JP2006318553A - Optical pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に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。 The present invention relates to an optical pickup device, and more particularly to an optical pickup device capable of appropriately recording and / or reproducing information with respect to an optical information recording medium.
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ＤＶＤ」と呼ぶ。 In recent years, research and development of a high-density optical disk system capable of recording / reproducing information using a blue-violet semiconductor laser having a wavelength of about 400 nm is rapidly progressing. As an example, an optical disc for recording / reproducing information with specifications of NA 0.85 and light source wavelength 405 nm, so-called Blu-ray Disc (BD), is the same size as DVD (NA 0.6, light source wavelength 650 nm, storage capacity 4, 7 GB). On an optical disk with a diameter of 12 cm, information of 20 to 30 GB can be recorded on one surface, and an optical disk that records and reproduces information with specifications of NA 0.65 and light source wavelength 405 nm, so-called HD DVD In addition, it is possible to record information of 15 to 20 GB per side on an optical disk having a diameter of 12 cm. Hereinafter, in this specification, such an optical disc is referred to as a “high density DVD”.
ところで、このような高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／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。現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤが販売されている現実をふまえると、高密度ＤＶＤに対して適切に情報を記録／再生できるだけでは足らず、例えばユーザーが所有している従来のＤＶＤ或いはＣＤに対しても同様に適切に情報を記録／再生できるようにすることが、互換タイプの光ピックアップ装置として製品の価値を高めることに通じるのである。このような背景から、互換タイプの光ピックアップ装置に用いる光学系は、低コストで簡素な構成を有することは勿論であり、それに加えて高密度ＤＶＤ、従来のＤＶＤ、ＣＤいずれに対しても、適切に情報を記録／再生するために良好なスポットを得ることが望まれている。又、ＤＶＤとＣＤと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も実用化されているが、現在の構成に対して更なる小型化、薄形化、低コスト化等が望まれている。 By the way, it cannot be said that the value as a product of the optical pickup device is sufficient only by being able to appropriately record / reproduce information on such a high-density DVD. In light of the fact that DVDs and CDs that record a wide variety of information are currently being sold, it is not only possible to record / reproduce information appropriately for high-density DVDs. For example, conventional DVDs owned by users Alternatively, it is possible to record / reproduce information appropriately for a CD as well, which leads to an increase in the value of a product as a compatible type optical pickup device. From such a background, the optical system used for the compatible type optical pickup device has, of course, a low-cost and simple configuration, and in addition to high-density DVDs, conventional DVDs, and CDs, It is desired to obtain a good spot in order to properly record / reproduce information. In addition, an optical pickup device capable of recording and / or reproducing information in a manner compatible with DVD and CD has been put into practical use, but further downsizing, thinning, and cost reduction with respect to the current configuration. Etc. are desired.
特許文献１，２には、共通の対物レンズと共通の光検出器とを用いることでコンパクトな構成を実現しながらも、可動のカップリングレンズを用いて、異なる２種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置が開示されている。
しかるに、特許文献１，２に開示された光ピックアップ装置は、異なる２種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うものであり、更に高密光ディスクも含めた少なくとも３種類の光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合には、更なる工夫が必要となる。
However, the optical pickup devices disclosed in
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、共通の対物レンズと、共通の光検出器とを用いて、少なくとも３種類の光情報記録媒体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することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and is compatible with at least three types of optical information recording media using a common objective lens and a common photodetector. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device capable of recording and / or reproducing.
