記エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネの形式で前記間隔を変える方向に変位可能に支持する支持板と、
駆動力を与えて前記支持板に支持された前記一方のレンズを変位させる駆動手段と、
前記支持板が撓ったときの傾きを検出する傾きセンサと、
を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記支持板は、圧電素子が固着された板材からなり前記圧電素子に電圧を印加することで曲がるように構成され、
前記駆動手段は、前記圧電素子に電圧を印加する構成であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記圧電素子は、ポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記傾きセンサは、
光を対象物に照射する発光素子と、
該発光素子の両側で前記対象物からの反射光をそれぞれ検出する複数の光センサとを備え、
前記複数の光センサの各検出出力の差分から対象物の傾きを検出する構成であり、
当該傾きセンサが前記支持板の基端から先端にかけた間の中央の部位の傾きを検出するように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記傾きセンサの出力を帰還させて前記駆動手段の出力制御を行う制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
対物レンズから光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ディスク装置において、
２個のレンズからなり当該２個のレンズの間隔を変えることでレーザ光の球面収差を補正するエクスパンダレンズと、
前記エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネの形式で前記間隔を変える方向に変位可能に支持するともに、ポリフッ化ビニリデンからなる圧電素子が固着されて該圧電素子に電圧が印加されることで曲がる支持板と、
前記圧電素子に任意の電圧を印加可能な駆動手段と、
発光素子により光を前記支持板の中央部位に当ててその反射光を２個の光センサで検出し、これら２個の検出出力の差分をとることで前記支持板の傾きを検出する傾きセンサと、
該傾きセンサの出力を帰還させながら前記駆動手段の出力制御を行って前記エクスパンダレンズの間隔を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ディスクにレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ピックアップ装置、並びに、このような光ピックアップを搭載した光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＤ（コンパクトディスク）、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）、ＨＤ−ＤＶＤ（高密度ＤＶＤ）、ブルーレイディスクなど、多種類の光ディスクが実用化されている。このような多種類の光ディスクにおいては、使用するレーザ光の波長、記録面までの透明層の深さなどが異なることから、１個の対物レンズを用いて複数種類の光ディスクに対応させたり、複数層の記録面に対してデータの記録や再生を行うのに、レーザ光にそれぞれに対応する球面収差を付加してその補正を行う必要が生じる。
【０００３】
このような球面収差の補正を行う構成としては、凸レンズと凹レンズとを組み合わせてなるエクスパンダレンズにレーサ光を通すとともに、このエクスパンダレンズのレンズ間隔を変更することで球面収差量を変更する構成が知られている。また、エクスパンダレンズのレンズ間隔を変更するのに、一方のレンズをリードスクリューにより変位可能に支持し、このリードスクリューをステッピングモータ等を用いて回転させる構成などが知られている。
【０００４】
また、特許文献１と２には、エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネで支持し、電磁コイルと永久磁石による電磁力を利用して一方のレンズを駆動する構成が開示されている。
【０００５】
また、本願発明に関連する技術として、特許文献３と４には、圧電素子によりレンズの曲率を変化させることでこのレンズを透過するレーザ光の球面収差量を調整する光学素子が開示されている。また、特許文献５には、傾きセンサを利用して光ディスクの傾きを検出する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−４５０６７号公報
【特許文献２】特開２００３−１１５１２７号公報
【特許文献３】特開２００６−１２２８６９号公報
【特許文献４】特開２００６−１１０２２号公報
【特許文献５】特開２００５−２８５２６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
球面収差の補正量は、光ディスクの種類やアクセスする記録面の層番号によってほぼ決まってくるため、エクスパンダレンズのレンズ間隔を所定の間隔に再現性よく変更できる構成があると好ましい。
【０００７】
