JP2015035244A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光分割素子を光検出器に対して容易且つ速やかに取り付けることができるとともに、光ディスクの傷や汚れ等の外乱によって信号精度の低下を抑制する。【解決手段】光分割素子２０で分割した光を受光部３０の受光面に設けられた受光素子で受光するように構成されており、受光部３０の受光面に位置調整光を検出する２次元配列された４等分された４分割受光手段３７ａ〜３７ｄを有し、光分割素子２０が、４分割受光手段３７ａ〜３７ｄのそれぞれで受光した位置調整光に基づいて位置調整される光ピックアップ１。【選択図】図４

Description

本発明は、光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、特に、光ディスクからの戻り光を分割する光分割素子を備えた光ピックアップ及び光ディスク装置に関するものである。

ＢＤプレーヤやＤＶＤプレーヤといった光ディスク装置は、光ディスクに光を照射し光ディスクで反射した光（戻り光）を検出する光ピックアップを備えている。前記光ピックアップは、戻り光を利用して、光ピックアップの制御（トラッキング、フォーカシング）及び情報取得を行っている。光ピックアップは、戻り光を制御用の信号光と、情報取得用の信号光に分割する光分割素子を備え、前記光分割素子で分割した光をそれぞれ個別に受光素子で受光している（例えば、特許文献１等参照）。

特許文献１に記載の光ピックアップは、集積光学素子（本発明における光分割素子）と、複数個の受光部が平面上に配列された光検出器とを備えている。前記光ピックアップは戻り光を集積光学素子で分割し、分割した光（回折光）を前記複数個の受光部で受光することで制御用の信号を得ている。また、前記光ピックアップは、ダミー光検出器の受光部を備えており、前記ダミー光検出器の受光部と前記複数個の受光部のうち１つの受光部とで検出した検出信号を用いて集積光学素子と光検出器と中心を戻り光の中心と一致するように位置決めしている。

このように調整することで、前記集積光学素子で分光された光（分光光）がそれぞれ対応した受光部に正確に照射し、制御用の信号、情報取得用の信号を正確に受信し、光ピックアップを精度よく動作させることが可能となる。

特開２０１１−２３０５４号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成で光ピックアップを組み立てた場合、前記集積光学素子と前記光検出器の中心と、戻り光の光軸とを重ねることができるが、前記集積光学素子と前記光検出器との光軸方向の距離のばらつきについては未調整である。

前記集積光学素子と前記光検出器との光軸方向の距離が変化すると、分光光が受光部からずれることがあり、制御用の信号、情報取得用の信号を正確に受信できなくなる場合がある。また、通常状態のときには、制御用の信号、情報取得用の信号を正確に受信できていたとしても、光ピックアップの姿勢が変動したり、衝撃や振動が加えられたりすると、信号の精度が低下してしまう場合もある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、光分割素子を光検出部に対して容易且つ速やかに位置決めできるとともに、外乱によって信号精度の低下を抑制することができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することである。

この発明の一の局面による光ピックアップは、光ディスクの記録面で反射された戻り光を分割し、信号処理に利用する信号光と、信号処理に用いない位置調整光とをそれぞれ０次光の光軸方向以外の異なる方向に離散させる光分割素子と、前記光分割素子で生成された信号光及び位置調整光をそれぞれ受光する受光部とを有し、前記受光部の受光面には前記位置調整光を検出する調整光受光部が設けられ、前記調整光受光部が、２次元方向に配列されるように４等分された４分割受光手段を有しており、前記光分割素子が、前記４分割受光手段のそれぞれで受光した前記位置調整光に基づいて位置調整される。

この発明の一局面による光ピックアップでは、位置調整光を４分割受光手段で受光することで、光分割素子と受光部との光軸方向及び光軸周りの回転方向のずれを検知することが可能である。

これにより、光分割素子と受光部との相対距離及び相対角度を正確に行うことが可能であるが可能である。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記信号光が、前記信号光を光ディスクのトラック溝による干渉光を含む第１信号光と、光ディスクのトラック溝による干渉光を含まない第２信号光とを含んでおり、前記光分割素子は、前記位置調整光の前記受光面における集光位置が、前記０次光の集光位置を中心とした円周方向において前記第１信号光の集光位置と前記第２信号光の集光位置との間に配置されるように構成されている。このように構成すれば、受光部の構成を、第１信号光を受光する受光素子と第２信号光を受光する受光素子との間に位置調整光を受光する受光素子を配置する構成とすることができ、前記受光部が大型化するのを抑制することができる。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記調整光受光部が前記０次光の集光位置を中心とした円周方向に延びる第１分割線と、前記０次光の集光位置を中心とした径方向に延びる第２分割線とで前記４分割受光手段に分割されるように構成されている。このように構成すれば、光分割素子と受光部との相対距離の変動及び相対角度の変動を正確に検出することが可能であり、光分割素子の受光部に対する位置決めが容易になる。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記４分割受光手段は照射される光の面積を数値化し出力できるものであり、前記光分割素子は、前記４分割受光手段のそれぞれ出力された照射される光の面積に基づいて算出された前記光分割素子と前記受光素子との距離のずれを表すＺバランス値と、前記４分割受光手段のそれぞれ出力された照射される光の面積に基づいて算出された前記０次光の光軸を中心とした回転方向のずれを表すθバランス値とに基づいて位置調整するように構成されている。このように構成すれば、光分割素子と受光部との相対位置を数値で表すことが可能であり、光分割素子と受光部との位置を正確に調整することが可能である。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記θバランス値は前記Ｚバランス値に応じて調整目標値が決められており、前記光分割素子は、前記θバランス値が前記調整目標値となるように調整されるように構成されている。このように構成すれば、受光部と光分割素子との取付位置が予め決められており、受光部と光分割素子との光軸方向の距離がばらついた場合でも、光分割素子の受光部に対する角度を調整することで、制御用の信号を正確に受信することが可能である。そして、光分割素子の角度調整を数値で行うことができるため、容易且つ正確に光分割素子の角度調整を行うことができる。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記光分割素子は、前記０次光の光軸方向に移動させるとともに、前記０次光の光軸を中心に回転させることでＺバランス値が０且つθバランス値が０となるように調整される。このように構成することで、光分割素子と受光部とを精度よく位置決めすることが可能である。