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、３９０〜４２０ｎｍの波長λ１の光束を出射する第１の光源と、６３０〜６７０ｎｍの波長λ２の光束を出射する第２の光源と、７６０〜８００ｎｍの波長λ３の光束を出射する第３の光源と、前記光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する対物レンズと、前記第１、第２、第３の光源から出射される光束の共通光路中で、且つ前記光源と前記対物レンズとの光路中に配置されたカップリングレンズと、前記光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束を、前記光源からの光束から分離する光束分離手段と、前記光束分離手段によって分離され、前記光情報記録媒体の情報記録面から反射した光束を受光する受光素子とを有し、
前記カップリングレンズは、２群２枚以上のレンズから構成され、構成する前記レンズの少なくとも１群が光軸方向に移動可能に配置され、
前記第１の光源から出射された光束と、前記第２の光源から出射された光束と、前記第３の光源から出射された光束を受光するための受光部が、１つの前記受光素子内にパッケージされており、
前記光情報記録媒体の情報記録面から反射した、前記第１の光源から出射された光束と、前記第２の光源から出射された光束と、前記第３の光源から出射された光束は、共通の光学素子を通過して前記受光素子の受光部により受光され、
前記第１の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第１の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第１の発散角（θ１）を与えられた後、前記対物レンズに入射し、記録密度ρ１の第１情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われ、
前記第２の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第２の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第２の発散角（θ２）を与えられた後、前記対物レンズにより、記録密度ρ２（ρ１＞ρ２）の第２情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われ、
前記第３の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第３の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第３の発散角（θ３）を与えられた後、前記対物レンズにより、記録密度ρ３（ρ２＞ρ３）の第３情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われるようになっており、
前記３つの光源と、前記受光素子の受光部とは、各光情報記録媒体の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっていることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 1, a first light source that emits a light beam with a wavelength λ1 of 390 to 420 nm, a second light source that emits a light beam with a wavelength λ2 of 630 to 670 nm, and a wavelength of 760 to 800 nm. A third light source that emits a light beam of λ3, an objective lens that condenses the light beam from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium, and the first, second, and third light sources. The coupling lens disposed in the optical path of the light source and the objective lens and the light beam reflected from the information recording surface of the optical information recording medium are separated from the light beam from the light source. A light beam separating unit, and a light receiving element that receives the light beam separated from the information recording surface of the optical information recording medium and separated by the light beam separating unit,
The coupling lens is composed of two or more lenses in two groups, and at least one group of the constituting lenses is arranged to be movable in the optical axis direction.
A light receiving unit for receiving the light beam emitted from the first light source, the light beam emitted from the second light source, and the light beam emitted from the third light source is provided in one light receiving element. Packaged,
The light beam emitted from the first light source, the light beam emitted from the second light source, and the light beam emitted from the third light source reflected from the information recording surface of the optical information recording medium are common. Is received by the light receiving portion of the light receiving element through the optical element,
The luminous flux emitted from the first light source is incident on the objective lens after being given a first divergence angle (θ1) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the first position. The information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the first information recording medium having the recording density ρ1,
The luminous flux emitted from the second light source is given a second divergence angle (θ2) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the second position, and then recorded by the objective lens. Information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the second information recording medium having a density ρ2 (ρ1> ρ2).
The light beam emitted from the third light source is given a third divergence angle (θ3) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the third position, and then recorded by the objective lens. Information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the third information recording medium having a density ρ3 (ρ2> ρ3).
The three light sources and the light receiving portion of the light receiving element are optically conjugate with each other via an information recording surface of each optical information recording medium.
本明細書中、「発散角」とは、出射角がゼロもしくは負である場合も含み、即ち少なくとも１つの光束が、無限平行光又は収束光の状態で前記対物レンズに入射する場合を含む。 In this specification, the “divergence angle” includes a case where the emission angle is zero or negative, that is, a case where at least one light beam is incident on the objective lens in the state of infinite parallel light or convergent light.
共通の対物レンズと共通の光検出器とを用いて、少なくとも３種類の光情報記録媒体（光ディスクともいう）に対して情報の記録及び／又は再生を行うためには、３つの光源と対物焦点と、光検出器である受光素子の受光面とを、いずれも光学的に共役な位置関係におくことが望ましい。その理由について説明する。 In order to record and / or reproduce information on at least three types of optical information recording media (also referred to as optical discs) using a common objective lens and a common photodetector, three light sources and an objective focus are used. It is desirable that the light receiving surface of the light receiving element that is the photodetector is in an optically conjugate positional relationship. The reason will be described.
まず、３波長の各々に対して光ディスクの情報記録面において良好な結像スポットを得るために、波長差や光でディスクの保護基板厚さによって生じる球面収差を補正しなければならないと言うことがある。例えば、ＤＶＤ／ＣＤに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生を行える従来の光ピックアップ装置においては、その球面収差を、対物レンズ以外の光学素子で補正したり光ピックアップ装置全体で補正したりする場合、対物レンズへ入射する光束の発散角（または収束角、あるいは平行度）はそれぞれ個々に所定の値にすることが望ましい。その一例について説明する。 First, in order to obtain a good imaging spot on the information recording surface of the optical disc for each of the three wavelengths, it can be said that the spherical aberration caused by the thickness of the protective substrate of the disc must be corrected with the wavelength difference and the light. is there. For example, in a conventional optical pickup device capable of recording and / or reproducing information in a manner compatible with DVD / CD, the spherical aberration is corrected by an optical element other than the objective lens or by the entire optical pickup device. In this case, it is desirable that the divergence angle (or convergence angle or parallelism) of the light beam incident on the objective lens is individually set to a predetermined value. One example will be described.
