JP2007334948A - 光検出器の位置調整方法及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高Ｓ／Ｎの再生信号が得られるように構成された光検出器を備える光ピックアップ装置について、光検出器の位置調整を容易且つ正確に行う方法を提供する。
【解決手段】光ピックアップ装置に備えられる光検出器には、１つの領域のみから成って、その領域から得られる電気信号のみによって光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域１６が設けられている。光検出器の位置調整は、光記録媒体からの反射光が前記受光領域に形成する光スポットの光スポット径を拡大し、その後、光検出器をＸ方向とＹ方向とに移動させて、前記受光領域で検出される検出信号の出力変化を観測し、検出信号の出力の絶対値が最大となるように調整される。
【選択図】図５

Description

本発明は、光記録媒体に光ビームを照射して情報の読み取りや書き込みを可能とする光ピックアップ装置が備える光検出器の位置調整方法に関する。また、本発明は、光検出器の位置調整方法を応用して、光記録媒体からの反射光の光軸の光検出器に対するずれを補正することが可能な光ディスク装置に関する。

コンパクトディスク（以下、ＣＤという。）やデジタル多用途ディスク（以下、ＤＶＤという。）といった光記録媒体が普及している。また、最近では、光記録媒体の情報量を更に増やすために、光記録媒体の高密度化に関する研究が進められ、例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤという。）といった高密度化された光記録媒体も実用化されてきている。

このような光記録媒体の記録再生を行う光ディスク装置においては、光記録媒体に光ビームを照射して光記録媒体に情報を書き込んだり、光記録媒体から情報を読み取ったりする光ピックアップ装置が備えられる。例えば、光ピックアップ装置を用いて光記録媒体の情報の読み取りを行う場合、光源から出射された光ビームが、対物レンズにより光記録媒体の記録面に集光され、この光記録媒体で反射された反射光が光検出器に受光される。

この際、光記録媒体で反射された反射光が光検出器上に形成する光スポットの位置がずれていると、光検出器における光の検出が不正確となり、情報の読み取り品質が劣化するといった問題が発生する。このため、光ピックアップ装置において、光検出器の位置調整は非常に重要であり、光ピックアップ装置の組み立て工程で重要な位置を占める。

ところで、光ピックアップ装置が備える光検出器に形成される受光領域は、特許文献１にも示されるように、その目的や設計上の都合により、様々な形態が採用される。例えば、図９に示されるように、光検出器の受光面に、放射状に４つの領域Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒに分割された受光領域が形成され、これにより再生信号やサーボ信号の生成が可能とされることがある。

そして、光検出器に図９に示すような受光領域が形成される場合には、従来、Ｘ方向とＹ方向とに光検出器を移動させながら、各領域Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒで得られる信号値の演算を利用して、最適な位置を見つける方法が採用されている。すなわち、各領域で得られる信号をＳＯ、ＳＰ、ＳＱ、ＳＲとした場合に、例えば、以下の式（１）、式（２）を満たすように、Ｘ方向とＹ方向の位置調整を行うことにより、光検出器を最適な位置に配置することが行われる。
Ｘ方向；（ＳＯ＋ＳＰ）−（ＳＱ＋ＳＲ）＝０ （１）
Ｙ方向；（ＳＯ＋ＳＲ）−（ＳＰ＋ＳＱ）＝０ （２）

一方、光検出器上に、Ｘ方向とＹ方向との２方向の分割線で分割された受光領域が形成されない場合には、上述したような各領域で得られる信号値の演算を利用して光検出器の位置調整を行う方法が採用できず、光検出器の位置調整を行うのが困難となる場合がある。そのため、例えば、特許文献１に紹介されるように、光検出器上に位置調整のための受光領域を設ける方法が採用されるか、又は、位置調整のためにＸ方向とＹ方向との２方向の分割線が得られるように受光領域を分割して、各領域で得られる信号値の演算を利用し、光検出器の位置調整をＸ方向とＹ方向とに移動しながら調整する方法が採用される。
特開２００５−２７６３９１号公報

しかしながら、光記録媒体の情報の再生を行う場合、光検出器の再生信号を得る領域を複数の領域に分割し、多数の領域（すなわち多数の電流電圧変換アンプから）の信号を足し合わせる構成とすると、再生信号のＳ／Ｎが低下することがわかっている。このため、再生信号を得る受光領域は分割せず１つの領域とし、再生信号を１つの電流電圧変換アンプ（Ｉ／Ｖアンプ）から得ることが有効な手段であり、従来行われているように、例えば受光領域を放射状に４分割する構成等は好ましくない。

また、サーボ信号を得るための受光領域についても、例えば、位置調整のために受光領域を分割すると、この場合も信号のＳ／Ｎ低下に繋がり、更にはアンプが余分に必要となってコストアップに繋がるために、位置調整のために受光領域を分割するのは避けるのが好ましい。

また、再生信号を高Ｓ／Ｎとするために、再生信号を検出する領域を分割せず１つの受光領域とする場合、その受光領域は、対物レンズのレンズシフト等の影響を考慮して光記録媒体で反射された反射光の光スポットのサイズよりその面積を広くする必要がある。この点、特許文献１の構成において、受光領域の調整用に設けられる０次回折光の検出セグメントは光スポットのサイズと略同一の大きさとされており、これを再生信号の検出領域とすることはできず、特許文献１の構成では、再生信号を複数の受光領域の足し合わせで得る構成とするしかなく、再生信号の高Ｓ／Ｎを達成するとともに、光検出器の位置調整を正確且つ容易とすることはできない。

