JP2006236472A - レンズ駆動装置及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができるレンズ駆動装置及びそれを備えた光ピックアップ装置とする。
【解決手段】レンズ駆動装置１０が、レンズＯＢＪと、レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャ１２と第２アパーチャ１３とを有するレンズ保持部材１１と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子１４と、発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子１５と、を有するレンズ移動検出手段を備え、レンズ移動検出手段は、発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、第１アパーチャ及び第２アパーチャを通過させて位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出する。
【選択図】図２

Description

本発明は、レンズ駆動装置及び光ピックアップ装置に関する。

従来、光ピックアップ装置において、光ピックアップの記録及び再生に用いられるレーザ光の光束の位置ずれ等を修正するために、対物レンズ等のレンズの移動を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第２５７３１７５号公報

ところで、従来、光ディスクの機械特性（２層ディスクの層間距離、ディスク面ブレ量、トラックピッチ等）の測定を行う測定装置は、光ディスクに対しサーボ制御無しで面ブレ等の機械特性測定を行うようになっている。これにより、測定結果は光ディスクの面ブレ、チルト等の情報が全て含まれるため、それらの分離には煩雑な作業が必要であった。
それに対して、光ピックアップを用い光ディスクに対してサーボ制御とした状態で光スポット位置の測定をすることにより、光ディスクの機械特性（２層ディスクの層間距離、ディスク面ブレ量、トラックピッチ等）のそれぞれを測定することが可能となる。
ここで光スポットの動きを測定するには、対物レンズの動きを測定することが最も正確な方法である。

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、光ディスクの機械特性を測定するのに必要なトラック方向の位置については検出可能であったが、フォーカス方向の位置については具体的な記述がなかった。
また、特許文献１では、対物レンズの位置を検出する箇所が対物レンズから離れた位置であるため、対物レンズ駆動装置の不要振動等も含めた対物レンズの位置を検出してしまう場合があり、正確な位置検出を行うことができなかった。

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、簡単な構成で対物レンズ等のレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができるレンズ駆動装置及びそれを備えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置において、
レンズと、
前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャと第２アパーチャとを有するレンズ保持部材と、
レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、
前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、
を有するレンズ移動検出手段を備え、
前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャ及び前記第２アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出することを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置が、レンズと、前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャと第２アパーチャとを有するレンズ保持部材と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、を有するレンズ移動検出手段を備え、前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャ及び前記第２アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出するため、簡単な構成でレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができる。
なお、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置としては、例えば、対物レンズ駆動装置、可動コリメートレンズ移動装置、ビームエキスパンダ移動装置等が挙げられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に集光レンズが配置されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に集光レンズが配置されているため、簡単な構成で倍率変換を行うことができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置において、
前記第１アパーチャと前記第２アパーチャが対向する一直線上に配置されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、前記第１アパーチャと前記第２アパーチャが対向する一直線上に配置されているため、位置検出用受光素子で対物レンズの位置を測定しやすくすることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に光路折曲素子が配置されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に光路折曲素子が配置されているため、光路を縮小して狭いスペースでも対応することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記第１アパーチャの径よりも前記第２アパーチャの径の方が大きく形成されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、前記第１アパーチャの径よりも前記第２アパーチャの径の方が大きく形成されているため、第１アパーチャを通過した光束が若干の発散光になるときに当該光束が確実に第２アパーチャを通過可能とすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記レンズ移動検出手段における前記第１アパーチャと前記第２アパーチャとを結ぶ直線と、前記レンズの光軸とが交差していることを特徴としている。

請求項６に記載の発明によれば、前記レンズ移動検出手段における前記第１アパーチャと前記第２アパーチャとを結ぶ直線と、前記レンズの光軸とが交差しているため、レンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動位置を検出することができる。

請求項７に記載の発明は、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置において、
レンズと、
前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャを有するレンズ保持部材と、
レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、
前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、
を有するレンズ移動検出手段を備え、
前記レンズ位置検出用光束と、前記レンズの光軸とが交差しており、
前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出することを特徴としている。

請求項７に記載の発明によれば、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置が、レンズと、前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャを有するレンズ保持部材と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、を有するレンズ移動検出手段を備え、前記レンズ位置検出用光束と、前記レンズの光軸とが交差しており、前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出するため、簡単な構成でレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のレンズ駆動装置において、
前記レンズ位置検出用光束の光軸と、前記レンズの光軸とが交差していることを特徴としている。

