| 【発明の名称】 |
光ピックアップ装置及び情報記録媒体駆動装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】中山 昌彦
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| 【要約】 |
【課題】半導体レーザとホログラムと受光素子が一体となったホログラムレーザユニットを用いた光ピックアップ装置において、フォーカスエラー信号のオフセット調整を可能にする。
【解決手段】本発明では、半導体レーザ1からの出射光束をホログラム4を介して対物レンズ7に入射し、該対物レンズ7で情報記録媒体8上に集光し、該情報記録媒体8からの反射光束を上記対物レンズ7を介して上記ホログラム4に入射し、該ホログラム4で回折させて受光素子9に導き、該受光素子9の出力から情報再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ装置において、上記半導体レーザ1と上記対物レンズ7との間に、上記情報記録媒体8からの反射光束を偏向する光偏向手段6を設け、該光偏向手段6を回転調整することによりフォーカスエラー信号のオフセットを調整する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】半導体レーザからの出射光束をホログラムを介して対物レンズに入射し、該対物レンズで情報記録媒体上に集光し、該情報記録媒体からの反射光束を上記対物レンズを介して上記ホログラムに入射し、該ホログラムで回折させて受光素子に導き、該受光素子の出力から情報再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ装置において、上記半導体レーザと上記対物レンズとの間に、上記情報記録媒体からの反射光束を偏向する光偏向手段を設け、該光偏向手段を回転調整することによりフォーカスエラー信号のオフセットを調整することを特徴とする光ピックアップ装置。 【請求項2】請求項1記載の光ピックアップ装置において、上記光偏向手段を上記半導体レーザと上記対物レンズとの間の光路に着脱可能に構成し、上記光偏向手段を光路に装着し、該光偏向手段を回転調整する場合には、上記半導体レーザからの出射光束の上記対物レンズへの入射角度の変化量が予め決められた許容範囲内に入るように、上記光偏向手段による偏向の角度を設定したことを特徴とする光ピックアップ装置。 【請求項3】請求項1または2記載の光ピックアップ装置において、上記半導体レーザからの出射光束は直線偏光であり、上記光偏向手段は、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせて構成したことを特徴とする光ピックアップ装置。 【請求項4】情報記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う情報記録媒体駆動装置において、請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装置と、情報記録媒体を保持する保持手段と、上記光ピックアップ装置の対物レンズによる集光位置に対して上記情報記録媒体の記録面が相対的に移動するように、上記光ピックアップ装置及び上記情報記録媒体の少なくとも一方を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする情報記録媒体駆動装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク、光カード、光テープなどの情報記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う光ピックアップ装置に係り、詳しくは、ホログラムレーザユニットを用いた光ピックアップ装置、及びその光ピックアップ装置を備えた情報記録媒体駆動装置に関するものである。 【0002】 【従来の技術】従来、光ディスクドライブ装置、光カード駆動装置、光テープ駆動装置など、情報記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う情報記録媒体駆動装置が知られており、この情報記録媒体駆動装置に用いられる光ピックアップ装置として、半導体レーザからの出射光束を、ホログラムを介して対物レンズに入射し、該対物レンズで情報記録媒体上に集光し、該情報記録媒体からの反射光束を上記対物レンズを介して上記ホログラムに入射し、該ホログラムで回折させて受光素子に導き、該受光素子の出力から情報再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を検出するものが知られている(例えば、特開平5−250718号公報、特開平6−76340号公報、特開平6−314438号公報参照)。 【0003】ここで、図6は上記ホログラムを用いた光ピックアップ装置の一構成例を示す斜視図、図7は図6に示す光ピックアップ装置における光学系及び光束の説明図である。図6,7において、光源としての半導体レーザ1からの光束は、ホログラム素子2の下面に形成された回折格子3によって三つの光束(一つの主ビーム及び二つのラジアル誤差検出のための副ビーム)に分離され、ホログラム素子2の上面に形成されたホログラム4を0次回折光として通過する。