光ピックアップ装置
【課題】
コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】
コリメートレンズＣＬからエキスパンダーレンズＥＸＰへは平行光束が出射されるので、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを駆動することによって、コリメートレンズＣＬとエキスパンダーレンズＥＸＰとの間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを、その光軸方向及び光軸交差方向に独立して移動するように駆動するので、フォーカシング及びトラッキング動作の際に、第２のアクチュエータＡＣＴ２は対物レンズＯＢＪのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。
コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】
コリメートレンズＣＬからエキスパンダーレンズＥＸＰへは平行光束が出射されるので、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを駆動することによって、コリメートレンズＣＬとエキスパンダーレンズＥＸＰとの間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを、その光軸方向及び光軸交差方向に独立して移動するように駆動するので、フォーカシング及びトラッキング動作の際に、第２のアクチュエータＡＣＴ２は対物レンズＯＢＪのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤでは、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
ところで、このような高密度光ディスクの一方に対してのみ適切に情報を記録／再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在の状況下では、国内外のメーカーよりＢＤとＨＤ ＤＶＤの双方についてソフトが供給されることが予想されており、従っていずれの高密度光ディスクに対しても、情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置が望まれている。
【０００４】
ここで、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置における１つの問題は、ＢＤは保護層の厚さが０．１ｍｍ程度であり、ＨＤ ＤＶＤは保護層の厚さが０．６ｍｍであるため、同じ対物レンズを用いると保護層の厚さが異なることに起因して球面収差が生じることである。従って、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために、光ピックアップ装置の集光光学系に何らかの工夫が必要となる。ここで、使用する光束の波長が異なる場合、対物レンズに回折輪帯を設けるなどすれば、一方の光束のみに回折効果を与え、それにより保護層厚の差に起因する球面収差を補正することができるが、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとは共に４０５ｎｍ程度の短波長の光束を用いるため、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために回折を用いることができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、特許文献１においては、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとの互換ではないが、共通の光学系（対物レンズを含む）を設け、保護層の厚さが異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際に、コリメートレンズを光軸方向に変位させ、それにより球面収差を補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２０３０９４号公報
【特許文献２】特許第３５１１７８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１の技術によれば、いずれか一方の光ディスクに対して平行光束を入射したとしても、他方の光ディスクには発散光束を入射する必要があるが、発散光入射のときは像高特性が悪化するため、トラッキング動作により対物レンズに光軸ズレが生じた場合など、コマ収差の発生を招く恐れがある。特に、高密度光ディスクにおいては、僅かのコマ収差で情報の記録及び／又は再生が不可能となる恐れがあるので、その対策が必要である。
【０００７】
これに対し、特許文献２には、発散角を変更する中間レンズと対物レンズの光軸を一致させた状態で、コリメータからの平行光束を中間レンズで受けつつ、トラッキング動作させる構成が示されている。しかしながら、中間レンズと対物レンズとを一体で駆動することは、その慣性が大きくなることからトラッキング追従性が悪くなり、特に高密度光ディスクを高速回転させて情報を記録及び／又は再生する際に問題となることが多い。更に大型のアクチュエータが必要であるから、光ピックアップ装置の大型化を招き、省エネが図れないという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、
キャリッジベースと、
前記キャリッジベース上に搭載された光源と、
前記キャリッジベース上に搭載されたコリメートレンズと、
前記キャリッジベースに対して移動可能に支持されたサブキャリッジと、
前記キャリッジベースに対して前記サブキャリッジを、前記コリメートレンズの光軸交差方向であり且つ情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第１のアクチュエータと、
前記サブキャリッジ上に搭載された発散角変更光学系と、
前記サブキャリッジ上に搭載された対物レンズと、
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ前記光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第２のアクチュエータと、を有し、
保護層の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して第１の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっており、
保護層の厚さｔ２（≠ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して前記第１の発散角度と異なる第２の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記コリメートレンズから前記発散角変更光学系へは平行光束が出射されるので、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを駆動することによって、前記コリメートレンズと前記発散角変更光学系との間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動するので、トラッキング動作の際に、前記第２のアクチュエータは前記対物レンズのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。なお、「平行光束」とは、光軸ズレが生じても実質的に波面収差が０．０７λｒｍｓ以下に抑えられる発散光束又は収束光束を含むものである。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動するアクチュエータを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記発散角変更光学系と前記対物レンズとの間には反射手段が配置されていることを特徴とするので、光ピックアップ装置の厚みを抑えることができる。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを最大量移動させ、同時に前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを前記サブキャリッジと同一方向に最大量移動させたとき、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、前記サブキャリッジと前記対物レンズの移動制限を設けたことを特徴とするので、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを最大量移動させた場合に生じるコマ収差の発生を抑制できる。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記移動制限は、機械的制限であることを特徴とする。機械的制限とは、前記対物レンズもしくは前記サブキャリッジに当接するストッパなどをいう。
【００１６】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記移動制限は、電気的制限であることを特徴とする。電気的制限とは、前記対物レンズもしくは前記サブキャリッジの移動量を検出して、前記第１アクチュエータ又は前記第２アクチュエータの駆動を停止するものをいう。
【００１７】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、トラッキング動作又はシーク動作を行う際に、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを光軸交差方向に移動させたときに、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により移動を制限されたときは、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とするので、かかる移動制限を越えて前記対物レンズを移動させることができる。なお、「トラッキング動作」とは、情報記録面上において、集光スポットをトラックに追従させる動作のことであり、「シーク動作」とは、集光スポットを離れたトラックに移動させる動作のことである。
【００１８】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項８に記載の発明において、前記キャリッジベースを移動させる第３のアクチュエータを有し、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させたときに、前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により移動を制限されたときは、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とするので、シーク動作を行う場合など、前記サブキャリッジ及び前記対物レンズの移動制限を越えて前記対物レンズを移動させることができる。
【００１９】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させた場合に、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させる前に、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とするので、集光スポットのコマ収差への影響が大きい発散角変更光学系の光軸と対物レンズの光軸とのズレ量を小さくできる。このため、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなるような状態で、情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２０】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させ且つ前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させようすると、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを移動させる前に、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とするので、光軸のズレ量がより小さく、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなる状態でシーク動作を行うことができ、横切ったトラック数の判断などに利用するＴＥ（トラックエラー）信号の検出性能が向上する。
【００２１】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段を備え、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、前記第１のアクチュエータは前記１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期して前記サブキャリッジを光軸直交方向に移動させることを特徴とするので、対物レンズの光軸と発散角変更光学系の光軸とのズレ量を小さくできる。このため、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなる状態で、情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２２】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記発散角変更光学系は、複数のレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つが第４のアクチュエータにより光軸方向に変位可能となっていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記第４のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記少なくとも１つのレンズに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする。
【００２４】