請求項８に記載の発明によれば、前記レンズ位置検出用光束の光軸と、前記レンズの光軸とが交差しているため、レンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動をより正確に検出することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記発光素子が半導体レーザからなることを特徴としている。

請求項９に記載の発明によれば、前記発光素子が半導体レーザ（ＬＤ）からなるため、従来使用していた発光ダイオード（ＬＥＤ）と比較して、平行ビームの強度分布のムラが少なく、強い光量を得ることができ、品質がよい光束を発することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記発光素子と前記位置検出用受光素子の間のいずれかの位置に、レンズ位置検出用光束を平行光に変換するコリメートレンズが配置されていることを特徴としている。

請求項１０に記載の発明によれば、前記発光素子と前記位置検出用受光素子の間のいずれかの位置に、レンズ位置検出用光束を平行光に変換するコリメートレンズが配置されているため、請求項１，７に記載の発明をより効果的なものにすることができる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置において、
前記発光素子と前記第１アパーチャの間に光路折曲素子が配置されていることを特徴としている。

請求項１１に記載の発明によれば、前記発光素子と前記第１アパーチャの間に光路折曲素子が配置されているため、光路を縮小して狭いスペースでも対応することができる。

請求項１２に記載の発明は、光ピックアップ装置において、
請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを特徴としている。

請求項１２に記載の発明によれば、請求項１〜１１のいずれか一項と同様の効果を有する光ピックアップ装置を得ることができる。

本発明によれば、簡単な構成でレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができ、これを用いて光ディスクの機械特性測定（２層ディスクの層間距離測定、ディスク面ブレ量測定、トラックピッチ測定）を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図１を用いて本発明のレンズ駆動装置を備えた光ピックアップ装置について説明する。

なお、本明細書においては、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。このようなものには、ブルーレイディスク（以下、ＢＤと略記する）やＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤと略記する）等が挙げられるが、これ以外にも、光磁気ディスクや、情報記録面上に数〜数十μｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さがゼロの光ディスクも高密度光ディスクに含むものとする。

また、本明細書においては、デジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤと略記する）とは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列の光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列の光ディスクの総称である。

また、本明細書において、「対物光学系」とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に変移可能とされた光学系を指す。本明細書における、「対物光学系」とは、１つのレンズ群から構成されていても良いし、２つ以上の複数のレンズ群から構成されていても良い。

図１は、高密度光ディスクＢＤ（第１光ディスク）とＤＶＤ（第２光ディスク）とＣＤ（第３光ディスク）との何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置ＰＵの構成を概略的に示す図である。ＢＤの光学的仕様は、第１波長λ₁＝４０５ｎｍ、保護層ＰＬ１の厚さｔ₁＝０．１ｍｍ、開口数ＮＡ₁＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、第２波長λ₂＝６５５ｎｍ、保護層ＰＬ２の厚さｔ₂＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ₂＝０．６５であり、ＣＤの光学的仕様は、第３波長λ₃＝７８５ｎｍ、保護層ＰＬ３の厚さｔ₃＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ₃＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。

光ピックアップ装置ＰＵは、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０５ｎｍの青紫色レーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５５ｎｍの赤色レーザ光束（第２光束）を射出する第１の発光点ＥＰ１（第２光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍの赤外レーザ光束（第３光束）を射出する第２の発光点ＥＰ２（第３光源）と、を一つのチップ上に形成したＤＶＤ／ＣＤ用レーザ光源ユニットＬＵ、ＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器ＰＤ、回折光学素子ＷＦＥと、この回折光学素子ＷＦＥを透過したレーザ光束を情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬ３上に集光させる機能を有する両面が非球面とされた対物レンズＯＢＪとから構成された対物光学系ＯＢＵ、２軸アクチュエータＡＣ１を備えたレンズ駆動装置１０、１軸アクチュエータＡＣ２、近軸における屈折力が負である第１レンズＥＸＰ１と近軸における屈折力が正である第２レンズＥＸＰ２とから構成されたエキスパンダーレンズＥＸＰ、直線偏光を円偏光に変換する１／４波長板ＱＷＰ、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、第１コリメートレンズＣＯＬ１、第２コリメートレンズＣＯＬ２、第３コリメートレンズＣＯＬ３、情報記録面ＲＬ１、ＲＬ２及びＲＬ３からの反射光束に対して非点収差を付加するためのセンサーレンズＳＥＮとから構成されている。尚、本実施形態では、回折光学素子ＷＦＥと対物レンズＯＢＪの双方が鏡枠（保持部材）ＢＡＬを介して光軸Ｘを中心とした同軸で一体化する構成とされている。また、ＢＤ用の光源として、上述の青紫色半導体レーザＬＤ１の他に青紫色ＳＨＧレーザを使用することもできる。