このホログラム4を通過した0次回折光は、コリメートレンズ5によって平行光となり、対物レンズ7によって情報記録媒体としての光ディスク8上に集光される。そして、光ディスク8からの反射光束は、対物レンズ7及びコリメートレンズ5を介し、上記ホログラム素子2の上面のホログラム4によって一部の光束が回折され、受光素子としての複数の受光面を有するフォトダイオード9に入射する。そして、フォトダイオード9の出力から情報再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が検出される。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】ところで、図6及び図7に例示したようなホログラムを用いた光ピックアップ装置においては、半導体レーザとホログラムと受光素子が一体となったホログラムレーザユニットを用いているため、半導体レーザとホログラムと受光素子の位置精度でフォーカス検出誤差(フォーカスエラー信号のオフセット)が決まってしまい、光ピックアップ装置での調整ができないという不具合がある。つまり、ホログラムレーザユニットの持つフォーカス検出誤差が大きいと、光ピックアップ装置のフォーカス検出誤差が大きくなってしまう。そして、その場合の対策としてはホログラムレーザユニットを交換するしかなく、無駄な作業及びコストが発生してしまう。 【0005】本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、半導体レーザとホログラムと受光素子が一体となったホログラムレーザユニットを用いた光ピックアップ装置において、フォーカスエラー信号のオフセット調整が可能な光ピックアップ装置を提供することを目的(課題)とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、半導体レーザからの出射光束をホログラムを介して対物レンズに入射し、該対物レンズで情報記録媒体上に集光し、該情報記録媒体からの反射光束を上記対物レンズを介して上記ホログラムに入射し、該ホログラムで回折させて受光素子に導き、該受光素子の出力から情報再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を検出する光ピックアップ装置において、上記半導体レーザと上記対物レンズとの間に、上記情報記録媒体からの反射光束を偏向する光偏向手段を設け、該光偏向手段を回転調整することによりフォーカスエラー信号のオフセットを調整することを特徴とするものである。すなわち請求項1の光ピックアップ装置では、半導体レーザと対物レンズとの間に設けた光偏向手段により、情報記録媒体からの反射光束を偏向するが、この偏向した光束は光偏向手段を回転することによって受光素子上の入射位置を微小に調整することが可能であり、フォーカスエラー信号のオフセットを調整することができる。 【0007】請求項2に係る発明は、請求項1記載の光ピックアップ装置において、上記光偏向手段を上記半導体レーザと上記対物レンズとの間の光路に着脱可能に構成し、上記光偏向手段を光路に装着し、該光偏向手段を回転調整する場合には、上記半導体レーザからの出射光束の上記対物レンズへの入射角度の変化量が予め決められた許容範囲内に入るように、上記光偏向手段による偏向の角度を設定したことを特徴とするものである。すなわち請求項2の光ピックアップ装置では、半導体レーザとホログラムと受光素子が一体となったホログラムレーザユニットの持つフォーカス検出誤差の大きさが問題となって、上記光偏向手段を上記半導体レーザと上記対物レンズとの間の光路に装着し、光偏向手段を回転調整する場合においても、上記半導体レーザからの出射光束の上記対物レンズへの入射角度の変化量が予め決められた許容範囲に入るように、上記光偏向手段による偏向の角度を設定したので、正常な情報記録、情報再生または情報消去が可能となる。 【0008】請求項3に係る発明は、請求項1または2記載の光ピックアップ装置において、上記半導体レーザからの出射光束は直線偏光であり、上記光偏向手段は、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせて構成したことを特徴とするものである。すなわち請求項3の光ピックアップ装置では、半導体レーザからの出射光束は直線偏光であり、光偏向手段は、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせて構成したので、半導体レーザからの直線偏光の出射光束がP偏光として光偏向手段のウォラストンプリズムを通過するときに偏向され、1/4波長板を通過すると円偏光の光束になり、この円偏光の光束が情報記録媒体で反射されて再び1/4波長板を通過すると、上記半導体レーザからの出射光束の偏光の向きに対して180度傾いた直線偏光の反射光束になる。そして、この反射光束がS偏光として上記ウォラストンプリズムを逆方向から通過するときにさらに偏向される。このように請求項3の光ピックアップ装置では、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせるという簡単な構成の光偏向手段により、情報記録媒体からの反射光束を偏向させることができる。 