前記第４のアクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子に対して例えば鋸歯状の波形をしたパルスなどの駆動電圧をごく短時間印加することで、前記電気機械変換素子を微小に伸長または収縮するように変形させることができるが、そのパルスの形状により伸長又は収縮の速度を変えることができる。ここで、前記電気機械変換素子を伸長または収縮方向へ速い速度で変形したとき、前記可動部材は、その質量の慣性により、前記駆動部材の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。一方、前記電気機械変換素子がそれよりも遅い速度で反対方向へと変形したとき、前記可動部材は、その間に作用する摩擦力で駆動部材の動作に追随して移動する。したがって、前記電気機械変換素子が伸縮を繰り返すことにより、前記可動部材は一方向へ連続して移動することができる。即ち、高い応答性を有する前記第４のアクチュエータを用いることで、前記可動部材に連結した前記少なくとも１つのレンズを高速に移動させることもでき、且つ微小量移動させることもできる。更に、前記可動部材を定位置に保持するような場合には、前記電気機械変換素子への電力供給を中断すれば、前記可動部材と前記駆動部材との間に作用する摩擦力によって保持されるので、省エネも図れる。加えて、前記アクチュエータの構成は、簡素で小型化が可能で、低コストであるという利点もある。よって、光ピックアップ装置において、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された前記少なくとも１つのレンズを、その光軸方向に駆動することにより、高精度かつ高速に光束の発散角変更が可能であり、又コンパクトで消費電力が低く比較的低コストな光ピックアップ装置を実現できる。
【００２５】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記サブキャリッジに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする。
【００２６】
前記第１のアクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子に対して例えば鋸歯状の波形をしたパルスなどの駆動電圧をごく短時間印加することで、前記電気機械変換素子を微小に伸長または収縮するように変形させることができるが、そのパルスの形状により伸長又は収縮の速度を変えることができる。ここで、前記電気機械変換素子を伸長または収縮方向へ速い速度で変形したとき、前記可動部材は、その質量の慣性により、前記駆動部材の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。一方、前記電気機械変換素子がそれよりも遅い速度で反対方向へと変形したとき、前記可動部材は、その間に作用する摩擦力で駆動部材の動作に追随して移動する。したがって、前記電気機械変換素子が伸縮を繰り返すことにより、前記可動部材は一方向へ連続して移動することができる。即ち、高い応答性を有する前記第１のアクチュエータを用いることで、前記可動部材に連結した前記サブキャリッジを高速に移動させることもでき、且つ微小量移動させることもできる。更に、前記可動部材を定位置に保持するような場合には、前記電気機械変換素子への電力供給を中断すれば、前記可動部材と前記駆動部材との間に作用する摩擦力によって保持されるので、省エネも図れる。加えて、前記アクチュエータの構成は、簡素で小型化が可能で、低コストであるという利点もある。即ち、前記第１のアクチュエータの駆動により前記サブキャリッジを移動させることで、コンパクトで消費電力が低く比較的低コストな光ピックアップ装置を実現できる。
【００２７】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６に記載の発明において、前記サブキャリッジは板ばねに支持されていることを特徴とするので、板ばねの厚さ方向とサブキャリッジの移動方向とを一致させることにより、移動方向以外の移動を拘束する構成を容易に実現できる。
【００２９】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１７のいずれかに記載の発明において、前記光源からは波長λ１＝４０５±２０ｎｍの光束が出射され、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２の一方は０．１ｍｍ、他方は０．６ｍｍであることを特徴とするので、ＢＤとＨＤ ＤＶＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３０】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１８に記載の発明において、波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ２の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とするので、更にＤＶＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３１】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１８又は１９に記載の発明において、波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ３の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とするので、更にＣＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３２】
尚、本明細書中、「レンズ」とは、研磨ガラス、成形プラスチックレンズなどの表面が曲面状のレンズのみでなく、ホログラムや回折格子でできたレンズやＧＲＩＮレンズ等も含む。これらレンズは、必ずしも結像性能を有さなくても良く、レンズが構成する光学素子に入射した光線の発散角を変更して出射するよう、入射光線を屈折させて出射する作用を有すれば足りる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＢＤ及びＨＤ ＤＶＤに適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＢＤ使用時の状態を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の構成をIB-IB線で切断して矢印方向に見た図である。図２（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成をIIB-IIB線で切断して矢印方向に見た図である。
【００３５】
図１，２において、キャリッジベースＣＢが、不図示のアクチュエータ（第３のアクチュエータ）により、平行に延在する２本のガイド軸ＧＳ３に沿って移動するように配置されている。キャリッジベースＣＢ上には、半導体レーザＬＤと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、センサレンズＳＥＮと、光検出器ＰＤと、コリメートレンズＣＬとが配置されている。
【００３６】
更に、キャリッジベースＣＢ上において、サブキャリッジＳＣが、第１のアクチュエータＡＣＴ１により駆動され、ガイド軸ＧＳ３に平行なガイド軸ＧＳ１に沿って移動するように配置されている。
【００３７】
第１のアクチュエータＡＣＴ１は、キャリッジベースＣＢ上に後端（図１（ａ）で上端）が固定された、電気機械変換素子である圧電アクチュエータＰＺ１を含む。圧電アクチュエータＰＺ１は、ＰＺＴ(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図３に示すように、複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータＰＺ１が実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータＰＺ１を駆動源として用いている。
【００３８】
圧電アクチュエータＰＺ１の前端（図１（ａ）で下端）には、駆動部材である駆動軸ＤＳ１が取り付けられている。片持ち状態である駆動軸ＤＳ１は、キャリッジベースＣＢの壁Ｗを貫通し、可動部材であるサブキャリッジＳＣの駆動孔ＤＡ１に適度な摩擦力をもって係合している。
【００３９】
サブキャリッジＳＣは、そのガイド溝ＧＡ１内に係合されたガイド軸ＧＳ１によりガイドされ、キャリッジベースＣＢに対して移動可能となっている。サブキャリッジＳＣの移動量を磁気的に（又は光学的に）検出する不図示のエンコーダ（位置情報取得手段であり、例えばガイド軸ＧＳ１に磁気情報を配置し、サブキャリッジＳＣに読み取りヘッドなどを設けることができる）から信号（位置情報）を受けて、圧電アクチュエータＰＺ１を駆動制御するために、不図示の配線を介して電圧を印加する外部の駆動回路ＤＲ１が配置されている。なお、エンコーダを設けない構成とすることも可能である。
【００４０】
次に、サブキャリッジＳＣの駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータＰＺ１は、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、図４（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＰＺ１は、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＰＺ１の伸長時には、その衝撃力で駆動軸ＤＳ１が図１（ａ）の下側へ押し出されるが、サブキャリッジＳＣは、その慣性により、駆動軸ＤＳ１と一緒には移動せず、駆動軸ＤＳ１と駆動孔ＤＡ１との間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較して駆動軸ＤＳ１がゆっくりと戻るので、駆動孔ＤＡ１が駆動軸ＤＳ１に対して滑らずに、駆動軸ＤＳ１と一体的に図１（ａ）の上側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、サブキャリッジＳＣを所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図４（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、サブキャリッジＳＣを逆の方向へ移動させることができる。
【００４１】
サブキャリッジＳＣ上には、発散角変更光学系としてのエキスパンダーレンズＥＸＰ（レンズＬ１，Ｌ２からなる）と、反射手段である立ち上げミラーＭと、λ／４波長板ＱＷＰと、対物レンズＯＢＪと、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを光軸方向及び光軸直交方向に移動するように駆動する第２アクチュエータＡＣＴ２が配置されている。第２アクチュエータＡＣＴ２は、駆動回路ＤＲ２により駆動制御されるようになっている。
【００４２】
更に、サブキャリッジＳＣ上において、エキスパンダーレンズＥＸＰのレンズＬ１は固定されているが、レンズＬ２は、その光軸方向に平行に延在するガイド軸ＧＳ４に支持されており、第４のアクチュエータＡＣＴ４の駆動により光軸方向に移動するようになっている。
【００４３】
第４のアクチュエータＡＣＴ４は、サブキャリッジＳＣ上に後端（図１（ａ）で右端）が固定された、電気機械変換素子である圧電アクチュエータＰＺ４を含む。圧電アクチュエータＰＺ４は、ＰＺＴ(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図３に示すように、複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータＰＺ４が実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータＰＺ４を駆動源として用いている。
【００４４】
圧電アクチュエータＰＺ４の前端（図１（ａ）で左端）には、駆動部材である駆動軸ＤＳ４が取り付けられている。片持ち状態である駆動軸ＤＳ４は、サブキャリッジＳＣの壁Ｗを貫通し、可動部材であるレンズＬ２のレンズホルダＬＨＤの駆動孔ＤＡ４に適度な摩擦力をもって係合している。
【００４５】
次に、レンズＬ２の駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータＰＺ４は、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、図４（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＰＺ４は、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＰＺ４の伸長時には、その衝撃力で駆動軸ＤＳ４が図１（ａ）の左側へ押し出されるが、レンズＬ２のレンズホルダＬＨＤは、その慣性により、駆動軸ＤＳ４と一緒には移動せず、駆動軸ＤＳ４と駆動孔ＤＡ４との間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較して駆動軸ＤＳ４がゆっくりと戻るので、駆動孔ＤＡ４が駆動軸ＤＳ４に対して滑らずに、駆動軸ＤＳ４と一体的に図１（ａ）の右側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、レンズホルダＬＨＤをレンズＬ２ごと所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図４（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、レンズホルダＬＨＤを逆の方向へ移動させることができる。
【００４６】
本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の動作について説明する。ここでは第１光情報記録媒体であるＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、第４アクチュエータＡＣＴ４を駆動して、レンズＬ２を図１に示すように立ち上げミラーＭ側に移動させる。かかる状態で、光源波長４０５±２０ｎｍの半導体レーザＬＤ（光源）から出射された光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、エキスパンダーレンズＥＸＰを通過し、より拡径された平行光束（発散角０度）に変換され、立ち上げミラーＭに入射する。
【００４７】