図１は、波長の異なる３つの光源を、それぞれ対物レンズに入射する光束が所定の発散角となる位置に配置してなる、比較例としての光ピックアップ装置の概略図である。図２は、各光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う場合の、各光源と各受光素子との位置関係を示す図である。 FIG. 1 is a schematic diagram of an optical pickup device as a comparative example in which three light sources having different wavelengths are arranged at positions where light beams incident on an objective lens each have a predetermined divergence angle. FIG. 2 is a diagram showing a positional relationship between each light source and each light receiving element when information is recorded and / or reproduced on each optical disc.
例えば短波長の光源ＬＤ１については、光源ＬＤ１と対物レンズＯＢＪとの距離を長く確保し（図２（ｃ））、長波長の光源ＬＤ３については、光源ＬＤ３と対物レンズＯＢＪとの距離を短く確保し（図２（ａ））、中間波長の光源ＬＤ２については、光源ＬＤ２と対物レンズＯＢＪとの距離を、それらの中間に確保（図２（ｂ））することで、共通の対物レンズにより光ディスクの情報記録面に集光される集光スポットを適切に形成することができる。 For example, for the short wavelength light source LD1, a long distance between the light source LD1 and the objective lens OBJ is secured (FIG. 2C), and for the long wavelength light source LD3, a short distance between the light source LD3 and the objective lens OBJ is secured. However, with respect to the light source LD2 having an intermediate wavelength, the distance between the light source LD2 and the objective lens OBJ is ensured in the middle (FIG. 2B), so that the optical disk can be obtained by a common objective lens. It is possible to appropriately form a focused spot focused on the information recording surface.
しかし、この場合には、対物レンズＯＢＪへの入射光束の発散角は、３つの波長の光束で基本的に異なり、このため３つの光源ＬＤ１〜ＬＤ３からの対物レンズＯＢＪまでの光路長は一致しないこととなる。その結果、光ディスクの情報記録面で焦点が結ばれた各波長の光束は、同情報記録面から反射した後、それぞれ対物レンズＯＢＪからの光路長が異なる場所に集光されることとなる（図２（ａ）〜（ｃ））。従って、光ディスクの情報記録面に記録された光学情報を得るべく、これらの光束を受光しようとすると、図１に示すように、３つの受光素子が必要となって、光ピックアップ装置のコンパクト化・低コスト化が図れない。一方、光ピックアップ装置のコンパクト化・低コスト化を図るべく、共通の受光素子を用いようとすると、それぞれの光束を共通の受光素子で受光するために、波長選択性を有するダイクロイックプリズムなどを用いて、光束ごとに対物レンズと受光素子との間の光路長を変える必要が生じ、構成が複雑となって本来の目的であるコンパクト化が図れなくなる。 However, in this case, the divergence angle of the light beam incident on the objective lens OBJ is basically different for the light beams of three wavelengths, and therefore the optical path lengths from the three light sources LD1 to LD3 to the objective lens OBJ do not match. It will be. As a result, the light fluxes of the respective wavelengths focused on the information recording surface of the optical disc are reflected from the information recording surface and then condensed on the places where the optical path lengths from the objective lens OBJ are different (FIG. 2 (a)-(c)). Therefore, in order to obtain the optical information recorded on the information recording surface of the optical disk, if these light beams are received, three light receiving elements are required as shown in FIG. Cost reduction cannot be achieved. On the other hand, if a common light receiving element is used to reduce the size and cost of the optical pickup device, a dichroic prism having wavelength selectivity is used to receive each light beam by the common light receiving element. Therefore, it is necessary to change the optical path length between the objective lens and the light receiving element for each light beam, and the configuration becomes complicated, and the original purpose of compactness cannot be achieved.