ただし、再生信号を高Ｓ／Ｎとするために、再生信号を検出する領域を分割せず１つの受光領域とし、且つ再生信号を受光する領域の面積を光記録媒体で反射された反射光の光スポットのサイズより広い設計とすると、光検出器を位置調整するためにＸ方向とＹ方向とに移動して調整する場合、光検出器の最適位置近傍では、Ｘ、Ｙ方向の少なくともいずれか１方向に多少位置ずれしていても、図１０に示すように位置ずれに対する出力信号値の変化が小さく、出力信号値を見ながら光検出器を最適位置に配置するのは難しい。このため、光検出器の調整が困難で作業負担が増大する場合があり問題となる。

以上の問題点を鑑みて、本発明の目的は、高Ｓ／Ｎの再生信号が得られるように構成された光検出器を備える光ピックアップ装置について、光検出器の位置調整を容易且つ正確に行う方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、高Ｓ／Ｎの再生信号が得られるように構成された光検出器を備える光ディスク装置について、前述の光検出器の位置調整を容易に行う方法を応用して、光記録媒体からの反射光の光軸の光検出器に対するずれを適宜調整することが可能な光ディスク装置提供することである。

上記目的を達成するために本発明は、光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を所定の位置へと導く光学系と、前記所定の位置に配置されて前記反射光を受光する光検出器と、を備える光ディスク装置において、前記光検出器には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、所定のタイミングで、前記受光領域に前記反射光が形成する光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段と、前記光学系中に配置され、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能であって、前記受光領域が前記光スポット径拡大手段によって拡大された光ビームを受光した際に検出する検出信号に基づいて、前記光軸の前記光検出器に対するずれを調整する光軸補正素子と、が設けられ、前記光スポット径拡大手段は、前記光学系中に配置されて収差の補正を行う液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴としている。

また、本発明は上記目的を達成するために、光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を光検出器へと導く光学系を備える光ピックアップ装置の前記光検出器を、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動しながらその位置調整を行う光検出器の位置調整方法において、前記光検出器上には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、前記反射光が前記受光領域に形成する光スポットの光スポット径を拡大し、その後、前記光検出器を前記Ｘ方向と前記Ｙ方向とに移動させて前記受光領域が検出する検出信号の出力変化を観測しながら、前記光検出器の前記Ｘ方向と前記Ｙ方向との最適位置を決定することを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光検出器の位置調整方法において、前記光スポット径の拡大は、前記光学系中に波面収差を補正するために配置される収差補正素子を用いて行うことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光検出器の位置調整方法において、前記収差補正素子は、液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光検出器の位置調整方法において、前記光スポット径の拡大は、前記光源から出射される光ビームを前記記録面に集光する対物レンズをフォーカス方向に移動することによって行うことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光検出器の位置調整方法において、前記光スポット径の拡大は、前記光検出器を前記光検出器の受光面と垂直な方向に移動することによって行うことを特徴としている。

また、本発明は上記目的を達成するために、光源と、該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を所定の位置へと導く光学系と、前記所定の位置に配置されて前記反射光を受光する光検出器と、を備える光ディスク装置において、前記光検出器には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、所定のタイミングで、前記受光領域に前記反射光が形成する光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段と、前記光学系中に配置され、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能であって、前記受光領域が前記光スポット径拡大手段によって拡大された光ビームを受光した際に検出する検出信号に基づいて、前記光軸の前記光検出器に対するずれを調整する光軸補正素子と、を設けたことを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記光スポット径拡大手段は、前記光学系中に配置されて収差の補正を行う収差補正素子であることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記収差補正素子は、液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴としている。

また、本発明は、上記構成の光ディスク装置において、前記光スポット径拡大手段は、前記光源からの光ビームを前記記録面に集光する対物レンズを少なくともフォーカス方向に移動可能とする対物レンズアクチュエータであることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、光ディスク装置は再生信号が複数の受光領域の足し合わせでなく、１つの受光領域のみの電気信号から得られる構成であるために、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られる。そして、再生信号を生成可能とする受光領域上に光記録媒体からの反射光が形成する光スポットの光スポット径が収差補正を行う液晶素子又はビームエキスパンダによって拡大可能に設けられているために、光軸補正素子によって反射光の光軸を動かすことによって、前述の再生信号を生成可能とする受光領域で得られる電気信号の信号値が大きく変化させることが可能となり、反射光の光軸の光検出器に対するずれを精度良く補正することが可能となる。このため、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られるように、再生信号の受光領域を分割しない構成とした光ディスク装置においても、容易に光検出器と光軸とのずれを所定のタイミングで調整することが可能な光ディスク装置を提供することが可能となる。