図１（ｂ）において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後、立ち上げミラーＭの背後に位置したレーザパワーモニタ（不図示）に入射し、レーザパワーの監視に用いられる。一方、立ち上げミラーＭに入射した光束の残りは、そこで反射され、１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここからＢＤの情報記録面（保護層の厚さ０．１ｍｍ）に集光される。
【００４８】
ＢＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射された後、エキスパンダーレンズＥＸＰ、コリメートレンズＣＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮによって、光検出器（受光素子、以下同じ）ＰＤの受光面に集光されるようになっている。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、ＢＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４９】
また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第２アクチュエータＡＣＴ２が、半導体レーザＬＤからの光束をＢＤの情報記録面上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣに対してフォーカシング又はトラッキングのために移動させるようになっている。
【００５０】
一方、ここでは第２光情報記録媒体であるＨＤ ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、第４アクチュエータＡＣＴ４を駆動して、レンズＬ２を図２に示すように半導体レーザＬＤ側に移動させる。かかる状態で、光源波長４０５±２０ｎｍの半導体レーザＬＤから出射された光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、エキスパンダーレンズＥＸＰを通過し、より拡径された発散光束（発散角＞０度）に変換され、立ち上げミラーＭに入射する。
【００５１】
図２（ｂ）において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後、立ち上げミラーＭの背後に位置したレーザパワーモニタ（不図示）に入射し、レーザパワーの監視に用いられる。一方、立ち上げミラーＭに入射した光束の残りは、そこで反射され、１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここからＨＤ ＤＶＤの情報記録面（保護層の厚さ０．６ｍｍ）に集光される。このように対物レンズＯＢＪには発散光束が入射するので、共通の対物レンズＯＢＪを用いても、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとの保護層の厚さの差に起因する球面収差を補正することができる。
【００５２】
ＨＤ ＤＶＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射された後、エキスパンダーレンズＥＸＰ、コリメートレンズＣＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮによって、光検出器（受光素子、以下同じ）ＰＤの受光面に集光されるようになっている。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、ＨＤ ＤＶＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５３】
また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第２アクチュエータＡＣＴ２が、半導体レーザＬＤからの光束をＨＤ ＤＶＤの情報記録面上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣに対してフォーカシング又はトラッキングのために移動させるようになっている。
【００５４】
ここで、移動制限について図面を参照して説明する。図５は、サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの移動制限の例を示す図であり、図５（ａ）はＢＤ使用時の状態を示し、図５（ｂ）はＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示しているが、立ち上げミラー、第１のアクチュエータ、サブキャリッジの支持機構、第２のアクチュエータ、第２のアクチュエータの支持機構等は省略して示している。
【００５５】
図５において、キャリッジベースＣＢの端部（図で右端）から、サブキャリッジＳＣ側に、一対の第１のアームＡＭ１、ＡＭ１が延在している。第１のアームＡＭ１の先端には、それぞれ突起ｐ１が形成されている。サブキャリッジＳＣは、突起ｐ１，ｐ１の間に配置されており、光軸直交方向に移動したときに、いずれかの突起ｐ１に当接することで、それ以上の移動が制限される。一方、サブキャリッジＳＣの端部（図で右端）から、対物レンズＯＢＪ側に、一対の第２のアームＡＭ２、ＡＭ２が延在している。第２のアームＡＭ２の先端には、それぞれ突起ｐ２が形成されている。対物レンズＯＢＪは、突起ｐ２，ｐ２の間に配置されており、光軸直交方向に移動したときに、（この例では、対物レンズＯＢＪと一体的に移動する第２のアクチュエータＡＣＴ２を介して）いずれかの突起ｐ２に当接することで、それ以上の移動が制限される。突起ｐ１がサブキャリッジＳＣの移動制限を構成し、突起ｐ２が対物レンズＯＢＪの移動制限を構成する。
【００５６】
ここで、図５に示すように、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを最大量移動させ（突起ｐ１に当接させ）、同時に第２のアクチュエータＡＣＴ２により対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣと同一方向に最大量移動させ（突起ｐ２に当接させ）たとき、ＢＤ（図５（ａ））及びＨＤ ＤＶＤ（図５（ｂ））の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、突起ｐ１，ｐ２が設けられているので、第１のアクチュエータＡＣＴ１（不図示）及び第２のアクチュエータＡＣＴ２により、トラッキング動作等のためにサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとを最大量移動させた場合に生じるコマ収差の発生を抑制できる。なお、サブキャリッジＳＣ又は対物レンズＯＢＪが、突起ｐ１又はｐ２に到達したことは、衝撃センサからの信号や、ＴＥ波形の変化で検出することができる。このような機械的制限である突起ｐ１，ｐ２の代わりに、電気的制限（例えば光学的センサや磁気的センサ等によりサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの位置を測定したり、或いはアクチュエータの電流値制限で制限位置まで到達したことを検出したときは、それ以上の駆動を中断する）を設けても良い。
【００５７】
ただし、サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪが、突起ｐ１，ｐ２によりそれぞれ移動を制限された後は、それ以上第１のアクチュエータＡＣＴ１及び第２のアクチュエータＡＣＴ２によりサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとを光軸直交方向に移動させることはできない。かかる場合には、第３のアクチュエータ（不図示）を用いて、キャリッジベースＣＢごと対物レンズＯＢＪを含む光ピックアップ装置全体を光軸直交方向に移動させることができるので、移動制限を越えて、シーク動作をおこなうことができる。
【００５８】
以上のシーク動作の具体的な制御を、図面を参照して説明する。図６は、シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。図６において、シーク動作が要求された場合、ステップＳ１０１において、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して、対物レンズＯＢＪを光軸直交方向に移動させる。続くステップＳ１０２で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しない場合には、ステップＳ１０２において、対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達したか否かが判断される。対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達しなければ、ステップＳ１０１に戻って第２のアクチュエータＡＣＴ２の駆動制御を続行する。一方、対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達した場合、ステップＳ１０４で、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させる。
【００５９】
更にステップＳ１０５で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しない場合には、ステップＳ１０６において、サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達したか否かが判断される。サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達しなければ、ステップＳ１０４に戻って第１のアクチュエータＡＣＴ１の駆動制御を続行する。一方、サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達した場合、ステップＳ１０７で、第３のアクチュエータ（不図示）によりキャリッジベースＣＢを光軸直交方向に移動させる。ステップＳ１０８で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しなければ、ステップＳ１０７に戻って第３のアクチュエータの駆動制御を続行する。
【００６０】
更に、駆動回路ＤＲ２は、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの情報記録面上における集光スポットの移動量を求め、求められた集光スポットの移動量だけ、第２のアクチュエータＡＣＴ２により前記対物レンズを移動させた場合に、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限（突起ｐ２）により制限されるか否かを判別し、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限により制限されると判断したときは、駆動回路ＤＲ１に信号を送信し、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを移動させれば、その連係により、対物レンズＯＢＪの移動制限を越えて対物レンズＯＢＪを容易に移動させることができる。ここで、駆動回路ＤＲ２、ＤＲ１が移動量計算手段及び判別手段を構成する。
【００６１】
或いは、駆動回路ＤＲ１，ＤＲ２が、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの情報記録面上における集光スポットの移動量を求め、求められた集光スポットの移動量だけ、第２のアクチュエータＡＣＴ１により対物レンズＯＢＪを移動させ且つ第１のアクチュエータＡＣＴ２によりサブキャリッジＳＣを移動させようすると、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限（突起ｐ２）により制限され且つサブキャリッジＳＣがサブキャリッジＳＣの移動制限（突起ｐ１）により制限されるか否かを判別し、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限により制限され且つサブキャリッジＳＣがサブキャリッジＳＣの移動制限により制限されると判断したときは、第３のアクチュエータ（不図示）によりキャリッジベースＣＢを移動させるようにしても良い。
【００６２】
以上のシーク動作の具体的な制御を、図面を参照して説明する。図７は、シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。図７において、シーク動作が要求された場合、ステップＳ２０１において、集光スポットを到達させたい目的トラックまでの移動距離Ｌを計算する。ステップＳ２０２で、計算された移動距離Ｌが、対物レンズＯＢＪの現在位置から突起ｐ２までの距離Ｘ２を超えているか否かが判断される。Ｌ≦Ｘ２であると判断された場合、ステップＳ２０３で、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して対物レンズＯＢＪを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６３】
一方、Ｌ＞Ｘ２であると判断された場合には、ステップＳ２０４で、計算された移動距離Ｌが、対物レンズＯＢＪの現在位置から突起ｐ２までの距離Ｘ２とサブキャリッジＳＣの現在位置から突起ｐ１までの距離Ｘ１との合計（Ｘ２＋Ｘ１）を超えているか否かが判断される。Ｌ≦（Ｘ２＋Ｘ１）であると判断された場合、ステップＳ２０５で、まず第１のアクチュエータＡＣＴ１を駆動制御してサブキャリッジＳＣを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。このとき、集光スポットが目的のトラックに到達すればシーク動作を終了するが、ステップＳ２０６で、集光スポットが目的のトラックに到達する前に、突起ｐ１によりサブキャリッジＳＣが移動制限させられたと判断した場合は、ステップＳ２０３で、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して対物レンズＯＢＪを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６４】
これに対し、Ｌ＞（Ｘ２＋Ｘ１）であると判断された場合、ステップＳ２０７で、第３のアクチュエータを駆動制御してキャリッジベースＣＢを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６５】
