JP2007179635A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】対物レンズに法線ズレが生じても、センサパターンの分割線方向とトラック方向の間のずれを最小限に抑制し得る光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】光ディスク１００の中心とＨＤ用対物レンズ１５のアクセス位置を結ぶ直線と光ディスク１００の径Ｌ１がなす角をトラック角θ１とし、ＨＤ用対物レンズ１５が光ディスク１００の最内周位置にあるときのトラック角θ１をθ１max、ＨＤ用対物レンズ１５が光ディスク１００の最外周位置にあるときのトラック角θ１をθ１minとしたとき、ＨＤ用レーザ１１、ＨＤ用ハーフミラー１２およびＨＤ用センサ１６からなる光学系の振り角αと、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺを、
α−（θ１max＋θ１min）／２＝±４５°
を満たすように設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に、複数波長のレーザ光を出射可能な互換型光ピックアップ装置に用いて好適なものである。

光ディスクの高容量化に伴い、青色波長のレーザ光を用いるＨＤ ＤＶＤ（High Definition Digital Versatile Disc）の開発が進められている。現在、かかるＨＤＤＶＤと既存のＤＶＤの両方に適用可能な互換型光ピックアップの開発が進められている。

この種の互換型光ピックアップにおいては、ＨＤＤＶＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光に対し、それぞれ個別に対物レンズを配する構成が採られ得る（特許文献１）。ここで、２つの対物レンズは、ディスク径に直交する方向に並べて配置することができる。この場合、一方の対物レンズがディスク径上を移動するようにすると、他方の対物レンズは、この径から一定距離だけ離れた位置を、この径に平行に移動するようになる。しかし、こうすると、以下の如く、他方の対物レンズとトラック方向の関係が、対物レンズの移動に応じて変化するようになる。

図１３は、前記２つの対物レンズがディスク径方向に移動したときの、各移動位置におけるトラック方向の角度を示すものである。

同図（ａ）において、２つの対物レンズのうち一方は、Ｏ−Ｙ線上を移動し（法線ずれ＝０）、他方は、Ｏ−Ｙ線から距離Ｚだけ離れた位置をＯ−Ｙ線に平行に移動する（法線ずれ＝Ｚ）。このとき、トラック方向の角度を同図（ａ）のθ２（トラック接線とＯＸ線に平行な線がなす角）とすると、対物レンズの変位量とトラック角度の間には、同図（ｂ）に示すような関係がある。なお、同図（ｂ）は、法線ずれを５ｍｍとしたときのものである。

図示の如く、対物レンズに法線ずれがない場合、対物レンズの移動位置に拘わらずトラック角θ２は常にゼロとなる。これに対し、対物レンズに法線ずれが生じると、図示の如く、対物レンズの移動に伴ってトラック角θ２が変化する。このようにトラック角θ２が変化すると、これとともに、光検出器上におけるトラックの方向も変化する。このため、トラック方向がセンサパターンの分割線に対し回転し、適正なプッシュプル信号を生成できないとの問題が生じる。

なお、同図において、トラック角θ２は、θ２＝θ１の関係を満たす。すなわち、トラック角は、θ１として表わすこともできる。

ところで、この種の光ピックアップ装置においては、図１４に示す如く、振り角αを与えた光学系に平板状のハーフミラーを挿入し、ハーフミラーの屈折作用により、レーザ光に非点収差を導入する構成が採られ得る。こうすると、光学系をコンパクトに収め、且つ、部品点数を削減することができる。

しかし、この場合、光学部品をレイアウトする関係から、振り角αを±４５°に設定できない場合がある。この場合、光検出器上におけるトラック方向は、非点収差によるビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならなくなる。このため、４分割センサを、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の両方が適正となる位置に配置できないとの問題が生じる。

すなわち、分割線がビームスポットの変形方向に対し４５°となるように４分割センサを配置すると、センサ上のトラック方向が分割線に対し傾いてしまう。逆に、分割線がトラック方向に沿うように４分割センサを配置すると、４分割センサの分割線がビームスポットの変形方向に対して４５°の方向とならなくなる。

