光ピックアップ
【課題】球面収差及びコマ収差を適切に抑制できる光ピックアップを提供する。
【解決手段】光ピックアップ１は、光源１１と、光源１１から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズ１７と、光源１１と対物レンズ１７との間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズ１５と、可動レンズ１５を所定方向に平行移動するレンズ移動手段４と、を備える。前記所定方向は、可動レンズ１５に入射する入射光の光軸に対して傾いている。
【解決手段】光ピックアップ１は、光源１１と、光源１１から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズ１７と、光源１１と対物レンズ１７との間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズ１５と、可動レンズ１５を所定方向に平行移動するレンズ移動手段４と、を備える。前記所定方向は、可動レンズ１５に入射する入射光の光軸に対して傾いている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に記録される情報を読み取ったり、光記録媒体に情報を書き込んだりするために使用される光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク（光記録媒体の一例）の中には、記録容量を増大させる目的で、光ディスクの厚み方向に複数の情報記録層を設けたもの（多層光ディスク）がある。例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤと記載する）では、その規格によって情報記録層を２つ設けるのが標準となっている。
【０００３】
多層光ディスクにおいては、情報記録層ごとに、情報記録層を保護するために設けられる透明カバー層（ここでは、２つの情報記録層の間に設けられる中間層についても透明カバー層として表現している）の厚みが異なったものとなる。このため、光ピックアップを用いて多層光ディスクに記録される情報の読み取りや書き込み（以下では、読み取り等と表現する場合がある）を行う場合に、読み取り等を行う対象の情報記録層が或る情報記録層から他の情報記録層へと移る（以下では、層間ジャンプと表現する）と、球面収差の影響が問題となることがある。特に、ＢＤ対応の光ピックアップでは高ＮＡ（開口数）の対物レンズが用いられるために、層間ジャンプによる球面収差の影響を受け易い。
【０００４】
このため、従来、球面収差の補正を行えるように構成された光ピックアップが開発されている。球面収差補正を行うための構成例として、例えば、光ピックアップの光学系中に備えられるコリメートレンズを光軸に沿って移動可能とし、これにより、対物レンズに入射する光の収束発散状態を調整して球面収差の補正を行うものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０３０８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ピックアップに備えられる対物レンズは、製造誤差によりレンズそのものがコマ収差を有する場合がある。このため、光ピックアップにおいては、対物レンズがコマ収差を有する場合、コマ収差が補正されるように対物レンズの光軸を、対物レンズに入射する入射光の光軸に対して傾けた状態で配置することがある。しかし、このように対物レンズが傾けられた状態で設置された光ピックアップにおいて、球面収差の補正を行うべくコリメートレンズを動かすと、コマ収差の影響を受けて情報の読み取り等を適切に行えない場合がある。
【０００７】
この点、光ピックアップに対物レンズを傾けるチルト機構を設けて、コリメートレンズの位置の移動によって生じるコマ収差の影響を抑制することが考えられる。しかしながら、この構成の場合、チルト機構を設ける必要があるために部品点数の増加等の問題がある。また、チルト機構を用いてコマ収差の補正を行う構成では、光ピックアップの製造後に、コリメートレンズ位置に対応して、どれだけ対物レンズを傾ける必要があるかを学習させる必要があり、手間である。
【０００８】
以上の点を鑑みて、本発明の目的は、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できる光ピックアップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、光源と、前記光源から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズと、前記可動レンズを所定方向に平行移動するレンズ移動手段と、を備える光ピックアップであって、前記所定方向は、前記可動レンズに入射する入射光の光軸に対して傾いていることを特徴している。
【００１０】
本構成によれば、可動レンズを平行移動する方向（所定方向）が、可動レンズに入射する光軸に対して傾いているために、可動レンズの移動によって対物レンズに入射する入射光の光軸が変化する。このため、可動レンズの位置の移動によって球面収差を補正しつつ、コマ収差についても同時に補正することが可能である。
【００１１】
上記構成の光ピックアップの具体的な構成として、前記対物レンズに略平行光が入射するように前記可動レンズが所定位置に配置された場合における、前記光源から前記対物レンズへと至る光の光軸を基準光軸とした場合に、前記対物レンズの光軸及び前記所定方向が前記基準光軸に対して傾いていることとしても良い。また、この構成の更に具体的な構成として、前記対物レンズは、前記所定位置に前記可動レンズが配置された場合に、前記対物レンズが有するコマ収差を打ち消すように傾斜され、前記所定方向は、前記可動レンズを前記所定位置から前記基準光軸に沿って平行移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向であることとしてよい。
【００１２】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記可動レンズがコリメートレンズであることとしてもよい。本構成によれば、単純な光学構成で球面収差の補正を行えるとともに、コマ収差の発生も抑制できる。
【００１３】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記対物レンズは、前記対物レンズが有するコマ収差がラジアル方向に発生するように配置されていることとしてもよい。
【００１４】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記光記録媒体にはブルーレイディスクが含まれることしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できる光ピックアップを提供できる。このため、本発明の光ピックアップを使用すれば、例えば層間ジャンプ時等に情報の記録再生品質が収差によって劣化するのを抑制でき、安定した記録再生品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略図
【図２】本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す図
【図３】図２に示す光ピックアップの光学構成の一部を側面から見た場合の図
【図４】本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図
【図５】本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図
【図６】本実施形態の光ピックアップにおける、コリメートレンズの移動に伴う光軸の変化を示す図
【図７】球面収差補正を行うためにコリメートレンズを平行移動した場合に発生するコマ収差についてのシミュレーション結果を示すグラフ
【図８】本実施形態の光ピックアップが備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光ピックアップの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、本発明がＢＤに対して情報の読み取りや書き込みを行える光ピックアップに適用された場合を一例として採り上げている。
【００１８】
図１は、本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略図で、図１（ａ）は概略平面図、図１（ｂ）は概略側面図である。図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ１は、ピックアップベース２と、ピックアップベース２上に搭載される対物レンズアクチュエータ３と、を備える。
【００１９】