上記一局面による光ピックアップにおいて、好ましくは、前記光分割素子が、前記信号光と、前記位置調整光とを分割し、それぞれ０次光の光軸とは別の異なる方向に離散させる複数の回折格子を有し、前記位置調整光用の回折格子は、前記光分割素子のうち、前記光ディスクからの戻り光の中央部分が透過する領域に配置された構成を有している。

本発明によると、光分割素子を光検出器に対して容易且つ速やかに取り付けることができるとともに、光ディスクの傷や汚れ等の外乱による信号精度の低下を抑制することができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することができる。

本発明にかかる光ディスク装置の一例の全体構成を示す概略図である。 本発明にかかる光ピックアップの一例の概略斜視図である。 図２に示す光ディスク装置に備えられた光ピックアップの一例の概略図である。 図２に示す光ピックアップに用いられる光分割素子の一例を示す図である。 図４に示す光分割素子の回折領域の回折格子の一例を示す図である。 本発明にかかる光ピックアップに用いられている受光部の受光素子の配置状態を示す図である。 本発明にかかる光ピックアップの光分割素子と受光部とを示す斜視図である。 図６に示す位置調整用の受光素子と位置調整光とを示す図である。 本発明にかかる光ピックアップの他の例の受光部の概略図である。 本発明にかかる光ピックアップのθベスト値とＺバランス値との関係を示す図である。

以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）

図１は本発明にかかる光ディスク装置の一例の全体構成を示す概略図であり、図２は本発明にかかる光ピックアップの概略斜視図であり、図３は図２に示す光ディスク装置に備えられた光ピックアップの一例の概略図である。本発明にかかる光ディスク装置Ａは、情報を記録する光ディスクＤｓとしてＢＤ（Ｂｌｕ−Ｒａｙ Ｄｉｓｃ：登録商標）、ＤＶＤ及びＣＤを再生可能な構成を有している。具体的に、光ディスク装置Ａは、光ピックアップ１、ＲＦアンプ２、再生処理回路３、出力回路４、ドライバ５、送りモータ６、スピンドルモータ７及び制御部８を備えている。

光ピックアップ１は、光ディスクＤｓにレーザ光を照射し、光ディスクＤｓで反射された光（戻り光）を検出することで、光ディスクＤｓに記録された各種情報（音声情報や映像情報等）を読み取るための機器である。光ピックアップ１は、検出した戻り光を電気信号として生成し、その信号を各種情報に基づく情報信号としてＲＦアンプ２に受け渡す。なお、光ピックアップ１の詳細については、後述する。

ＲＦアンプ２は、光ピックアップ１で読み取られた情報信号を増幅する機能を有している。ＲＦアンプ２で増幅された情報信号は、制御部８に送られる。再生処理回路３は、制御部８を介してＲＦアンプ２で増幅された情報信号を取得し、その情報信号に対して再生のための処理（例えば、画像処理など）を施す回路である。出力回路４は、光ディスクＤｓに記録されている映像及び（又は）音声をモニタ及び（又は）スピーカ（いずれも不図示）に出力するための回路である。出力回路４は、再生処理回路３で処理された情報信号に対しＤ／Ａ変換処理を行うようになっている。出力する機器のなかには、デジタル信号を受信可能なものもありそのような機器に対して出力を行う場合、Ｄ／Ａ変換処理を省略してもよい。

ドライバ５は、制御部８からの指示に基づいて、送りモータ６及びスピンドルモータ７の駆動制御を行う。また、ドライバ５は、制御部８からの指示に基づいて、光ピックアップ１に設けられた後述のレンズアクチュエータ１６、ビームエキスパンダモータ１７（いずれも図３参照）の駆動制御も行う。送りモータ６は光ピックアップ１を光ディスクＤｓの径方向に移動させるためのモータである。スピンドルモータ７は光ディスクＤｓを回転させるモータである。なお、光ディスクＤｓは、図示を省略したターンテーブルに載置された状態で、回転されるものであり、スピンドルモータ７はターンテーブルを回転させることで、光ディスクＤｓを回転させる。

制御部８は、光ピックアップ１に設けられた後述の受光部１０（図３参照）から出力される情報信号に基づいて、再生信号、フォーカスエラー（ＦＥ）信号及びトラッキングエラー(ＴＥ)信号を生成する。また、制御部８は、光ディスクＤｓの再生時に、ＦＥ信号に基づいてフォーカスサーボ制御を行うとともに、ＴＥ信号に基づいてトラッキングサーボ制御を行う。

次に、本発明にかかる光ピックアップについて図面を参照して説明する。図３に示すように、光ピックアップ１は、第１光源１０１、第２光源１０２、偏光ビームスプリッタ１１１、ハーフミラー１１２、コリメートレンズ１２、第１立上げミラー１３１、第２立上げミラー１３２、１／４波長板１４１、１４２、第１対物レンズ１５１、第２対物レンズ１５２を備える。また、光ピックアップ１は、対物レンズ１５を移動させるレンズアクチュエータ１６、コリメートレンズ１２を移動させるビームエキスパンダモータ１７も備えている。さらに光ピックアップ１は光分割素子２０、受光部３０を備えている。これらの各部材は、シャーシ１００に取り付けられている（図２参照）。