しかしながら、上記のリードスクリューとステッピングモータとを用いたレンズアクチュエータでは、リードスクリューにバックラッシュが発生するため、再現性よくレンズを一定長変位させるのは困難であった。また、リードスクリューを用いた構成では、高速な変位が困難で、さらに消費電流も大きくなるという課題もあった。
【０００８】
また、エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネで支持し、変位させる構成では、高速な変位が可能である一方、レンズの変位量をうまく確認できる手段がないという課題があった。
【０００９】
エクスパンダレンズの一方のレンズの位置を検出するのに、例えば光反射型の変位センサを用いることも考えられたが、変化センサは対象物との距離に応じて変化する信号が得られるだけで、変位量ゼロの位置検出の設定を行うことが難しい。従って、変位センサでレンズ位置を検出したのでは、ゼロ点位置を確認することが困難であることから、レンズ間隔の絶対量を正確に把握することが難しいという課題があった。また、変位センサは対象物にあまり近接して設置できないという性質があるため、変位センサを用いてレンズ位置を検出したのでは、光ピックアップの体積が増大するという課題があった。
【００１０】
この発明の目的は、レンズを速やかに変位できるとともに、この変位の絶対量を正確に且つコンパクトな構成で検出することができ、それにより、再現性よくエクスパンダレンズのレンズ間隔を変更して適宜な球面収差補正を速やかに及ぼすことのできる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記目的を達成するため、対物レンズから光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ピックアップ装置において、２個のレンズからなり当該２個のレンズの間隔を変えることでレーザ光の球面収差を補正するエクスパンダレンズと、前記エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネの形式で前記間隔を変える方向に変位可能に支持する支持板と、駆動力を与えて前記支持板に支持された前記一方のレンズを変位させる駆動手段と、前記支持板が撓ったときの傾きを検出する傾きセンサとを備えた構成とした。
【００１２】
このような手段によれば、前記支持板を曲げるように駆動してエクスパンダレンズの一方を変位させることによりレーザ光の球面収差量を高速に調整することができる。また、傾きセンサによって上記支持板の傾きゼロの状態検出や傾き量の検出が可能なので、それによりエクスパンダレンズのレンズ間隔の絶対量の検出が可能となる。これらにより、エクスパンダレンズのレンズ間隔を所定量だけ正確に変更して適宜な球面収差補正を及ぼすことが可能となる。
【００１３】
好ましくは、前記支持板は、圧電素子が固着された板材からなり前記圧電素子に電圧を印加することで曲がるように構成され、前記駆動手段は、前記圧電素子に電圧を印加する構成とすると良い。また、具体的には、前記圧電素子としてポリフッ化ビニリデンやピエゾ素子などを適用することができる。
【００１４】
このような構成により、エクスパンダレンズを駆動する手段もコンパクトに構成できる。
【００１５】
また具体的には、前記傾きセンサは、対象物に光を照射する発光素子と、該発光素子の両側で対象物からの反射光をそれぞれ検出する複数の光センサとを備え、前記複数の光センサの各検出出力の差分から対象物の傾きを検出する構成であり、当該傾きセンサが前記支持板の基端から先端にかけた間の中央の部位の傾きを検出するように配置された構成とすると良い。
【００１６】
このような構成により、傾きゼロの状態をセンサの差動出力がゼロの状態として正確に検出することができる。また、傾きセンサを支持板に近接して配置することができるので、光ピックアップ装置の全体構成のコンパクト化を図ることができる。
【００１７】
好ましくは、前記傾きセンサの出力を帰還させて前記駆動手段の出力制御を行う制御手段を備えると良い。
【００１８】
このような構成により、エクスパンダレンズのレンズ間隔を再現性よく且つ速やかに所定量変更することができる。
【００１９】
また、上記の課題を解決するため、本発明の光ディスク装置は、対物レンズから光ディスクの記録面にレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行う光ディスク装置において、２個のレンズからなり当該２個のレンズの間隔を変えることでレーザ光の球面収差を補正するエクスパンダレンズと、前記エクスパンダレンズの一方のレンズを平行板バネの形式で前記間隔を変える方向に変位可能に支持するともに、ポリフッ化ビニリデンからなる圧電素子が固着されて該圧電素子に電圧が印加されることで曲がる支持板と、前記圧電素子に任意の電圧を印加可能な駆動手段と、発光素子により光を前記支持板の中央部位に当ててその反射光を２個の光センサで検出し、これら２個の検出出力の差分をとることで前記支持板の傾きを検出する傾きセンサと、該傾きセンサの出力を帰還させながら前記駆動手段の出力制御を行って前記エクスパンダレンズの間隔を制御する制御手段とを備えた構成とした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に従うと、速やかに且つ再現性よく所定の球面収差の補正を行うことができる。さらに、球面収差を補正するための構成をコンパクトに構成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態の光ピックアップ装置の全体を示す構成図である。