ピックアップベース２の左右には軸受け部２ａ、２ｂが設けられる。この軸受け部２ａ、２ｂは、図示しないベース上に固定配置されてラジアル方向（光ディスク１００の径方向）に延びる２本のガイドシャフト１０１と係合する。そして、これにより光ピックアップ１はラジアル方向に摺動可能となっている。なお、光ピックアップ１のラジアル方向への移動は、図示しない公知の移動機構によって行われる。公知の移動機構の一例として、ピックアップベース２に取り付けられたラックと、ピックアップベースとは別のベース（図示せず）に取り付けられたモータによって回転されるピニオンと、を用いる構成等が挙げられる。
【００２０】
図２は、本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す図である。なお、図２は、光ディスク１００側からフォーカス方向（情報記録層Ｌ０、Ｌ１に対して垂直な方向；図１（ｂ）参照）に沿って見た場合の概略平面図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態の光ピックアップ１には、光源１１と、回折素子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、１／４波長板１４と、コリメートレンズ１５と、立上げミラー１６と、対物レンズ１７と、センサレンズ１８と、受光素子１９と、が備えられる。これらの部材のうち、対物レンズ１７以外の部材はピックアップベース２上に搭載される。対物レンズ１７は、対物レンズアクチュエータ３（図１参照）に搭載される。
【００２２】
光源１１はＢＤ用のレーザ光（例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光）を出射する半導体レーザである。なお、光源１１からは直線偏光が出射されるようになっている。光源１１から出射されたレーザ光は回折素子１２に送られる。
【００２３】
回折素子１２は、光源１１から送られてきたレーザ光を主光と２つの副光とに分ける。このように主光と副光とに分けるのは、トラック制御を行うために必要なトラックエラー信号を得られるようにするためである。本実施形態の光ピックアップ１においては、公知の手法であるＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を用いてトラックエラー信号が得られるように形成されている。回折素子１２から出射したレーザ光は偏光ビームスプリッタ１３に送られる。
【００２４】
偏光ビームスプリッタ１３は、光源１１から出射される直線偏光と同じ偏光方向の直線偏光を反射し、光源１１から出射される直線偏光に対して偏光方向が９０度回転された直線偏光を透過するように形成されている。このため、回折素子１２から偏光ビームスプリッタ１３に送られたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１３で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ１３で反射されたレーザ光は、１／４波長板１４に送られる。
【００２５】
１／４波長板１４は、入射する直線偏光を円偏光に変換するとともに、入射する円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。偏光ビームスプリッタ１３から送られて１／４波長板１４を通過するレーザ光は、直線偏光から円偏光へと変換されてコリメートレンズ１５に送られる。
【００２６】
コリメートレンズ１５は、レンズ駆動ユニット４に搭載されて平面視、立上げミラー１６に接離する方向（図２に示す矢印方向ＭＤ）に移動可能となっている。なお、詳細は後述するが、図２に示す光ピックアップ１をタンジェンシャル方向（ラジアル方向に対して垂直な方向）に沿って見た場合には、コリメートレンズ１５の移動方向は、コリメートレンズ１５に入射する入射光の光軸に対して傾いた状態となるように調整されている。
【００２７】
コリメートレンズ１５を上述のように移動可能とするのは、コリメートレンズ１５から出射されるレーザ光の状態を平行光としたり、収束光としたりできるようにするためである。そして、このように光の状態を変更可能とするのは、光ピックアップ１によって情報の読み取り等を行う対象の情報記録層を、Ｌ０からＬ１、或いは、Ｌ１からＬ０へと移動（層間ジャンプ）する場合に発生する球面収差の補正を行えるようにするためである。コリメートレンズ１５から出射されたレーザ光は立上げミラー１６へと送られる。
【００２８】
なお、上述のＬ０は、情報記録層を２つ有する光ディスク１００の表面１００ａ側から見て奥側にある情報記録層を指し、Ｌ１は、光ディスク１００の表面１００ａ側から見て手前側にある情報記録層を指している（図１（ｂ）参照）。また、光ピックアップ１においては、情報の読み取り等の対象となる情報記録層がＬ０の場合には、対物レンズ１７に入射するレーザ光が略平行となる位置（所定位置）にコリメートレンズ１５は配置される。そして、情報の読み取り等の対象となる情報記録層がＬ１の場合には、コリメートレンズ１５は上述の所定位置から立上げミラー１６に接近する方向に移動されて、対物レンズ１７には収束光が入射するようになっている。
【００２９】
立上げミラー１６は、略直方体状の部材で形成され、金属薄膜等で覆われて入射するレーザ光を全て反射する反射面１６ａを有する。この立上げミラー１６によってコリメートレンズ１５から立上げミラー１６へと送られたレーザ光は、その進行方向を変換されて対物レンズ１７へと送られる。
【００３０】
対物レンズ１７は、ＢＤ用に設計された対物レンズであり、立上げミラー１６から送られて来たレーザ光を光ディスク１００の情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）に集光する。対物レンズ１７によって情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）に集光されたレーザ光は、情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）で反射される。
【００３１】
なお、対物レンズ１７は上述のように対物レンズアクチュエータ３に搭載され、フォーカス方向やトラック方向（ラジアル方向と平行な方向）に移動可能となっている。対物レンズ１７をフォーカス方向に移動可能とするのは、対物レンズ１７の焦点位置が常に読み取り等の対象となる情報記録層に合うように制御する（フォーカス制御する）ためである。また、対物レンズ１７をトラック方向に移動可能とするのは、対物レンズ１７によって集光された光スポットが、光ディスク１００のトラックに常に追随するように制御する（トラック制御する）ためである。
【００３２】
対物レンズアクチュエータ３の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態の光ピックアップ１では、対物レンズ１７を保持するレンズホルダをワイヤ（棒状弾性部材）によって揺動可能に懸架し、電磁力を利用してレンズホルダと共に対物レンズ１７をフォーカス方向及びトラック方向へと移動できる構成となっている。このようなタイプの対物レンズアクチュエータの構成は公知であるので、ここでは、その詳細な構成については説明を省略する。
【００３３】
情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）で反射された戻り光は、対物レンズ１７を透過し、立上げミラー１６で反射される。そして、コリメートレンズ１５を通過後、１／４波長板１４で円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の偏光方向は、光源１１から出射された直線偏光の偏光方向を９０度回転した方向である。このため、１／４波長板１４を通過した戻り光は、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。すなわち、偏光ビームスプリッタ１３と１／４波長板１４とは、協働して光アイソレータとして機能する。
【００３４】
偏光ビームスプリッタ１３を透過した戻り光は、センサレンズ１８で所定の非点収差を与えられて受光素子１９の受光面に集光する。受光素子１９は、受光した光信号を電気信号へと変換して出力し、出力された電気信号は処理されて、再生信号やサーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号等）等となる。
【００３５】
なお、センサレンズ１８は、非点収差を付与する手段であればよく、例えばシリンドリカルレンズやホログラム素子等が用いられる。また、センサレンズ１８で所定の非点収差を与えるのは、非点収差方式のフォーカスエラー信号が得られるようにするためである。
【００３６】
本実施形態の光ピックアップ１の概略構成は以上のようであるが、次に、光ピックアップ１の特徴的な構成について詳細に説明する。
【００３７】