さらに、上記の如く、対物レンズに法線ズレが生じると、法線ズレの方向ないし大きさによっては、非点収差によるビームスポットの変形方向とトラック方向の関係がさらに悪化する場合がある。この場合、センサパターンの分割線を非点収差の検出に適するよう調整すると、適正なプッシュプル信号が生成できず、トラッキング制御を円滑に行えないとの問題が生じる。
ＷＯ９７／４２６３１号公報

本発明は、上記の如く対物レンズに法線ズレが生じても、センサパターンの分割線方向とトラック方向の間のずれを最小限に抑制し得る光ピックアップ装置を提供することを課題とする。

本発明は、法線ズレＺの方向ないし大きさと、振り角αに適正値を設定するための手法を提供するものである。本発明の手法に従えば、センサパターンの分割線方向とトラック方向の間のずれを効果的に抑制することができる。

本発明の第１の局面に係る光ピックアップ装置は、半導体レーザと、前記半導体レーザから出射されたレーザ光をディスク上に収束させると共に当該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置された第１の対物レンズと、前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光すると共に直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器と、前記半導体レーザから出射された前記レーザ光を反射して前記第１の対物レンズ側へと導く共に前記ディスクから反射された前記レーザ光を透過して前記光検出器側へと導く平板状の光学部材を備えており、前記光学部材によって反射され前記第１の対物レンズ側へと導かれる前記レーザ光の光軸が、前記ディスクの前記径Ｌに直交し且つ前記ディスクの平面方向に平行な直線に対して、前記ディスクの平面方向に振り角αだけ傾斜するとき、この振り角αと前記距離Ｚを、前記光検出器上における前記ディスクのトラック方向が、前記光学部材による非点収差の導入方向に対して、略４５°の角度となるよう調整し、且つ、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方を、前記非点収差の導入方向に対して略４５°の角度となる直線に整合させたことを特徴とする。

本発明の第２の局面は、第１の局面に係る光ピックアップ装置において、前記ディスクの中心と前記第１の対物レンズのアクセス位置を結ぶ直線と前記径Ｌがなす角をトラック角θ１とし、前記第１の対物レンズが前記ディスクの最内周位置にあるときのトラック角θ１をθ１max、前記第１の対物レンズが前記ディスクの最外周位置にあるときのトラック角θ１をθ１minとしたとき、
α−（θ１max＋θ１min）／２＝±４５°
を満たすよう、前記振り角αと前記距離Ｚが設定されることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、第１または第２の局面に係る光ピックアップ装置において、前記第１の対物レンズとは異なる第２の対物レンズをさらに備え、該第２の対物レンズは、前記ディスクの前記径Ｌに沿う位置に配置されることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、第３の局面に係る光ピックアップ装置において、対物レンズを駆動するアクチュエータを有し、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズは、同一のアクチュエータ可動部に装着されていることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、第３または第４の局面に係る光ピックアップ装置において、前記第２の対物レンズにレーザ光を導き、且つ、ディスクによって反射された該レーザ光を受光するための光学系が、前記半導体レーザ、光検出器および光学部材を有する第１の光学系とは異なる第２の光学系として配されていることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、第５の局面に係る光ピックアップ装置において、前記第１の光学系と前記第２の光学系は、異なる波長のレーザ光をそれぞれ対応するディスクに導くことを特徴とする。

本発明によれば、対物レンズに法線ズレが生じても、センサパターンの分割線方向とトラック方向の間のずれを最小限に抑制し得る光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の意義ないし効果は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を具体化する際の一つの例示であって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、ＨＤＤＶＤとＤＶＤの互換型光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。

まず、図１に、光学系の基本構成を示す。なお、同図には、便宜上、スピンドルモータ２００が併せて示されている。この光学系は、ＨＤＤＶＤにレーザ光を照射するための光学系（ＨＤ用光学系）と、ＤＶＤにレーザ光を照射するための光学系（ＤＶＤ用光学系）に区分される。