上述の光学素子のうち、第１対物レンズ１５１及び第２対物レンズ１５２以外の光学素子はシャーシ１００の凹部に配置されている。そして、その開口を覆うように金属製の平板状のカバー（不図示）が取り付け固定されている。カバーを取り付けることで、シャーシ１０とカバーとで密閉された空間に光学素子が配置されるので、光学素子に塵、埃等の異物が混入、付着するのを抑制することができる。また、カバーは、放熱を補助するヒートシンクとしても作用する。

また、第１対物レンズ１５１、第２対物レンズ１５２はアクチュエータＡｃｔに備えられている。レンズアクチュエータ１６は第１対物レンズ１５１又は第２対物レンズ１５２を光ディスクのラジアル方向或いは接近離間方向に移動させる駆動装置である。

光ピックアップ１の光学素子について詳しく説明する。第１光源１０１はＢＤの記録／再生用の青色レーザ光（波長約４０５ｎｍ）を出射するレーザダイオードである。第１光源１０１から出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１１１に入射する。偏光ビームスプリッタ１１１は第１光源１０１から出射されたレーザ光、すなわち、青色レーザ光に対応した光学素子であり、青色レーザ光が入射すると、その入射光の偏光方向によって、反射又は通過する光学素子である。なお、偏光ビームスプリッタ１１１は、Ｐ偏光を反射しＳ偏光を通過する光学素子として説明する。第１光源１０１から出射されたレーザ光はＰ偏光のレーザ光であり、偏光ビームスプリッタ１１１の反射面で反射され、光路が曲げられる。

一方、第１光源１０２はＤＶＤの記録／再生用の赤色レーザ光（波長約６５０ｎｍ）又はＣＤの記録／再生用の赤外レーザ光（波長約７８０ｎｍ）を選択して出射できるレーザダイオードである。第２光源１０２から出射された赤色レーザ光又は赤外レーザ光はハーフミラー１１２に入射する。ハーフミラー１１２に入射した赤色レーザ光又は赤外レーザ光の光量の一部はハーフミラー１１２を通過し、残りの光量は反射され偏光ビームスプリッタ１１１に入射する。

上述したように、偏光ビームスプリッタ１１１は青色レーザ光用の光学素子であるので、赤色レーザ光、赤外レーザ光は入射した光量の全て（略全て）が通過する。なお、以下の説明において特に区別せずレーザ光と記述した場合、青色レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の全てを指すものとする。つまり、単にレーザ光と記載した場合、レーザ光の波長に関係なく光学素子で変換され、反射され、光学素子を通過するものとする。

偏光ビームスプリッタ１１１から出射したレーザ光はコリメートレンズ１２に入射する。コリメートレンズ１２は発散光の収差を補正して平行光を得るためのレンズである。なお、青色レーザ光、赤色レーザ光及び赤外レーザ光の異なる波長の光を正確に平行光とするため、コリメートレンズ１２は光軸方向に移動可能となっている。コリメートレンズ１２を通過したレーザ光は第１立上げミラー１３１に入射する。

第１立上げミラー１３１は所定の波長帯に含まれる光を反射し、それ以外の波長帯の光を通過させるダイクロイックミラーである。第１立上げミラー１３１は青色レーザ光を反射し、赤色レーザ光及び赤外レーザ光を通過する特性を有している。第１立上げミラー１３１は青色レーザ光を光ディスク（ＢＤ）方向（立上り方向）に反射するものであり、第１立上げミラー１３１で反射された青色レーザ光は１／４波長板１４１に入射する。

１／４波長板１４１は入射した光の位相を１／４波長ずらす光学素子である。すなわち、１／４波長板１４１は直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する光学素子である。第１立上げミラー１３１で反射された青色レーザ光は直線偏光であり、１／４波長板１４１を通過することで、円偏光に変換され、第１対物レンズ１５１に入射する。

第１対物レンズ１５１は、青色レーザ光を集光しＢＤの記録層にレーザスポットとして照射する集光レンズである。光ディスク（ＢＤ）の記録層で反射された青色レーザ光（戻り光）は、第１対物レンズ１５１を通過することで、もとの平行光に戻り、１／４波長板１４１通過することで直線偏光に変換される。なお、１／４波長板１４１を透過した戻り光は、元の光に対して直交方向に回転した直線偏光の光となっている。１／４波長板１４１を通過した戻り光は、第１立上げミラー１３１で反射される。

一方で、コリメートレンズ１２から出射されたレーザ光が赤色レーザ光又は赤外レーザ光の場合、第１立上げミラー１３１が反射する波長帯から外れているので、光量の全て又は略全てが第１立上げミラー１３１を透過する。第１立上げミラー１３１を透過した赤色レーザ光又は赤外レーザ光は、第２立上げミラー１３２に入射する。第２立上げミラー１３２は全反射タイプのミラーであり、第２立上げミラー１３２で光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ）方向（立上り方向）に反射された赤色レーザ光又は赤外レーザ光は、１／４波長板１４２を透過し、円偏光に変換され第２対物レンズ１５２に入射する。なお、１／４波長板１４２は、１／４波長板１４１と同様の効果を有するものであり、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換するものであり、詳細は省略するが、１／４波長板１４２でもコリメータレンズからの光及び戻り光は互いに直交する直線偏光である。

第２対物レンズ１５２は、入射した赤色レーザ光又は赤外レーザ光を集光し、それぞれに対応する光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ）の記録層にレーザスポットとして照射する集光レンズである。ＤＶＤ又はＣＤで反射された赤色レーザ光又は赤外レーザ光（戻り光）は、第２対物レンズ１５２を通過することで、もとの平行光に戻り、第２立上げミラー１３２で反射され第１立上げミラー１３１に入射される。上述したとおり、第１立上げミラー１３１は青色レーザ光以外の光を反射せず通過させるので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光は第１立上げミラー１３１を透過する。