また、本発明の第２の構成によれば、高Ｓ／Ｎ再生が可能となるように、分割されることなく設けられた再生信号の生成を可能とする受光領域に形成される光スポットの光スポット径を拡大して、その光スポットから得られる電気信号の出力の大きさを観測しながら光検出器のＸ方向とＹ方向との位置調整を行う構成としているために、光検出器の移動によって電気信号の出力値について大きな変化を観測することが可能となり、これにより精度良く光検出器を最適位置に配置することが可能となる。すなわち、高Ｓ／Ｎ再生と光検出器の正確な調整との両方を実現可能となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の光検出器の位置調整方法において、収差補正素子を用いて収差を発生させることで光スポット径の拡大を容易に実現できる。このため、収差補正用の収差補正素子を有する光ピックアップ装置について、光検出器の位置調整用に別途部品を設ける必要がなく、光検出器の位置調整のために余分なコストアップを抑制可能となる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の光検出器の位置調整方法において、従来、収差補正素子として液晶素子やビームエキスパンダが用いられており、上述の光検出器の位置調整について実現が容易である。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第２の構成の光検出器の位置調整方法において、集光レンズを焦点位置からずらすことにより光スポット径の拡大は容易に実現可能である。また、光源から出射される光ビームを光記録媒体に集光する集光レンズ（対物レンズ）は、光ピックアップ装置においては、通常アクチュエータによってフォーカス方向に移動可能とされており、この操作は容易に実現できる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第２の構成の光検出器の位置調整方法において、光検出器を光検出器の受光面と垂直な方向に移動することにより光検出器の位置が焦点からずれるために、光スポット径の拡大が容易に可能となる。

また、本発明の第７の構成によれば、光ディスク装置は再生信号が複数の受光領域の足し合わせでなく、１つの受光領域のみの信号から得られる構成であるために、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られる。そして、再生信号を生成可能とする受光領域上に光記録媒体からの反射光が形成する光スポットの光スポット径が光スポット径拡大手段によって拡大可能に設けられているために、光軸補正素子によって反射光の光軸を動かすことによって、前述の再生信号を生成可能とする受光領域で得られる電気信号の信号値が大きく変化させることが可能となり、反射光の光軸の光検出器に対するずれを精度良く補正することが可能となる。このため、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られるように、再生信号の受光領域を分割しない構成とした光ディスク装置においても、容易に光検出器と光軸とのずれを所定のタイミングで調整することが可能な光ディスク装置を提供することが可能となる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第７の構成の光ディスク装置において、光スポット径拡大手段を収差補正素子としているために、収差補正素子をあらかじめ備える光ディスク装置においては、光スポット径拡大手段を別途用意する必要がない。

また、本発明の第９の構成によれば、上記第７の構成の光ディスク装置において、収差補正素子として液晶素子やビームエキスパンダは従来から広く使われており、その実現が容易となる。

また、本発明の第１０の構成によれば、上記第７の構成の光ディスク装置において、光スポット径拡大手段を、対物レンズをフォーカス方向に移動可能とする対物レンズアクチュエータとしているために、通常、光ディスク装置においてはフォーカス方向への移動を可能とする対物レンズアクチュエータが設けられているために、光スポット径拡大手段を別途用意する必要がない。

以下に本発明の内容を詳細に説明するが、ここで示す実施形態は一例であり、本発明はここに示す実施形態に限定されるものではない。

（光ピックアップ装置の構成例）
まず、本発明に係る光検出器の位置調整方法の説明を行う前に、本発明が適用される光ピックアップ装置の構成例について説明する。図１は、本発明の光検出器の位置調整方法が適用される光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。図１に示すように、光ピックアップ装置１は、光源２と、ビームスプリッタ３と、コリメートレンズ４と、ホログラム光学素子５と、収差補正素子６と、対物レンズ７と、光検出器８と、を備える。

半導体レーザで構成される光源２から出射される光ビームは、ビームスプリッタ２で反射され、コリメートレンズ４で平行光に変換される。コリメートレンズ４で平行光に変換された光ビームは、ホログラム光学素子５で回折されて回折光（０次光と±１次光）を生じ、その後、収差補正素子６によって波面収差の補正が行われ、対物レンズ７によって光記録媒体９の記録面９ａに集光される。

そして、光記録媒体９で反射された反射光は、対物レンズ７、収差補正素子６の順に透過する。なお、光記録媒体９で反射される反射光のうち、回折光はその光軸がずれているために対物レンズ７から全て外れるか、僅かに入射する程度であるために無視できる。収差補正素子６を透過した反射光は、ホログラム光学素子５で回折光（０次光と±１次光）を生じ、その後、コリメートレンズ４を透過後、ビームスプリッタ３を透過し、光検出器８へと集光される。

このような光ピックアップ装置１において、対物レンズ７と、収差補正素子６と、ホログラム光学素子５とは図示しない対物レンズホルダに搭載され、対物レンズアクチュエータ１０で、光軸方向と平行な方向であるフォーカス方向と、フォーカス方向と直交し、光記録媒体９の半径方向と平行なトラッキング方向（図１においては紙面方向）とに移動可能とされている。なお、対物レンズアクチュエータ１０の構成は、磁気回路とコイルとを用いて対物レンズホルダを駆動することにより対物レンズを移動可能とする公知の構成であるため、ここではその詳細な説明は省略する。