本実施の形態によれば、コリメートレンズＣＬからエキスパンダーレンズＥＸＰへは平行光束が出射されるので、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを駆動することによって、コリメートレンズＣＬとエキスパンダーレンズＥＸＰとの間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを、その光軸方向及び光軸交差方向に独立して移動するように駆動するので、フォーカシング及びトラッキング動作の際に、第２のアクチュエータＡＣＴ２は対物レンズＯＢＪのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。
【００６６】
更に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段としての検出器を備え、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、第１のアクチュエータＡＣＴ１は、その１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期してサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させても良い。
【００６７】
図８は、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクにおける偏心成分を示す図であり、縦軸がトラック変位量であり、横軸が回転角度であって、１回転を１Ｒとして示している。実際にトラッキング動作を行った場合、対物レンズは、図８（ａ）に示すような波形の動作をするが、これは図８（ｂ）に示すような回転に依存する低周波のディスク偏心成分と、図８（ｃ）に示す高周波の偏心成分とに分けることができる。同一トラックに対してトラッキング動作を行う場合、トラック変位量は主にディスク偏心成分が占めることが多い。この変位が比較的大きい１回転周期の偏心成分に対しては、サブキャリッジＳＣが追従することで、第２のアクチュエータＡＣＴ２により移動させられる対物レンズＯＢＪの光軸と、サブキャリッジＳＣに搭載された発散角変更光学系の光軸とのズレが小さくなり、集光スポットに生じるコマ収差が小さくなる。
【００６８】
即ち本実施の形態では、低周波のディスク偏心成分は、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させることによってキャンセルすることができ、高周波の偏心成分は、第２のアクチュエータＡＣＴ２により対物レンズＯＢＪを光軸直交方向に移動させることによってキャンセルすることができ、それにより高密度光ディスクに対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００６９】
以上より、第１のアクチュエータＡＣＴ１は、応答性よりも移動距離を確保できるタイプが好ましく、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、移動距離よりも応答性を確保できるタイプが好ましいといえる。
【００７０】
なお、第１のアクチュエータＡＣＴ１はボイスコイルモータであって良い。かかる場合、サブキャリッジＳＣは板ばねに支持されていると好ましい。
【００７１】
更に、図１で点線で示しているが、波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する半導体レーザと、波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する半導体レーザとを同一のヒートシンクに取り付けて１ユニットとした、いわゆる２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐと、ビームスプリッタＢＳとを設けることで、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４つの異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できる。かかる場合、ＤＶＤ、ＣＤの保護層の厚さに応じて、エキスパンダーレンズＥＸＰのレンズＬ２が移動される。また、波長の違いにより、回折の効果を互換に利用することができる。
【００７２】
又、本発明は、光検出器ＰＤでコマ収差信号を検出し、コマ収差信号が最適化されるようにサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとをそれぞれ移動することで、情報記録面上のスポットのコマ収差を補正することも可能である。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。２レーザ１パッケージは、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２との組み合わせでも良い。又、アクチュエータとしては、上述の実施の形態に関わらず、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、形状記憶合金などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＢＤ使用時の状態を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の構成をIB-IB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成をIIB-IIB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータを示す斜視図である。
【図４】圧電アクチュエータに印加される電圧パルスの波形を示す図である。
【図５】サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの移動制限の例を示す図である。
【図６】シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。
【図７】シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。
【図８】ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクにおける偏心成分を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
ＡＣＴ１ 第１のアクチュエータ
ＡＣＴ２ 第２のアクチュエータ
ＡＣＴ４ 第４のアクチュエータ
ＢＳ ビームスプリッタ
ＣＢ キャリッジベース
ＣＬ コリメートレンズ
ＤＡ１ 駆動孔
ＤＡ４ 駆動孔
ＤＲ１ 駆動回路
ＤＲ２ 駆動回路
ＤＳ１ 駆動軸
ＤＳ４ 駆動軸
ＥＸＰ エキスパンダーレンズ
ＧＡ１ ガイド溝
ＧＳ１ ガイド軸
ＧＳ４ ガイド軸
ＳＣ サブキャリッジ
Ｌ１，Ｌ２ レンズ
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＨＤ レンズホルダ
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＥ 圧電セラミックス
ＰＺ１ 圧電アクチュエータ
ＰＺ４ 圧電アクチュエータ
ＱＷＰ λ／４波長板
ＳＥＮ センサレンズ
Ｗ 壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録／再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（ＢＤ）では、ＤＶＤ（ＮＡ０．６、光源波長６５０ｎｍ、記憶容量４、７ＧＢ）と同じ大きさである直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能であり、又、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤでは、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１面あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
ところで、このような高密度光ディスクの一方に対してのみ適切に情報を記録／再生できるというだけでは、光ピックアップ装置の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在の状況下では、国内外のメーカーよりＢＤとＨＤ ＤＶＤの双方についてソフトが供給されることが予想されており、従っていずれの高密度光ディスクに対しても、情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置が望まれている。
【０００４】
ここで、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置における１つの問題は、ＢＤは保護層の厚さが０．１ｍｍ程度であり、ＨＤ ＤＶＤは保護層の厚さが０．６ｍｍであるため、同じ対物レンズを用いると保護層の厚さが異なることに起因して球面収差が生じることである。従って、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために、光ピックアップ装置の集光光学系に何らかの工夫が必要となる。ここで、使用する光束の波長が異なる場合、対物レンズに回折輪帯を設けるなどすれば、一方の光束のみに回折効果を与え、それにより保護層厚の差に起因する球面収差を補正することができるが、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとは共に４０５ｎｍ程度の短波長の光束を用いるため、保護層厚の差に起因する球面収差を補正するために回折を用いることができないという問題がある。
【０００５】
これに対し、特許文献１においては、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとの互換ではないが、共通の光学系（対物レンズを含む）を設け、保護層の厚さが異なる光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う際に、コリメートレンズを光軸方向に変位させ、それにより球面収差を補正する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２０３０９４号公報
【特許文献２】特許第３５１１７８６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかるに、特許文献１の技術によれば、いずれか一方の光ディスクに対して平行光束を入射したとしても、他方の光ディスクには発散光束を入射する必要があるが、発散光入射のときは像高特性が悪化するため、トラッキング動作により対物レンズに光軸ズレが生じた場合など、コマ収差の発生を招く恐れがある。特に、高密度光ディスクにおいては、僅かのコマ収差で情報の記録及び／又は再生が不可能となる恐れがあるので、その対策が必要である。
【０００７】
これに対し、特許文献２には、発散角を変更する中間レンズと対物レンズの光軸を一致させた状態で、コリメータからの平行光束を中間レンズで受けつつ、トラッキング動作させる構成が示されている。しかしながら、中間レンズと対物レンズとを一体で駆動することは、その慣性が大きくなることからトラッキング追従性が悪くなり、特に高密度光ディスクを高速回転させて情報を記録及び／又は再生する際に問題となることが多い。更に大型のアクチュエータが必要であるから、光ピックアップ装置の大型化を招き、省エネが図れないという問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、
キャリッジベースと、
前記キャリッジベース上に搭載された光源と、
前記キャリッジベース上に搭載されたコリメートレンズと、
前記キャリッジベースに対して移動可能に支持されたサブキャリッジと、
前記キャリッジベースに対して前記サブキャリッジを、前記コリメートレンズの光軸交差方向であり且つ情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第１のアクチュエータと、
前記サブキャリッジ上に搭載された発散角変更光学系と、
前記サブキャリッジ上に搭載された対物レンズと、
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ前記光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第２のアクチュエータと、を有し、
保護層の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して第１の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっており、
保護層の厚さｔ２（≠ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して前記第１の発散角度と異なる第２の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記コリメートレンズから前記発散角変更光学系へは平行光束が出射されるので、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを駆動することによって、前記コリメートレンズと前記発散角変更光学系との間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動するので、トラッキング動作の際に、前記第２のアクチュエータは前記対物レンズのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。なお、「平行光束」とは、光軸ズレが生じても実質的に波面収差が０．０７λｒｍｓ以下に抑えられる発散光束又は収束光束を含むものである。
【００１１】
請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動するアクチュエータを有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記発散角変更光学系と前記対物レンズとの間には反射手段が配置されていることを特徴とするので、光ピックアップ装置の厚みを抑えることができる。
【００１４】
請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを最大量移動させ、同時に前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを前記サブキャリッジと同一方向に最大量移動させたとき、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、前記サブキャリッジと前記対物レンズの移動制限を設けたことを特徴とするので、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを最大量移動させた場合に生じるコマ収差の発生を抑制できる。