第１立上げミラー１３１で反射された青色レーザ光及び第１立上げミラー１３１を通過した赤色レーザ光、赤外レーザ光は、往路と同じ（略同じ）光路を通ってコリメートレンズ１２に入射する。コリメートレンズ１２に入射したレーザ光は平行光から収束光に変換され、偏光ビームスプリッタ１１１に入射する。

上述したとおり １／４波長板１４１、１４２は、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換するものであり、光源側から入射するレーザ光と光ディスクで反射された戻り光とでは、偏光方向が直交する。青色レーザ光の戻り光は光源からの光と直交する直線偏光である。偏光ビームスプリッタ１１１は、偏光方向で反射又は透過を行うものであり、第１光源１０１からの光を反射しているため、戻り光は偏光ビームスプリッタ１１１を透過する。また、偏光ビームスプリッタ１１１は青色レーザ光に対応した光学素子であるので、赤色レーザ光及び赤外レーザ光は偏光ビームスプリッタ１１１を通過する。

偏光ビームスプリッタ１１１を通過したレーザ光は、ハーフミラー１１２に入射する。ハーフミラー１１２でレーザ光の一部は反射され、残りは通過する。

光ディスクＤｓの記録面で反射した戻り光は、ハーフミラー１１２を透過し、光分割素子２０に入射する。光分割素子２０は、複数個の回折パターン（回折格子）が形成されたホログラム素子であり、光ディスクＤｓからの戻り光を分割するとともにそれぞれ異なる方向に離散させる。光分割素子２０は、光ディスクＤｓの信号処理に用いる信号光（第１信号光ＬＢ１、第２信号光ＬＢ２）と、信号処理には用いない位置調整光ＬＢ３とを生成する。第１信号光ＬＢ１、第２信号光ＬＢ２からトラッキングエラー信号が生成される。光分割素子２０の詳細については後述する。

受光部３０は、シリンドリカルレンズ３１と、光分割素子２０で離散された各光を受光する後述の受光素子とを備えている。シリンドリカルレンズ３１は、一方向にのみ光を集束することができるレンズであり、フォーカスエラー信号の生成に用いられるセンサレンズである。受光部３０の各受光素子は、フォトダイオード等の光検出素子を備える構成であり、受光素子は信号光を検出すると、信号光を電気信号に変換する。変換された電気信号はＲＦアンプ２（図１参照）に送られる。受光部３０の受光素子の詳細については後述する。

次に光分割素子の詳細について図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる光ピックアップに用いられる光分割素子の一例を示す図であり、図５は図４に示す光分割素子の回折領域の回折格子の一例を示す図である。

図４に示すように、光分割素子２０は、矩形形状の受光面が７分割されており、７個の回折領域２１ａ〜２１ｇを備え得ている。なお、光分割素子２０では、図４において、直交するＸ軸及びＹ軸のうち、Ｘ軸方向がトラッキング方向であり、Ｙ軸方向がトラックの接線方向である。そして、図４に示すように光分割素子２０は、戻り光の光束ＬＢが受光面の中央で受光されるように配置される。図４に示す戻り光の光束ＬＢのうち、Ｘ軸方向の両端部分が光ディスクＤｓのトラック溝による干渉を含んでおり、Ｙ軸方向の両端部分がトラック溝による干渉を含まない。

図４に示すように、光分割素子２０は、Ｘ方向に延びる２本の分割線２３、２４でＹ方向に３等分している。そして、３分割されたＹ方向両側の２領域を、それぞれＹ方向に延びる分割線２５でＸ方向に２等分している。これにより、トラック接線方向（Ｙ方向）の両側で、それぞれトラッキング方向（Ｘ方向）に２分割された回折領域２１a、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄが形成される。

Ｙ方向中央部分（分割線２３と２４の間）の領域は、Ｘ方向中央部分を挟んで両側に形成されたＹ方向に延びる２本の分割線２６、２７によってＸ方向に３分割されている。これにより、トラック接線方向（Ｙ方向）の中央の領域は、トラッキング方向（Ｘ方向）の両側の回折領域２１ｅ、２１ｆと、Ｘ方向中央領域の回折領域２１ｇとが形成される。

このように形成された回折領域２１ａ〜２１ｇによって、光分割素子２０を透過するレーザ光の光束ＬＢから、トラッキング方向（Ｘ方向）の両側部分で分割した第１信号光ＬＢ１が生成される。また、光束ＬＢの透過領域のトラック接線方向（Ｙ方向）の両側部分で分割した第２信号光ＬＢ２が生成される。そして、光束ＬＢの透過領域の中央部で分割した位置調整用光ＬＢ３が生成される。

ここで、第１信号光ＬＢ１は、戻り光の光束ＬＢのうち、光ディスクＤｓのトラック溝による干渉光（±１次光）を含む部分を分割した光であり、第２信号光ＬＢ２は、トラック溝による干渉光（±１次光）を含まない部分を分割した光である。また、位置調整光ＬＢ３は、受光部３０で受光し変換された電気信号がトラッキングエラー信号や光ディスクＤｓの再生信号としては利用されない（光ディスク信号処理には使用されない）分割項である。そして、位置調整光ＬＢ３は光分割素子２０と受光部３０との位置調整にのみ用いる光である。

図５に示すように、７個の回折領域２１a〜２１ｇには、それぞれ異なる形状の回折パターン２２ａ〜２２ｇが形成されている（図５参照）。なお、図５に示す回折パターン２２ａ〜２２ｇは各回折領域２１ａ〜２１ｇで異なるパターンであることを示すものであり、実際の回折パターンとは異なる場合がある。図５に示すような回折パターン２２ａ〜２２ｇによって、光束ＬＢから第１信号光ＬＢ１、第２信号光ＬＢ２及び位置調整光ＬＢ３をそれぞれ異なる方向に向けて回折させ（離散させ）受光部３０の受光素子に集光させる。