ＨＤ用光学系は、ＨＤ用レーザ１１と、ＨＤ用ハーフミラー１２と、ＨＤ用立ち上げミラー１３と、ＨＤ用コリメータレンズ１４と、ＨＤ用対物レンズ１５と、ＨＤ用センサ１６から構成される。

ＨＤ用レーザ１１は、波長４００ｎｍ程度の青色波長のレーザ光を出射する。ＨＤ用ハーフミラー１２は、ＨＤ用レーザ１１から出射されたレーザ光の一部をＨＤ用立ち上げミラー１３側に反射し、且つ、ＨＤ用立ち上げミラー１３から入射されたレーザ光の一部を透過してＨＤ用センサ１６へと導く。

ここで、ＨＤ用ハーフミラー１２は、一定の厚みを有する平板状のガラス材から形成されており、平行な２つの平面のうち、ＨＤ用レーザ１１とＨＤ用立ち上げミラー１３に臨む側の平面に、ハーフミラー面が形成されている。ＨＤ用ハーフミラー１２は、ＨＤ用立ち上げミラー１３から入射されるレーザ光の光軸に対し、一定角度だけ、ディスク面に平行に傾斜するようにして配置されている。このため、ＨＤ用立ち上げミラー１３からのレーザ光のうち、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過するレーザ光には、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過する際の屈折作用によって非点収差が導入される。なお、本実施の形態では、非点収差法に基づいてＨＤＤＶＤ用のフォーカスエラー信号が生成される。

ＨＤ用立ち上げミラー１３は、ＨＤ用ハーフミラー１２によって反射されたレーザ光をＨＤ用コリメータレンズ１４の方向に反射する。ＨＤ用コリメータレンズ１４は、ＨＤ用立ち上げミラー１３によって反射されたレーザ光を平行光に変換する。ＨＤ用対物レンズ１５は、ＨＤ用コリメータレンズ１４からのレーザ光をディスク１００上に収束させる。

ＨＤ用センサ１６は、ＨＤ用ハーフミラー１２を透過したレーザ光（ディスク１００からの反射光）を受光する。このＨＤ用センサ１６には、非点収差法にてフォーカスエラー信号を生成し、且つ、１ビームプッシュプル法にてトラッキングエラー信号を生成できるよう、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターン（４分割センサ）が配されている。

また、ＤＶＤ用光学系は、ＤＶＤ用レーザ２１と、ＤＶＤ用回折格子２２と、ＤＶＤ用ハーフミラー２３と、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４と、ＤＶＤ用コリメータレンズ２５と、ＤＶＤ用対物レンズ２６と、ＤＶＤ用センサ２７から構成される。

ＤＶＤ用レーザ２１は、波長６５０ｎｍ程度の赤色波長のレーザ光を出射する。ＤＶＤ用回折格子２２は、ＤＶＤ用レーザ２１からのレーザ光を３ビームに分割する。ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、ＤＶＤ用回折格子２２から入射されるレーザ光の一部をＤＶＤ用立ち上げミラー２４側に反射し、且つ、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４から入射されたレーザ光の一部を透過してＤＶＤ用センサ２７へと導く。

ここで、ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、一定の厚みを有する平板状のガラス材から形成されており、平行な２つの平面のうち、ＤＶＤ用回折格子２２とＤＶＤ用立ち上げミラー２４に臨む側の平面に、ハーフミラー面が形成されている。ＤＶＤ用ハーフミラー２３は、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４から入射されるレーザ光の光軸に対し、一定角度だけ、ディスク面に平行に傾斜するようにして配置されている。このため、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４からのレーザ光のうち、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過してＤＶＤ用センサ２７に向かうレーザ光には、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過する際の屈折作用によって非点収差が導入される。なお、本実施の形態では、非点収差法に基づいてＤＶＤ用のフォーカスエラー信号が生成される。

ＤＶＤ用立ち上げミラー２４は、ＤＶＤ用ハーフミラー２３によって反射されたレーザ光をＤＶＤ用コリメータレンズ２５の方向に反射する。ＤＶＤ用コリメータレンズ２５は、ＤＶＤ用立ち上げミラー２４によって反射されたレーザ光を平行光に変換する。ＤＶＤ用対物レンズ２６は、ＤＶＤ用コリメータレンズ２５からのレーザ光をディスク１００上に収束させる。