【００１５】
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記移動制限は、機械的制限であることを特徴とする。機械的制限とは、前記対物レンズもしくは前記サブキャリッジに当接するストッパなどをいう。
【００１６】
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項５に記載の発明において、前記移動制限は、電気的制限であることを特徴とする。電気的制限とは、前記対物レンズもしくは前記サブキャリッジの移動量を検出して、前記第１アクチュエータ又は前記第２アクチュエータの駆動を停止するものをいう。
【００１７】
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、トラッキング動作又はシーク動作を行う際に、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを光軸交差方向に移動させたときに、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により移動を制限されたときは、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とするので、かかる移動制限を越えて前記対物レンズを移動させることができる。なお、「トラッキング動作」とは、情報記録面上において、集光スポットをトラックに追従させる動作のことであり、「シーク動作」とは、集光スポットを離れたトラックに移動させる動作のことである。
【００１８】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、請求項８に記載の発明において、前記キャリッジベースを移動させる第３のアクチュエータを有し、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させたときに、前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により移動を制限されたときは、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とするので、シーク動作を行う場合など、前記サブキャリッジ及び前記対物レンズの移動制限を越えて前記対物レンズを移動させることができる。
【００１９】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、請求項５〜７のいずれかに記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させた場合に、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させる前に、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とするので、集光スポットのコマ収差への影響が大きい発散角変更光学系の光軸と対物レンズの光軸とのズレ量を小さくできる。このため、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなるような状態で、情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２０】
請求項１１に記載の光ピックアップ装置は、請求項１０に記載の発明において、前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させ且つ前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させようすると、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを移動させる前に、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とするので、光軸のズレ量がより小さく、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなる状態でシーク動作を行うことができ、横切ったトラック数の判断などに利用するＴＥ（トラックエラー）信号の検出性能が向上する。
【００２１】
請求項１２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１１のいずれかに記載の発明において、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段を備え、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、前記第１のアクチュエータは前記１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期して前記サブキャリッジを光軸直交方向に移動させることを特徴とするので、対物レンズの光軸と発散角変更光学系の光軸とのズレ量を小さくできる。このため、集光スポットに生じるコマ収差がより小さくなる状態で、情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００２２】
請求項１３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１２のいずれかに記載の発明において、前記発散角変更光学系は、複数のレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つが第４のアクチュエータにより光軸方向に変位可能となっていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１３に記載の発明において、前記第４のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記少なくとも１つのレンズに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする。
【００２４】
前記第４のアクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子に対して例えば鋸歯状の波形をしたパルスなどの駆動電圧をごく短時間印加することで、前記電気機械変換素子を微小に伸長または収縮するように変形させることができるが、そのパルスの形状により伸長又は収縮の速度を変えることができる。ここで、前記電気機械変換素子を伸長または収縮方向へ速い速度で変形したとき、前記可動部材は、その質量の慣性により、前記駆動部材の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。一方、前記電気機械変換素子がそれよりも遅い速度で反対方向へと変形したとき、前記可動部材は、その間に作用する摩擦力で駆動部材の動作に追随して移動する。したがって、前記電気機械変換素子が伸縮を繰り返すことにより、前記可動部材は一方向へ連続して移動することができる。即ち、高い応答性を有する前記第４のアクチュエータを用いることで、前記可動部材に連結した前記少なくとも１つのレンズを高速に移動させることもでき、且つ微小量移動させることもできる。更に、前記可動部材を定位置に保持するような場合には、前記電気機械変換素子への電力供給を中断すれば、前記可動部材と前記駆動部材との間に作用する摩擦力によって保持されるので、省エネも図れる。加えて、前記アクチュエータの構成は、簡素で小型化が可能で、低コストであるという利点もある。よって、光ピックアップ装置において、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された前記少なくとも１つのレンズを、その光軸方向に駆動することにより、高精度かつ高速に光束の発散角変更が可能であり、又コンパクトで消費電力が低く比較的低コストな光ピックアップ装置を実現できる。
【００２５】
請求項１５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記サブキャリッジに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする。
【００２６】
前記第１のアクチュエータにおいて、前記電気機械変換素子に対して例えば鋸歯状の波形をしたパルスなどの駆動電圧をごく短時間印加することで、前記電気機械変換素子を微小に伸長または収縮するように変形させることができるが、そのパルスの形状により伸長又は収縮の速度を変えることができる。ここで、前記電気機械変換素子を伸長または収縮方向へ速い速度で変形したとき、前記可動部材は、その質量の慣性により、前記駆動部材の動作に追随せず、そのままの位置に留まる。一方、前記電気機械変換素子がそれよりも遅い速度で反対方向へと変形したとき、前記可動部材は、その間に作用する摩擦力で駆動部材の動作に追随して移動する。したがって、前記電気機械変換素子が伸縮を繰り返すことにより、前記可動部材は一方向へ連続して移動することができる。即ち、高い応答性を有する前記第１のアクチュエータを用いることで、前記可動部材に連結した前記サブキャリッジを高速に移動させることもでき、且つ微小量移動させることもできる。更に、前記可動部材を定位置に保持するような場合には、前記電気機械変換素子への電力供給を中断すれば、前記可動部材と前記駆動部材との間に作用する摩擦力によって保持されるので、省エネも図れる。加えて、前記アクチュエータの構成は、簡素で小型化が可能で、低コストであるという利点もある。即ち、前記第１のアクチュエータの駆動により前記サブキャリッジを移動させることで、コンパクトで消費電力が低く比較的低コストな光ピックアップ装置を実現できる。
【００２７】
請求項１６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１４のいずれかに記載の発明において、前記第１のアクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする。
【００２８】
請求項１７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１６に記載の発明において、前記サブキャリッジは板ばねに支持されていることを特徴とするので、板ばねの厚さ方向とサブキャリッジの移動方向とを一致させることにより、移動方向以外の移動を拘束する構成を容易に実現できる。
【００２９】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜１７のいずれかに記載の発明において、前記光源からは波長λ１＝４０５±２０ｎｍの光束が出射され、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２の一方は０．１ｍｍ、他方は０．６ｍｍであることを特徴とするので、ＢＤとＨＤ ＤＶＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３０】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置は、請求項１８に記載の発明において、波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ２の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とするので、更にＤＶＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３１】
請求項２０に記載の光ピックアップ装置は、請求項１８又は１９に記載の発明において、波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ３の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とするので、更にＣＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える。
【００３２】
尚、本明細書中、「レンズ」とは、研磨ガラス、成形プラスチックレンズなどの表面が曲面状のレンズのみでなく、ホログラムや回折格子でできたレンズやＧＲＩＮレンズ等も含む。これらレンズは、必ずしも結像性能を有さなくても良く、レンズが構成する光学素子に入射した光線の発散角を変更して出射するよう、入射光線を屈折させて出射する作用を有すれば足りる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、コンパクト且つ省エネを図りつつも、異なる光情報記録媒体に対して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１（ａ）は、保護層の厚さが異なる光情報記録媒体（光ディスクともいう）であるＢＤ及びＨＤ ＤＶＤに適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＢＤ使用時の状態を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の構成をIB-IB線で切断して矢印方向に見た図である。図２（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成をIIB-IIB線で切断して矢印方向に見た図である。
【００３５】
図１，２において、キャリッジベースＣＢが、不図示のアクチュエータ（第３のアクチュエータ）により、平行に延在する２本のガイド軸ＧＳ３に沿って移動するように配置されている。キャリッジベースＣＢ上には、半導体レーザＬＤと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、センサレンズＳＥＮと、光検出器ＰＤと、コリメートレンズＣＬとが配置されている。
【００３６】
更に、キャリッジベースＣＢ上において、サブキャリッジＳＣが、第１のアクチュエータＡＣＴ１により駆動され、ガイド軸ＧＳ３に平行なガイド軸ＧＳ１に沿って移動するように配置されている。
【００３７】