【0009】請求項4に係る発明は、情報記録媒体に対して情報の記録、再生または消去を行う情報記録媒体駆動装置において、請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装置と、情報記録媒体を保持する保持手段と、上記光ピックアップ装置の対物レンズによる集光位置に対して上記情報記録媒体の記録面が相対的に移動するように、上記光ピックアップ装置及び上記情報記録媒体の少なくとも一方を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とするものである。すなわち請求項4の情報記録媒体駆動装置では、上述の請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装置の対物レンズによる集光位置に対して、上記保持手段で保持された情報記録媒体の記録面が相対的に移動するように、上記光ピックアップ装置及び上記情報記録媒体の少なくとも一方を駆動手段で駆動する構成としたことにより、上記光ピックアップ装置のフォーカスエラー信号のオフセットが無い状態で、情報記録媒体に対する情報記録、情報再生または情報消去を行うことができる。 【0010】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態を示す図であって、(a)は光ピックアップ装置の概略構成を示す斜視図、(b)は(a)に示す光ピックアップ装置における光学系及び光束の説明図である。本実施形態に係る光ピックアップ装置は、光源としての半導体レーザ1、ホログラム素子2、コリメートレンズ5、光偏向手段としての光アイソレータ6、対物レンズ7及び受光素子としてのフォトダイオード9を備えている。また、上記半導体レーザ1とホログラム素子2とフォトダイオード9は一体となっており、ホログラムレーザユニットを構成している。図1に示す構成の光ピックアップ装置においては、半導体レーザ1からの出射光束Loは、ホログラム素子2、コリメートレンズ5及び光アイソレータ6を介し、対物レンズ7により情報記録媒体としての光ディスク8上に集光される。そして、光ディスク8からの反射光束は対物レンズ7を介し、その一部がホログラム素子2により回折されてフォトダイオード9に導かれる。尚、上記光ディスク8は、再生専用の光ディスクに限るものではなく、1度だけ情報の記録が可能な追記型の光ディスクや、情報の記録・消去が可能な書換型の光ディスク等の他の情報記録媒体であってもよい。本実施形態では、書換型の光ディスクを用いている。 【0011】上記半導体レーザ1は、所定光量の発散光且つ直線偏光である出射光束Loをホログラム素子2に向けて出射する。この半導体レーザ1からの出射光束Loは、ホログラム素子2の下面に形成された回折格子3により、三つの光束(一つの主ビーム及び二つのトラッキングエラー検出のための副ビーム)に分離され、ホログラム素子2の上面に形成されたホログラム4を0次回折光として通過する。ホログラム素子2のホログラム4を通過した上記三つの光束からなる0次回折光は、コリメートレンズ5により平行光束となり、光アイソレータ6により微小角偏向された後、対物レンズ7により光ディスク8上にスポット状に集光される。 【0012】上記光ディスク8からの反射光束は、対物レンズ7を逆方向に通過した後、光アイソレータ6により再び微小角偏向され、コリメートレンズ5を介してホログラム素子2の上面のホログラム4に照射される。このホログラム4は、前述のように光ディスク8の半径方向の分割線で格子周期が異なる二つの領域に分割されているので、上記光ディスク8からの三つの光束からなる反射光束の一部をさらに二つに分割して回折する。このホログラム4で回折された合計六つの光束は、フォトダイオード9の受光面上の5つに分割された受光部D1〜D5に照射され、フォトダイオード9の出力から後述のように情報再生信号(RF)、トラッキングエラー信号(TES)及びフォーカスエラー信号(FES)が検出される。尚、上記光ディスク8からの反射光束は、上記光アイソレータ6で微小角偏向されていることにより、上記光アイソレータ6を回転調整することによってフォーカスエラー信号のオフセットを調整することができる。 【0013】次に、上記光アイソレータ6の一構成例について説明する。図2は、ウォラストンプリズム61と1/4波長板62とを組み合わせて構成した光アイソレータ6の説明図である。この光アイソレータ6は、0.6mm(厚さ)×4mm×4mmのウォラストンプリズム61の光ディスク側に1/4波長板62を張り合わせた構造になっている。ウォラストンプリズム61は、光学軸が異なる2つのくさび形のプリズム61a,61bが張り合わされており、半導体レーザ1側のプリズム61aの光学軸63aが図中の上下方向に設定され、光ディスク8側のプリズム61bの光学軸63bが図中の紙面に直交する方向に設定されている。光アイソレータ6にP偏光(電界の振動方向が図中のY−Z平面に平行な偏光)で入射した半導体レーザ1からの出射光束は、プリズム61a中では異常光線(屈折率:ne=1.54748)となり、プリズム61b中では常光線(屈折率:no=1.53856)となるので、図2に示すようにθ1=0.075°だけ偏向される。また、光ディスク8からの反射光束は、1/4波長板62を2回通過して光アイソレータ6にS偏光(電界の振動方向が図中のY−Z平面に垂直な偏光)で入射し、プリズム61b中では異常光線(屈折率:ne=1.54748)となり、プリズム61a中では常光線(屈折率:no=1.53856)となるので、さらに0.075°偏向される。