次に、受光部３０について図面を参照して説明する。図６は本発明にかかる光ピックアップに用いられている受光部の受光素子の配置状態を示す図である。なお、受光素子はフォトダイオードを用いたものであり、照射された光の量に応じた電気信号を出力する素子である。また、受光部３０の受光面に照射する光は、均一な光であり、受光素子は照射面積の大小で出力の大小が決まるものとする。

図６に示すように、受光部３０は、Ｘ軸に沿う方向（Ｘ方向）及びＹ軸に沿う方向（Ｙ方向）に均等に４分割された４個のメイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを備えている。メイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、光分割素子２０を透過した光束ＬＢの０次回折光（メインビーム）を４分割して受光する受光素子である。

そして、メイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの中心から、略Ｙ方向（ｄｆ２方向）に延伸した位置に配置された受光素子３３、３４を備えている。図６に示しているように、受光素子３３が受光素子３４よりもメイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの中心から離れた位置に形成されている。受光素子３５、３６はｄｆ１方向に延びる長方形形状を有している。また、同様に、略Ｘ方向（ｄｆ１方向）延伸した位置に配置された受光素子３５、３６を備えている。また、受光素子３５が受光素子３６よりもメイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの中心から離れた位置に形成されている。

さらに、受光部３０はｄｆ１方向とｄｆ２方向とのなす角を略２等分するｄｆ３方向に一定距離離れた位置に、ｄｆ３方向と及びｄｆ３方向と直交するｄｆ４方向に４等分された受光素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを備えている。受光素子３７ａ〜３７ｄは位置調整光ＬＢ３が入射する調整光受光部であり、受光素子３７ａ〜３７ｄそれぞれが４分割受光手段である。

次に、光分割素子２０による戻り光の分割について図面を参照して説明する。図７は本発明にかかる光ピックアップの光分割素子と受光部とを示す斜視図である。図７では説明の便宜上、戻り光の光軸が上下方向に延びるように図示している。

図７に示すように、戻り光の光軸と平行な軸をＺ軸とし、光軸に沿う方向をＺ軸方向とする。また、光軸を中心として、円周方向をθ方向とする。光ピックアップ１では、受光部３０と光分割素子２０とは、Ｚ方向に一定距離離れた状態で、受光部３０の受光面と光分割素子２０の光透過面とが平行となるように配置されている。そして、光分割素子２０を透過する戻り光のうち０次回折光の光軸がメイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの中心と重なるように配置される。そして、受光部３０のＸ軸及びＹ軸は、光分割素子２０のＸ軸及びＹ軸と平行となるように配置される。

そして、光分割素子２０と受光部３０とのＺ方向の距離とθ方向の角度を調整することで、光分割素子２０で生成された光信号を正確に受光素子の照射させることができる。ここで、光分割素子２０によって生成された各光信号について説明する。なお、ここでは、光分割素子２０と受光部３０とが正確な距離及び角度で位置決めされている場合について説明する。

光分割素子２０を透過する戻り光の光束ＬＢのうち、回折領域に影響されない０次光は、光分割素子２０に導かれている戻り光と同じ光軸を有するよう受光部３０に照射され、受光部３０の受光面上に０次光スポット４０を形成する。そして、受光部３０の受光面には、０次光スポット４０の集光位置にメイン受光素子３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが配置される。

光分割素子２０のトラッキング方向（Ｘ方向）の一方側の回折領域２1ａ、２１ｃ（図４参照）は、戻り光の光束ＬＢが透過することで第２透過光ＬＢ２を生成する。回折領域２１ａ、２１ｃの回折パターンは、生成した第２透過光ＬＢ２が、略Ｙ方向（ｄｆ２方向）に向けて回折され、受光部３０の受光面上に円形の集光スポット４１を形成するような構成となっている。そして、受光部３０の受光面には、集光スポット４１の集光位置に受光素子３３が配置されている。

光分割素子２０のトラッキング方向（Ｘ方向）の他方側の回折領域２１ｂ、２１ｄ（図４参照）もまた、戻り光の光束ＬＢが透過することで第２透過光ＬＢ２を生成する。回折領域２１ｂ、２１ｄの回折パターンは、生成した第２透過光ＬＢ２が、略Ｙ方向（ｄｆ２方向）に向けて回折され、受光部３０の受光面上に円形の集光スポット４２を形成するような構成となっている。そして、受光部３０の受光面には、集光スポット４２の集光位置に受光素子３４が配置されている（図６参照）。

また、トラッキング方向（Ｘ方向）の一方側の回折領域２１ｅ（図４参照）は、戻り光の光束ＬＢが透過することで第１透過光ＬＢ１を生成する。回折領域２１ｅの回折パターンは、生成した第１透過光ＬＢ１が、略Ｘ方向（ｄｆ１方向）に向けて回折され、受光部３０の受光面上に円形の集光スポット４３を形成するような構成となっている（図６参照）。そして、受光部３０の受光面には、集光スポット４３の集光位置に受光素子３５が配置されている（図６参照）。

また、トラッキング方向（Ｘ方向）の他方側の回折領域２１ｆ（図４参照）は、戻り光の光束ＬＢが透過することで第１透過光ＬＢ１を生成する。回折領域２１ｅの回折パターンは、生成した第１透過光ＬＢ１が、略Ｘ方向（ｄｆ１方向）に向けて回折され、受光部３０の受光面上に円形の集光スポット４４を形成するような構成となっている。そして、受光部３０の受光面には、集光スポット４４の集光位置に受光素子３６が配置されている（図６参照）。