また、ホログラム光学素子５は、光記録媒体９で反射された反射光から回折光を生じることによって、光検出器８に形成される受光領域との関係で、フォーカス制御用のフォーカスエラー信号とトラッキング制御用のトラックエラー信号とを得られるようにする。本実施形態においては、フォーカスエラー信号をスポットサイズディテクション（ＳＳＤ）方式で、トラックエラー信号をコレクトファーフィールド（ＣＦＦ）方式で得られる構成となっている。ホログラム光学素子５と光検出器８に形成される受光領域との関係について、以下に詳細に説明する。

なお、フォーカスエラー信号は、対物レンズ７の焦点位置が記録面９ａ上に常に合うように制御するフォーカシング制御用の信号で、トラックエラー信号は、対物レンズ７の焦点位置が光記録媒体９に形成されるトラックに追従するように制御するトラッキング制御用の信号である。

図２は、ホログラム光学素子５の構成を説明するための図で、ホログラム光学素子５に入射する光ビームの光軸と略直交する２つの面のうち、回折パターンが形成された一方の面の構成を模式的に示した模式図である。

図２に示すように、ホログラム光学素子５は、ホログラム光学素子５に入射する光ビームの光束中心１９を通る第１分割線２０ａで、第１領域１１と第２領域１２との２つの領域に分割されている。そして、この第１領域１１と第２領域１２とは、更に、第１分割線２０ａと直交し、且つ光束中心１９を通る第２分割線２０ｂによって、それぞれ領域１１ａ、１１ｂと領域１２ａ、１２ｂとに分割されている。

第１領域１１と第２領域１２とでは、形成される回折パターンが異なっており、光記録媒体９で反射された反射光が、この領域１１、１２を通過する際の光ビームの回折のされ方が異なる。一方、第１領域１１と第２領域１２とを更に分割する第２分割線２０ｂによって分けられた領域１１ａと領域１１ｂ、及び領域１２ａと領域１２ｂとは、それぞれ回折のされ方は同じである。第２分割線２０ｂは、第１領域１１及び第２領域１２で回折された回折光が光検出器８で受光される際の光ビームのスポットを分割する機能を果たす。

図３は、ホログラム光学素子５を通過して生じる０次光１３及び１次光１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂと光検出器８との対応関係を模式的に示した図であり、図３（ａ）は、ホログラム光学素子５からの０次光１３及び１次光１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂが到達する光検出器８の受光面８ａ上の位置を示した図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）に対応させて、０次光１３及び１次光１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂが到達する受光面８ａ上に形成される受光領域１６、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂを示した平面図である。

反射光のうち、ホログラム光学素子５を回折されることなく透過する０次光１３は、５つの受光領域１６、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂの真ん中に配置される受光領域１６で受光される。この光受光領域１６で受光された光情報は、ＲＦ信号に変換され、光記録媒体９に記録される情報の再生信号として用いられる。そして、この再生信号を生成する受光領域１６は分割されておらず、図示しない１つのアンプとのみ接続される構成となっているために、従来多く見られる、複数のアンプから得られる信号の足し合わせにより再生信号を得る構成の光ピックアップ装置の場合に比べて、高Ｓ／Ｎの再生信号を得ることが可能となっている。

第１領域１１を通過する反射光は、回折されて＋１次光１４ａと−１次光１４ｂとを生じる。＋１次光１４ａは、受光面８ａの手前（図３（ａ）ではホログラム光学素子５と受光面８ａとの間）で焦点を結び、−１次光１４ｂは、受光面８ａの先（図３（ａ）では受光素子８の下側）で焦点を結ぶ。そして、＋１次光１４ａは受光領域１７ｂで、−１次光１４ｂは受光領域１８ａで受光される。

また、第２領域１２を通過する反射光は、回折されて＋１次光１５ａと−１次光１５ｂとを生じる。＋１次光１５ａは、受光面８ａの手前で焦点を結び、−１次光１５ｂは、受光面８ａの先で焦点を結ぶ。そして、＋１次光１５ａは受光領域１８ｂで、−１次光１５ｂは受光領域１７ａで受光される。

第２領域１２で生じる−１次光１５ｂを受光する受光領域１７ａと、第１領域１１で生じる＋１次光１４ａを受光する受光領域１７ｂと、はＳＳＤ方式によるフォーカスエラー信号の生成を可能とする受光領域で、それぞれ３つの領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＧ、Ｈ、Ｉに分割される。各領域Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｉについて、光情報から得られる電気信号をそれぞれ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤ、ＳＧ、ＳＨ、ＳＩとすると、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）は次式（３）の演算で得られる。
ＦＥＳ＝（ＳＢ＋ＳＨ＋ＳＤ）−（ＳＧ＋ＳＣ＋ＳＩ） （３）

一方、第１領域１１で生じる−１次光１４ｂを受光する受光領域１８ａと、第２領域１２で生じる＋１次光１５ａを受光する受光領域１８ｂとは、ＣＦＦ方式によるトラックエラー信号の生成を可能とする領域で、それぞれ２つの領域Ａ、Ｅ及びＦ、Ｊに分割される。各領域Ａ、Ｅ、Ｆ、Ｊにおいて、光情報から得られる電気信号をそれぞれ、ＳＡ、ＳＥ、ＳＦ、ＳＪとすると、トラックエラー信号（ＴＥＳ）は次式（４）の演算で得られる。
ＴＥＳ＝（ＳＡ＋ＳＥ）−（ＳＦ＋ＳＪ） （４）

