JP2008217885A

JP2008217885A - 光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整方法およびその装置

Info

Publication number: JP2008217885A
Application number: JP2007052723A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kutsukake; 浩沓掛
Original assignee: Hioki EE Corp
Current assignee: Hioki EE Corp
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】光ピックアップのＲＦ信号が最大となるフォーカス条件でフォーカス調整（対物レンズに対する光軸方向での受光素子基板の位置調整）が行えるようにする。
【解決手段】対物レンズ１１のフォーカスアクチュエータ１２に所定のフォーカスバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加回路２１と、正弦波の外乱信号を発生させてフォーカスバイアス電圧に重畳する外乱信号発生回路２２と、受光素子基板１５より出力されるＲＦ信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するピーク・トゥ・ピーク値検出回路２３と、その出力信号を外乱信号で同期検波して外乱成分を抽出する外乱成分抽出回路２４とを備え、外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、対物レンズ１１に対する受光素子基板１５の光軸方向の位置を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整方法およびその装置に関するもので、さらに詳しく言えば、光ピックアップの組み立て後において対物レンズに対する受光素子基板の位置を調整する技術に関する。

光ピックアップは、レーザー光源，そのレーザー光源をハーフミラーを介して光ディスクに向けて照射する対物レンズ，光ディスクからの反射光を対物レンズおよびハーフミラーを介して受光する受光素子基板および対物レンズを駆動するフォーカスアクチュエータなどを基本的な構成部品として備え、その組み立て後に各種の調整が行われる。

その調整項目のひとつとして、対物レンズに対する光軸方向での受光素子基板の位置調整がある。従来、この位置調整には例えば特許文献１に記載されているジッター特性評価方法が適用され、その一例を図５および図６により説明する。

この位置調整時には、フォーカスサーボ制御系をオフとして、図示しないバイアス電圧印加回路から所定のフォーカスバイアス電圧Ｖａを出力させ、このフォーカスバイアス電圧Ｖａに外乱信号発生回路６から正弦波の外乱信号を重畳させてフォーカスアクチュエータ１に印加する。

これにより、光学系２に含まれている図示しない対物レンズがフォーカスバイアス電圧Ｖａに対応する位置を基準として外乱信号の振幅に応じて光軸方向に振動した状態で、光ディスクＤからの反射光が光学系２に含まれている図示しないフォトダイオードなどからなる受光素子基板にて検出され、情報再生信号（ＲＦ信号）として出力される。

この情報再生信号がジッターメータ３に入力されるが、情報再生信号は外乱信号により変動しているため、それに追随してジッターメータ３から出力されるジッター値も変動する。

そこで、次段の外乱成分抽出回路（同期検波回路）４にて、ジッターメータ３の出力信号から外乱信号と同じ周波数成分を含む信号を抽出（検波）して、フォーカス特性検出回路５に与える。

フォーカス特性検出回路５では、図６（ａ）に示すように、外乱信号の一方のピークでのジッター量ａと他方のピークでのジッター量ｂとを検出し、図６（ｂ）に示すように、ジッター量が最小（ａ＝ｂ）となるようなフォーカスバイアス電圧Ｖｂをフォーカス調整信号として出力する。

上記受光素子基板の位置調整工程では、上記フォーカス調整信号がゼロになるように、対物レンズに対する光軸方向での受光素子基板の位置を調整する。これにより、外乱に対するジッター値のフォーカス特性が最良となる。

特開２００３−９９９６０号公報

しかしながら、光ピックアップの出力信号（ＲＦ信号）が最大となるフォーカス条件と、ジッター値が最良になるフォーカス条件とが異なる場合があるため、ＲＦ信号が最大となるフォーカス条件でフォーカス調整を行いたい場合には、上記従来技術では対応することができない。

したがって、本発明の課題は、光ピックアップのＲＦ信号が最大となるフォーカス条件でフォーカス調整（対物レンズに対する光軸方向での受光素子基板の位置調整）が行えるようにすることにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光源からの光を光ディスクに向けて照射する対物レンズと、上記光ディスクからの反射光を上記対物レンズを介して受光する受光素子基板と、上記対物レンズを上記光ディスクに対して接近離反する方向に駆動するフォーカスアクチュエータとを含む光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整方法において、上記フォーカスアクチュエータに所定のフォーカスバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加回路と、ゼロ点を中心として正負方向に同振幅で振れる所定周波数の外乱信号を発生させて上記フォーカスバイアス電圧に重畳する外乱信号発生回路と、上記受光素子基板より出力される情報再生信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するピーク・トゥ・ピーク値検出回路と、上記ピーク・トゥ・ピーク値検出回路の出力信号を上記外乱信号で同期検波して外乱成分を抽出する外乱成分抽出回路とを備え、上記外乱成分抽出回路により抽出された外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整することを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、光源からの光を光ディスクに向けて照射する対物レンズと、上記光ディスクからの反射光を上記対物レンズを介して受光する受光素子基板と、上記対物レンズを上記光ディスクに対して接近離反する方向に駆動するフォーカスアクチュエータとを含む光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整装置において、上記フォーカスアクチュエータに所定のフォーカスバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加回路と、ゼロ点を中心として正負方向に同振幅で振れる所定周波数の外乱信号を発生させて上記フォーカスバイアス電圧に重畳する外乱信号発生回路と、上記受光素子基板より出力される情報再生信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するピーク・トゥ・ピーク値検出回路と、上記ピーク・トゥ・ピーク値検出回路の出力信号を上記外乱信号で同期検波して外乱成分を抽出する外乱成分抽出回路と、上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整する基板位置調整手段と、少なくとも上記基板位置調整手段を制御する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記外乱成分抽出回路により抽出された外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、上記基板位置調整手段を介して上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整することを特徴としている。