このようにトラック接線方向（Ｙ方向）側に向けて２分割された第２信号光ＬＢ２が受光素子３３及び受光素子３４によって受光され、トラッキング方向（Ｘ方向）側に向けて２分割された第１信号光ＬＢ１が受光素子３５及び受光素子３６によって受光される。各受光素子３３〜３６は、受光した信号光より電気信号を生成し、生成された電気信号はＲＦアンプ２で増幅されたのち、制御部８に送られる。制御部８は送られてきた電気信号に基づいてＴＥ（トラッキングエラー）信号を生成し、ＴＥ信号に基づいてトラッキング動作を行う（トラッキングサーボ制御）。

また、中央部の回折領域２１ｇ（図４参照）は、戻り光の光束ＬＢが透過することで、位置調整光ＬＢ３を生成する。回折領域２１ｇの回折パターンは、生成した位置調整光ＬＢ３を、０次光スポット４０を中心とし、第１信号光Ｌｂ１の回折方向ｄｆ１と、第２信号光Ｌｂ２の回折方向ｄｆ２とでなす角を２等分する線の方向（ｄｆ３方向）に向けて回折するように構成されている。そして、位置調整光ＬＢ３は、受光部３０の受光面上に平行四辺形状の集光スポット４５を形成する。受光部３０の受光面には、集光スポット４５の集光位置に受光素子３７ａ〜３７ｄが配置されている（図６参照）。

受光素子３７ａ〜３７ｄは、それぞれ正方形状を有し、２×２の配列で近接配置されている。そして、受光素子３７ａ〜３７ｄは、受光素子３７ａ〜３７ｄの頂点が集まる点（中心とする）に集光スポット４５の中心が重なるように配置されている。

以上示しているとおり、受光部３０の受光素子３２ａ〜３２ｄ、３３、３４、３５、３６、３７ａ〜３７ｄと、光分割素子２０の各回折領域２１ａ〜２１ｇの形状（構成）とは互いに関連していることがわかる。つまり、集光スポットが各受光素子に正確に形成される構成であれば、上述の光分割素子２０及び受光部３０の形状に限定されない。

光ピックアップ１では、光分割素子２０及び受光部３０のいずれもが、シャーシ１００に取り付け、接着剤等で固定するようになっている。上述のとおり、光分割素子２０と受光部３０の距離や光軸を中心とした回転角度がずれると、上述の各集光スポットの全て又はいずれかが所定の受光素子に形成されず、受光素子で正確な信号を取得することが難しくなる。また、回転角度がずれ、集光スポットが受光素子の端部に形成されている場合、光ディスクの傷や反り等でフォーカスがずれると、集光スポットが受光素子からずれてしまうことがあり、ＴＥ信号の精度が低下する原因になり得る。

そこで本発明の光ピックアップ１では光分割素子２０と受光部３０とのＺ方向の距離とθ方向の回転とを、位置調整光ＬＢ３を利用して調整できる構成となっている。本発明の光分割素子２０と受光部３０の位置調整について図面を参照して説明する。図８は図６に示す位置調整用の受光素子と位置調整光とを示す図である。

図８に示すように、光分割素子２０の回折領域２１ｇで回折された位置調整光ＬＢ３は、位置調整用の受光素子３７ａ〜３７ｄ上に集光スポット４５を生成する。これは、集光スポット４５に光が照射しているということであり、集光スポット４５の照射を受け、位置調整用の受光素子３７ａ〜３７ｄはそれぞれ、受光した位置調整光ＬＢ３を電気信号に変換する。

図８に示すように、位置調整用の受光素子は、０次光が照射する場所から遠い部分に受光素子３７ａ、３７ｂが配置されており、近い部分で受光素子３７ｂと隣り合う位置に受光素子３７ｃが形成され、受光素子３７ａと隣り合う位置に受光素子３７ｄが配置されている。

そして、上述しているように位置調整光ＬＢ３は、光分割素子２０を透過したとき、回折領域２２ｆで回折され、受光素子３７ａ〜３７ｄに対し、一定角度傾いている。そのため、光分割素子２０と受光部３０とが接近すると、位置調整光ＬＢ３の集光スポット４５は、０次光による集光スポット４０に接近する方向に移動する。また、逆に光分割素子２０と受光素子３０とを離間すると、集光スポット４５は、０次光による集光スポット４０から離れる方向に移動する。また、光分割素子２０と受光部３０とがθ方向に回転すると、集光スポット４５が回転する。

光ピックアップ１では、光分割素子２０と受光部３０との距離（Ｚ方向の距離）と相対角度（θ方向の相対角度）とが決められた角度となったとき、集光スポット４５は、その中心が受光素子３７ａ〜３７ｄの中心に重なるように生成される。

そこで、受光素子３７ａ〜３７ｄから出力される電気信号から、Ｚ方向の適正な距離からのずれ量を示すＺバランス値と、θ方向の角度のずれ量を示すθバランス値と計算する。ここで、受光素子３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄから出力される電気信号をＳｇ１、Ｓｇ２、Ｓｇ３、Ｓｇ４とすると、Ｚバランス値及びθバランス値は次の式で算出される。
Ｚバランス値＝[(Sg1+Sg2)-(Sg3+Sg4)]/(Sg1+Sg2+Sg3+Sg4）
θバランス値＝[(Sg2+Sg3)-(Sg1+Sg4)]/(Sg1+Sg2+Sg3+Sg4）

集光スポット４５が平行四辺形であることから、集光スポット４５の中心と受光素子３７ａ〜３７ｄの中心が重なっているとき、受光素子３７ａと受光素子３７ｃ、受光素子３７ｂと受光素子３７ｄで切り取られる集光スポット４５の形状が同じとなる。すなわち、信号Ｓｇ１と信号Ｓｇ３、信号Ｓｇ２と信号Ｓｇ４が同じ値となる。以上のことから、集光スポット４５の中心と受光素子３７ａ〜３７ｄの中心が一致しているとき、Ｚバランス値＝０、θバランス値＝０となる。