図３は、図２に示す光ピックアップの光学構成の一部を側面から見た場合の図である。なお、図３は、図２に示す光ピックアップをラジアル方向に対して垂直なタンジャンシャル方向（図２参照）に沿って見た場合の図である。また、図３における基準光軸は、光源１１から出射されて対物レンズ１７に入射する入射光が略平行光となるようにコリメートレンズ１５が配置されている場合の光軸を指している。本実施形態では、この基準光軸は情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う場合の光軸に一致する。また、この基準光軸は、コリメートレンズ１４の位置ではラジアル方向と平行となり、立上げミラー１６の反射面１６ａで反射された後はフォーカス方向と平行となっている。
【００３８】
対物レンズ１７は通常、製造誤差によってレンズそのものがコマ収差（以下では、このコマ収差のことを内在コマ収差と表現する）を有する。このため、この内在コマ収差の影響を受けないようにする必要がある。そこで、本実施形態の光ピックアップ１では、対物レンズ１７に略平行光が入射される状態（情報記録層Ｌ０の情報の読み取り等を行う状態）において、対物レンズ１７から出射される光のコマ収差（内在コマ収差に基づく）が極力小さくなるように、基準光軸に対する対物レンズ１７の光軸ＯＬＡの傾きが決定されている。
【００３９】
なお、本実施形態においては、対物レンズ１７は、その設計が容易等の理由から、内在コマ収差がラジアル方向の一方側（図３における左右の一方側のこと）に発生するように対物レンズアクチュエータ３のレンズホルダに搭載されるようになっている。そして、対物レンズ１７は、内在コマ収差が打ち消されるように、ラジアル方向及びフォーカス方向とに直交する軸周り方向（本実施形態では反時計回り方向）に所定量回転され、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡが基準光軸に対して傾斜した状態（傾斜角α）となっている（図３参照）。
【００４０】
ところで、対物レンズ１７が有する内在コマ収差は勿論ゼロの場合もある。そして、このような場合には、内在コマ収差を補正する目的で対物レンズ１７を傾斜させる必要がないが、本実施形態では対物レンズ１７の内在コマ収差がゼロの場合は除外している。
【００４１】
本実施形態の光ピックアップ１においては、情報記録層Ｌ０の情報の読み取り等を行う際に、球面収差が最小となるように光学設計されている。情報記録層Ｌ０からＬ１へと層間ジャンプが行われる場合、球面収差を補正すべくコリメートレンズ１５が移動される。しかしながら、対物レンズ１７が上述のように傾いた状態で、層間ジャンプに伴って発生する球面収差を補正するためにコリメートレンズ１５を基準光軸に沿って図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態へと移動すると、コマ収差が発生する。そして、このコマ収差が情報の読み取りや書き込み品質に悪影響を及ぼす場合がある。このため、図３に示すように、コリメートレンズ１５の移動方向は、基準光軸に対して傾いた状態となっている（フォーカス方向に傾斜角β傾いている）。移動にあたってコリメートレンズ１５は、所定の移動方向に沿って平行移動する構成となっており、コリメートレンズ１５の光軸ＣＬＡは基準光軸に対して平行なまま移動する。
【００４２】
なお、図４は、本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図である。図４（ａ）は情報記録層Ｌ０に対して情報の読み取り等を行う場合の状態を示しており、この状態は本実施形態の光ピックアップ１でも同じ状態である。図４（ｂ）は情報記録層Ｌ１に対して情報の読み取り等を行う場合の状態を示しているが、この状態は、本実施形態の構成と異なり、コリメートレンズ１５が基準光軸に沿って反射面１６ａ側に向かって所定量だけ平行移動された状態を示している。図４（ｂ）の状態では対物レンズ１７には収束光が入射するようになるため、対物レンズ１７が本実施形態の光ピックアップ１のように傾斜していると大きなコマ収差が発生しやすい。
【００４３】
ところで、図５に示すように、対物レンズ１７を傾ける代わりに、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡに対して対物レンズ１７に入射する収束光の光軸を傾けた場合（図５（ｂ））にも、図４（ｂ）の場合と同様にコマ収差が発生する。なお、図５（ａ）は対物レンズ１７の光軸と入射光の光軸とが一致した状態で、対物レンズ１７に平行光が入射する状態を示している。また、図５（ｂ）は対物レンズ１７の光軸に対して入射光の光軸が傾斜した状態で、対物レンズ１７に収束光が入射する状態を示している。
【００４４】
図６は、本実施形態の光ピックアップにおける、コリメートレンズの移動に伴う光軸の変化を示す図である。上述のように光ピックアップ１においては、コリメートレンズ１５の平行移動方向は基準光軸に対して傾いている。このため、情報記録層Ｌ０からＬ１への層間ジャンプに伴ってコリメートレンズ１５を移動した場合、光軸の方向が変化する。このように光軸の方向が変化すると、上述のようにコマ収差が発生する。
【００４５】
ここで、以上に説明した、コリメートレンズ移動に伴って発生するコマ収差について、シミュレーション結果を示しておく。図７は、球面収差補正を行うためにコリメートレンズを平行移動した場合に発生するコマ収差についてのシミュレーション結果を示すグラフである。図７において、横軸は球面収差量で、縦軸はコマ収差量である。図７に結果が示されるシミュレーションを行うにあたって、情報記録層Ｌ０の情報の読み取りを行う際に対物レンズ１７に略平行光が入射し、この際に球面収差の発生量がゼロとなるようにしている。
【００４６】
まず、図７に示されるシミュレーション結果Ａについて説明する。このシミュレーションでは、情報記録層Ｌ０の情報の読み取りを行う際にコマ収差（対物レンズ１７の内在コマ収差によるもの）がゼロとなるように、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡが情報記録層Ｌ０を読み取る際の光学系の光軸（すなわち、基準光軸）に対して傾斜されている。なお、この際の傾斜はラジアル方向に１５分（図３における角度αが１５分）としている。また、球面収差の補正を行うためにコリメートレンズ１５を動かす方向は、基準光軸に沿った方向としている。このようなコリメートレンズ１５の移動は、上述の図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へと変化させた状況と同様である。シミュレーション結果Ａより、情報記録層Ｌ０からＬ１へと層間ジャンプに伴って球面収差を補正すべくコリメートレンズを移動させることによって、上述のようにコマ収差が発生することがわかる。
【００４７】
次に、図７に示されるシミュレーション結果Ｂについて説明する。このシミュレーションでは、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡは基準光軸と一致している。また、球面収差の補正を行うためにコリメートレンズ１５を平行移動する方向は、基準光軸に対して傾いている。なお、基準光軸に対する傾斜はフォーカス方向に１０分（図３における角度βが１０分）としている。シミュレーション結果Ｂより、コリメートレンズ１５を平行移動する方向を基準光軸に対して傾けることにより、コリメートレンズ１５位置の移動に伴いコマ収差が発生することがわかる。
【００４８】
図７において、シミュレーション結果Ｃは、シミュレーション結果ＡとＢを合算した結果であり、この場合、球面収差量が変化してもコマ収差がほとんど発生しない結果となっている。このことから、球面収差を補正すべくコリメートレンズ１５を移動するにあたって、基準光軸に沿ってコリメートレンズ１５を移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向に、コリメートレンズ１５を基準光軸に対して傾けて平行移動すれば、層間ジャンプを行った場合においても、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できることがわかる。
【００４９】
この点を考慮して、本実施形態の光ピックアップ１では対物レンズ１７はラジアル方向に角度α（図３参照）だけ傾斜させると同時に、コリメートレンズ１５を平行移動させる方向を、基準光軸に対してフォーカス方向に角度β（図３参照）だけ傾斜させている。
【００５０】
なお、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量（角度β）については、対物レンズ１７から出射されるレーザ光に含まれるコマ収差が最小となるように、光ピックアップ１の組み立て時に、傾斜配置される対物レンズ１７から出射される光のコマ収差量を測定しながら決定するのが好ましい。このようにすれば、対物レンズ１７から出射される光のコマ収差を適切に抑制できる。
【００５１】
また、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量を大きくしすぎると、これに伴って影響を無視できないレベルで非点収差が発生する。このため、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量は、非点収差の影響を受けないレベルに留めるのが好ましい。