上記特許文献１，２においては、カップリングレンズは、いずれも固定または全体可動であり、本発明とは作用効果が異なる。その点について説明する。まず、３つ異なる波長の光束を、青紫光、赤色光、赤外光とする。カップリングレンズが固定の場合、カップリングレンズに回折作用を持たせることで、異なる３波長間において入射角が同じでも出射角を異ならせることができれば、各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。しかし、異なる３波長に対応すべく、３波長の出射角を所定の値にするために、対物レンズやカップリングレンズの設計自由度が著しく制約され、例えばある特定波長光に対する回折効率が低い光学系になるなどの弊害がある。
In
特に回折構造は、回折効果を与えようとする光の波長に応じた段差の微細構造を光学面に形成することで、位相差を付与するものである。しかるに、赤外光（７６０ｎｍ〜８００ｎｍ）は青紫光（３９０ｎｍ〜４３０ｎｍ）の波長の倍数であることから、回折構造を形成する光学素子が通常の分散を有する材料（νｄ＞３０）で形成されている場合、微細構造の段差により異なる位相差を与えても、微細構造を通過した赤外光と青紫光とで位相が一致することがあり、波長の差異に基づいて光束の発散度を異ならせることが難しくなる恐れもあり、いずれも十分な回折効率を得るためには設計自由度が大きく制約される。このため、対物レンズがトラッキング追随する際に生じる対物レンズの光軸シフトに対しては良好な収差を与えることが困難となる。更に、回折構造を形成すると、光線のケラレなどにより光の利用効率が低下する傾向があるという問題がある。 In particular, the diffractive structure provides a phase difference by forming on the optical surface a fine structure having a level difference corresponding to the wavelength of light to be given a diffraction effect. However, since infrared light (760 nm to 800 nm) is a multiple of the wavelength of blue-violet light (390 nm to 430 nm), the optical element forming the diffractive structure is formed of a material having normal dispersion (νd> 30). If the phase difference is different depending on the step of the fine structure, the infrared light and the blue-violet light that have passed through the fine structure may have the same phase, and the divergence of the light flux is made different based on the difference in wavelength. In both cases, the degree of freedom in design is greatly restricted in order to obtain sufficient diffraction efficiency. For this reason, it becomes difficult to give good aberration to the optical axis shift of the objective lens that occurs when the objective lens follows tracking. Furthermore, when a diffractive structure is formed, there is a problem in that the light use efficiency tends to decrease due to vignetting of light.
また、カップリングレンズの全体を可動とした場合、異なる波長光束について対物レンズへの所定の発散度（収束度）を与えるためには、波長切替え時にカップリングレンズの移動量を大きく取る必要があり、光ピックアップ装置の小型化に不利となる。特に３つの異なる波長の光束を用いる場合は、２つの異なる波長の光束のみを用いる場合よりも、カップリングレンズの移動量が増えるため、光ピックアップ装置のコンパクト化に対する弊害が大きいといえる。更に、カップリングレンズの移動量が増大すれば、その分、それを駆動するアクチュエータの消費電力も増大するという問題がある。 In addition, when the entire coupling lens is movable, it is necessary to increase the amount of movement of the coupling lens at the time of wavelength switching in order to give a predetermined divergence (convergence) to the objective lens for light beams of different wavelengths. This is disadvantageous for downsizing of the optical pickup device. In particular, when light beams having three different wavelengths are used, the amount of movement of the coupling lens is larger than when only light beams having two different wavelengths are used. Furthermore, if the amount of movement of the coupling lens increases, there is a problem that the power consumption of the actuator that drives it increases accordingly.