光ピックアップ１では、この性質を利用して光分割素子２０と受光部３０との位置調整を行っている。光ピックアップ１の組み立てに際して、先に受光部３０を所定の位置、ここでは、メインの受光素子３２ａ〜３２ｄの中心に、戻り光の光軸が照射する位置に取り付け固定する。

そして、光ピックアップ１を駆動しているときと同じ戻り光を受光部３０に向けて照射した状態で、ハーフミラー１１と受光部３０との間に光分割素子２０を配置する。このとき、受光素子３７ａ〜３７ｄから出力される信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４を取得し、信号Ｓｇ１〜Ｓｇ４から上述のＺバランス値及びθバランス値を算出する。そして、光分割素子２０を受光部３０に対して移動させ、Ｚバランス値＝０となる位置を検索する。さらに、Ｚバランス値＝０となった位置で、光分割素子２０をθバランス値＝０になるように戻り光の光軸を中心に回転させる。

このように、位置調整光ＬＢ３の集光スポット４５を利用して、Ｚバランス値及びθバランス値を算出し、その値に基づいて、光分割素子２０の受光部３０からの距離及び回転角度を調整するので、簡単且つ正確に位置調整を行うことができる。

（第２実施形態）
本発明にかかる光ピックアップの他の例について図面を参照して説明する。図９は本発明にかかる光ピックアップの他の例の受光部の概略図である。本発明にかかる光ピックアップ１では、製造を簡単にするため光分割素子２０及び受光部３０の取り付け場所が予め決められているシャーシ１００が用いられる場合が多い。このようなシャーシ１００に光分割素子２０と受光部３０とを取り付ける場合、シャーシ１００自体の製造誤差や光分割素子２０及び（又は）受光部３０の組み付け誤差が発生する場合がある。

図９は光分割素子２０と受光部３０との相対位置にばらつきがあるときの各受光素子に形成される集光スポットを示している。第１信号光ＬＢ１、第２信号光ＬＢ２及び位置調整光ＬＢ３は、光分割素子２０から０次光の光軸とは異なる方向に照射される回折光である。そのため、光分割素子２０と受光部３０の受光面との距離が変わると、集光スポットの位置が変動する。

光分割素子２０と受光部３０の受光面との距離が長くなると、位置調整光ＬＢ３の集光スポット４５は、０次光の集光スポット４０から離れる方向にずれる。このとき、Ｚバランス値が大きくなる。そして、第２信号光ＬＢ２の集光スポット４１、４２は０次光の集光スポット４０から離れる方向にずれるとともに、集光スポット４０を中心として、光分割素子２０側から見て反時計回り方向にずれる。また、第１信号光ＬＢ１の集光スポット４３、４４も同様に、０次光の集光スポット４０から離れる方向にずれるとともに、集光スポット４０を中心として、光分割素子２０側から見て反時計回り方向にずれる（図９参照）。

また逆に、光分割素子２０と受光部３０の受光面との距離が短くなると、位置調整光ＬＢ３の集光スポット４５は、０次光の集光スポット４０に近づく方向にずれる方向にずれる。このとき、Ｚバランス値が小さくなる。そして、第２信号光ＬＢ２の集光スポット４１、４２は０次光の集光スポット４０に近づく方向にずれるとともに、集光スポット４０を中心として、光分割素子２０側から見て時計回り方向にずれる。また、第１信号光ＬＢ１の集光スポット４３、４４も同様に、０次光の集光スポット４０に近づく方向にずれるとともに、集光スポット４０を中心として、光分割素子２０側から見て時計回り方向にずれる（図９参照）。

光ピックアップ１では、クリア層に傷や汚れ等の異常がある光ディスクＤｓを再生するとき、戻り光がその異常の部分に影響される。戻り光が以上に影響されると、第１信号光ＬＢ１の集光スポット４３、４４及び第２信号光ＬＢ２の集光スポット４１、４２は０次光の光軸を中心として回転方向にぶれる。集光スポットが回転方向にぶれると、集光スポットの一部又は全部が受光素子から外れてしまうことがあり得る。集光スポットが受光素子から外れると、受光素子で検出される第１信号光ＬＢ１及び第２信号光ＬＢ２から得られるＴＥ信号の精度が低下する。

光ピックアップ１では、上述のような外乱によって集光スポットが受光素子からずれるのを抑制するため、集光スポット４１、４２、４３、４４が受光素子３３、３４、３５、３６の回転方向の略中央に生成されるように光分割素子２０を回転させて固定する。次に、光受光素子２０の回転方向の位置調整について説明する。

集光スポットの受光素子の中央からのずれ量は、光分割素子２０と受光部３０との距離よって決まる。上述したように、光分割素子２０と受光部３０との距離及び角度ともに適正である場合、Ｚバランス値及びθバランス値は０である。そして、Ｚバランス値が０よりも小さくなると、集光スポット４１、４２、４３、４４は、０次光の光軸を中心とし反時計回りにずれる。そのため、Ｚバランス値が０よりも小さいとき、光分割素子２０を時計回り（θバランス値が大きくなる方向）に回転させることで、集光スポット４１、４２、４３、４４を受光素子３３、３４、３５、３６の回転方向の中心に戻すことができる。

また、Ｚバランス値が０よりも小さくなると、集光スポット４１、４２、４３、４４は、０次光の光軸を中心とし時計回りにずれる。そのため、Ｚバランス値が０よりも大きいとき、光分割素子２０を反時計回り（θバランス値が小さくなる方向）に回転させることで、集光スポット４１、４２、４３、４４を受光素子３３、３４、３５、３６の回転方向の中心に戻すことができる。各集光スポットを受光素子の回転方向の中心になるように光集光素子２０を回転させたときのθバランス値をθベスト値とすると、光分割素子２０と受光素子３０との距離（Ｚバランス値）毎に、θベスト値を有している。