（光検出器の位置調整方法）
以上のように構成される光ピックアップ装置１の光検出器８の位置調整方法について、以下説明する。なお、ここで言う位置調整は、光検出器８の最終的な位置調整である、光検出器８のＸ方向とＹ方向（いずれも図３（ｂ）参照）の位置調整であり、Ｘ方向とＹ方向は、光ピックアップ装置１の反射光の光軸２１（図１又は図３参照）と垂直な面内で互いに直交する２つの方向である。

本実施形態の光ピックアップ装置１の場合、光検出器８上に形成される受光領域１６、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂのうち、受光領域１６は、その領域が分割されることなく形成（上述したように高Ｓ／Ｎの再生信号を得るためである。）されており、その他の受光領域１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂについては、Ｘ方向の分割線で分割されて複数の領域となっているが、Ｙ方向の分割線によって形成される領域は存在しない。このため、従来行われるように信号値の演算を利用してＸ方向とＹ方向との両方の位置調整を行うことができず、従来は光検出器８の位置調整が困難であったが、本発明の位置調整方法を用いれば光検出器８の位置調整は正確且つ容易に行える。以下、光検出器８の位置調整方法について、３つの実施形態を例に挙げて説明する。

（第１実施形態の光検出器の位置調整方法）
第１実施形態の光検出器８の位置調整方法では、光ピックアップ装置１に備えられる収差補正素子６を用いるために、まず、収差補正素子６について説明しておく。本実施形態においては、収差補正素子６は液晶素子である。図４は、本実施形態の収差補正素子６の構成を説明するための図で、図４（ａ）は収差補正素子６の構成を示す概略断面図で、図４（ｂ）は収差補正素子６を図４（ａ）の上側から見た概略平面図である。

図４（ａ）に示すように、収差補正素子６は、液晶２２と、液晶２２を挟む２枚の透明電極２３ａ、２３ｂと、液晶２２と透明電極２３ａ、２３ｂで形成される部分２４を挟む２枚のガラス板２５と、を備えている。また、図４（ｂ）に示すように、収差補正素子６を構成する透明電極２３ａは同心円状の複数の領域に分割されている。一方、透明電極２３ａに対向する透明電極２３ｂは分割されることなく、全体で一つの共通電極となっている。

なお、透明電極２３ｂも透明電極２３ａと同一の同心円状の複数の領域としても構わない。また、透明電極２７ａを分割して形成される領域の数（本実施形態では、６つとしている）は、本実施形態の構成に限らず、必要に応じて自由に変更されるものである。

このように構成される収差補正素子６の透明電極２３ａ、２３ｂに駆動電圧を印加した場合、液晶２２がその配向方向を変化して屈折率の変化を生じ、収差補正素子６を通過する光ビームは、収差補正素子６に印加される駆動電圧に応じて位相差を生じる。そして、収差補正素子６の透明電極２３ａは、上述のように複数に分割された構成となっているために、各領域に印加する電圧を調整することで、収差補正素子６を通過する光ビームに対して所望の位相差を発生し、球面収差の補正を適切に行うことが可能となる。なお、透明電極２３ａ、２３ｂは、配線２６によって収差補正素子駆動回路（図示せず）と電気的に接続されており、印加される駆動電圧がコントロールされる。

収差補正素子６は、上述のように球面収差を補正するために光ピックアップ装置１に備えられているが、この収差補正素子６を用いて光検出器８の位置調整を容易に行うことが可能となる。この点について、以下説明する。

収差補正素子６を光検出器８の位置調整に使用する場合には、収差補正素子６の各領域に印加する電圧を調整して、球面収差を補正する設定にするのではなく、逆に球面収差が大きくなる設定として用いる。そして、収差補正素子６の設定を球面収差が大きくなる設定とした場合、光検出器８の受光領域１６（図３（ｂ）参照）に形成される光スポットの光スポット径は、球面収差の影響で拡大する。

光スポット径が或る程度大きくなると、光検出器８の位置によって受光領域１６で得られる信号の出力値が大きく変動するようになる。図５は、この様子をグラフで示したもので、光検出器８の最適位置からのずれ量（Ｘ方向又はＹ方向）と受光領域１６で得られる信号出力値との関係を示したグラフである。また、図５において、グラフの下に示した図は、グラフ上の各ポイントにおける受光領域１６と光スポットの関係を示した図で、（ａ）は光検出器８が最適位置に配置されている状態で、（ｂ）、（ｃ）は光検出器８がＸ方向にずれた状態である。

図５に示すように、光検出器８が最適位置に配置されている場合には、受光領域１６から得られる信号の出力値が最大となり（（ａ）の状態）、最適位置よりずれた場合には信号の出力値が小さくなる（（ｂ）、（ｃ）の状態）。従って、光検出器８をＸ方向とＹ方向とに動かしながら、受光領域１６で得られる信号の出力値が最大となる位置（正確には、検出信号の出力がマイナスとなることもあるので、出力値の絶対値が最大となる位置）を探し出すことにより光検出器８の位置を最適位置に合わせることが可能となる。