【００５２】
ここで、本実施形態の光ピックアップ１が備えるレンズ駆動ユニット（レンズ移動手段）４の構成について説明しておく。なお、ここで示すレンズ駆動ユニット４の構成は一例であり、コリメートレンズ１５を基準光軸に対して所定方向に傾けて平行移動できる構成であれば他の構成でも勿論構わない。
【００５３】
図８は、本実施形態の光ピックアップが備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す図で、図８（ａ）はフォーカス方向に沿って見た概略平面図、図８（ｂ）はタンジェンシャル方向に沿って見た概略平面図である。図８に示すように、レンズ駆動ユニット４は、ユニットベース４１と、可動ホルダ４２と、ガイドシャフト４３と、与圧バネ４４と、ステッピングモータ４５と、リードスクリュ４６と、リードナット４７と、を備える。
【００５４】
可動ホルダ４２にはコリメートレンズ１５を保持する保持部（図示せず）が設けられる。また、可動ホルダ４２は、互いに平行配置される２本のガイドシャフト４３に沿って摺動可能となっている。２本のガイドシャフト４３は、支持部４８に支持された状態でユニットベース４１に固定配置され、ユニットベース４１のベース面４１ａに対して略平行となっている。２本のガイドシャフト４３の一方にはコイル状の与圧バネ４４が遊嵌している。与圧バネ４４は、図８（ａ）においてレンズホルダ４２を右側に付勢している。
【００５５】
ステッピングモータ４５はユニットベース４１に固定配置され、出力軸にリードスクリュ４６が取り付けられている。これにより、リードスクリュ４６はステッピングモータ４５の駆動によって回転する。なお、リードスクリュ４６はガイドシャフト４３と略平行になるように配置されている。リードナット４７はリードスクリュ４６と螺合しており、リードスクリュ４６の回転によってラジアル方向と平行な方向に移動する。
【００５６】
このように構成されるレンズ駆動ユニット４の動作について説明する。リードスクリュ４６がステッピングモータ４５の駆動によって回転されて、リードナット４７がステッピングモータ４５から離れる方向に移動すると、可動ホルダ４２はリードナット４７によって押される形でガイドシャフト４３に沿ってステッピングモータ４５から離れる方向に移動する。一方、リードナット４７がステッピングモータ４５に近づく方向に移動すると、可動ホルダ４２は、与圧バネ４４の付勢力によってガイドシャフト４３に沿ってステッピングモータ４５に近づく方向に移動する。
【００５７】
なお、レンズ駆動ユニット４には図示しないフォトインタラプタが設けられており、このフォトインタラプタによって基準位置を検出できるようになっている。そして、この基準位置からのステッピングモータ４５のステップ数に基づいてコリメートレンズ１５の位置を所望の位置に調整できるようになっている。
【００５８】
ところで、上述のように、本実施形態の光ピックアップ１においては、コリメートレンズ１５の移動方向は、基準光軸に対して傾いた状態となるように構成している。このため、レンズ駆動ユニット４のユニットベース４１は、図８（ｂ）に示すように、ピックアップベース２のベース面２ａに対して傾けられている。傾きの調整については、例えば調整ネジ４９によって調整すればよく、傾き量は、例えば対物レンズ１７から出射される出射光のコマ収差量を測定しながら最適値が選択される。
【００５９】
なお、可動ホルダ４２に保持されるコリメートレンズ１５は、いずれの位置にある場合にも、その光軸ＣＬＡが基準光軸に対して平行となるように調整された状態で可動ホルダ４２に保持されている。上述のように、光ピックアップ１においては情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う場合の光軸が基準光軸であり、コリメートレンズ１５が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置にある場合には、コリメートレンズ１５の光軸ＣＬＡは基準光軸と一致する。
【００６０】
本実施形態の光ピックアップ１は以上のように構成されるために、情報記録層Ｌ０からＬ１へ、或いはＬ１からＬ０へと層間ジャンプを行う場合でも、球面収差及びコマ収差の発生を適切に抑制できる。このため、本実施形態の光ピックアップ１では、ＢＤに記録される情報の読み取り、及び、ＢＤへの情報の書き込みの品質を安定した品質とできる。また、本実施形態の光ピックアップ１では、コマ収差を抑制するためのチルト機構を設けない構成とできるために、コスト面等でも有利である。
【００６１】
なお、本発明が適用される範囲は、以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、以上に示した実施形態では、コリメートレンズ１５の位置が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置に配置された場合に、対物レンズ１７に略平行光が入射するように構成した。そして、コリメートレンズ１５が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置に配置された場合における光学系の光軸を基準光軸とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、例えばコリメートレンズ１５が、情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置と、情報記録層Ｌ１の読み取り等を行う位置との間に配置された場合に、対物レンズ１７に略平行光が入射する構成としてもよい。そして、この対物レンズ１７に略平行光が入射する位置にコリメートレンズ１５が配置された場合における光学系の光軸を基準光軸としてもよい。
【００６３】
また、以上に示した実施形態においては、対物レンズ１７は、内在コマ収差がラジアル方向の一方側に発生するように対物レンズアクチュエータ３のレンズホルダに搭載される構成とした。しかし、この構成に限定されず、内在コマ収差の発生方向が別方向となるように対物レンズを配置しても構わない。ただし、この場合には、対物レンズを傾斜させる方向、及び、コリメートレンズを平行移動させる方向についても、本実施形態の構成から変更する必要がある。
【００６４】
また、以上に示した実施形態においては、コリメートレンズ１５を可動レンズとして、球面収差を行う構成とした。しかし、球面収差を行うにあたって、コリメートレンズを可動レンズとする代わりに、可動レンズを有するビームエキスパンダを光ピックアップの光学系中に配置する構成もある。本発明はこのような構成の場合にも適用できる。すなわち、ビームエキスパンダが有する可動レンズを平行移動する方向を、本実施形態の場合と同様に基準光軸に対して傾ける構成としても構わない。ここでの基準光軸は、対物レンズに略平行光が入射する位置に可動レンズが配置された場合における光学系の光軸のことを指している。
【００６５】
また、以上に示した実施形態では、光ピックアップはＢＤに対して情報の読み取りや書き込みを行える構成とした。しかし、本発明が適用される範囲はこれに限らない。すなわち、本発明は、対物レンズに入射する入射光の収束発散状態を変化させて球面収差の補正を行えるように、可動レンズを有する光ピックアップに広く適用できるのであり、光記録媒体の種類は何ら限定されるものではない。また、複数種類の光ディスクに対応する光ピックアップにも当然、本発明は適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、例えば、２つの情報記録層を有するＢＤの情報の読み取りや書き込みを行う光ピックアップに好適である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 光ピックアップ
４ レンズ駆動ユニット（レンズ移動手段）
１１ 光源
１５ コリメートレンズ（可動レンズ）
１７ 対物レンズ
１００ 光ディスク
Ｌ０、Ｌ１ 情報記録層
ＯＬＡ 対物レンズの光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に記録される情報を読み取ったり、光記録媒体に情報を書き込んだりするために使用される光ピックアップに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク（光記録媒体の一例）の中には、記録容量を増大させる目的で、光ディスクの厚み方向に複数の情報記録層を設けたもの（多層光ディスク）がある。例えば、ブルーレイディスク（以下、ＢＤと記載する）では、その規格によって情報記録層を２つ設けるのが標準となっている。
【０００３】