光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、エキスパンダーレンズＥＸＰから青紫色レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２により第１レンズＥＸＰ１を光軸に沿って可変調整した後、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、図１において実線でその光線経路を描いたように、第１コリメートレンズＣＯＬ１により平行光束に変換された後、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１により反射され、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２を通過し、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径された後、１／４波長板ＱＷＰを透過し、図示しない絞りＳＴＯにより光束径が規制され、対物光学系ＯＢＵによってＢＤの保護層ＰＬ１を介して情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＵは、その周辺に配置されたレンズ駆動装置１０の２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。

情報記録面ＲＬ１で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＵ、１／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＢＤに記録された情報を読み取ることができる。

また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、エキスパンダーレンズＥＸＰから赤色レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２により第１レンズＥＸＰ１を光軸に沿って可変調整した後、発光点ＥＰ１を発光させる。発光点ＥＰ１から射出された発散光束は、図１において破線でその光線経路を描いたように、第２コリメートレンズＣＯＬ２により平行光束に変換された後、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径され、１／４波長板ＱＷＰを透過し、対物光学系ＯＢＵによってＤＶＤの保護層ＰＬ２を介して情報記録面ＲＬ２上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＵは、その周辺に配置されたレンズ駆動装置１０の２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。

情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＵ、１／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。

また、光ピックアップ装置ＰＵにおいて、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、エキスパンダーレンズＥＸＰから赤外レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、１軸アクチュエータＡＣ２により第１レンズＥＸＰ１を光軸に沿って可変調整した後、発光点ＥＰ２を発光させる。発光点ＥＰ２から射出された発散光束は、図１において一点鎖線でその光線経路を描いたように、第２コリメートレンズＣＯＬ２により緩い発散光束に変換された後、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２により反射され、第１レンズＥＸＰ１、第２レンズＥＸＰ２を透過することにより拡径されるとともに発散光束に変換され、１／４波長板ＱＷＰを透過し、対物光学系ＯＢＵによってＣＤの保護層ＰＬ３を介して情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。対物光学系ＯＢＵは、その周辺に配置されたレンズ駆動装置１０の２軸アクチュエータＡＣ１によってフォーカシングやトラッキングを行う。

情報記録面ＲＬ２で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物光学系ＯＢＵ、１／４波長板ＱＷＰ、第２レンズＥＸＰ２、第１レンズＥＸＰ１、第２偏光ビームスプリッタＢＳ２、第１偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、第３コリメートレンズＣＯＬ３を通過する際に収斂光束となり、センサーレンズＳＥＮにより非点収差が付加され、光検出器ＰＤの受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤの出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。

光ピックアップ装置ＰＵでは、第１レンズＥＸＰ１を１軸アクチュエータＡＣ２により光軸方向に駆動させることで、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正できる。第１レンズＥＸＰ１の可変調整により補正する球面収差の発生原因は、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系の屈折率変化や屈折率分布、２層ディスク、４層ディスク等の多層ディスクの情報記録層間のフォーカスジャンプ、ＢＤの保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布等である。

また、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されたスポットの球面収差を補正する方法として、上述のようにレンズを光軸方向に駆動させる方法以外に、液晶を利用した位相制御素子を用いても良い。かかる位相制御素子により球面収差を補正する方法は公知であるので、ここでは詳細な説明は割愛する。

また、光ピックアップ装置ＰＵでは、第１の発光点ＥＰ１と第２の発光点ＥＰ２とを一つのチップ上に形成したＤＶＤ／ＣＤ用レーザ光源ユニットＬＵを用いることとしたが、これに限らず、更にＢＤ用の第１光束を射出する発光点も同一のチップ上に形成したＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ用レーザ光源ユニットを用いても良い。あるいは、青紫色半導体レーザと赤色半導体レーザと赤外半導体レーザの３つのレーザ光源を１つの筐体内に納めたＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤ用レーザ光源ユニットを用いても良い。
また、本実施の形態においては、光源と光検出器ＰＤとを別体に配置する構成としたが、これに限らず、光源と光検出器とを集積化したレーザ光源モジュールを用いても良い。