【００２３】
この実施形態の光ピックアップ装置１０は、例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、青紫レーザ用の光ディスクの３種類の光ディスクに対応して、これら光ディスクにレーザ光を照射してデータの記録又は再生を行うものである。この光ピックアップ装置１０は、光ディスクＤの記録面にレーザ光を収束させる対物レンズ１１と、対物レンズ１１をフォーカス方向やトラッキング方向に高速に微小変位させる対物レンズアクチュエータ１２と、レーザ光を立ち上げる立ち上げミラー１３と、凸レンズ１４ａと凹レンズ１４ｂとの組み合わせからなりこれらのレンズ間隔を変更して球面収差の調整が可能なエクスパンダレンズ１４と、反射光と進行光とを分離するための１／４波長板１５と、平行光を作るコリメータレンズ１６と、第１波長（例えば７８０ｎｍ）と第２波長（例えば６５０ｎｍ）のレーザ光に対して進行光と反射光とを分離するハーフミラー１７と、３ビームを形成する回折格子１８と、第１波長および第２波長のレーザ光を出力する半導体レーザ１９と、光ディスクからの反射光を分離するダイクロイックミラー２０と、フォーカスエラー信号を作成するために反射光に非点収差を与えるレンズ２１と、複数区分の受光領域が形成された光センサ２２と、第３波長（例えば４０５ｎｍ）のレーザ光を３ビームにする回折格子２３と、第３波長のレーザ光を出力する半導体レーザ２４等を備えている。
【００２４】
また、この光ピックアップ装置１０は、エクスパンダレンズ１４の一方のレンズである凹レンズ１４ｂを光軸方向に平行に変位可能に支持するとともに変位駆動させるレンズアクチュエータ３０と、レンズアクチュエータ３０の支持板３１，３１の中央部位の傾きを検出する傾きセンサ４０とを備えている。
【００２５】
また、この光ピックアップ装置１０は、光センサ２２の各分割領域の検出出力からフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を生成する演算回路５１と、制御回路６０からの駆動信号に基づき対物レンズアクチュエータ１２に駆動電流を出力する第１ドライバ５２と、制御回路６０からの駆動信号に基づきレンズアクチュエータ３０に駆動電圧を出力する第２ドライバ５３等を備えている。
【００２６】
そして、上記のような構成が、１個のベースフレームに搭載されて、光ピックアップ装置１０が構成されている。また、このような光ピックアップ装置１０が搭載されるとともに、光ディスクを回転するスピンドル機構、光ピックアップ装置１０を光ディスクの半径方向にスライドさせるスライド機構、光ピックアップ装置により読み出されたり書き込んだりするデータの処理を行うデータ処理回路等を備えて光ディスク装置が構成される。また、光ディスク装置には、光ピックアップ装置１０とフレキシブル配線等を介して電気的に接続される制御回路６０を有し、この制御回路６０に傾きセンサ４０の検出出力が入力されて凹レンズ１４ｂの変位制御が行われるようになっている。
【００２７】
図２には、凹レンズ１４ｂを変位させるレンズアクチュエータ３０の構成の斜視図を示す。
【００２８】
レンズアクチュエータ３０は、凹レンズ１４ｂを保持するレンズホルダ３４と、ベースフレームに固定されるベース部３５と、基端側がベース部３５に固着され、先端側がレンズホルダ３４に固着される２枚の支持板３１，３１とから構成される。２枚の支持板３１，３１は互いに平行な状態にされてレンズホルダ３４とベース部３５とに固着されている。このような構成により、支持板３１，３１に力を加えてこれを曲げることで、レンズホルダ３４および凹レンズ１４ｂが光軸方向に平行に変位するようになっている。
【００２９】
図３には、支持板が曲がる構造を説明する断面図を示す。
【００３０】
支持板３１，３１は、例えば、弾性を有する１枚の板バネ３１ａの一面側に、圧電素子であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）からなるシート材３１ｂを貼り付けて構成されるものである。このような構成により、例えば図３（ｂ）に示すように、シート材３１ｂに電圧を印加して該シート材３１ｂを伸縮させることで、支持板３１，３１を撓らせるように駆動することが可能となる。
【００３１】
図４には、傾きセンサの構成図を示す。
【００３２】
傾きセンサ４０は、中央に発光ダイオードなどの発光部４１を有し、その両側に２個の光センサ４２ａ，４２ｂを配し、これら２個の光センサ４２ａ，４２ａの出力をバッファ４３，４３を介して演算増幅器４４に入力して、その差分を検出信号として出力する構成である。発光部４１と２個の光センサ４２ａ，４２ａは、発光部４１を中央とした左右対称の位置に配設され、発光部４１からの出射光が検出対象の面に垂直に照射された場合に、その反射光が発光部４１を中心として左右対称に戻されるようになっている。それにより、２個の光センサ４２ａ，４２ａの検出出力はほぼ同値となり、その差分である検出信号はほぼゼロとなる。一方、検出対象の面が傾いている場合には、反射光が左右方向にずれて戻されるので、２個の光センサ４２ａ，４２ａの検出出力に差異が生じ、その差分である検出信号は正又は負の値となる。ここで、検出信号の正負の符号は、検出対象の面がどちらに傾いているかを表わし、また、検出信号の大きさはその傾き量を表わすこととなる。
【００３３】