これに対し本発明では、前記カップリングレンズを少なくとも２群２枚以上の構成とし、うち１群以上を光軸方向に可動とする構成としたため、３つの光源と対物レンズ焦点と受光素子の受光面とを互いに共役関係にするとしても、カップリングレンズに回折面を設ける必要がない。このため光の利用効率を高く確保できる上、対物レンズやカップリングレンズの設計自由度は大きくなる。たとえば、対物レンズのトラッキング追随に伴う対物レンズの光ピックアップ装置光軸からのズレに対する収差発生量を低く抑えることができる。しかもカップリングレンズの移動量が少なくて済むため、小型化に適している。従来例の構成で、３つの異なる波長の光束を用いる場合、２つの異なる波長の光束を用いる場合に比べ、１つの波長が追加されたことに応じて、カップリングレンズは更に大きな移動量が必要となるのに対し、本発明のごとく、カップリングレンズの移動量を抑えることができることは、小型化に対して有利である。なお２群２枚以上の構成においては、レンズを２枚の非球面レンズ構成（２群２枚）とし、１枚を可動とすることが小型化低コスト化という観点から好ましい。 On the other hand, in the present invention, since the coupling lens has a configuration of at least two groups and two or more groups, and one or more groups are movable in the optical axis direction, the three light sources, the objective lens focus, and the light receiving element receive light. Even if the surfaces are conjugated with each other, it is not necessary to provide a diffractive surface on the coupling lens. For this reason, the utilization efficiency of light can be secured high, and the degree of freedom in designing the objective lens and the coupling lens is increased. For example, it is possible to reduce the amount of aberration generated with respect to the deviation of the objective lens from the optical axis of the optical pickup device following the tracking of the objective lens. Moreover, since the amount of movement of the coupling lens is small, it is suitable for downsizing. Compared to the case of using two light beams with different wavelengths in the configuration of the conventional example, the coupling lens needs a larger amount of movement as compared with the case of using light beams with two different wavelengths. On the other hand, as in the present invention, the ability to suppress the amount of movement of the coupling lens is advantageous for downsizing. In the configuration of two or more lenses in two groups, it is preferable from the viewpoint of miniaturization and cost reduction that the lens is configured as two aspherical lenses (two lenses in two groups) and one lens is movable.
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、前記第１光情報記録媒体はＢｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃまたはＨＤ ＤＶＤであり、前記第２光情報記録媒体はＤＶＤであり、前記第３光情報記録媒体はＣＤであることを特徴とする。
The optical pickup device according to
請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記カップリングレンズは、それぞれ非球面を有する２枚のレンズから構成されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the invention of the first or second aspect, the coupling lens is composed of two lenses each having an aspherical surface.
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、前記光束分離手段は偏光ビームスプリッタであり、前記カップリングレンズの光源側のＮＡは０．１２以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the light beam separation means is a polarization beam splitter, and the NA on the light source side of the coupling lens is 0.12 or less. It is characterized by being.
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、前記カップリングレンズを構成する前記少なくとも１群のレンズが光軸方向に移動することによって、前記光情報記録媒体の異なる基板厚さに起因して発生する球面収差を補正することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the at least one group of lenses constituting the coupling lens moves in the optical axis direction, thereby It is characterized by correcting spherical aberration caused by different substrate thicknesses of the information recording medium.
請求項６に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記３つの光源の少なくとも２つが、共通のヒートシンクに固定されていることを特徴とする。例えば２波長１パッケージＬＤ、或いは３波長１パッケージＬＤを使用することで、光学系を簡素化することができるため、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の小型化、低コスト化を図れる。「ヒートシンク」とは、図３に示す２波長１パッケージＬＤにおいて、２つの光束を照射できる発光部ＬＰを、サブマウントＳＭを介してステムＳＴ上で支持する部材ＨＳ等を指すものである。このような２波長１パッケージＬＤの例が、特開２００１−２１５４２５に記載されている。尚、サブマウントＳＭをステムＳＴに直付けする場合には、サブマウントＳＭがヒートシンクとなる。又、ステムＳＴの位置部が***しており、そこに発光部ＬＰを直付けする場合には、ステムＳＴがヒートシンクとなる。 An optical pickup device according to a sixth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, at least two of the three light sources are fixed to a common heat sink. For example, since the optical system can be simplified by using a two-wavelength one-package LD or a three-wavelength one-package LD, the optical pickup device capable of recording and / or reproducing information in a compatible manner can be downsized and reduced. Cost can be reduced. The “heat sink” refers to a member HS or the like that supports the light emitting portion LP that can irradiate two light beams on the stem ST via the submount SM in the two-wavelength one-package LD shown in FIG. An example of such a two-wavelength one-package LD is described in JP-A-2001-215425. When the submount SM is directly attached to the stem ST, the submount SM becomes a heat sink. In addition, when the position portion of the stem ST is raised and the light emitting portion LP is directly attached thereto, the stem ST serves as a heat sink.
請求項７に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記カップリングレンズを構成する前記少なくとも１群のレンズを、光軸方向に移動するように駆動する駆動手段を有することを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the at least one group of lenses constituting the coupling lens is driven so as to move in the optical axis direction. It has a drive means.