次に、本実施形態のレンズ駆動装置１０の構成について説明する。
レンズ駆動装置１０は、図２に示すように、光ピックアップの記録及び再生に用いられるレーザ光の光束を光ディスクＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの情報記録面ＲＬ１／ＲＬ２／ＲＬ３上に集光させる対物レンズＯＢＪと、前記対物レンズＯＢＪを保持して２軸アクチュエータＡＣ１によりフォーカス方向（レンズの光軸方向）Ｆ及びトラック方向（レンズの光軸と垂直方向）Ｔに移動可能としかつ第１アパーチャ１２と第２アパーチャ１３とを有するレンズ保持部材１１と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子１４と、前記発光素子１４から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子１５と、を有するレンズ移動検出手段を備えている。

本実施形態のレンズ駆動装置１０においては、第１アパーチャ１２の径よりも第２アパーチャ１３の径の方が大きくなるようにそれぞれのアパーチャが形成されている。これは、第１アパーチャ１２を通過した光束が若干の発散光になる場合があり、このときに当該光束が確実に第２アパーチャ１３を通過できるようにするためである。なお、第１アパーチャ１２の径に対して、第２アパーチャ１３の径が大きくなりすぎると、第１アパーチャ１２内での内面反射や第１アパーチャ１２と第２アパーチャ１３との間の迷光等の不要光を第２アパーチャ１３が拾ってしまう不具合が生じるため、第２アパーチャ１３が第１アパーチャ１２より若干大きい程度にしておくことが好ましい。具体的には、本実施形態では、第１アパーチャ１２はφ０．３ｍｍの貫通孔、第２アパーチャ１３はφ０．５ｍｍの貫通孔である。

また、第１アパーチャ１２と第２アパーチャ１３が対向する一直線上に配置されており、さらに、第１アパーチャと第２アパーチャとを結ぶ直線と、光ピックアップの記録及び再生に用いられるレーザ光の光束の光軸Ｓとが垂直となる位置関係に構成されると共に、第１アパーチャと第２アパーチャとを結ぶ直線と、光ディスクの半径方向とが垂直となる位置関係に構成されている。なお、レンズ位置検出方向をフォーカス方向（レンズの光軸方向）とし、トラック方向（レンズの光軸と垂直方向）の検出が不要な場合は、第１アパーチャと第２アパーチャとを結ぶ直線と、光ディスクの半径方向とが垂直となる位置関係に構成されていなくても良い。

また、第１アパーチャ１２及び第２アパーチャ１３を、対物レンズＯＢＪの主点若しくは主点に極力近づけることが好ましい。これにより、レンズ駆動装置１０の不要振動（ピッチング、ヨーイング、ローリング）等も含めたレンズ位置を検出してしまう不具合を極力避けることができ、より正確なレンズ位置検出が可能となる。

ここで、複数のレンズから構成された主点位置を空気間隔となるようにした対物レンズを用いることで正確なレンズ位置検出を行えるが、このような対物レンズは大きく、重くなるため、レンズ駆動装置の性能上好ましくない。
そこで、対物レンズに単玉レンズを用いるか、若しくは対物光学系を本実施形態で示した単玉の対物レンズと回折光学素子の組み合わせとすると、軽量かつ小型となるため、レンズ駆動装置の性能上好ましい。しかし、このような対物レンズを用いると主点がレンズ材料内に位置するため、レンズ位置検出光を通過させることが困難となる。
そこで、対物レンズの入射面と、第１アパーチャ１２と第２アパーチャ１３とを結ぶ直線との距離を極力近づけることが好ましい。
なお、本実施形態では、対物レンズＯＢＪの入射面と、第１アパーチャと第２アパーチャとを結ぶ直線との距離が５ｍｍ以下となるように設計されている。
なお、本実施形態では、アパーチャの位置を対物レンズの入射側に設けている。これは、対物レンズの作動距離に関わらず、アパーチャの配置が可能なためである。
このように、アパーチャの位置を対物レンズの入射側に配置する方が好ましいが、対物レンズの作動距離が長い場合は、レンズ保持部材におけるアパーチャの位置を対物レンズの出射側にしても良い。