本発明によれば、受光素子基板より出力される情報再生信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するとともに、そのピーク・トゥ・ピーク出力を外乱信号で検波して外乱成分を抽出し、その外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、対物レンズに対する受光素子基板の光軸方向の位置を調整することにより、光ピックアップの情報再生信号（出力信号；ＲＦ信号）が最大となるフォーカス条件でフォーカス調整を行うことができる。

次に、図１ないし図４により、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整装置の構成を示す模式図、図２は図１の（ａ）〜（ｅ）の部分に現れる信号波形を示す波形図、図３ａ，図３ｂはフォーカス調整が完全でないときの図１の（ｄ）（ｅ）に現れる信号波形を示す波形図、図４は情報再生信号（ＲＦ信号）と外乱信号との関係を示すチャートである。

図１を参照して、まず、光ピックアップ１０の構成を概略的に説明する。光ピックアップ１０は、基本的な構成として、スピンドルモータＭにて回転駆動される光ディスクＭの情報記録面に対して光軸をほぼ垂直として配置される対物レンズ１１と、レーザー光源１３と、受光素子基板１５とを備えている。

対物レンズ１１は、フォーカスアクチュエータ１２により光軸方向に駆動される。なお、トラッキングアクチュエータは図示を省略している。レーザー光源１３から出射された光は、ハーフミラー１４および対物レンズ１１を通りレーザービームとして光ディスクＭの情報記録面に照射される。

受光素子基板１５は、対物レンズ１１の光軸上に配置され、光ディスクＭの情報記録面からの反射光を対物レンズ１１およびハーフミラー１４を介して受光する。受光素子基板１５には、例えば４分割方式のフォトダイオードアレイ基板が用いられる。

光ピックアップ１０の組立後に各種の調整が行われる。受光素子基板１５については、光軸と直交するＸ−Ｙ方向の調整と、光軸に沿ったＺ軸方向の調整とが行われるが、本発明の受光素子基板の位置調整装置２０はＺ軸方向の調整に適用される。

本発明の受光素子基板の位置調整装置２０は、フォーカスアクチュエータ１２を駆動するため、バイアス電圧印加回路２１と外乱信号発生回路２２とを備えている。なお、この位置調整は、フォーカスサーボ制御系をオフとした状態で行われる。

また、受光素子基板１５は、基板位置調整手段２６によりそのＺ軸方向の位置が調整される。この例において、基板位置調整手段２６は、受光素子基板１５を支持する治具２６１と、治具２６１をＺ軸方向に微動させる送りねじ軸を有するステッピングモータ２６２とから構成されている。

バイアス電圧印加回路２１は、所定のフォーカスバイアス電圧（直流電圧）を出力する。外乱信号発生回路２２は、図２（ａ）に示すようなゼロ点を中心として正負方向に同振幅で振れる所定周波数の外乱信号（正弦波）を出力する。以下、図２（ａ）の（ａ）を採って外乱信号（ａ）とする。

フォーカスアクチュエータ１２には、フォーカスバイアス電圧Ｖｂに外乱信号（ａ）が重畳された駆動信号が印加され、これにより、対物レンズ１１は、フォーカスバイアス電圧に対応する位置を基準として外乱信号（ａ）の振幅に応じて光軸方向に振動する。

受光素子基板１５は、光ディスクＭの情報記録面からの反射光を受光し、それに含まれている情報再生信号（ＲＦ信号）を出力する。このＲＦ信号は、外乱信号（ａ）の影響を受けて図２（ｂ）に示すように変動している。

本発明では、受光素子基板１５から出力されるＲＦ信号がピーク・トゥ・ピーク値検出回路２３に入力される。ピーク・トゥ・ピーク値検出回路２３では、ＲＦ信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出する。このピーク・トゥ・ピーク値信号も、外乱信号（ａ）の影響を受けて図２（ｃ）に示すように変動している。