なお、受光領域１６に形成される光スポットを拡大する量としては、光スポット径の一部が受光領域１６からはみ出すぐらいに拡大するのが好ましい。これにより、光検出器８の最適位置からのずれに対して受光領域１６で得られる信号の出力値が大きく変化し、光検出器８の位置調整の精度を向上させることができる。また、光スポットは、中心側においてエネルギーが高くなるようなエネルギー分布を有するために、光スポット径が拡大し、受光領域１６が光スポット内に入ってしまうような場合でも光検出器８の位置ずれは、或る程度明確に検出できるために、光スポット径を拡大する上限については特に限定されない。

また、以上では収差補正素子６が液晶素子である場合について説明したが、これに限定される趣旨ではなく、例えば、収差補正素子６が、２枚のレンズの距離を変動させることにより球面収差の補正を可能とするビームエキスパンダであっても構わない。そして、収差補正素子６がビームエキスパンダの場合にも、２枚のレンズの距離を変動して球面収差を大きくして受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径を拡大することによって、上述の収差補正素子６が液晶素子の場合と同様に光検出器８の位置調整を行うこととなる。

（第２実施形態の光検出器の位置調整方法）
第２実施形態の場合も、第１実施形態の場合と同様に、受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径を拡大して、光検出器８をＸ方向とＹ方向とに移動させながら、受光領域１６で得られる信号の出力値が最大となる位置を探索し、その位置を光検出器８の最適位置として決定するという手法を採用する。このため、この点の説明は省略する。ただし、受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径を拡大する方法が異なる。

すなわち、第１実施形態においては、光スポット径の拡大方式として、収差補正素子６で収差を与えて光スポット径を拡大する方式としたが、本実施形態においては、対物レンズ７（図１参照）をフォーカス方向（図１参照）に移動させることによって行う。対物レンズ７を焦点位置からずらすと、光検出器８の受光領域１６に形成される光スポットは焦点がぼけるために、光スポット径が拡大する。

この対物レンズ７の移動は、手動で行っても構わないが、上述したように対物レンズ７は対物レンズアクチュエータ１０（図１参照）に搭載されており、対物レンズアクチュエータ１０は、対物レンズ７をフォーカス方向に移動可能であるために、対物レンズアクチュエータ１０を用いて対物レンズ７の位置の移動を行えば、光検出器８の位置調整をより容易に行うことができる。

なお、本実施形態においては、対物レンズ７を移動する構成としたが、例えば光ピックアップ装置１が光検出器８の前に集光レンズを配置するような構成の場合には、この集光レンズを動かして、光検出器８に形成される光スポットの光スポット径を拡大する構成としても構わない。また、本実施形態の方法は、光ピックアップ装置の光学系中に収差補正素子６が配置されないような場合に有効である。

（第３実施形態の光検出器の位置調整方法）
第３実施形態の場合も、第１及び第２実施形態の場合と同様に、受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径を拡大して、光検出器８をＸ方向とＹ方向とに移動させながら、受光領域１６で得られる信号の出力値が最大となる位置を探索し、その位置を光検出器８のＸ方向とＹ方向の最適位置として決定するという手法を採用する。このため、この点の説明は省略する。ただし、受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径を拡大する方法が異なる。

すなわち、第３実施形態の場合は、光検出器８を光ピックアップ装置１の反射光の光軸２１方向（光検出器８の受光面８ａと垂直な方向）に移動することで、光記録媒体９で反射された反射光が受光領域１６に形成する光スポットを焦点位置からずらした位置に形成することで、光スポット径の拡大を行う。この場合には、光検出器８を光軸方向に自動で動かすアクチュエータが光ピックアップ装置１中には存在しないために、光検出器８を光軸２１方向に移動するための器具を別途準備する必要がある。なお、この第３実施形態の場合は、光検出器８のＸ方向とＹ方向との位置調整終了後に、光検出器８の光軸方向の位置を元の位置に戻す必要がある。

（光ディスク装置の構成例）
次に、以上に説明した光検出器８の位置調整方法を応用した本発明の光ディスク装置について説明する。図６は、本実施形態に係る光ディスク装置３０の構成を示すブロック図である。光ディスク装置３０は、光記録媒体９の情報の再生、及び光記録媒体９への情報の記録を行うことができる。３１は、スピンドルモータであり、光記録媒体９は、このスピンドルモータ３１の上部に設けられるチャック部（図示せず）に着脱可能に保持される。そして、光記録媒体９の情報の記録再生を行う際に、スピンドルモータ３１は光記録媒体９を連続回転する。スピンドルモータ３１の回転制御は、スピンドルモータ制御部３２によって行われる。

３３は、光ピックアップ装置で、図７に、光ピックアップ装置３３の光学系の構成の概略図を示す。この光ピックアップ装置３３の構成は、上述した光ピックアップ装置１と基本的に同様であるために、重複する部分には同一の符号を付してその説明を省略する。光ピックアップ装置３３が光ピックアップ装置１と異なる点は、ビームスプリッタ３と光検出器８との間に光軸補正素子４２を備える点である。