また、発光素子１４としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用しても良いが、半導体レーザ（ＬＤ）を使用する方が好ましい。本実施形態ではＬＤを使用している。ＬＤを用いることにより、従来使用していたＬＥＤと比較して、平行ビームの強度分布のムラが少なく、強い光量を得ることができ、品質がよい光束を発することができる。具体的には、φ３．３ｍｍパッケージλ６５５ｎｍのＬＤを発する発光素子となっている。
さらに、発光素子１４と位置検出用受光素子１５の間のいずれかの位置に、レンズ位置検出用光束を平行光に変換する平行光作成手段１６が配置されていることが好ましい。本実施形態では、発光素子１４と第１アパーチャ１２との間に平行光作成手段１６としてコリメートレンズが配置されている。

また、本実施形態では、位置検出用受光素子１５として、２次元ＰＳＤセンサを用いている。２次元ＰＳＤセンサを用いることにより、フォーカス方向（レンズの光軸方向）Ｆ及びトラック方向（レンズの光軸と垂直方向）Ｔの双方のレンズ位置検出ができるようになっている。なお、レンズ位置検出方向をフォーカス方向（レンズの光軸方向）又はトラック方向（レンズの光軸と垂直方向）に限る場合には、１次元ＰＳＤセンサを用いても良い。また、フォーカス方向（レンズの光軸方向）及びトラック方向（レンズの光軸と垂直方向）の双方向の検出を行う場合には、４分割ＰＤを用いても良い。さらに、フォーカス方向（レンズの光軸方向）又はトラック方向（レンズの光軸と垂直方向）の一方向の検出を行う場合には、２分割ＰＤを用いても良い。この際、前記ＰＤはＰＳＤに比べて測定範囲が小さくなるので、スポット径を大きくする等の光学系による処理を行うと良い。

さらに、本実施形態では、第２アパーチャ１３と位置検出用受光素子１５の間に集光レンズ１７が配置されている。これにより、簡単な構成で倍率変換を行うことができるようになっている。

以下、倍率変換について説明する。なお、以下では、便宜上、１つのアパーチャのみを用いた図で説明している。
本実施形態については、図３に示すように、発光素子１４から発せられたレンズ位置検出用光束が、コリメートレンズ１６、第１アパーチャ１２を通過して、集光レンズ１７で集光し、位置検出用受光素子１５に受光するようになっている。このときの倍率変換については、集光レンズ１７の焦点距離をｆ、位置検出用受光素子１５の集光レンズ１７からの距離をＸ、第１アパーチャ１２の移動量をＹとすると、位置検出用受光素子１５上の光スポットの移動量Ｙ_PSDは、
Ｙ_PSD＝（Ｘ／ｆ）×Ｙ
で与えられる。すなわち、位置検出用受光素子１５上の光スポットの移動量Ｙ_PSDは、位置検出用受光素子がＣの位置にある場合、
Ｙ_C＝１×Ｙ （×１倍）
となり、
位置検出用受光素子がＤの位置にある場合、
Ｙ_D＝（１／２）×Ｙ （×１／２倍）
となる。
位置検出用受光素子１５上の光スポットの移動量Ｙ_PSDを２倍にするためには、位置検出用受光素子を集光レンズ４ｆの位置に配置すれば良い。

また、コリメートレンズ１６及び集光レンズ１７を用いない場合は、例えば、図４に示すように、発光素子１４と第１アパーチャ１２との距離をＡ、発光素子１４と位置検出用受光素子１５との距離をＢ、第１アパーチャ１２の移動量をＹとすると、位置検出用受光素子１５上の光スポットの移動量Ｙ_PSDは、
Ｙ_PSD＝（Ｂ／Ａ）×Ｙ
で与えられる。すなわち、位置検出用受光素子１５上の光スポットの移動量Ｙ_PSDは、（Ｂ／Ａ）倍に固定される。

ここで、説明した倍率変換を用いることで、例えば、アパーチャと位置検出用受光素子との間にスペースを確保することができれば、位置検出用受光素子上のアパーチャ移動量を拡大するような集光レンズを配置することで、高精度、高分解能の測定が可能となる。また、アパーチャの移動量に対し、位置検出用受光素子の測長距離が不足する場合でも、縮小倍率となるような集光レンズを配置することで、アパーチャ移動量の測定が可能となる。このように、集光レンズを配置することで、設計の自由度が上がることとなる。