多層光ディスクにおいては、情報記録層ごとに、情報記録層を保護するために設けられる透明カバー層（ここでは、２つの情報記録層の間に設けられる中間層についても透明カバー層として表現している）の厚みが異なったものとなる。このため、光ピックアップを用いて多層光ディスクに記録される情報の読み取りや書き込み（以下では、読み取り等と表現する場合がある）を行う場合に、読み取り等を行う対象の情報記録層が或る情報記録層から他の情報記録層へと移る（以下では、層間ジャンプと表現する）と、球面収差の影響が問題となることがある。特に、ＢＤ対応の光ピックアップでは高ＮＡ（開口数）の対物レンズが用いられるために、層間ジャンプによる球面収差の影響を受け易い。
【０００４】
このため、従来、球面収差の補正を行えるように構成された光ピックアップが開発されている。球面収差補正を行うための構成例として、例えば、光ピックアップの光学系中に備えられるコリメートレンズを光軸に沿って移動可能とし、これにより、対物レンズに入射する光の収束発散状態を調整して球面収差の補正を行うものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１０３０８７号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ピックアップに備えられる対物レンズは、製造誤差によりレンズそのものがコマ収差を有する場合がある。このため、光ピックアップにおいては、対物レンズがコマ収差を有する場合、コマ収差が補正されるように対物レンズの光軸を、対物レンズに入射する入射光の光軸に対して傾けた状態で配置することがある。しかし、このように対物レンズが傾けられた状態で設置された光ピックアップにおいて、球面収差の補正を行うべくコリメートレンズを動かすと、コマ収差の影響を受けて情報の読み取り等を適切に行えない場合がある。
【０００７】
この点、光ピックアップに対物レンズを傾けるチルト機構を設けて、コリメートレンズの位置の移動によって生じるコマ収差の影響を抑制することが考えられる。しかしながら、この構成の場合、チルト機構を設ける必要があるために部品点数の増加等の問題がある。また、チルト機構を用いてコマ収差の補正を行う構成では、光ピックアップの製造後に、コリメートレンズ位置に対応して、どれだけ対物レンズを傾ける必要があるかを学習させる必要があり、手間である。
【０００８】
以上の点を鑑みて、本発明の目的は、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できる光ピックアップを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の光ピックアップは、光源と、前記光源から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズと、前記可動レンズを所定方向に平行移動するレンズ移動手段と、を備える光ピックアップであって、前記所定方向は、前記可動レンズに入射する入射光の光軸に対して傾いていることを特徴している。
【００１０】
本構成によれば、可動レンズを平行移動する方向（所定方向）が、可動レンズに入射する光軸に対して傾いているために、可動レンズの移動によって対物レンズに入射する入射光の光軸が変化する。このため、可動レンズの位置の移動によって球面収差を補正しつつ、コマ収差についても同時に補正することが可能である。
【００１１】
上記構成の光ピックアップの具体的な構成として、前記対物レンズに略平行光が入射するように前記可動レンズが所定位置に配置された場合における、前記光源から前記対物レンズへと至る光の光軸を基準光軸とした場合に、前記対物レンズの光軸及び前記所定方向が前記基準光軸に対して傾いていることとしても良い。また、この構成の更に具体的な構成として、前記対物レンズは、前記所定位置に前記可動レンズが配置された場合に、前記対物レンズが有するコマ収差を打ち消すように傾斜され、前記所定方向は、前記可動レンズを前記所定位置から前記基準光軸に沿って平行移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向であることとしてよい。
【００１２】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記可動レンズがコリメートレンズであることとしてもよい。本構成によれば、単純な光学構成で球面収差の補正を行えるとともに、コマ収差の発生も抑制できる。
【００１３】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記対物レンズは、前記対物レンズが有するコマ収差がラジアル方向に発生するように配置されていることとしてもよい。
【００１４】
上記構成の光ピックアップにおいて、前記光記録媒体にはブルーレイディスクが含まれることしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できる光ピックアップを提供できる。このため、本発明の光ピックアップを使用すれば、例えば層間ジャンプ時等に情報の記録再生品質が収差によって劣化するのを抑制でき、安定した記録再生品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略図
【図２】本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す図
【図３】図２に示す光ピックアップの光学構成の一部を側面から見た場合の図
【図４】本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図
【図５】本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図
【図６】本実施形態の光ピックアップにおける、コリメートレンズの移動に伴う光軸の変化を示す図
【図７】球面収差補正を行うためにコリメートレンズを平行移動した場合に発生するコマ収差についてのシミュレーション結果を示すグラフ
【図８】本実施形態の光ピックアップが備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の光ピックアップの実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、ここでは、本発明がＢＤに対して情報の読み取りや書き込みを行える光ピックアップに適用された場合を一例として採り上げている。
【００１８】
図１は、本実施形態の光ピックアップの構成を示す概略図で、図１（ａ）は概略平面図、図１（ｂ）は概略側面図である。図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ１は、ピックアップベース２と、ピックアップベース２上に搭載される対物レンズアクチュエータ３と、を備える。
【００１９】
ピックアップベース２の左右には軸受け部２ａ、２ｂが設けられる。この軸受け部２ａ、２ｂは、図示しないベース上に固定配置されてラジアル方向（光ディスク１００の径方向）に延びる２本のガイドシャフト１０１と係合する。そして、これにより光ピックアップ１はラジアル方向に摺動可能となっている。なお、光ピックアップ１のラジアル方向への移動は、図示しない公知の移動機構によって行われる。公知の移動機構の一例として、ピックアップベース２に取り付けられたラックと、ピックアップベースとは別のベース（図示せず）に取り付けられたモータによって回転されるピニオンと、を用いる構成等が挙げられる。
【００２０】
図２は、本実施形態の光ピックアップの光学構成を示す図である。なお、図２は、光ディスク１００側からフォーカス方向（情報記録層Ｌ０、Ｌ１に対して垂直な方向；図１（ｂ）参照）に沿って見た場合の概略平面図である。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態の光ピックアップ１には、光源１１と、回折素子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、１／４波長板１４と、コリメートレンズ１５と、立上げミラー１６と、対物レンズ１７と、センサレンズ１８と、受光素子１９と、が備えられる。これらの部材のうち、対物レンズ１７以外の部材はピックアップベース２上に搭載される。対物レンズ１７は、対物レンズアクチュエータ３（図１参照）に搭載される。
【００２２】
光源１１はＢＤ用のレーザ光（例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザ光）を出射する半導体レーザである。なお、光源１１からは直線偏光が出射されるようになっている。光源１１から出射されたレーザ光は回折素子１２に送られる。
【００２３】
回折素子１２は、光源１１から送られてきたレーザ光を主光と２つの副光とに分ける。このように主光と副光とに分けるのは、トラック制御を行うために必要なトラックエラー信号を得られるようにするためである。本実施形態の光ピックアップ１においては、公知の手法であるＤＰＰ（Differential Push-Pull）法を用いてトラックエラー信号が得られるように形成されている。回折素子１２から出射したレーザ光は偏光ビームスプリッタ１３に送られる。
【００２４】