光軸補正素子４２は、光記録媒体９からの反射光の光軸２１が光検出器８に対して位置ずれを生じている場合に、光軸２１の位置ずれを修正できるように設けられた素子であり、光軸２１と直交する２つの面のうち一方の面には回折パターンが形成されている。また、光軸補正素子４２は、光軸２１と直交する面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向に移動可能であって、その位置の調整が可能となっている。この光軸補正素子４２の位置調整の制御は、光軸補正素子制御部３７（図１参照）によって行われる。光軸補正素子４２を用いた光記録媒体９からの反射光の光軸２１の光検出器８に対する位置ずれの補正については後述する。

図１に戻って、光ディスク装置３０には信号処理部３８が設けられており、この信号処理部３８は、光検出器８で変換された電気信号に基づいて、ＲＦ信号、トラックエラー信号（ＴＥ信号）、フォーカスエラー信号（ＦＥ信号）を生成する。ＲＦ信号はデータ復調部４０でデータに復調され、図示しないインターフェースを介してパソコン等の外部機器に出力される。

アクチュエータ制御部３５は、ＴＥ信号及びＦＥ信号を受信し、これらの信号に基づいて、対物レンズ７を移動可能とする対物レンズアクチュエータ１０に駆動信号を供給する。駆動信号が供給された対物レンズアクチュエータ１０は、信号に基づいて各部を作動させて、対物レンズ７をフォーカス方向に移動して、光記録媒体１７の記録面にフォーカスを追従させるフォーカス制御や対物レンズ７を光記録媒体９の半径方向と平行な方向に移動して光ビームのスポット位置を光記録媒体９に形成されるトラック位置に追従させるトラッキング制御を行う。

収差補正素子制御部３６は、収差補正素子６の駆動を制御する。また、本実施形態においては、収差補正素子制御部３６は、収差補正素子６を、光検出器８上に設けられる受光領域１６（図３（ｂ）参照）に形成される光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段として機能させる役割も果たす。

その他、レーザ制御部３４は、光ピックアップ装置３３に備えられる半導体レーザから成る光源２のレーザ出力を制御する。また、全体制御部３９は、スピンドルモータ制御部３２、レーザ制御部３４、アクチュエータ制御部３５、収差補正素子制御部３６、光軸補正素子制御部３７、信号処理部３８、及びデータ復調部４０等を制御して、装置全体のコントロールを行う。

次に、光ディスク装置３０において、光記録媒体９からの反射光の光軸２１の光検出器８に対する位置ずれを補正する方法について、図８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

ユーザによって、光ディスク装置３０に備えられる光軸補正ボタン（図６の入力部４１が相当）が押されると全体制御部３９によって光軸補正命令が出される（ステップＳ１）。そして、この光軸補正命令が出されると、収差補正素子制御部３７は、液晶素子で形成される収差補正素子６を駆動する駆動電圧を制御して、所定の球面収差を発生させる。これによって、光検出器８の受光領域１６に形成される光スポットの光スポット径が、所定の大きさに拡大される（ステップＳ２）。

そして、受光領域１６で受光される光スポットの光スポット径が所定の大きさに拡大されることにより、光スポットが受光領域１６に対して移動すると、図５にグラフで示した場合と同様に、受光領域１６で検出される信号値の大きさが大きく変化するようになり、光軸補正素子４２を移動させて光スポットの位置を動かしながら、光軸２１を光検出器８に対して適切な位置に合わせることが可能となる。

光スポット径が所定の大きさに拡大されると、次に光軸補正素子４２がＸ方向のプラス方向とマイナス方向（プラス方向及びマイナス方向の基準は、補正を開始する前の元の位置としている。以下についても同じ。）に所定の間隔で移動される（ステップＳ３）。なお、Ｘ方向の各移動について、受光領域１６で得られる出力信号の大きさが検出されて、記憶手段（図示しない）に記憶される。そして、Ｘ方向に移動したときに出力信号が最大となった位置に光軸補正素子４２のＸ方向の位置が調整される（ステップＳ４）。

次に、今度は光軸補正素子４２がＹ方向のプラス方向とマイナス方向に所定の間隔で移動される（ステップＳ５）。この場合においても、Ｙ方向の各移動について、受光領域１６で得られる出力信号の大きさが検出されて、記憶手段（図示しない）に記憶される。そして、Ｙ方向に移動したときに出力信号が最大となった位置に光軸補正素子４２のＹ方向の位置が調整される（ステップＳ６）。これにより、光軸２１を光検出器８に対して適切な位置に合わすことが可能となる。

なお、光軸２１を光検出器８に対して適切な位置とする場合のフローは、本実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で変更可能であるのはもちろんである。すなわち、例えば、本実施形態においては、光軸補正命令が出されるタイミングについて、ユーザからの命令による構成としているが、これに限らず、例えば、光ディスク装置３０を起動する毎としても構わないし、また、所定の時間毎としても構わない。更には、温度変化と関連づけて補正命令を出すようにしても構わない。

また、本実施形態の光ディスク装置３０では、収差補正素子６を液晶素子としているが、ビームエキスパンダとしても構わない。

また、本実施形態においては、受光領域１６に形成される光スポットを拡大する手段として収差補正素子６を用いているが、これに限らず、対物レンズアクチュエータ１０を用いて対物レンズ７をフォーカス方向に移動させて光スポットの光スポット径を拡大する構成等としても構わないし、光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段を別途別部材として設ける構成等としても、もちろん構わない。