なお、発光素子１４と第１アパーチャ１２の間に光路折曲素子、例えばミラーやプリズム、ハーフミラー等が配置されていても良い。また、第２アパーチャ１３と位置検出用受光素子１５の間にも、ミラーやプリズム、ハーフミラー等の光路折曲素子が配置されていても良い。このようにすることで、光路を縮小して狭いスペースでも対応することができるように構成することができる。

以上のような構成のレンズ移動検出手段によれば、発光素子１４から発光されたレンズ位置検出用光束を、（コリメートレンズ１６を介して）第１アパーチャ１２及び第２アパーチャ１３を通過させて、（集光レンズ１７で集光させた後）位置検出用受光素子１５に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出することができる。

以上のように、本実施形態のレンズ駆動装置によれば、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置が、レンズ（対物レンズ）と、前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャと第２アパーチャとを有するレンズ保持部材と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、を有するレンズ移動検出手段を備え、前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャ及び前記第２アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出するため、簡単な構成でレンズの光軸方向（フォーカス方向）及びレンズの光軸と垂直方向（トラック方向）の双方の移動を正確に検出することができる。

また、本実施形態では、前記発光素子が半導体レーザ（ＬＤ）からなるため、従来使用していた発光ダイオード（ＬＥＤ）と比較して、平行ビームの強度分布のムラが少なく、強い光量を得ることができ、品質がよい光束を発することができる。

さらに、本実施形態では、前記発光素子と前記位置検出用受光素子の間のいずれかの位置に、レンズ位置検出用光束を平行光に変換するコリメートレンズが配置されているため、前記した発明をより効果的なものにすることができる。

また、本実施形態では、前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に集光レンズが配置されているため、簡単な構成で倍率変換を行うことができる。

さらに、本実施形態では、前記第１アパーチャと前記第２アパーチャが対向する一直線上に配置されているため、位置検出用受光素子で対物レンズの位置を測定しやすくすることができる。

また、前記発光素子と前記第１アパーチャの間に光路折曲素子が配置されていると、光路を縮小して狭いスペースでも対応することができる。

さらに、前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に光路折曲素子が配置されていると、光路を縮小して狭いスペースでも対応することができる。

またさらに、本実施形態では、前記第１アパーチャの径よりも前記第２アパーチャの径の方が大きく形成されているため、第１アパーチャを通過した光束が若干の発散光になるときに当該光束が確実に第２アパーチャを通過可能とすることができる。なお、第２アパーチャは前記したように円形であることが好ましいが、それ以外の矩形や大きな空間等であっても良い。

また、本実施形態では、前記レンズ移動検出手段における前記第１アパーチャと前記第２アパーチャとを結ぶ直線と、前記レンズ（対物レンズ）の光軸とが交差しているため、レンズの光軸方向（フォーカス方向）及びレンズの光軸と垂直方向（トラック方向）の双方の移動位置を検出することができる。

また、本実施形態で測定可能な情報（２層ディスクの層間距離、ディスク面ブレ量、トラックピッチ等）により、以下の制御が可能となる光ピックアップ装置を構成することができる。
例えば、レンズ位置情報により、フォーカス引き込みの最適制御が可能となる。
また、２層ディスクの層間距離により、最適な層間ジャンプ制御が可能となる。
さらに、トラックピッチ測定により、最適なトラックジャンプ制御が可能となる。
その他、最適なサーボゲインが設定可能となる等がある。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。

例えば、本実施形態では、本発明の構成を光ディスク機械特性の測定に用いるように述べたが、これに限定されず、他の測定に用いても良い。
また、本実施形態では、本発明の構成を対物レンズの位置検出を行うために使用したが、これに限るものではなく、他のレンズ、例えば、可動コリメートレンズやビームエキスパンダ等のレンズ移動装置においてレンズ位置検出を行うために使用しても良い。

さらに、本実施形態では、アパーチャとして第１アパーチャ及び第２アパーチャの２つのアパーチャを有していたが、これに限るものではなく、アパーチャが第１アパーチャのみで構成されている場合もある。
このような構成であっても、光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置が、レンズと、前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャを有するレンズ保持部材と、レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、を有するレンズ移動検出手段を備え、前記レンズ位置検出用光束と、前記レンズの光軸とが交差しており、前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出するため、簡単な構成でレンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動を正確に検出することができる。