偏光ビームスプリッタ１３は、光源１１から出射される直線偏光と同じ偏光方向の直線偏光を反射し、光源１１から出射される直線偏光に対して偏光方向が９０度回転された直線偏光を透過するように形成されている。このため、回折素子１２から偏光ビームスプリッタ１３に送られたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１３で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ１３で反射されたレーザ光は、１／４波長板１４に送られる。
【００２５】
１／４波長板１４は、入射する直線偏光を円偏光に変換するとともに、入射する円偏光を直線偏光に変換する機能を有する。偏光ビームスプリッタ１３から送られて１／４波長板１４を通過するレーザ光は、直線偏光から円偏光へと変換されてコリメートレンズ１５に送られる。
【００２６】
コリメートレンズ１５は、レンズ駆動ユニット４に搭載されて平面視、立上げミラー１６に接離する方向（図２に示す矢印方向ＭＤ）に移動可能となっている。なお、詳細は後述するが、図２に示す光ピックアップ１をタンジェンシャル方向（ラジアル方向に対して垂直な方向）に沿って見た場合には、コリメートレンズ１５の移動方向は、コリメートレンズ１５に入射する入射光の光軸に対して傾いた状態となるように調整されている。
【００２７】
コリメートレンズ１５を上述のように移動可能とするのは、コリメートレンズ１５から出射されるレーザ光の状態を平行光としたり、収束光としたりできるようにするためである。そして、このように光の状態を変更可能とするのは、光ピックアップ１によって情報の読み取り等を行う対象の情報記録層を、Ｌ０からＬ１、或いは、Ｌ１からＬ０へと移動（層間ジャンプ）する場合に発生する球面収差の補正を行えるようにするためである。コリメートレンズ１５から出射されたレーザ光は立上げミラー１６へと送られる。
【００２８】
なお、上述のＬ０は、情報記録層を２つ有する光ディスク１００の表面１００ａ側から見て奥側にある情報記録層を指し、Ｌ１は、光ディスク１００の表面１００ａ側から見て手前側にある情報記録層を指している（図１（ｂ）参照）。また、光ピックアップ１においては、情報の読み取り等の対象となる情報記録層がＬ０の場合には、対物レンズ１７に入射するレーザ光が略平行となる位置（所定位置）にコリメートレンズ１５は配置される。そして、情報の読み取り等の対象となる情報記録層がＬ１の場合には、コリメートレンズ１５は上述の所定位置から立上げミラー１６に接近する方向に移動されて、対物レンズ１７には収束光が入射するようになっている。
【００２９】
立上げミラー１６は、略直方体状の部材で形成され、金属薄膜等で覆われて入射するレーザ光を全て反射する反射面１６ａを有する。この立上げミラー１６によってコリメートレンズ１５から立上げミラー１６へと送られたレーザ光は、その進行方向を変換されて対物レンズ１７へと送られる。
【００３０】
対物レンズ１７は、ＢＤ用に設計された対物レンズであり、立上げミラー１６から送られて来たレーザ光を光ディスク１００の情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）に集光する。対物レンズ１７によって情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）に集光されたレーザ光は、情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）で反射される。
【００３１】
なお、対物レンズ１７は上述のように対物レンズアクチュエータ３に搭載され、フォーカス方向やトラック方向（ラジアル方向と平行な方向）に移動可能となっている。対物レンズ１７をフォーカス方向に移動可能とするのは、対物レンズ１７の焦点位置が常に読み取り等の対象となる情報記録層に合うように制御する（フォーカス制御する）ためである。また、対物レンズ１７をトラック方向に移動可能とするのは、対物レンズ１７によって集光された光スポットが、光ディスク１００のトラックに常に追随するように制御する（トラック制御する）ためである。
【００３２】
対物レンズアクチュエータ３の構成は特に限定されるものではないが、本実施形態の光ピックアップ１では、対物レンズ１７を保持するレンズホルダをワイヤ（棒状弾性部材）によって揺動可能に懸架し、電磁力を利用してレンズホルダと共に対物レンズ１７をフォーカス方向及びトラック方向へと移動できる構成となっている。このようなタイプの対物レンズアクチュエータの構成は公知であるので、ここでは、その詳細な構成については説明を省略する。
【００３３】
情報記録層（Ｌ０或いはＬ１）で反射された戻り光は、対物レンズ１７を透過し、立上げミラー１６で反射される。そして、コリメートレンズ１５を通過後、１／４波長板１４で円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の偏光方向は、光源１１から出射された直線偏光の偏光方向を９０度回転した方向である。このため、１／４波長板１４を通過した戻り光は、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。すなわち、偏光ビームスプリッタ１３と１／４波長板１４とは、協働して光アイソレータとして機能する。
【００３４】
偏光ビームスプリッタ１３を透過した戻り光は、センサレンズ１８で所定の非点収差を与えられて受光素子１９の受光面に集光する。受光素子１９は、受光した光信号を電気信号へと変換して出力し、出力された電気信号は処理されて、再生信号やサーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号等）等となる。
【００３５】
なお、センサレンズ１８は、非点収差を付与する手段であればよく、例えばシリンドリカルレンズやホログラム素子等が用いられる。また、センサレンズ１８で所定の非点収差を与えるのは、非点収差方式のフォーカスエラー信号が得られるようにするためである。
【００３６】
本実施形態の光ピックアップ１の概略構成は以上のようであるが、次に、光ピックアップ１の特徴的な構成について詳細に説明する。
【００３７】
図３は、図２に示す光ピックアップの光学構成の一部を側面から見た場合の図である。なお、図３は、図２に示す光ピックアップをラジアル方向に対して垂直なタンジャンシャル方向（図２参照）に沿って見た場合の図である。また、図３における基準光軸は、光源１１から出射されて対物レンズ１７に入射する入射光が略平行光となるようにコリメートレンズ１５が配置されている場合の光軸を指している。本実施形態では、この基準光軸は情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う場合の光軸に一致する。また、この基準光軸は、コリメートレンズ１４の位置ではラジアル方向と平行となり、立上げミラー１６の反射面１６ａで反射された後はフォーカス方向と平行となっている。
【００３８】
対物レンズ１７は通常、製造誤差によってレンズそのものがコマ収差（以下では、このコマ収差のことを内在コマ収差と表現する）を有する。このため、この内在コマ収差の影響を受けないようにする必要がある。そこで、本実施形態の光ピックアップ１では、対物レンズ１７に略平行光が入射される状態（情報記録層Ｌ０の情報の読み取り等を行う状態）において、対物レンズ１７から出射される光のコマ収差（内在コマ収差に基づく）が極力小さくなるように、基準光軸に対する対物レンズ１７の光軸ＯＬＡの傾きが決定されている。
【００３９】
なお、本実施形態においては、対物レンズ１７は、その設計が容易等の理由から、内在コマ収差がラジアル方向の一方側（図３における左右の一方側のこと）に発生するように対物レンズアクチュエータ３のレンズホルダに搭載されるようになっている。そして、対物レンズ１７は、内在コマ収差が打ち消されるように、ラジアル方向及びフォーカス方向とに直交する軸周り方向（本実施形態では反時計回り方向）に所定量回転され、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡが基準光軸に対して傾斜した状態（傾斜角α）となっている（図３参照）。
【００４０】
ところで、対物レンズ１７が有する内在コマ収差は勿論ゼロの場合もある。そして、このような場合には、内在コマ収差を補正する目的で対物レンズ１７を傾斜させる必要がないが、本実施形態では対物レンズ１７の内在コマ収差がゼロの場合は除外している。
【００４１】
本実施形態の光ピックアップ１においては、情報記録層Ｌ０の情報の読み取り等を行う際に、球面収差が最小となるように光学設計されている。情報記録層Ｌ０からＬ１へと層間ジャンプが行われる場合、球面収差を補正すべくコリメートレンズ１５が移動される。しかしながら、対物レンズ１７が上述のように傾いた状態で、層間ジャンプに伴って発生する球面収差を補正するためにコリメートレンズ１５を基準光軸に沿って図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態へと移動すると、コマ収差が発生する。そして、このコマ収差が情報の読み取りや書き込み品質に悪影響を及ぼす場合がある。このため、図３に示すように、コリメートレンズ１５の移動方向は、基準光軸に対して傾いた状態となっている（フォーカス方向に傾斜角β傾いている）。移動にあたってコリメートレンズ１５は、所定の移動方向に沿って平行移動する構成となっており、コリメートレンズ１５の光軸ＣＬＡは基準光軸に対して平行なまま移動する。