請求項８に記載の光ピックアップ装置は、請求項７に記載の発明において、前記駆動手段は、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、前記カップリングレンズを構成する前記少なくとも１群のレンズに連結され、且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駆動手段を備えたことを特徴とする。 An optical pickup device according to an eighth aspect of the present invention is the optical pickup device according to the seventh aspect, wherein the driving means includes an electromechanical conversion element, a driving member fixed to one end of the electromechanical conversion element, and the coupling lens. A movable member that is coupled to the at least one group of lenses and that is movably held on the driving member, and changes the speed of the electromechanical conversion element between an extension direction and a contraction direction. And a driving means adapted to move the movable member by repeatedly expanding and contracting.
前記駆動手段において、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少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本発明の駆動手段を用いることで、前記可動部材に連結した前記カップリングレンズを構成する前記少なくとも１群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、前記カップリングレンズを構成する前記少なくとも１群のレンズ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、前記駆動手段の構成は、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。 In the driving means, the electromechanical conversion element is deformed so as to be slightly expanded or contracted by applying a driving voltage such as a sawtooth-shaped pulse to the electromechanical conversion element for a very short time. However, the speed of expansion or contraction can be changed depending on the shape of the pulse. Here, when the electromechanical conversion element is deformed at a high speed in the extending or contracting direction, the movable member does not follow the operation of the driving member due to the inertia of the mass and remains in the same position. On the other hand, when the electromechanical conversion element is deformed in the opposite direction at a slower speed, the movable member moves following the operation of the drive member by the friction force acting therebetween. Therefore, when the electromechanical conversion element repeats expansion and contraction, the movable member can continuously move in one direction. That is, by using the driving means of the present invention having high responsiveness, the at least one group of lenses constituting the coupling lens connected to the movable member can be moved at a high speed and moved by a minute amount. You can also. Further, in the case where the at least one group of lenses constituting the coupling lens is held at a fixed position, if the power supply to the electromechanical conversion element is interrupted, the movable member and the drive member Since it is held by the frictional force acting in between, energy saving can be achieved. In addition, the structure of the driving means is advantageous in that it is simple and can be reduced in size and is low in cost.
本発明によれば、共通の対物レンズと、共通の光検出器とを用いて、少なくとも３種類の光情報記録媒体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することができる。 According to the present invention, there is provided an optical pickup device capable of recording and / or reproducing information compatible with at least three types of optical information recording media using a common objective lens and a common photodetector. can do.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図４は、保護基板の厚さが異なる光情報記録媒体であるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）又はＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行える第１の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図である。図５は、本実施の形態を矢印V方向から見た側面図である。本実施の形態においては、集光光学系として対物レンズＯＢＪ及びカップリングレンズＣＯＬを含む。カップリングレンズＣＯＬは、第１群（レンズＬ１、Ｌ２）と、第２群（レンズＬ３）から構成され、ここでは第２群が光軸方向に移動可能となっている。レンズＬ１〜Ｌ３には回折構造は形成されていないが、回折構造を形成しても良い。又、本実施の形態では、第２の光源である第２半導体レーザＬＤ２と、第３の光源である第３半導体レーザＬＤ３とを、同一のパッケージに収容した或いは同一のヒートシンクに固定した、いわゆる２レーザ１パッケージを使用しているが、半導体レーザを個別に配置しても良い。３つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３と、光検出器（受光素子）ＰＤの受光部とは、各光ディスクＯＤ１〜ＯＤ３の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 shows a first embodiment in which information can be appropriately recorded / reproduced with respect to a BD (Blu-ray Disc) or HD DVD, DVD and CD, which are optical information recording media having different protective substrate thicknesses. It is a top view which shows the structure of an optical pick-up apparatus roughly. FIG. 5 is a side view of the present embodiment as viewed from the direction of arrow V. In the present embodiment, the condensing optical system includes an objective lens OBJ and a coupling lens COL. The coupling lens COL includes a first group (lenses L1 and L2) and a second group (lens L3). Here, the second group is movable in the optical axis direction. Although the lenses L1 to L3 are not formed with a diffractive structure, a diffractive structure may be formed. In the present embodiment, the second semiconductor laser LD2 as the second light source and the third semiconductor laser LD3 as the third light source are housed in the same package or fixed to the same heat sink. Although two lasers and one package are used, semiconductor lasers may be arranged individually. The three semiconductor lasers LD1 to LD3 and the light receiving portion of the photodetector (light receiving element) PD are optically conjugate with each other via the information recording surfaces of the optical disks OD1 to OD3.