第１のアクチュエータＡＣＴ１は、キャリッジベースＣＢ上に後端（図１（ａ）で上端）が固定された、電気機械変換素子である圧電アクチュエータＰＺ１を含む。圧電アクチュエータＰＺ１は、ＰＺＴ(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図３に示すように、複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータＰＺ１が実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータＰＺ１を駆動源として用いている。
【００３８】
圧電アクチュエータＰＺ１の前端（図１（ａ）で下端）には、駆動部材である駆動軸ＤＳ１が取り付けられている。片持ち状態である駆動軸ＤＳ１は、キャリッジベースＣＢの壁Ｗを貫通し、可動部材であるサブキャリッジＳＣの駆動孔ＤＡ１に適度な摩擦力をもって係合している。
【００３９】
サブキャリッジＳＣは、そのガイド溝ＧＡ１内に係合されたガイド軸ＧＳ１によりガイドされ、キャリッジベースＣＢに対して移動可能となっている。サブキャリッジＳＣの移動量を磁気的に（又は光学的に）検出する不図示のエンコーダ（位置情報取得手段であり、例えばガイド軸ＧＳ１に磁気情報を配置し、サブキャリッジＳＣに読み取りヘッドなどを設けることができる）から信号（位置情報）を受けて、圧電アクチュエータＰＺ１を駆動制御するために、不図示の配線を介して電圧を印加する外部の駆動回路ＤＲ１が配置されている。なお、エンコーダを設けない構成とすることも可能である。
【００４０】
次に、サブキャリッジＳＣの駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータＰＺ１は、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、図４（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＰＺ１は、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＰＺ１の伸長時には、その衝撃力で駆動軸ＤＳ１が図１（ａ）の下側へ押し出されるが、サブキャリッジＳＣは、その慣性により、駆動軸ＤＳ１と一緒には移動せず、駆動軸ＤＳ１と駆動孔ＤＡ１との間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較して駆動軸ＤＳ１がゆっくりと戻るので、駆動孔ＤＡ１が駆動軸ＤＳ１に対して滑らずに、駆動軸ＤＳ１と一体的に図１（ａ）の上側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、サブキャリッジＳＣを所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図４（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、サブキャリッジＳＣを逆の方向へ移動させることができる。
【００４１】
サブキャリッジＳＣ上には、発散角変更光学系としてのエキスパンダーレンズＥＸＰ（レンズＬ１，Ｌ２からなる）と、反射手段である立ち上げミラーＭと、λ／４波長板ＱＷＰと、対物レンズＯＢＪと、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを光軸方向及び光軸直交方向に移動するように駆動する第２アクチュエータＡＣＴ２が配置されている。第２アクチュエータＡＣＴ２は、駆動回路ＤＲ２により駆動制御されるようになっている。
【００４２】
更に、サブキャリッジＳＣ上において、エキスパンダーレンズＥＸＰのレンズＬ１は固定されているが、レンズＬ２は、その光軸方向に平行に延在するガイド軸ＧＳ４に支持されており、第４のアクチュエータＡＣＴ４の駆動により光軸方向に移動するようになっている。
【００４３】
第４のアクチュエータＡＣＴ４は、サブキャリッジＳＣ上に後端（図１（ａ）で右端）が固定された、電気機械変換素子である圧電アクチュエータＰＺ４を含む。圧電アクチュエータＰＺ４は、ＰＺＴ(ジルコン・チタン酸鉛)などで形成された圧電セラミックスを積層してなる。圧電セラミックスは、その結晶格子内の正電荷の重心と負電荷の重心とが一致しておらず、それ自体分極していて、その分極方向に電圧を印加すると伸びる性質を有している。しかし、圧電セラミックスのこの方向への歪みは微小であり、この歪み量により被駆動部材を駆動することは困難であるため、図３に示すように、複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータＰＺ４が実用可能なものとして提供されている。本実施の形態では、この積層型圧電アクチュエータＰＺ４を駆動源として用いている。
【００４４】
圧電アクチュエータＰＺ４の前端（図１（ａ）で左端）には、駆動部材である駆動軸ＤＳ４が取り付けられている。片持ち状態である駆動軸ＤＳ４は、サブキャリッジＳＣの壁Ｗを貫通し、可動部材であるレンズＬ２のレンズホルダＬＨＤの駆動孔ＤＡ４に適度な摩擦力をもって係合している。
【００４５】
次に、レンズＬ２の駆動方法について説明する。一般に、積層型圧電アクチュエータＰＺ４は、電圧印加時の変位量は小さいが、発生力は大でその応答性も鋭い。したがって、図４（ａ）に示すように立ち上がりが鋭く立ち下がりがゆっくりとした略鋸歯状波形のパルス電圧を印加すると、圧電アクチュエータＰＺ４は、パルスの立ち上がり時に急激に伸び、立ち下がり時にそれよりもゆっくりと縮む。したがって、圧電アクチュエータＰＺ４の伸長時には、その衝撃力で駆動軸ＤＳ４が図１（ａ）の左側へ押し出されるが、レンズＬ２のレンズホルダＬＨＤは、その慣性により、駆動軸ＤＳ４と一緒には移動せず、駆動軸ＤＳ４と駆動孔ＤＡ４との間で滑りを生じてその位置に留まる（わずかに移動する場合もある）。一方、パルスの立ち下がり時には立ち上がり時に比較して駆動軸ＤＳ４がゆっくりと戻るので、駆動孔ＤＡ４が駆動軸ＤＳ４に対して滑らずに、駆動軸ＤＳ４と一体的に図１（ａ）の右側へ移動する。即ち、周波数が数百から数万ヘルツに設定されたパルスを印加することにより、レンズホルダＬＨＤをレンズＬ２ごと所望の速度で連続的に移動させることができる。尚、以上より明らかであるが、図４（ｂ）に示すように電圧の立ち上がりがゆっくりで、立ち下がりが鋭いパルスを印加すれば、レンズホルダＬＨＤを逆の方向へ移動させることができる。
【００４６】
本実施の形態にかかる光ピックアップ装置の動作について説明する。ここでは第１光情報記録媒体であるＢＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、第４アクチュエータＡＣＴ４を駆動して、レンズＬ２を図１に示すように立ち上げミラーＭ側に移動させる。かかる状態で、光源波長４０５±２０ｎｍの半導体レーザＬＤ（光源）から出射された光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、エキスパンダーレンズＥＸＰを通過し、より拡径された平行光束（発散角０度）に変換され、立ち上げミラーＭに入射する。
【００４７】
図１（ｂ）において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後、立ち上げミラーＭの背後に位置したレーザパワーモニタ（不図示）に入射し、レーザパワーの監視に用いられる。一方、立ち上げミラーＭに入射した光束の残りは、そこで反射され、１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここからＢＤの情報記録面（保護層の厚さ０．１ｍｍ）に集光される。
【００４８】
ＢＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射された後、エキスパンダーレンズＥＸＰ、コリメートレンズＣＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮによって、光検出器（受光素子、以下同じ）ＰＤの受光面に集光されるようになっている。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、ＢＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００４９】
また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第２アクチュエータＡＣＴ２が、半導体レーザＬＤからの光束をＢＤの情報記録面上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣに対してフォーカシング又はトラッキングのために移動させるようになっている。
【００５０】
一方、ここでは第２光情報記録媒体であるＨＤ ＤＶＤに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、第４アクチュエータＡＣＴ４を駆動して、レンズＬ２を図２に示すように半導体レーザＬＤ側に移動させる。かかる状態で、光源波長４０５±２０ｎｍの半導体レーザＬＤから出射された光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束に変換された後、エキスパンダーレンズＥＸＰを通過し、より拡径された発散光束（発散角＞０度）に変換され、立ち上げミラーＭに入射する。
【００５１】
図２（ｂ）において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後、立ち上げミラーＭの背後に位置したレーザパワーモニタ（不図示）に入射し、レーザパワーの監視に用いられる。一方、立ち上げミラーＭに入射した光束の残りは、そこで反射され、１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここからＨＤ ＤＶＤの情報記録面（保護層の厚さ０．６ｍｍ）に集光される。このように対物レンズＯＢＪには発散光束が入射するので、共通の対物レンズＯＢＪを用いても、ＢＤとＨＤ ＤＶＤとの保護層の厚さの差に起因する球面収差を補正することができる。
【００５２】
ＨＤ ＤＶＤの情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、１／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射された後、エキスパンダーレンズＥＸＰ、コリメートレンズＣＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮによって、光検出器（受光素子、以下同じ）ＰＤの受光面に集光されるようになっている。光検出器ＰＤの出力信号を用いて、ＨＤ ＤＶＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００５３】
また、光検出器ＰＤ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて第２アクチュエータＡＣＴ２が、半導体レーザＬＤからの光束をＨＤ ＤＶＤの情報記録面上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣに対してフォーカシング又はトラッキングのために移動させるようになっている。
【００５４】
ここで、移動制限について図面を参照して説明する。図５は、サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの移動制限の例を示す図であり、図５（ａ）はＢＤ使用時の状態を示し、図５（ｂ）はＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示しているが、立ち上げミラー、第１のアクチュエータ、サブキャリッジの支持機構、第２のアクチュエータ、第２のアクチュエータの支持機構等は省略して示している。
【００５５】
図５において、キャリッジベースＣＢの端部（図で右端）から、サブキャリッジＳＣ側に、一対の第１のアームＡＭ１、ＡＭ１が延在している。第１のアームＡＭ１の先端には、それぞれ突起ｐ１が形成されている。サブキャリッジＳＣは、突起ｐ１，ｐ１の間に配置されており、光軸直交方向に移動したときに、いずれかの突起ｐ１に当接することで、それ以上の移動が制限される。一方、サブキャリッジＳＣの端部（図で右端）から、対物レンズＯＢＪ側に、一対の第２のアームＡＭ２、ＡＭ２が延在している。第２のアームＡＭ２の先端には、それぞれ突起ｐ２が形成されている。対物レンズＯＢＪは、突起ｐ２，ｐ２の間に配置されており、光軸直交方向に移動したときに、（この例では、対物レンズＯＢＪと一体的に移動する第２のアクチュエータＡＣＴ２を介して）いずれかの突起ｐ２に当接することで、それ以上の移動が制限される。突起ｐ１がサブキャリッジＳＣの移動制限を構成し、突起ｐ２が対物レンズＯＢＪの移動制限を構成する。
【００５６】
ここで、図５に示すように、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを最大量移動させ（突起ｐ１に当接させ）、同時に第２のアクチュエータＡＣＴ２により対物レンズＯＢＪをサブキャリッジＳＣと同一方向に最大量移動させ（突起ｐ２に当接させ）たとき、ＢＤ（図５（ａ））及びＨＤ ＤＶＤ（図５（ｂ））の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、突起ｐ１，ｐ２が設けられているので、第１のアクチュエータＡＣＴ１（不図示）及び第２のアクチュエータＡＣＴ２により、トラッキング動作等のためにサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとを最大量移動させた場合に生じるコマ収差の発生を抑制できる。なお、サブキャリッジＳＣ又は対物レンズＯＢＪが、突起ｐ１又はｐ２に到達したことは、衝撃センサからの信号や、ＴＥ波形の変化で検出することができる。このような機械的制限である突起ｐ１，ｐ２の代わりに、電気的制限（例えば光学的センサや磁気的センサ等によりサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの位置を測定したり、或いはアクチュエータの電流値制限で制限位置まで到達したことを検出したときは、それ以上の駆動を中断する）を設けても良い。
【００５７】
ただし、サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪが、突起ｐ１，ｐ２によりそれぞれ移動を制限された後は、それ以上第１のアクチュエータＡＣＴ１及び第２のアクチュエータＡＣＴ２によりサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとを光軸直交方向に移動させることはできない。かかる場合には、第３のアクチュエータ（不図示）を用いて、キャリッジベースＣＢごと対物レンズＯＢＪを含む光ピックアップ装置全体を光軸直交方向に移動させることができるので、移動制限を越えて、シーク動作をおこなうことができる。