ＤＶＤ用センサ２７は、ＤＶＤ用ハーフミラー２３を透過したレーザ光（ディスク１００からの反射光）を受光する。このＤＶＤ用センサ２７には、非点収差法にてフォーカスエラー信号を生成し、且つ、ディファレンシャルプッシュプル法にてトラッキングエラー信号を生成できるようなセンサパターンが配されている。すなわち、メインビームを受光するために、直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターン（４分割センサ）が配され、さらに、２つのサブビームを受光するために、２分割された２対のセンサパターンが配されている。

ＨＤ用対物レンズ１５とＤＶＤ用対物レンズ２６は、共通のアクチュエータ可動部３０に装着されている。ここで、これら２つの対物レンズは、互いに、一定の距離をおいて、ディスク径に直交する方向に並ぶよう、アクチュエータ可動部３０に装着されている。アクチュエータ可動部３０は、対物レンズアクチュエータ３１によって、トラッキング方向およびフォーカス方向に駆動される。したがって、対物レンズアクチュエータ３１を介してＨＤ用対物レンズ１５とＤＶＤ用対物レンズ２６の何れか一方にフォーカスサーボおよびトラッキングサーボを掛けると、制御対象の対物レンズに伴って他方の対物レンズも、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。なお、対物レンズアクチュエータ３１は、周知の構成を用いることができる。

図２は、対物レンズとディスクの関係を示す図である。上述の如く、本実施の形態では、上記２つの対物レンズのうち、ＤＶＤ用対物レンズ２６の方が、ディスク径（図中、一点鎖線Ｌ１で示す）上を移動するよう配置されている。したがって、ＨＤ用対物レンズ１５は、このディスク径Ｌ１から一定距離だけずれた直線（図中、一点鎖線Ｌ２で示す）上を移動する。

図３は、ＨＤ用センサ１６上におけるビームスポットの状態を示す図である。

同図（ａ）を参照して、ＨＤ用対物レンズ１５にフォーカスエラーが生じると、ＨＤセンサ１６上のビームスポットは、ＨＤ用ハーフミラー１２による非点収差作用によって、ディスク面に平行な方向と、これに垂直な方向に変形する。従って、ＨＤ用センサ１６に配された４分割センサの一つの分割線とディスク平面方向の間の角ψを、図示の如く、ψ＝４５°に設定すれば、非点収差法に基づくフォーカスエラー検出を適正に行うことができる。

同図（ｂ）を参照して、ＨＤセンサ１６上のビームスポットに投影されるトラックの方向とディスク平面方向の間の角φは、図２に示すトラック角θ１が最小（θ１min）となるとき、すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最外周位置にあるときに、最大となる。このときの角φをφmaxとすると、φmaxは次式で与えられる。
φmax＝α−θ１min …（１）

同様に、角φは、同図（ｃ）に示す如く、トラック角θ１が最大（θ１max）となるとき、すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最内周位置にあるときに、最小となる。このときの角φをφminとすると、φminは次式で与えられる。
φmin＝α−θ１max …（２）

このように、トラック方向とディスク平面方向の間の角φは、ＨＤ用対物レンズ１５がディスク最内周位置から最外周位置に移動するまでの間に、φmin≦φ≦φmaxの範囲で変化する。

トラッキングエラー信号（プッシュプル信号）を適正に生成するためには、トラック方向を４分割センサの一つの分割線方向に一致させれば良い。従って、同図（ａ）に示す如く、フォーカスエラー検出を適正に行うために、４分割センサの一つの分割線とディスク平面方向の間の角ψが、ψ＝４５°に設定される場合には、トラック方向とディスク平面方向の間の角φを、φ＝±４５°に設定することにより、トラッキングエラー信号（プッシュプル信号）を適正に生成することができる。

しかし、上記の如く、角φは、ＨＤ用対物レンズ１５の移動に伴って、φmin≦φ≦φmaxの範囲で変化する。このため、角φを、任意の対物レンズ位置において、φ＝±４５°に設定することはできない。