この結果、光アイソレータ6を通過して半導体レーザ1側に戻る反射光束Lrは、図2に示すように出射光束Loに対してθ2=0.15°(=0.075°×2)だけ傾くことになる。 【0014】ところで、本実施形態の光ピックアップ装置では、例えば、図3(a),(b),(c)に示すようにフォトダイオード9の受光面が5つの受光部D1〜D5に分割されている。そして、光ディスク6からの反射光束がホログラム素子2の上面のホログラム4で回折され、1次回折光としてフォトダイオード9の5つの受光部D1〜D5に導かれる。上記ホログラム4は、光ディスク8の半径方向と平行な分割線により分割された格子周期が異なる二つの領域からなり、反射光束中の主ビームのうち、その一方の領域に入射した光は、受光部D2,D3の分割線上に、他方の領域に入射された光は、受光部D4上に集光される。また、上記反射光束中の副ビームはそれぞれ受光部D1,D5上に集光される。これらの集光された受光スポットSは、光ディスク8上の光束の収束状態に応じて図3(a)〜(c)に示すように変化する。尚、図3は図1に示す光ピックアップ装置に光アイソレータ6を装着していない場合の、フォトダイオード9の受光面上の各受光部D1〜D5上に集光された受光スポットの状態を示しており、(a)は光ディスク8が遠すぎるときの受光スポットの説明図、(b)は合焦のときの受光スポットの説明図、(c)は光ディスク8が近すぎるときの受光スポットの説明図である。 【0015】ここで、フォトダイオード9の各受光部D1〜D5からの出力信号をS1〜S5で表すと、フォーカスエラー信号(FES)は、いわゆるフーコー法(例えば、G.Bouwhuis et al.:Principles of Optical Disc Systems,Adam Hilger Ltd.,Bristol,(1985)参照)の原理により、FES=S2−S3で与えられる。一方、トラッキングエラー信号(TES)は3ビーム法で検出される。このトラッキングエラー信号の検出のための副ビームはそれぞれ受光部D1,D5上に集光されるので、トラッキングエラー信号(TES)は、TES=S1−S5で与えられる。また、情報再生信号(RF)は、RF=S2+S3+S4で与えられる。 【0016】次に図4(a),(b),(c)はそれぞれ、図1に示す光ピックアップ装置のように光アイソレータ6を半導体レーザ1と対物レンズ7の間の光路に装着したときの、フォトダイオード9の受光面上の各受光部D1〜D5上に集光された受光スポットの状態を示しており、(a)は光ディスク8が遠すぎるときの受光スポットの説明図、(b)は合焦のときの受光スポットの説明図、(c)は光ディスク8が近すぎるときの受光スポットの説明図である。本実施形態の光ピックアップ装置では、上記光アイソレータ6によって光ディスク8からの反射光束が半導体レーザ1からの出射光束に対して約0.15°偏向されるので、例えば、コリメートレンズ5の焦点距離を10mmとすると受光部上の受光スポットの位置は約26μm(=10mm×sin(0.15°))ずれる。ここで、前述のようにフォーカスエラー信号(FES)は、FES=S2−S3で与えられるので、上記光アイソレータ6による受光スポットのずれが受光部内で且つ受光部D2,D3の分割線に沿った方向になるように、光アイソレータ6による偏向の角度及び向きを設定している。この設定からさらに光アイソレータ6を回転させると、フォーカスエラー信号(FES)のオフセットを調整することが可能である。例えば、光アイソレータ6を5°回転させると、受光スポットの位置は約2μm(=26μm×sin(5°))分割線に直交した方向にずれる。つまり光アイソレータ6をフォーカスエラー信号(FES)のオフセットが無くなるまで回転させれば良い。 【0017】尚、本実施形態の光ピックアップ装置においては、装置本体に対して上記光アイソレータ6を着脱可能に構成し、光アイソレータ6を必要なときだけ半導体レーザ1と対物レンズ7の間の光路に装着するようにしてもよい。そして、光アイソレータ6を光路に装着し、光アイソレータ6を回転調整する場合には、光アイソレータ6を装着することによる半導体レーザ1からの出射光束Loの対物レンズ7への入射角度の変化量が、予め決められた許容範囲内に入るように、光アイソレータ6による半導体レーザ1からの出射光束Loの偏向の角度を設定する。例えば、一般的に対物レンズ7に入射する光束の傾きの許容値は1°程度であるが、光アイソレータ6以外の光学部品によっても対物レンズ7に入射する光束が30分程度傾くので、光アイソレータ6で偏向させる角度は30分以下に設定する。このように光アイソレータ6による偏向の角度を設定することにより、光アイソレータ6の装着の有無にかかわらず、半導体レーザ1からの出射光束Loが対物レンズ7によって光ディスク8上の所定の位置に集光されるので、正常な情報記録及び再生が可能となる。しかも、光アイソレータ6の装着の有無にかかわらず、半導体レーザ1、ホログラム素子2及びフォトダイオード9が一体となったホログラムレーザユニットを共通に用いることができる。 【0018】次に図5は、上記光ピックアップ装置を備えた情報記録媒体駆動装置としての光ディスクドライブ装置の概略構成図である。