【００５８】
以上のシーク動作の具体的な制御を、図面を参照して説明する。図６は、シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。図６において、シーク動作が要求された場合、ステップＳ１０１において、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して、対物レンズＯＢＪを光軸直交方向に移動させる。続くステップＳ１０２で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しない場合には、ステップＳ１０２において、対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達したか否かが判断される。対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達しなければ、ステップＳ１０１に戻って第２のアクチュエータＡＣＴ２の駆動制御を続行する。一方、対物レンズＯＢＪが突起ｐ２に到達した場合、ステップＳ１０４で、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させる。
【００５９】
更にステップＳ１０５で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しない場合には、ステップＳ１０６において、サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達したか否かが判断される。サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達しなければ、ステップＳ１０４に戻って第１のアクチュエータＡＣＴ１の駆動制御を続行する。一方、サブキャリッジＳＣが突起ｐ１に到達した場合、ステップＳ１０７で、第３のアクチュエータ（不図示）によりキャリッジベースＣＢを光軸直交方向に移動させる。ステップＳ１０８で、集光スポットが目的トラックに到達したか否か判断され、到達した場合には、制御フローを終了し、到達しなければ、ステップＳ１０７に戻って第３のアクチュエータの駆動制御を続行する。
【００６０】
更に、駆動回路ＤＲ２は、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの情報記録面上における集光スポットの移動量を求め、求められた集光スポットの移動量だけ、第２のアクチュエータＡＣＴ２により前記対物レンズを移動させた場合に、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限（突起ｐ２）により制限されるか否かを判別し、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限により制限されると判断したときは、駆動回路ＤＲ１に信号を送信し、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを移動させれば、その連係により、対物レンズＯＢＪの移動制限を越えて対物レンズＯＢＪを容易に移動させることができる。ここで、駆動回路ＤＲ２、ＤＲ１が移動量計算手段及び判別手段を構成する。
【００６１】
或いは、駆動回路ＤＲ１，ＤＲ２が、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの情報記録面上における集光スポットの移動量を求め、求められた集光スポットの移動量だけ、第２のアクチュエータＡＣＴ１により対物レンズＯＢＪを移動させ且つ第１のアクチュエータＡＣＴ２によりサブキャリッジＳＣを移動させようすると、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限（突起ｐ２）により制限され且つサブキャリッジＳＣがサブキャリッジＳＣの移動制限（突起ｐ１）により制限されるか否かを判別し、対物レンズＯＢＪが対物レンズＯＢＪの移動制限により制限され且つサブキャリッジＳＣがサブキャリッジＳＣの移動制限により制限されると判断したときは、第３のアクチュエータ（不図示）によりキャリッジベースＣＢを移動させるようにしても良い。
【００６２】
以上のシーク動作の具体的な制御を、図面を参照して説明する。図７は、シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。図７において、シーク動作が要求された場合、ステップＳ２０１において、集光スポットを到達させたい目的トラックまでの移動距離Ｌを計算する。ステップＳ２０２で、計算された移動距離Ｌが、対物レンズＯＢＪの現在位置から突起ｐ２までの距離Ｘ２を超えているか否かが判断される。Ｌ≦Ｘ２であると判断された場合、ステップＳ２０３で、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して対物レンズＯＢＪを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６３】
一方、Ｌ＞Ｘ２であると判断された場合には、ステップＳ２０４で、計算された移動距離Ｌが、対物レンズＯＢＪの現在位置から突起ｐ２までの距離Ｘ２とサブキャリッジＳＣの現在位置から突起ｐ１までの距離Ｘ１との合計（Ｘ２＋Ｘ１）を超えているか否かが判断される。Ｌ≦（Ｘ２＋Ｘ１）であると判断された場合、ステップＳ２０５で、まず第１のアクチュエータＡＣＴ１を駆動制御してサブキャリッジＳＣを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。このとき、集光スポットが目的のトラックに到達すればシーク動作を終了するが、ステップＳ２０６で、集光スポットが目的のトラックに到達する前に、突起ｐ１によりサブキャリッジＳＣが移動制限させられたと判断した場合は、ステップＳ２０３で、第２のアクチュエータＡＣＴ２を駆動制御して対物レンズＯＢＪを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６４】
これに対し、Ｌ＞（Ｘ２＋Ｘ１）であると判断された場合、ステップＳ２０７で、第３のアクチュエータを駆動制御してキャリッジベースＣＢを移動させ、集光スポットが目的のトラックに集光されるようにする。
【００６５】
本実施の形態によれば、コリメートレンズＣＬからエキスパンダーレンズＥＸＰへは平行光束が出射されるので、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを駆動することによって、コリメートレンズＣＬとエキスパンダーレンズＥＸＰとの間に光軸ズレが生じた場合でも、コマ収差を抑えることができる。又、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、サブキャリッジＳＣに対して対物レンズＯＢＪを、その光軸方向及び光軸交差方向に独立して移動するように駆動するので、フォーカシング及びトラッキング動作の際に、第２のアクチュエータＡＣＴ２は対物レンズＯＢＪのみを駆動するため、小型化・低コスト化が図れ、また応答性に優れることとなり、更に省エネも図れる。
【００６６】
更に、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段としての検出器を備え、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤの１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、第１のアクチュエータＡＣＴ１は、その１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期してサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させても良い。
【００６７】
図８は、ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクにおける偏心成分を示す図であり、縦軸がトラック変位量であり、横軸が回転角度であって、１回転を１Ｒとして示している。実際にトラッキング動作を行った場合、対物レンズは、図８（ａ）に示すような波形の動作をするが、これは図８（ｂ）に示すような回転に依存する低周波のディスク偏心成分と、図８（ｃ）に示す高周波の偏心成分とに分けることができる。同一トラックに対してトラッキング動作を行う場合、トラック変位量は主にディスク偏心成分が占めることが多い。この変位が比較的大きい１回転周期の偏心成分に対しては、サブキャリッジＳＣが追従することで、第２のアクチュエータＡＣＴ２により移動させられる対物レンズＯＢＪの光軸と、サブキャリッジＳＣに搭載された発散角変更光学系の光軸とのズレが小さくなり、集光スポットに生じるコマ収差が小さくなる。
【００６８】
即ち本実施の形態では、低周波のディスク偏心成分は、第１のアクチュエータＡＣＴ１によりサブキャリッジＳＣを光軸直交方向に移動させることによってキャンセルすることができ、高周波の偏心成分は、第２のアクチュエータＡＣＴ２により対物レンズＯＢＪを光軸直交方向に移動させることによってキャンセルすることができ、それにより高密度光ディスクに対しても適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。
【００６９】
以上より、第１のアクチュエータＡＣＴ１は、応答性よりも移動距離を確保できるタイプが好ましく、第２のアクチュエータＡＣＴ２は、移動距離よりも応答性を確保できるタイプが好ましいといえる。
【００７０】
なお、第１のアクチュエータＡＣＴ１はボイスコイルモータであって良い。かかる場合、サブキャリッジＳＣは板ばねに支持されていると好ましい。
【００７１】
更に、図１で点線で示しているが、波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する半導体レーザと、波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する半導体レーザとを同一のヒートシンクに取り付けて１ユニットとした、いわゆる２レーザ１パッケージ２Ｌ１Ｐと、ビームスプリッタＢＳとを設けることで、ＢＤ、ＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤの４つの異なる光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置を提供できる。かかる場合、ＤＶＤ、ＣＤの保護層の厚さに応じて、エキスパンダーレンズＥＸＰのレンズＬ２が移動される。また、波長の違いにより、回折の効果を互換に利用することができる。
【００７２】
又、本発明は、光検出器ＰＤでコマ収差信号を検出し、コマ収差信号が最適化されるようにサブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪとをそれぞれ移動することで、情報記録面上のスポットのコマ収差を補正することも可能である。
【００７３】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。２レーザ１パッケージは、第１の半導体レーザＬＤ１と第２の半導体レーザＬＤ２との組み合わせでも良い。又、アクチュエータとしては、上述の実施の形態に関わらず、ステッピングモータ、ボイスコイルモータ、形状記憶合金などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＢＤ使用時の状態を示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の構成をIB-IB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図であり、ＨＤ ＤＶＤ使用時の状態を示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）の構成をIIB-IIB線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】複数の圧電セラミックスＰＥを積み重ねてその間に電極Ｃを並列接続した構造の積層型圧電アクチュエータを示す斜視図である。
【図４】圧電アクチュエータに印加される電圧パルスの波形を示す図である。
【図５】サブキャリッジＳＣと対物レンズＯＢＪの移動制限の例を示す図である。
【図６】シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。
【図７】シーク動作の制御例を示すフローチャート図である。
【図８】ＢＤもしくはＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクにおける偏心成分を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
ＡＣＴ１ 第１のアクチュエータ
ＡＣＴ２ 第２のアクチュエータ
ＡＣＴ４ 第４のアクチュエータ
ＢＳ ビームスプリッタ
ＣＢ キャリッジベース
ＣＬ コリメートレンズ
ＤＡ１ 駆動孔
ＤＡ４ 駆動孔
ＤＲ１ 駆動回路
ＤＲ２ 駆動回路
ＤＳ１ 駆動軸
ＤＳ４ 駆動軸
ＥＸＰ エキスパンダーレンズ
ＧＡ１ ガイド溝
ＧＳ１ ガイド軸
ＧＳ４ ガイド軸
ＳＣ サブキャリッジ
Ｌ１，Ｌ２ レンズ
ＬＤ 半導体レーザ
ＬＨＤ レンズホルダ
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＥ 圧電セラミックス
ＰＺ１ 圧電アクチュエータ
ＰＺ４ 圧電アクチュエータ
ＱＷＰ λ／４波長板
ＳＥＮ センサレンズ
Ｗ 壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジベースと、
前記キャリッジベース上に搭載された光源と、
前記キャリッジベース上に搭載されたコリメートレンズと、
前記キャリッジベースに対して移動可能に支持されたサブキャリッジと、
前記キャリッジベースに対して前記サブキャリッジを、前記コリメートレンズの光軸交差方向であり且つ情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第１のアクチュエータと、
前記サブキャリッジ上に搭載された発散角変更光学系と、
前記サブキャリッジ上に搭載された対物レンズと、
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ前記光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第２のアクチュエータと、を有し、