この場合、φmin＝±４５°とすると、ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置に移動した際に、４分割センサの分割線に対するトラック方向のズレ角が大きくなり、トラッキングサーボ特性が劣化する。逆に、φmax＝±４５°とすると、ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置に移動した際に、４分割センサの分割線に対するトラック方向のズレ角が大きくなり、トラッキングサーボ特性が劣化する。

これに対し、φminとφmaxの中間角φave、すなわち
φave＝α−（θ１max＋θ１min）／２ …（３）
を、ψ＝４５°に一致させれば、ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置または最外周位置に移動した際の４分割センサの分割線に対するトラック方向のズレ角は、上記の場合に比べて抑制される。従って、φave＝±４５°に設定することにより、トラッキングサーボ特性の劣化を抑制することができる。

以上のように、φave＝±４５°に設定することにより、非点収差法に基づくフォーカスエラー検出と、１ビームプッシュプル法に基づくトラッキングエラー検出を円滑に行うことができる。すなわち、図１に示す光学系は、以下の条件を満たす場合に適正なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を導くことができる。
φave＝α−（θ１max＋θ１min）／２＝±４５° …（４）

従って、上記式（４）を満たすように、振れ角αと、トラック角θ１max、θ１minを設定することにより、適正なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を導き出せる光学系とすることができる。ここで、トラック角θ１maxとθ１minは、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺの大きさをもって調整できる。従って、振れ角αと法線ズレ量Ｚが式（４）を満たすよう、ＨＤ用光学系の配置を調整すれば、適正なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を導き出すことができる。

以下、図１の光学系において、振れ角αと、トラック角θ１max、θ１min（法線ズレＺ）を設定する際の具体的構成例を示す。

本実施例は、上記図１の光学系において、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺが、Ｚ＝５ｍｍに固定されている場合に、振れ角αの適正値を求め、ＨＤ用光学系の配置を設定するものである。なお、本実施例では、図１に示す光学系と同様、ＨＤ用対物レンズ１５がＤＶＤ用対物レンズ２６の右側に配置されている。

ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺが５ｍｍの場合、図１３（ｂ）を参照して、トラック角θ１の最大値θ１maxと最小値θ１minは、それぞれ、最大値θ１max＝１３°、最小値θ１min＝５°となる。これらを上記式（４）に代入することにより、振れ角αは、α＝＋５４°、−３６°となる。

したがって、本実施例では、図２において、振れ角αが＋５４°または−３６°になるよう、ＨＤ用レーザ１１と、ハーフミラー１２と、ＨＤ用センサ１６が配置される。さらに、ＨＤ用センサ１６に配された４分割センサの一つの分割線とディスク平面方向の間の角ψが、ψ＝４５°になるよう、ＨＤ用センサ１６のセンサ面が調整される。

なお、光学系のコンパクト化等を図る上で、振れ角αを、−４５°≦α≦＋４５°の範囲に制限する場合、振れ角αは、−３６°に設定される。この場合、光学系は、図４に示すように構成される。

以下、振れ角αを−３６°としたときに生成されるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の検証例（シミュレーション）を示す。

まず、本検証例における設定条件（パラメータの設定値）について説明する。

図５（ａ）および（ｂ）に、本検証におけるディスク１００のパラメータ値と、ＨＤ用センサ１６のパラメータ値を示す。

図６（ａ−１）に、本検証におけるトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の生成回路を示す。この構成において、ディスクを回転させつつトラッキングサーボをオフとすると、図６（ａ−２）に示すプッシュプル信号が生成される。

図６（ｂ−１）に、本検証におけるフォーカスエラー信号（プッシュプル信号）の生成回路を示す。この構成において、ＨＤ用対物レンズ１５をフォーカス方向に変位させると、図６（ｂ−２）に示すフォーカスエラー信号が生成される。

図７（ａ）および(ｂ)に、本検証におけるＨＤ用光学系の各種パラメータを示す。本検証において、同図における各種パラメータは、それぞれ、図８に示す値に設定されている。