第１の光ディスクＯＤ１（例えばＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第１位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ１からの光束が第１の発散角θ１で対物レンズＯＢＪに入射するようにする（図１２（ａ）参照）。ここで、図４の光ピックアップ装置において、光源波長３９０〜４２０ｎｍの半導体レーザＬＤ１（第１の光源）から出射された光束は、ビーム整形素子ＢＳで光束形状を整形され、更に第１回折素子Ｄ１を通過することで、記録再生用のメインビームとトラッキングエラー信号検出用のサブビームに分離された後、ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、カップリングレンズＣＯＬを通過して第１の発散角θ１とされた後、立ち上げミラーＭに入射する。尚、カップリングレンズＣＯＬの動作については後述する。 When recording and / or reproducing information with respect to the first optical disk OD1 (for example, BD or HD DVD), the second group of the coupling lens COL is moved to the first position in the optical axis direction, and the semiconductor laser LD1. Is made incident on the objective lens OBJ at the first divergence angle θ1 (see FIG. 12A). Here, in the optical pickup device of FIG. 4, the light beam emitted from the semiconductor laser LD1 (first light source) having a light source wavelength of 390 to 420 nm is shaped by the beam shaping element BS, and further, the first diffraction element D1. After being separated into a main beam for recording / reproducing and a sub beam for detecting a tracking error signal, it is reflected by the dichroic beam splitter DBS, reflected by the polarization beam splitter PBS, and passes through the coupling lens COL. Then, after entering the first divergence angle θ1, the light enters the rising mirror M. The operation of the coupling lens COL will be described later.
図５において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後モニタレンズＭＬを通過して、レーザパワーモニタＬＰＭ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（本実施の形態では２枚の素子からなるが１枚でも良い）に入射して、ここから光ディスクＯＤ１の情報記録面Ｒ１（保護基板の厚さ０．１ｍｍ又は０．６ｍｍ）に集光される。 In FIG. 5, a part of the light beam incident on the rising mirror M is transmitted through the monitor lens ML, then enters the laser power monitor LPM, and is used for monitoring the laser power. On the other hand, the remainder of the light beam incident on the rising mirror M is reflected there, passes through the quarter-wave plate QWP, and then the objective lens OBJ (in this embodiment, it consists of two elements, but one may be used). Then, the light is focused on the information recording surface R1 of the optical disc OD1 (the thickness of the protective substrate is 0.1 mm or 0.6 mm).
情報記録面Ｒ１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、カップリングレンズＣＯＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過してセンサレンズＳＬによって、光検出器（受光素子）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、光ディスクＯＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R1 passes through the objective lens OBJ and the quarter wavelength plate QWP again, is reflected by the rising mirror M, passes through the coupling lens COL, and is further polarized. The light passes through the beam splitter PBS and is condensed on the light receiving surface of the photodetector (light receiving element) PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disk OD1 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構ＡＣＴのフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第１半導体レーザＬＤ１からの光束を光ディスクＯＤ１の情報記録面Ｒ１上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is moved to the lens holder so that the focusing actuator and tracking actuator of the objective lens actuator mechanism ACT appropriately image the light beam from the first semiconductor laser LD1 on the information recording surface R1 of the optical disk OD1. It is designed to move together with HD.
第２の光ディスクＯＤ２（例えばＤＶＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第２位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ２からの光束が第２の発散角θ２で対物レンズＯＢＪに入射するようにする（図１２（ｂ）参照）。ここで、図４の光ピックアップ装置において、光源波長６３０〜６７０ｎｍの半導体レーザＬＤ２から出射された光束は、２レーザ１パッケージから外部へと出た後、第２回折素子Ｄ２を通過することで、記録再生用のメインビームとトラッキングエラー信号検出用のサブビームに分離され、カップリングレンズＣＰＬで発散角を調整され、１／２波長板ＨＷＰ、ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、カップリングレンズＣＯＬを通過して第２の発散角θ２とされた後、立ち上げミラーＭに入射する。 When recording and / or reproducing information with respect to the second optical disk OD2 (for example, DVD), the second group of the coupling lens COL is moved to the second position in the optical axis direction, and the light beam from the semiconductor laser LD2 Is incident on the objective lens OBJ at the second divergence angle θ2 (see FIG. 12B). Here, in the optical pickup device shown in FIG. 4, the light beam emitted from the semiconductor laser LD2 having a light source wavelength of 630 to 670 nm is emitted from the two lasers 1 package to the outside, and then passes through the second diffraction element D2. Divided into a main beam for recording and reproduction and a sub beam for detecting a tracking error signal, the divergence angle is adjusted by a coupling lens CPL, passes through a half-wave plate HWP, a dichroic beam splitter DBS, and is reflected by a polarizing beam splitter PBS Then, after passing through the coupling lens COL and having the second divergence angle θ2, the light enters the rising mirror M.