またさらに、前記レンズ位置検出用光束の光軸と、前記レンズの光軸とが交差していると、レンズの光軸方向及びレンズの光軸と垂直方向の双方の移動をより正確に検出することができる。

また、本実施形態においては、高密度光ディスクＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤの３種類の光ディスクに対して記録／再生可能な対物光学系を備えた光ピックアップ装置を例に挙げて説明したが、高密度光ディスクＢＤ及びＤＶＤの２種類の光ディスク、或いは高密度光ディスクＢＤ及びＣＤの２種類の光ディスクに対して記録／再生可能な対物光学系を備えた光ピックアップ装置に、本発明を適用できることは容易に理解されるところである。
例えば、それら２種類の光ディスクの記録／再生に必要な光学系要素を残しつつ、その他の光学系要素を削除して構成することができ、それにより、更に、小型化、軽量化、低コスト化、構成の簡素化された光ピックアップ光学系、及び光ピックアップ装置を実現することができる。
また、ＢＤに代わってＨＤ ＤＶＤや他の高密度光ディスクを適用しても良い。

光ピックアップ装置の構成を示す要部平面図である。 レンズ駆動装置の構成を示す図面である。 倍率変換について説明するための図である。 倍率変換について説明するための図である。

符号の説明

１０ レンズ駆動装置
１１ レンズ保持部材
１２ 第１アパーチャ
１３ 第２アパーチャ
１４ 発光素子
１５ 位置検出用受光素子
１６ コリメートレンズ（平行光作成手段）
１７ 集光レンズ
ＡＣ１ ２軸アクチュエータ
ＰＵ 光ピックアップ装置
ＯＢＵ 対物光学系
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３ 保護層
ＷＦＥ 回折光学素子
ＢＡＬ 鏡枠（保持部材）
ＢＤ 高密度光ディスク（第１光ディスク）
ＤＶＤ 第２光ディスク
ＣＤ 第３光ディスク
ＲＬ１，ＲＬ２，ＲＬ３ 情報記録面
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ（第１光源）
ＥＰ１ 第１の発光点（第２光源）
ＥＰ２ 第２の発光点（第３光源）

Claims (12)

1. 光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置において、
   レンズと、
   前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャと第２アパーチャとを有するレンズ保持部材と、
   レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、
   前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、
   を有するレンズ移動検出手段を備え、
   前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャ及び前記第２アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出することを特徴とするレンズ駆動装置。
2. 前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に集光レンズが配置されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ駆動装置。
3. 前記第１アパーチャと前記第２アパーチャが対向する一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置。
4. 前記第２アパーチャと前記位置検出用受光素子の間に光路折曲素子が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
5. 前記第１アパーチャの径よりも前記第２アパーチャの径の方が大きく形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
6. 前記レンズ移動検出手段における前記第１アパーチャと前記第２アパーチャとを結ぶ直線と、前記レンズの光軸とが交差していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
7. 光ピックアップ装置に用いられるレンズ駆動装置において、
   レンズと、
   前記レンズを保持して所定方向に移動可能とし、かつ第１アパーチャを有するレンズ保持部材と、
   レンズ位置検出用光束を発光する発光素子と、
   前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を受光する位置検出用受光素子と、
   を有するレンズ移動検出手段を備え、
   前記レンズ位置検出用光束と、前記レンズの光軸とが交差しており、
   前記レンズ移動検出手段は、前記発光素子から発光されたレンズ位置検出用光束を、前記第１アパーチャを通過させて前記位置検出用受光素子に受光させ、当該光束の受光位置を測定することでレンズの移動方向及び移動量を検出することを特徴とするレンズ駆動装置。
8. 前記レンズ位置検出用光束の光軸と、前記レンズの光軸とが交差していることを特徴とする請求項７に記載のレンズ駆動装置。
9. 前記発光素子が半導体レーザからなることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
10. 前記発光素子と前記位置検出用受光素子の間のいずれかの位置に、レンズ位置検出用光束を平行光に変換するコリメートレンズが配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
11. 前記発光素子と前記第１アパーチャの間に光路折曲素子が配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置を搭載したことを特徴とする光ピックアップ装置。

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