ピーク・トゥ・ピーク値検出回路２３で検出されたピーク・トゥ・ピーク値信号は、次段の外乱成分抽出回路２４に入力される。外乱成分抽出回路２４では、ピーク・トゥ・ピーク値信号から外乱信号（ａ）と同じ周波数成分の外乱成分（変動成分）を抽出する。すなわち、ピーク・トゥ・ピーク値信号を外乱信号（ａ）にて同期検波して外乱成分を抽出する。

外乱成分抽出回路２４にて抽出された外乱成分は、次段の制御手段２５に入力される。制御手段２５には、例えばＣＰＵやマイクロコンピュータなどが用いられてよい。

外乱成分は、図２（ｄ）に示すように、外乱信号（ａ）と同じく正弦波であるため、レーザービームの焦点が光ディスクの情報記録面に存在し、フォーカス調整がうまくとれていれば、外乱成分の正の部分Ｖ（＋）と負の部分Ｖ（−）は同一の電気量となり、その加算値は図２（ｅ）に示すようにゼロ出力となる。

これに対して、レーザービームの焦点が光ディスクの情報記録面に存在していない場合には、図３ａ，図３ｂに示すように、Ｖ（＋）−Ｖ（−）＞０もしくはＶ（＋）−Ｖ（−）＜０となり、図２（ｅ）に示すようなゼロ出力とはならない。

そこで、制御手段２５は、外乱成分に含まれているＶ（＋）とＶ（−）とが等しくなるようにフォーカス調整信号を出力するが、本発明では、そのフォーカス調整信号をバイアス電圧印加回路２１に対してではなく、基板位置調整手段２６に出力して、受光素子基板１５のＺ軸方向の位置を調整する。

これにより、図４に示すように、光ピックアップ１０のＲＦ信号（出力信号）が最大となるフォーカス条件でフォーカス調整を行うことができる。なお、図５，図６で説明したジッター値を利用する方法と、本発明による出力電圧を利用した方法を組み合わせて搭載してもよい。

本発明の光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整装置の構成を示す模式図。図１の（ａ）〜（ｅ）の部分に現れる信号波形を示す波形図。フォーカス調整が完全でないときの図１の（ｄ）（ｅ）に現れる信号波形を示す波形図。フォーカス調整が完全でないときの図１の（ｄ）（ｅ）に現れる信号波形を示す波形図。本発明の実施形態での情報再生信号（ＲＦ信号）と外乱信号との関係を示すチャート。ジッター特性評価方法による従来例を示すブロック図。上記従来例でのジッター量と外乱信号との関係を示すチャート。

符号の説明

１０光ピックアップ
１１対物レンズ
１２フォーカスアクチュエータ
１３レーザー光源
１５受光素子基板
２０受光素子基板の位置調整装置
２１バイアス電圧印加回路
２２外乱信号発生回路
２３ピーク・トゥ・ピーク値検出回路
２４外乱成分抽出回路
２５制御手段
２６基板位置調整手段

Claims

光源からの光を光ディスクに向けて照射する対物レンズと、上記光ディスクからの反射光を上記対物レンズを介して受光する受光素子基板と、上記対物レンズを上記光ディスクに対して接近離反する方向に駆動するフォーカスアクチュエータとを含む光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整方法において、
上記フォーカスアクチュエータに所定のフォーカスバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加回路と、ゼロ点を中心として正負方向に同振幅で振れる所定周波数の外乱信号を発生させて上記フォーカスバイアス電圧に重畳する外乱信号発生回路と、上記受光素子基板より出力される情報再生信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するピーク・トゥ・ピーク値検出回路と、上記ピーク・トゥ・ピーク値検出回路の出力信号を上記外乱信号で同期検波して外乱成分を抽出する外乱成分抽出回路とを備え、上記外乱成分抽出回路により抽出された外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整することを特徴とする光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整方法。
光源からの光を光ディスクに向けて照射する対物レンズと、上記光ディスクからの反射光を上記対物レンズを介して受光する受光素子基板と、上記対物レンズを上記光ディスクに対して接近離反する方向に駆動するフォーカスアクチュエータとを含む光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整装置において、
上記フォーカスアクチュエータに所定のフォーカスバイアス電圧を印加するバイアス電圧印加回路と、ゼロ点を中心として正負方向に同振幅で振れる所定周波数の外乱信号を発生させて上記フォーカスバイアス電圧に重畳する外乱信号発生回路と、上記受光素子基板より出力される情報再生信号のピーク・トゥ・ピーク値を検出するピーク・トゥ・ピーク値検出回路と、上記ピーク・トゥ・ピーク値検出回路の出力信号を上記外乱信号で同期検波して外乱成分を抽出する外乱成分抽出回路と、上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整する基板位置調整手段と、少なくとも上記基板位置調整手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記外乱成分抽出回路により抽出された外乱成分の正負の各振幅値の加算値がほぼゼロとなるように、上記基板位置調整手段を介して上記対物レンズに対する上記受光素子基板の光軸方向の位置を調整することを特徴とする光ピックアップにおける受光素子基板の位置調整装置。