保護層の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して第１の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっており、
保護層の厚さｔ２（≠ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して前記第１の発散角度と異なる第２の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動するアクチュエータを有することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記発散角変更光学系と前記対物レンズとの間には反射手段が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを最大量移動させ、同時に前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを前記サブキャリッジと同一方向に最大量移動させたとき、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、前記サブキャリッジと前記対物レンズの移動制限を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記移動制限は、機械的制限であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記移動制限は、電気的制限であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光ピックアップ装置において、トラッキング動作又はシーク動作を行う際に、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを光軸交差方向に移動させたときに、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により移動を制限されたときは、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記キャリッジベースを移動させる第３のアクチュエータを有し、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させたときに、前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により移動を制限されたときは、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させた場合に、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させる前に、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させ且つ前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させようすると、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを移動させる前に、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段を備え、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、前記第１のアクチュエータは前記１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期して前記サブキャリッジを光軸直交方向に移動させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記発散角変更光学系は、複数のレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つが第４のアクチュエータにより光軸方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記第４のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記少なくとも１つのレンズに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記第１のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記サブキャリッジに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記第１のアクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記サブキャリッジは板ばねに支持されていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記光源からは波長λ１＝４０５±２０ｎｍの光束が出射され、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２の一方は０．１ｍｍ、他方は０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ２の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ３の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１】
キャリッジベースと、
前記キャリッジベース上に搭載された光源と、
前記キャリッジベース上に搭載されたコリメートレンズと、
前記キャリッジベースに対して移動可能に支持されたサブキャリッジと、
前記キャリッジベースに対して前記サブキャリッジを、前記コリメートレンズの光軸交差方向であり且つ情報の記録及び／又は再生を行う光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第１のアクチュエータと、
前記サブキャリッジ上に搭載された発散角変更光学系と、
前記サブキャリッジ上に搭載された対物レンズと、
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸交差方向であり且つ前記光情報記録媒体の半径方向に移動するように駆動する第２のアクチュエータと、を有し、
保護層の厚さｔ１の第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して第１の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっており、
保護層の厚さｔ２（≠ｔ１）の第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合は、前記光源から出射された光束が、前記コリメートレンズで平行光束に変換された後に、前記発散角変更光学系を介して前記第１の発散角度と異なる第２の発散角度で前記対物レンズに入射し、その情報記録面に集光されるようになっていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動するアクチュエータを有することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記第２のアクチュエータは、前記サブキャリッジに対して前記対物レンズを、その光軸方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記発散角変更光学系と前記対物レンズとの間には反射手段が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを最大量移動させ、同時に前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを前記サブキャリッジと同一方向に最大量移動させたとき、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの波面収差が０．０７λｒｍｓ以下となる位置に、前記サブキャリッジと前記対物レンズの移動制限を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記移動制限は、機械的制限であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記移動制限は、電気的制限であることを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記光ピックアップ装置において、トラッキング動作又はシーク動作を行う際に、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを光軸交差方向に移動させたときに、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により移動を制限されたときは、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記キャリッジベースを移動させる第３のアクチュエータを有し、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させたときに、前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により移動を制限されたときは、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させた場合に、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させる前に、前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記光ピックアップ装置において、外部からの信号に基づいて、シーク動作を行う際に、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の情報記録面上における集光スポットの移動量を求める移動量計算手段と、前記移動量計算手段により求められた集光スポットの移動量だけ、前記第２のアクチュエータにより前記対物レンズを移動させ且つ前記第１のアクチュエータにより前記サブキャリッジを移動させようすると、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されるか否かを判別する判別手段とを有し、前記対物レンズが前記対物レンズの移動制限により制限され且つ前記サブキャリッジが前記サブキャリッジの移動制限により制限されると、前記判別手段が判断したときは、前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとにより前記サブキャリッジと前記対物レンズとを移動させる前に、前記第３のアクチュエータにより前記キャリッジベースを移動させることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転周期の偏心成分を求める偏心計算手段を備え、前記第１光情報記録媒体もしくは前記第２光情報記録媒体の１回転以上にわたり同一トラックに情報の記録及び／又は再生を行う場合、前記第１のアクチュエータは前記１回転周期の偏心成分に基づいて、回転に同期して前記サブキャリッジを光軸直交方向に移動させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記発散角変更光学系は、複数のレンズを含み、前記レンズの少なくとも１つが第４のアクチュエータにより光軸方向に変位可能となっていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記第４のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記少なくとも１つのレンズに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記第１のアクチュエータが、電気機械変換素子と、前記電気機械変換素子の一端に固定された駆動部材と、前記サブキャリッジに連結され、かつ前記駆動部材上に移動可能に保持された可動部材と、から構成され、前記電気機械変換素子を、伸び方向と縮み方向とで速度を変えて繰り返し伸縮させることで、前記可動部材を移動させるようになっていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記第１のアクチュエータはボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記サブキャリッジは板ばねに支持されていることを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記光源からは波長λ１＝４０５±２０ｎｍの光束が出射され、前記第１光情報記録媒体の保護層の厚さｔ１と前記第２光情報記録媒体の保護層の厚さｔ２の一方は０．１ｍｍ、他方は０．６ｍｍであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
波長λ２＝６５５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ２の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
波長λ３＝７８５±３０ｎｍの光束を出射する別の光源が設けられ、前記波長λ３の光束は、前記対物レンズを介して、前記第１光情報記録媒体及び前記第２光情報記録媒体とは異なる光情報記録媒体の情報記録面に集光されることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の光ピックアップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００６−３１８５６５（Ｐ２００６−３１８５６５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３９８３７（Ｐ２００５−１３９８３７）
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１２日（２００５．５．１２）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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