図９は、本検証において比較例とされるＨＤ用光学系と、そのシミュレーション結果を示す図である。この比較例では、振り角αが＋３５°に設定されている。比較例において、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺは、本実施例と同様、５ｍｍとされている。また、下段に示す検証結果は、４分割センサの分割線のうち、図６に示すＰＰ分割線を、図３（ａ）のψ＝４５°を基準位置として、同図のディスク平面方向に接近および離間する方向に回転させたときのフォーカスエラー信号の信号振幅（ＦＥ振幅）とトラッキングエラー信号（プッシュプル信号）の信号振幅（ＴＥ振幅）をシミュレーションしたものである。

図９下段の縦軸は、図６（ａ−２）、（ｂ−２）の信号振幅を標準化して表したものである。また、横軸は、図６に示すＰＰ分割線が、図３（ａ）のψ＝４５°の位置にあるときを基準位置（角度＝０°）とし、この基準位置から、ＰＰ分割線を、同図のディスク平面方向に接近させる方向に回転させたときを正、ディスク平面方向に接近させる方向に回転させたときを負として、ＰＰ分割線を回転させたときの回転角を表している。

なお、図９下段において、破線で示されるＴＥ振幅は、ＨＤ用対物レンズ１５のトラック角θ１が最小値θ１min＝５°であるとき（ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置にあるとき）のＴＥ振幅を示している。また、実線で示されるＴＥ振幅は、ＨＤ用対物レンズ１５のトラック角θ１が最大値θ１max＝１３°であるとき（ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置にあるとき）のＴＥ振幅を示している。

このシミュレーション結果から、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、フォーカスエラー信号が最良となるよう、ψ＝４５°の位置に設定すると、トラック角θ１が最大値θ１max＝１３°にあるときのＴＥ振幅（図中、Ｂ参照）が劣化することが分かる。すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置近傍にある場合に、トラッキングエラー信号が劣化することが分かる。

また、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、フォーカスエラー信号が最良となるよう、ψ＝４５°の位置に設定すると、トラック角θ１が最小値θ１min＝５°から最大値θ１max＝１３°に変化するに伴って、ＴＥ振幅が、同図のＡからＢの範囲で変動することが分かる。すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置から最内周位置の間を移動する際に、トラッキングエラー信号の振幅が、大きく変動することが分かる。このように、ＨＤ用対物レンズ１５の位置に応じてＴＥ振幅が大きく変動すると、安定したトラッキングサーボが阻害される。

図１０は、本実施例における検証結果を示す図である。本実施例では、上記の如く振り角αが−３６°に設定される。また、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺは、５ｍｍである。下段に示す検証結果の縦軸と横軸は、上記比較例にて説明したとおりである。

このシミュレーション結果から、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、フォーカスエラー信号が最良となるよう、ψ＝４５°の位置に設定すると、トラック角θ１が最大値θ１max＝１３°にあるときも、最小値θ１minにあるときも、一様に、ほぼ最良のＴＥ振幅が得られることが分かる。すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置から最外周位置までの何れの位置にあっても、最良のトラッキングエラー信号が得られることが分かる。

また、この場合、トラック角θ１が最小値θ１min＝５°から最大値θ１max＝１３°の範囲で変化しても、上記比較例のようにＴＥ振幅が大きく変化することはない。本実施例によれば、ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置から最内周位置の間を移動しても、振幅変動のないトラッキングエラー信号を生成することができる。よって、本実施例によれば、安定したトラッキングサーボを実現することができる。

このように、本実施例によれば、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に設定することにより、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方を共に劣化なく最良のものとすることができる。また、ＨＤ用対物レンズ１５の移動に伴ってトラック角θ１が変化しても、トラッキングエラー信号の振幅をほぼ変化なく最高振幅近傍に保持することができる。よって、本実施例によれば、安定したフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを実現することができる。

本実施例は、上記図１の光学系において、振れ角αが＋３５°に固定されている場合に、ＨＤ用対物レンズ１５の法線ズレＺの適正値を求め、ＨＤ用光学系の配置を設定するものである。なお、本実施例では、図１に示す光学系と異なり、ＨＤ用対物レンズ１５がＤＶＤ用対物レンズ２６の左側に配置されている。