【００４２】
なお、図４は、本実施形態の光ピックアップにおけるコリメートレンズの移動方向が基準光軸に対して傾いている理由を説明するための図である。図４（ａ）は情報記録層Ｌ０に対して情報の読み取り等を行う場合の状態を示しており、この状態は本実施形態の光ピックアップ１でも同じ状態である。図４（ｂ）は情報記録層Ｌ１に対して情報の読み取り等を行う場合の状態を示しているが、この状態は、本実施形態の構成と異なり、コリメートレンズ１５が基準光軸に沿って反射面１６ａ側に向かって所定量だけ平行移動された状態を示している。図４（ｂ）の状態では対物レンズ１７には収束光が入射するようになるため、対物レンズ１７が本実施形態の光ピックアップ１のように傾斜していると大きなコマ収差が発生しやすい。
【００４３】
ところで、図５に示すように、対物レンズ１７を傾ける代わりに、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡに対して対物レンズ１７に入射する収束光の光軸を傾けた場合（図５（ｂ））にも、図４（ｂ）の場合と同様にコマ収差が発生する。なお、図５（ａ）は対物レンズ１７の光軸と入射光の光軸とが一致した状態で、対物レンズ１７に平行光が入射する状態を示している。また、図５（ｂ）は対物レンズ１７の光軸に対して入射光の光軸が傾斜した状態で、対物レンズ１７に収束光が入射する状態を示している。
【００４４】
図６は、本実施形態の光ピックアップにおける、コリメートレンズの移動に伴う光軸の変化を示す図である。上述のように光ピックアップ１においては、コリメートレンズ１５の平行移動方向は基準光軸に対して傾いている。このため、情報記録層Ｌ０からＬ１への層間ジャンプに伴ってコリメートレンズ１５を移動した場合、光軸の方向が変化する。このように光軸の方向が変化すると、上述のようにコマ収差が発生する。
【００４５】
ここで、以上に説明した、コリメートレンズ移動に伴って発生するコマ収差について、シミュレーション結果を示しておく。図７は、球面収差補正を行うためにコリメートレンズを平行移動した場合に発生するコマ収差についてのシミュレーション結果を示すグラフである。図７において、横軸は球面収差量で、縦軸はコマ収差量である。図７に結果が示されるシミュレーションを行うにあたって、情報記録層Ｌ０の情報の読み取りを行う際に対物レンズ１７に略平行光が入射し、この際に球面収差の発生量がゼロとなるようにしている。
【００４６】
まず、図７に示されるシミュレーション結果Ａについて説明する。このシミュレーションでは、情報記録層Ｌ０の情報の読み取りを行う際にコマ収差（対物レンズ１７の内在コマ収差によるもの）がゼロとなるように、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡが情報記録層Ｌ０を読み取る際の光学系の光軸（すなわち、基準光軸）に対して傾斜されている。なお、この際の傾斜はラジアル方向に１５分（図３における角度αが１５分）としている。また、球面収差の補正を行うためにコリメートレンズ１５を動かす方向は、基準光軸に沿った方向としている。このようなコリメートレンズ１５の移動は、上述の図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へと変化させた状況と同様である。シミュレーション結果Ａより、情報記録層Ｌ０からＬ１へと層間ジャンプに伴って球面収差を補正すべくコリメートレンズを移動させることによって、上述のようにコマ収差が発生することがわかる。
【００４７】
次に、図７に示されるシミュレーション結果Ｂについて説明する。このシミュレーションでは、対物レンズ１７の光軸ＯＬＡは基準光軸と一致している。また、球面収差の補正を行うためにコリメートレンズ１５を平行移動する方向は、基準光軸に対して傾いている。なお、基準光軸に対する傾斜はフォーカス方向に１０分（図３における角度βが１０分）としている。シミュレーション結果Ｂより、コリメートレンズ１５を平行移動する方向を基準光軸に対して傾けることにより、コリメートレンズ１５位置の移動に伴いコマ収差が発生することがわかる。
【００４８】
図７において、シミュレーション結果Ｃは、シミュレーション結果ＡとＢを合算した結果であり、この場合、球面収差量が変化してもコマ収差がほとんど発生しない結果となっている。このことから、球面収差を補正すべくコリメートレンズ１５を移動するにあたって、基準光軸に沿ってコリメートレンズ１５を移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向に、コリメートレンズ１５を基準光軸に対して傾けて平行移動すれば、層間ジャンプを行った場合においても、球面収差及びコマ収差を適切に抑制できることがわかる。
【００４９】
この点を考慮して、本実施形態の光ピックアップ１では対物レンズ１７はラジアル方向に角度α（図３参照）だけ傾斜させると同時に、コリメートレンズ１５を平行移動させる方向を、基準光軸に対してフォーカス方向に角度β（図３参照）だけ傾斜させている。
【００５０】
なお、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量（角度β）については、対物レンズ１７から出射されるレーザ光に含まれるコマ収差が最小となるように、光ピックアップ１の組み立て時に、傾斜配置される対物レンズ１７から出射される光のコマ収差量を測定しながら決定するのが好ましい。このようにすれば、対物レンズ１７から出射される光のコマ収差を適切に抑制できる。
【００５１】
また、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量を大きくしすぎると、これに伴って影響を無視できないレベルで非点収差が発生する。このため、コリメートレンズ１５の平行移動方向を基準光軸に対して傾ける量は、非点収差の影響を受けないレベルに留めるのが好ましい。
【００５２】
ここで、本実施形態の光ピックアップ１が備えるレンズ駆動ユニット（レンズ移動手段）４の構成について説明しておく。なお、ここで示すレンズ駆動ユニット４の構成は一例であり、コリメートレンズ１５を基準光軸に対して所定方向に傾けて平行移動できる構成であれば他の構成でも勿論構わない。
【００５３】
図８は、本実施形態の光ピックアップが備えるレンズ駆動ユニットの構成を示す図で、図８（ａ）はフォーカス方向に沿って見た概略平面図、図８（ｂ）はタンジェンシャル方向に沿って見た概略平面図である。図８に示すように、レンズ駆動ユニット４は、ユニットベース４１と、可動ホルダ４２と、ガイドシャフト４３と、与圧バネ４４と、ステッピングモータ４５と、リードスクリュ４６と、リードナット４７と、を備える。
【００５４】
可動ホルダ４２にはコリメートレンズ１５を保持する保持部（図示せず）が設けられる。また、可動ホルダ４２は、互いに平行配置される２本のガイドシャフト４３に沿って摺動可能となっている。２本のガイドシャフト４３は、支持部４８に支持された状態でユニットベース４１に固定配置され、ユニットベース４１のベース面４１ａに対して略平行となっている。２本のガイドシャフト４３の一方にはコイル状の与圧バネ４４が遊嵌している。与圧バネ４４は、図８（ａ）においてレンズホルダ４２を右側に付勢している。
【００５５】
ステッピングモータ４５はユニットベース４１に固定配置され、出力軸にリードスクリュ４６が取り付けられている。これにより、リードスクリュ４６はステッピングモータ４５の駆動によって回転する。なお、リードスクリュ４６はガイドシャフト４３と略平行になるように配置されている。リードナット４７はリードスクリュ４６と螺合しており、リードスクリュ４６の回転によってラジアル方向と平行な方向に移動する。
【００５６】
このように構成されるレンズ駆動ユニット４の動作について説明する。リードスクリュ４６がステッピングモータ４５の駆動によって回転されて、リードナット４７がステッピングモータ４５から離れる方向に移動すると、可動ホルダ４２はリードナット４７によって押される形でガイドシャフト４３に沿ってステッピングモータ４５から離れる方向に移動する。一方、リードナット４７がステッピングモータ４５に近づく方向に移動すると、可動ホルダ４２は、与圧バネ４４の付勢力によってガイドシャフト４３に沿ってステッピングモータ４５に近づく方向に移動する。
【００５７】
なお、レンズ駆動ユニット４には図示しないフォトインタラプタが設けられており、このフォトインタラプタによって基準位置を検出できるようになっている。そして、この基準位置からのステッピングモータ４５のステップ数に基づいてコリメートレンズ１５の位置を所望の位置に調整できるようになっている。
【００５８】