図５には、凹レンズ１４ｂを変位させた状態を表わす平面図を、図６には、凹レンズ１４ｂの変位量と傾きセンサ４０の出力との関係を模式的に表わしたグラフを示す。
【００３４】
第２ドライバ５３を介してレンズアクチュエータ３０の支持板３１に電圧を印加すると、図５に示すように、支持板３１，３１が撓って凹レンズ１４ｂが光軸方向に変位する。このとき、レンズホルダ３４とベース部３５の間には２枚の支持板３１，３１が張られているので、レンズホルダ３４は光軸方向に平行に変位するとともに、支持板３１，３１はその基部と先端部分は平行の向きを保った状態に、中央部位は変位量に応じて傾きを変化させる。
【００３５】
従って、この中央部位の傾きを傾きセンサ４０で検出することで、凹レンズ１４ｂの変位量と傾きセンサ４０の出力が、図６のグラフに示すように相関を有した関係となる。それゆえ、傾きセンサ４０の出力から凹レンズ１４ｂの変位量を割り出すことが可能となる。また、支持板３１，３１がまっすぐの状態、すなわち、凹レンズ１４ｂの変位量がゼロのときには、傾きセンサ４０の出力がゼロとなるため、凹レンズ１４ｂのゼロ点位置の検出も可能である。
【００３６】
上記のような構成により、制御回路６０は、光ディスクの種類やアクセスする記録層の層番号に基づき、不揮発性メモリ等に予め設定されている変位量だけ、レンズアクチュエータ３０を駆動して適宜な球面収差補正を行うことができる。このとき、制御回路６０は、傾きセンサ４０の出力を帰還させて、この出力が予め設定されている凹レンズ１４ｂの変位量と対応する出力値となるように、第２ドライバ５３に出力する駆動信号を増減する帰還制御を行う。これにより、凹レンズ１４ｂは再現性よく設定量だけ変位して、光ディスクの種類や記録層の層番号に応じた適宜な球面収差補正が達成される。
【００３７】
以上のように、この実施形態の光ピックアップ装置１０並びに光ディスク装置によれば、レンズアクチュエータ３０を駆動してエクスパンダレンズ１４の一方の凹レンズ１４ｂを変位させることで、レーザ光の球面収差量を高速に調整することができる。
【００３８】
また、レンズアクチュエータ３０は、支持板３１，３１に電圧を印加することにより、支持板３１，３１自体が折曲駆動される構成なので、駆動機構を付加するスペースが不要となり、光ピックアップ装置１０の構成のコンパクト化を図ることができる。
【００３９】
さらに、傾きセンサ４０により支持板３１の傾きを検出して凹レンズ１４ｂの変位量を割り出す構成なので、帰還制御によって凹レンズ１４ｂを再現性よく所定量変位させることができる。
【００４０】
また、傾きセンサ４０は、変位センサと比較して、検出対象に近接して設けることができるため、その分、光ピックアップ装置１０のコンパクト化を図ることができる。
【００４１】
また、傾きセンサ４０は、傾きゼロ、すなわち、凹レンズ１４ｂの変位量ゼロの検出が可能なので、それによりエクスパンダレンズ１４のレンズ間隔の絶対量を正確に検出することができ、再現性の良い正確な球面収差補正が可能となる。
【００４２】
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、エクスパンダレンズ１４のうち凹レンズ１４ｂを変位させる構成を示したが、凸レンズ１４ａを変位させるようにしても良い。また、凹レンズ１４ｂを変位させるのに圧電素子を用いて支持板を折曲駆動する構成を示したが、電磁コイルと永久磁石による電磁作用を利用してレンズホルダ３４を変位させる構成を適用しても良い。また、圧電素子としてピエゾ素子を用いても良いし、光ピックアップを２波長対応や１波長対応としても良い。その他、実施の形態で示した細部等は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態の光ピックアップ装置の全体を示す構成図である。
【図２】エクスパンダレンズの一方のレンズの支持構造と駆動構成を示す斜視図である。
【図３】支持板が曲がる構造を説明する断面図である。
【図４】傾きセンサの構成を示す構成図である。
【図５】エクスパンダレンズの一方のレンズを変位させた状態を示す平面図である。
【図６】エクスパンダレンズの変位量と傾きセンサの出力との関係を模式的に表わしたグラフである。
【符号の説明】
【００４４】
１０    光ピックアップ装置
１１    対物レンズ
１２    対物レンズアクチュエータ
１３    立ち上げミラー
１４    エクスパンダレンズ
１４ａ  凸レンズ
１４ｂ  凹レンズ
１５    １／４波長板
１６    コリメータレンズ
１７    ハーフミラー
１８，２３  回折格子
１９，２４  半導体レーザ
２０    ダイクロイックミラー
２１    レンズ
２２    光センサ
３０    レンズアクチュエータ
３１    支持板
３４    レンズホルダ
３５    ベース部
３１ｂ  ポリフッ化ビニリデンのシート材
４０    傾きセンサ
４１    発光部
４２    光センサー
４４    演算増幅器
５３    第２ドライバ
６０    制御回路
【図１】
2009048696.tif 000003
【図２】
2009048696.tif 000004
【図３】
2009048696.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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