ＨＤ用対物レンズ１５の振れ角αが＋３５°の場合、式（４）から、トラック角θ１の最大値θ１maxと最小値θ１minは、次の関係を満たす必要がある。
（θ１max＋θ１min）／２＝−１０°，＋８０° …（５）

ここで、（θ１max＋θ１min）／２＝＋８０°はあり得ないから、結局、最大値θ１maxと最小値θ１minの関係は、次のとおり規定される。
（θ１max＋θ１min）／２＝−１０° …（６）

図１３を参照して、θ＝Sin^-1（Ｚ/ｒ）（ｒ：ディスク中心からＨＤ用対物レンズの半径位置までの距離）であるから、ｒmin＝２１．９ｍｍに対応するθ１maxと、ｒmax＝５８．０ｍｍに対応するθ１minは、法線ずれＺ＝５．６ｍｍのとき、それぞれ、θ１min＝−１４．３°、θ１max＝−５．５°となる。このとき、
（θ１max＋θ１min）／２＝−９．９° …（７）
となり、上記式（６）の関係がほぼ満たされる。

したがって、本実施例では、ＨＤ用対物レンズ１５が、法線ズレＺ＝５．６ｍｍとなるよう、ＤＶＤ用対物レンズ２６の左側に配置される。この場合、光学系は、図４に示すように構成される。

図１２に、本実施例に従って光学系を構成としたときに生成されるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号の検証例（シミュレーション）を示す。なお、検証条件および図１２下段に示す検証結果の縦軸、横軸は、上記実施例１の検証例の場合と同様である。

図１２下段に示すシミュレーション結果から、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線を、フォーカスエラー信号が最良となるよう、ψ＝４５°の位置に設定すると、トラック角θ１が最大値θ１maxにあるときも、最小値θ１minにあるときも、一様に、ほぼ最良のＴＥ振幅が得られることが分かる。すなわち、ＨＤ用対物レンズ１５が最内周位置から最外周位置までの何れの位置にあっても、最良のトラッキングエラー信号が得られることが分かる。

また、この場合、トラック角θ１が最大値θ１max＝−５．５°から最小値θ１min＝−１４．３°の範囲で変化しても、上記実施例１における比較例のようにＴＥ振幅が大きく変化することはない。本実施例によれば、ＨＤ用対物レンズ１５が最外周位置から最内周位置の間を移動しても、振幅変動のないトラッキングエラー信号を生成することができる。よって、本実施例によれば、安定したトラッキングサーボを実現することができる。

このように、本実施例によれば、上記実施例１と同様、ＨＤ用センサ１６のＰＰ分割線をψ＝４５°の位置に設定することにより、フォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号の両方を共に劣化なく最良のものとすることができる。また、ＨＤ用対物レンズ１５の移動に伴ってトラック角θ１が変化しても、トラッキングエラー信号の振幅をほぼ変化なく最高振幅近傍に保持することができる。よって、本実施例によれば、上記実施例１と同様、安定したフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを実現することができる。

以上、本発明に係る実施の形態および実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、他にも、種々の変更が可能なものである。

たとえば、上記実施の形態では、ＨＤ用対物レンズの方に法線ずれが生じる場合を示したが、本発明は、ＤＶＤ用対物レンズの方に法線ずれが生じる場合にも同様に適用することができる。さらには、ＨＤ用対物レンズとＤＶＤ用対物レンズの両方に法線ずれが生じる場合にも、本発明を適用することができる。

また、上記実施の形態では、ＨＤ用ハーフミラー１２を用いるようにしたが、これに代えて、平板状の偏光ミラーを用いることもできる。この場合、偏光ミラーの２つの面のうち、ＨＤ用レーザ１１からのレーザ光が入射する方の面に偏光膜が形成される。また、偏光ミラーからＨＤ用対物レンズ１５までの光路中に、λ／４板が配される。