本発明によれば、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られるように、再生信号を生成可能とする受光領域を分割することなく１つの領域とした構成の光検出器を備える光ピックアップ装置について、光検出器の位置調整を精度良く行うことが可能であり、光ピックアップ装置の組み立て工程で有用である。

また、本発明の光ディスク装置は、光記録媒体からの反射光の光軸が、光検出器に対して位置ずれを起こしても適宜補正できるため、再生信号の品質を維持することが可能となり、有用である。

は、本発明の光検出器の位置調整方法が適用される光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置が備えるホログラム光学素子の構成を説明するための図で、回折パターンが形成された面の構成を模式的に示した模式図である。 は、ホログラム光学素子を通過して生じる０次光及び１次光と受光素子との対応関係を示した説明図である。 は、本実施形態の光ピックアップ装置が備える収差補正素子の構成を説明するための説明図である。 は、光検出器の最適位置からのずれ量と特定の受光領域で得られる信号出力値との関係を示したグラフである。 は、本実施形態の光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 は、本実施形態の光ディスク装置が備える光ピックアップ装置の光学系の構成を示す概略図である。 は、本実施形態の光ディスク装置において、光記録媒体からの反射光の光軸の光検出器に対する位置ずれを補正する方法を示すフローチャートである。 は、従来の光ピックアップ装置が備える光検出器の構成例を示す平面図である。 は、高Ｓ／Ｎの再生信号を得られるように光検出器を構成した場合における光検出器の位置調整に関する問題点を説明する説明図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ
２ 光源
６ 収差補正素子（光スポット径拡大手段）
７ 対物レンズ
８ 光検出器
８ａ 受光面
９ 光記録媒体
９ａ 記録面
１０ 対物レンズアクチュエータ（光スポット径拡大手段）
１６ 受光領域
２１ 光軸（反射光の光軸）
３０ 光ディスク装置
４２ 光軸補正素子

Claims (10)

1. 光源と、
   該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を所定の位置へと導く光学系と、
   前記所定の位置に配置されて前記反射光を受光する光検出器と、
   を備える光ディスク装置において、
   前記光検出器には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、
   所定のタイミングで、前記受光領域に前記反射光が形成する光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段と、
   前記光学系中に配置され、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能であって、前記受光領域が前記光スポット径拡大手段によって拡大された光ビームを受光した際に検出する検出信号に基づいて、前記光軸の前記光検出器に対するずれを調整する光軸補正素子と、が設けられ、
   前記光スポット径拡大手段は、前記光学系中に配置されて収差の補正を行う液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴とする光ディスク装置。
2. 光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を光検出器へと導く光学系を備える光ピックアップ装置の前記光検出器を、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動しながらその位置調整を行う光検出器の位置調整方法において、
   前記光検出器上には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、
   前記反射光が前記受光領域に形成する光スポットの光スポット径を拡大し、その後、前記光検出器を前記Ｘ方向と前記Ｙ方向とに移動させて前記受光領域が検出する検出信号の出力変化を観測しながら、前記光検出器の前記Ｘ方向と前記Ｙ方向との最適位置を決定することを特徴とする光検出器の位置調整方法。
3. 前記光スポット径の拡大は、前記光学系中に波面収差を補正するために配置される収差補正素子を用いて行うことを特徴とする請求項２に記載の光検出器の位置調整方法。
4. 前記収差補正素子は、液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴とする請求項３に記載の光検出器の位置調整方法。
5. 前記光スポット径の拡大は、前記光源から出射される光ビームを前記記録面に集光する対物レンズをフォーカス方向に移動することによって行うことを特徴とする請求項２に記載の光検出器の位置調整方法。
6. 前記光スポット径の拡大は、前記光検出器を前記光検出器の受光面と垂直な方向に移動することによって行うことを特徴とする請求項２に記載の光検出器の位置調整方法。
7. 光源と、
   該光源から出射される光ビームを光記録媒体の記録面に集光し、前記記録面で反射される反射光を所定の位置へと導く光学系と、
   前記所定の位置に配置されて前記反射光を受光する光検出器と、
   を備える光ディスク装置において、
   前記光検出器には、１つの領域からなって、その領域から得られる電気信号のみによって前記光記録媒体の情報を再生する再生信号を生成可能とする受光領域が形成されており、
   所定のタイミングで、前記受光領域に前記反射光が形成する光スポットの光スポット径を拡大する光スポット径拡大手段と、
   前記光学系中に配置され、前記反射光の光軸と垂直な面内で互いに直交するＸ方向とＹ方向とに移動可能であって、前記受光領域が前記光スポット径拡大手段によって拡大された光ビームを受光した際に検出する検出信号に基づいて、前記光軸の前記光検出器に対するずれを調整する光軸補正素子と、を設けたことを特徴とする光ディスク装置。
8. 前記光スポット径拡大手段は、前記光学系中に配置されて収差の補正を行う収差補正素子であることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。
9. 前記収差補正素子は、液晶素子又はビームエキスパンダであることを特徴とする請求項８に記載の光ディスク装置。
10. 前記光スポット径拡大手段は、前記光源からの光ビームを前記記録面に集光する対物レンズを少なくともフォーカス方向に移動可能とする対物レンズアクチュエータであることを特徴とする請求項７に記載の光ディスク装置。

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