Ｚバランス値とθベスト値との関係を図面を参照して説明する。図１０は本発明にかかる光ピックアップのθベスト値とＺバランス値との関係を示す図である。図１０に示すＺバランス値は、光分割素子２０と受光素子３０との距離を設計上決められている距離としたとき、０となり、設計上の距離より長くなるとＺバランス値が正の値となり、短くなると負の値となる。なお、θベスト値とＺバランス値との関係は、光分割素子２０と受光部３０との形状によって決まるものであり、光ピックアップ１では、次の式で表される関係となる。
θベスト値＝−０．２１×Ｚバランス値

そして、光ピックアップ１の組み立て時において、上述の式又は図１０に示すテーブルを利用することで、Ｚバランス値に基づいて、θベスト値を得ることが可能となっている。そこで、このＺバランス値とθベスト値との関係を利用し、光分割素子２０の０次光の光軸を中心とした回転方向の位置調整を行っている。光分割素子２０の取り付け及び位置調整について説明する。

光ピックアップ１を組み立てる場合、まず、受光部３０を所定の取り付け位置に固定する。そして、光分割素子２０を予め決められている取付位置に仮止めする。そして、戻り光と（又はそれと同じ光）を光分割素子２０に入射させ、受光部３０で光を受光する。このとき、位置調整光ＬＢ３を受光素子３７ａ〜３７ｄで受光する。そして、受光した位置調整光ＬＢ３からＺバランス値を算出する。このとき、θバランス値も算出する。

図１０に示すテーブルまたは上述の式に基づいて、θベスト値を算出する。そして、θバランス値がθベスト値となるように、光分割素子２０を回転させ、θベスト値となった状態で光分割素子２０を固定する。

このように、調整することで光分割素子２０と受光部３０との取付位置がばらついた場合でも、外乱によるＴＥ信号の精度が低下しにくい光ピックアップを製造することができる。これにより、光ピックアップ１の個体差による信号の読み取り不良の発生を抑制することが可能である。

なお、上述の関係式は、図１０に示すθベスト値とＺバランス値との関係に基づいて導かれた式である。本実施形態では、θバランス値とＺバランス値とが比例の関係にあるものとしているが、必ずこのような比例関係になるとは限らない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。

Ａ 光ディスク装置
１ 光ピックアップ
１０ 光源
１１ ハーフミラー
１２ コリメートレンズ
１３ 立上げミラー
１４ １／４波長板
１５ 対物レンズ
１６ レンズアクチュエータ
１７ ビームエキスパンダモータ
２０ 光分割素子
２１ａ〜２１ｇ 回折領域
２２ａ〜２２ｇ 回折パターン
３０ 受光部
３１ シリンドリカルレンズ
３２ａ〜３２ｄ メイン受光素子
３３、３４、３５、３６ 受光素子
３７ａ〜３７ｄ 受光素子（４分割受光手段）
２ ＲＦアンプ
３ 再生処理回路
４ 出力回路
５ ドラバ
６ 送りモータ
７ スピンドルモータ
８ 制御部

Claims (8)

1. 光ディスクの記録面で反射された戻り光を分割し、信号処理に利用する信号光と、信号処理に用いない位置調整光とをそれぞれ０次光の光軸方向以外の異なる方向に離散させる光分割素子と、
   前記光分割素子で生成された信号光及び位置調整光をそれぞれ受光する受光部とを有し、
   前記受光部の受光面には前記位置調整光を検出する調整光受光部が設けられ、前記調整光受光部が、２次元方向に配列されるように４等分された４分割受光手段を有しており、
   前記光分割素子が、前記４分割受光手段のそれぞれで受光した前記位置調整光に基づいて位置調整されることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記信号光が、前記信号光を光ディスクのトラック溝による干渉光を含む第１信号光と、光ディスクのトラック溝による干渉光を含まない第２信号光とを含んでおり、
   前記光分割素子は、前記位置調整光の前記受光面における集光位置が、前記０次光の集光位置を中心とした円周方向において前記第１信号光の集光位置と前記第２信号光の集光位置との間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記調整光受光部が前記０次光の集光位置を中心とした円周方向に延びる第１分割線と、前記０次光の集光位置を中心とした径方向に延びる第２分割線とで前記４分割受光手段に分割されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ピックアップ。
4. 前記４分割受光手段は照射される光の面積を数値化し出力できるものであり、
   前記光分割素子は、前記４分割受光手段のそれぞれ出力された照射される光の面積に基づいて算出された前記光分割素子と前記受光素子との距離のずれを表すＺバランス値と、前記４分割受光手段のそれぞれ出力された照射される光の面積に基づいて算出された前記０次光の光軸を中心とした回転方向のずれを表すθバランス値とに基づいて位置調整されたことを特徴とする請求項３に記載の光ピックアップ。
5. 前記θバランス値は前記Ｚバランス値に応じて調整目標値が決められており、
   前記光分割素子は、前記θバランス値が前記調整目標値となるように調整されたことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
6. 前記光分割素子は、前記０次光の光軸方向に移動させるとともに、前記０次光の光軸を中心に回転させることでＺバランス値が０且つθバランス値が０となるように調整されている請求項４に記載の光ピックアップ。
7. 前記光分割素子が、前記信号光と、前記位置調整光とを分割し、それぞれ０次光の光軸とは別の異なる方向に離散させる複数の回折格子を有し、
   前記位置調整光用の回折格子は、前記光分割素子のうち、前記光ディスクからの戻り光の中央部分が透過する領域に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の光ピックアップ。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の光ピックアップを備え、
   前記光ピックアップが光ディスクに光を照射するとともに、前記光ディスクで反射された光を検出し、光ディスクの再生制御を行うことを特徴とする光ディスク装置。

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