ところで、上述のように、本実施形態の光ピックアップ１においては、コリメートレンズ１５の移動方向は、基準光軸に対して傾いた状態となるように構成している。このため、レンズ駆動ユニット４のユニットベース４１は、図８（ｂ）に示すように、ピックアップベース２のベース面２ａに対して傾けられている。傾きの調整については、例えば調整ネジ４９によって調整すればよく、傾き量は、例えば対物レンズ１７から出射される出射光のコマ収差量を測定しながら最適値が選択される。
【００５９】
なお、可動ホルダ４２に保持されるコリメートレンズ１５は、いずれの位置にある場合にも、その光軸ＣＬＡが基準光軸に対して平行となるように調整された状態で可動ホルダ４２に保持されている。上述のように、光ピックアップ１においては情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う場合の光軸が基準光軸であり、コリメートレンズ１５が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置にある場合には、コリメートレンズ１５の光軸ＣＬＡは基準光軸と一致する。
【００６０】
本実施形態の光ピックアップ１は以上のように構成されるために、情報記録層Ｌ０からＬ１へ、或いはＬ１からＬ０へと層間ジャンプを行う場合でも、球面収差及びコマ収差の発生を適切に抑制できる。このため、本実施形態の光ピックアップ１では、ＢＤに記録される情報の読み取り、及び、ＢＤへの情報の書き込みの品質を安定した品質とできる。また、本実施形態の光ピックアップ１では、コマ収差を抑制するためのチルト機構を設けない構成とできるために、コスト面等でも有利である。
【００６１】
なお、本発明が適用される範囲は、以上に示した実施形態の構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、以上に示した実施形態では、コリメートレンズ１５の位置が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置に配置された場合に、対物レンズ１７に略平行光が入射するように構成した。そして、コリメートレンズ１５が情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置に配置された場合における光学系の光軸を基準光軸とした。しかし、この構成に限定される趣旨ではない。すなわち、例えばコリメートレンズ１５が、情報記録層Ｌ０の読み取り等を行う位置と、情報記録層Ｌ１の読み取り等を行う位置との間に配置された場合に、対物レンズ１７に略平行光が入射する構成としてもよい。そして、この対物レンズ１７に略平行光が入射する位置にコリメートレンズ１５が配置された場合における光学系の光軸を基準光軸としてもよい。
【００６３】
また、以上に示した実施形態においては、対物レンズ１７は、内在コマ収差がラジアル方向の一方側に発生するように対物レンズアクチュエータ３のレンズホルダに搭載される構成とした。しかし、この構成に限定されず、内在コマ収差の発生方向が別方向となるように対物レンズを配置しても構わない。ただし、この場合には、対物レンズを傾斜させる方向、及び、コリメートレンズを平行移動させる方向についても、本実施形態の構成から変更する必要がある。
【００６４】
また、以上に示した実施形態においては、コリメートレンズ１５を可動レンズとして、球面収差を行う構成とした。しかし、球面収差を行うにあたって、コリメートレンズを可動レンズとする代わりに、可動レンズを有するビームエキスパンダを光ピックアップの光学系中に配置する構成もある。本発明はこのような構成の場合にも適用できる。すなわち、ビームエキスパンダが有する可動レンズを平行移動する方向を、本実施形態の場合と同様に基準光軸に対して傾ける構成としても構わない。ここでの基準光軸は、対物レンズに略平行光が入射する位置に可動レンズが配置された場合における光学系の光軸のことを指している。
【００６５】
また、以上に示した実施形態では、光ピックアップはＢＤに対して情報の読み取りや書き込みを行える構成とした。しかし、本発明が適用される範囲はこれに限らない。すなわち、本発明は、対物レンズに入射する入射光の収束発散状態を変化させて球面収差の補正を行えるように、可動レンズを有する光ピックアップに広く適用できるのであり、光記録媒体の種類は何ら限定されるものではない。また、複数種類の光ディスクに対応する光ピックアップにも当然、本発明は適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、例えば、２つの情報記録層を有するＢＤの情報の読み取りや書き込みを行う光ピックアップに好適である。
【符号の説明】
【００６７】
１ 光ピックアップ
４ レンズ駆動ユニット（レンズ移動手段）
１１ 光源
１５ コリメートレンズ（可動レンズ）
１７ 対物レンズ
１００ 光ディスク
Ｌ０、Ｌ１ 情報記録層
ＯＬＡ 対物レンズの光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズと、
前記可動レンズを所定方向に平行移動するレンズ移動手段と、
を備える光ピックアップであって、
前記所定方向は、前記可動レンズに入射する入射光の光軸に対して傾いていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記対物レンズに略平行光が入射するように前記可動レンズが所定位置に配置された場合における、前記光源から前記対物レンズへと至る光の光軸を基準光軸とした場合に、
前記対物レンズの光軸及び前記所定方向が前記基準光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物レンズは、前記所定位置に前記可動レンズが配置された場合に、前記対物レンズが有するコマ収差を打ち消すように傾斜され、
前記所定方向は、前記可動レンズを前記所定位置から前記基準光軸に沿って平行移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記可動レンズがコリメートレンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズは、前記対物レンズが有するコマ収差がラジアル方向に発生するように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記光記録媒体にはブルーレイディスクが含まれることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を光記録媒体の情報記録層に集光する対物レンズと、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路に配置され、球面収差の補正を行えるように位置を移動可能に設けられる可動レンズと、
前記可動レンズを所定方向に平行移動するレンズ移動手段と、
を備える光ピックアップであって、
前記所定方向は、前記可動レンズに入射する入射光の光軸に対して傾いていることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記対物レンズに略平行光が入射するように前記可動レンズが所定位置に配置された場合における、前記光源から前記対物レンズへと至る光の光軸を基準光軸とした場合に、
前記対物レンズの光軸及び前記所定方向が前記基準光軸に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記対物レンズは、前記所定位置に前記可動レンズが配置された場合に、前記対物レンズが有するコマ収差を打ち消すように傾斜され、
前記所定方向は、前記可動レンズを前記所定位置から前記基準光軸に沿って平行移動した場合に発生するコマ収差を打ち消す方向であることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記可動レンズがコリメートレンズであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記対物レンズは、前記対物レンズが有するコマ収差がラジアル方向に発生するように配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記光記録媒体にはブルーレイディスクが含まれることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光ピックアップ。
【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２０１０−２６７３０７（Ｐ２０１０−２６７３０７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６０８８（Ｐ２００９−１１６０８８）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（０００２０１１１３）船井電機株式会社 (7,855)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]