この光ディスクドライブ装置は、上記の構成の光ピックアップ装置10の他に、光ディスク8を保持する保持手段としてのトレー11、光ピックアップ装置10の対物レンズによる集光位置12に対して光ディスク8の記録面が相対的に移動するように、光ピックアップ装置10の駆動機構及び光ディスク8を回転駆動する回転駆動機構を備えている。上記トレー11は図中の矢印A方向に移動可能に構成され、光ディスク8の装着及び排出が可能な筐体13から突出した突出位置と、筐体13内に挿入された挿入位置とを取り得るようになっている。また、トレー11には、上記回転駆動機構としてのスピンドルモータ14と、光ピックアップ装置10をシャフト15に沿って光ディスク8の半径方向(図中の矢印B方向)に駆動する駆動機構(図示せず)が設けられている。図5に示す構成の光ディスクドライブ装置では、図1〜4を参照して説明した構成の光ピックアップ装置10を備えているので、光ピックアップ装置10のフォーカスエラー信号のオフセットが無いので、常に正常な状態で光ディスク8に対する情報記録、情報再生または情報消去を行うことができる。 【0019】尚、以上に説明した実施形態では、光偏向手段である光アイソレータ6として、図2に示すようなウォラストンプリズム61と1/4波長板62とを組み合わせたものを用いたが、本発明は、上記光アイソレータ6としてRochonプリズムやSenarmontプリズム等の他のプリズムと1/4波長板とを組み合わせたものを用いた場合にも適用できるものである。特に、RochonプリズムやSenarmontプリズムを用いた場合には、半導体レーザ1から光ディスク8に照射される光束は偏向せずに、光ディスク8から戻ってくる反射光束だけを偏向させることができるので、対物レンズ7への入射角度の変化について考慮する必要がなくなる。 【0020】 【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の光ピックアップ装置では、半導体レーザと対物レンズとの間に設けた光偏向手段により、情報記録媒体からの反射光束を偏向し、この偏向した光束は光偏向手段を回転することによって受光素子上の入射位置を微小に調整することが可能であるので、フォーカスエラー信号のオフセットを調整することができる。請求項2記載の光ピックアップ装置では、請求項1の構成及び効果に加え、光偏向手段を半導体レーザと対物レンズとの間の光路に装着し、光偏向手段を回転調整する場合には、半導体レーザからの出射光束の対物レンズへの入射角度の変化量が予め決められた許容範囲に入るように、光偏向手段による偏向の角度を設定したので、正常な情報記録、情報再生または情報消去を行うことができる。請求項3記載の光ピックアップ装置では、請求項1または2の構成及び効果に加え、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせるという簡単な構成の光偏向手段により、情報記録媒体からの反射光束を偏向させることができる。請求項4記載の情報記録媒体駆動装置では、請求項1,2または3に記載の光ピックアップ装置と、情報記録媒体を保持する保持手段と、上記光ピックアップ装置の対物レンズによる集光位置に対して上記情報記録媒体の記録面が相対的に移動するように、上記光ピックアップ装置及び上記情報記録媒体の少なくとも一方を駆動する駆動手段とを備えたことにより、光ピックアップ装置のフォーカスエラー信号のオフセットが無い状態で、情報記録媒体に対する情報記録、情報再生または情報消去を行うことができる。 【0021】従って、本発明によれば、半導体レーザとホログラムと受光素子が一体となったホログラムレーザユニットを用いた光ピックアップ装置において、ホログラムレーザユニットが持つフォーカスエラー信号のオフセットを光ピックアップ装置の状態において調整できるという効果が得られる。特に、請求項2,4の発明によれば、光偏向手段の装着の有無にかかわらず、正常な情報記録、情報再生または情報消去が可能となるとともに、上記光偏向手段以外の半導体レーザ、ホログラム、対物レンズ等の部品を共通に用いることができるという効果がある。また特に、請求項3,4の発明によれば、反射光束を偏向させる光偏向手段を、ウォラストンプリズムと1/4波長板とを組み合わせて容易に構成することができるという効果がある。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000006747 【氏名又は名称】株式会社リコー
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| 【出願日】 |
平成12年8月9日(2000.8.9) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100067873 【弁理士】 【氏名又は名称】樺山 亨 (外1名)
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| 【公開番号】 |
特開2002−56566(P2002−56566A) |
| 【公開日】 |
平成14年2月22日(2002.2.22) |
| 【出願番号】 |
特願2000−241260(P2000−241260) |
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