また、上記実施の形態では、光学系中にコリメータレンズが配されているが、レーザ光が対物レンズに有限系で入射する場合は、コリメータレンズを省略することができる。

この他、上記実施の形態では、ＨＤＤＶＤとＤＶＤの互換型ピックアップおよび光ディスク装置を例示したが、この他のディスクに対する互換型ピックアップおよび光ディスクにも同様に適用することができる。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施の形態に係る光ピックアップの光学系を示す図 実施の形態に係る対物レンズとディスクの関係を示す図 実施の形態に係るＨＤ用センサ上のビームスポットの状態を示す図 実施例１に係る光ピックアップの光学系を示す図 実施例１における検証条件を説明する図 実施例１における検証条件を説明する図 実施例１における検証条件を説明する図 実施例１における検証条件を説明する図 実施例１における比較例の検証結果を示す図 実施例１における検証結果を示す図 実施例２に係る光ピックアップの光学系を示す図 実施例２における検証結果を示す図 対物レンズに法線ズレが生じた場合の問題を説明する図 光ピックアップの光学系の構成例を示す図

符号の説明

１１ ＨＤ用レーザ
１２ ＨＤ用ハーフミラー
１４ ＨＤ用コリメータレンズ
１５ ＨＤ用対物レンズ
１６ ＨＤ用センサ
２１ ＤＶＤ用レーザ
２３ ＨＤ用ハーフミラー
２５ ＨＤ用コリメータレンズ
２６ ＨＤ用対物レンズ
２７ ＨＤ用センサ
３０ アクチュエータ可動部
３１ 対物レンズアクチュエータ

Claims (6)

1. 半導体レーザと、
   前記半導体レーザから出射されたレーザ光をディスク上に収束させると共に当該光ピックアップ装置の移動方向に平行な前記ディスクの径Ｌに対して前記ディスクの平面方向に距離Ｚだけ離間した位置に配置された第１の対物レンズと、
   前記ディスクから反射された前記レーザ光を受光すると共に直交する２つの分割線にて４つの領域に分割されたセンサパターンを有する光検出器と、
   前記半導体レーザから出射された前記レーザ光を反射して前記第１の対物レンズ側へと導く共に前記ディスクから反射された前記レーザ光を透過して前記光検出器側へと導く平板状の光学部材を備え；
   前記光学部材によって反射され前記第１の対物レンズ側へと導かれる前記レーザ光の光軸が、前記ディスクの前記径Ｌに直交し且つ前記ディスクの平面方向に平行な直線に対して、前記ディスクの平面方向に振り角αだけ傾斜するとき、この振り角αと前記距離Ｚを、前記光検出器上における前記ディスクのトラック方向が、前記光学部材による非点収差の導入方向に対して、略４５°の角度となるよう調整し、且つ、前記センサパターンの２つの分割線のうち一方を、前記非点収差の導入方向に対して略４５°の角度となる直線に整合させた、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１において、
   前記ディスクの中心と前記第１の対物レンズのアクセス位置を結ぶ直線と前記径Ｌがなす角をトラック角θ１とし、前記第１の対物レンズが前記ディスクの最内周位置にあるときのトラック角θ１をθ１max、前記第１の対物レンズが前記ディスクの最外周位置にあるときのトラック角θ１をθ１minとしたとき、
   α−（θ１max＋θ１min）／２＝±４５°
   を満たすよう、前記振り角αと前記距離Ｚが設定される、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１の対物レンズとは異なる第２の対物レンズをさらに備え、該第２の対物レンズは、前記ディスクの前記径Ｌに沿う位置に配置される、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項３において、
   対物レンズを駆動するアクチュエータを有し、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズは、同一のアクチュエータ可動部に装着されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 請求項３または４において、
   前記第２の対物レンズにレーザ光を導き、且つ、ディスクによって反射された該レーザ光を受光するための光学系が、前記半導体レーザ、光検出器および光学部材を有する第１の光学系とは異なる第２の光学系として配されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項５において、
   前記第１の光学系と前記第２の光学系は、異なる波長のレーザ光をそれぞれ対応するディスクに導く、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

Images