図５において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後モニタレンズＭＬを通過して、レーザパワーモニタＬＰＭ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、ここから光ディスクＯＤ２の情報記録面Ｒ２（保護基板の厚さ０．６ｍｍ）に集光される。 In FIG. 5, a part of the light beam incident on the rising mirror M is transmitted through the monitor lens ML, then enters the laser power monitor LPM, and is used for monitoring the laser power. On the other hand, the remainder of the light beam incident on the rising mirror M is reflected there, passes through the quarter-wave plate QWP, and then enters the objective lens OBJ, from which the information recording surface R2 (of the protective substrate) of the optical disk OD2 The light is condensed to a thickness of 0.6 mm.
情報記録面Ｒ２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、カップリングレンズＣＯＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過してセンサレンズＳＬによって、光検出器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、光ディスクＯＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R2 passes through the objective lens OBJ and the quarter-wave plate QWP again, is reflected by the rising mirror M, passes through the coupling lens COL, and is further polarized. The light passes through the beam splitter PBS and is condensed on the light receiving surface of the photodetector PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disk OD2 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構ＡＣＴのフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第２半導体レーザＬＤ２からの光束を光ディスクＯＤ２の情報記録面Ｒ２上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is placed in the lens holder so that the focusing actuator and the tracking actuator of the objective lens actuator mechanism ACT appropriately image the light beam from the second semiconductor laser LD2 on the information recording surface R2 of the optical disk OD2. It is designed to move together with HD.
第３の光ディスクＯＤ３（例えばＣＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第３位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ３からの光束が第３の発散角θ３で対物レンズＯＢＪに入射するようにする（図１２（ｃ）参照）。ここで、図４の光ピックアップ装置において、光源波長７６０〜８００ｎｍの半導体レーザＬＤ３から出射された光束は、２レーザ１パッケージから外部へと出た後、第２回折素子Ｄ２を通過することで、記録再生用のメインビームとトラッキングエラー信号検出用のサブビームに分離され、カップリングレンズＣＰＬで発散角を調整され、１／２波長板ＨＷＰ、ダイクロイックビームスプリッタＤＢＳを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、カップリングレンズＣＯＬを通過して第３の発散角θ３とされた後、立ち上げミラーＭに入射する。なお、対物レンズＯＢＪへの入射光束の発散角θ１，θ２，θ３について、発散状態で入射する場合を正、収斂状態で入射する場合を負とすると、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、それぞれθ１＜０，θ２＜０，θ３＞０となっている。 When recording and / or reproducing information with respect to the third optical disk OD3 (for example, CD), the second group of the coupling lens COL is moved to the third position in the optical axis direction, and the light beam from the semiconductor laser LD3. Is incident on the objective lens OBJ at the third divergence angle θ3 (see FIG. 12C). Here, in the optical pickup device of FIG. 4, a light beam emitted from the semiconductor laser LD3 having a light source wavelength of 760 to 800 nm is emitted from the two lasers 1 package to the outside, and then passes through the second diffraction element D2. Divided into a main beam for recording and reproduction and a sub beam for detecting a tracking error signal, the divergence angle is adjusted by a coupling lens CPL, passes through a half-wave plate HWP, a dichroic beam splitter DBS, and is reflected by a polarizing beam splitter PBS Then, after passing through the coupling lens COL and having the third divergence angle θ3, the light enters the rising mirror M. As for the divergence angles θ1, θ2, and θ3 of the incident light beam on the objective lens OBJ, assuming that the incident light in the diverging state is positive and the incident light in the convergent state is negative, FIG. 12 (a), (b), ( In c), θ1 <0, θ2 <0, and θ3> 0 are satisfied.
図５において、立ち上げミラーＭに入射した光束の一部は、それを透過した後モニタレンズＭＬを通過して、レーザパワーモニタＬＰＭ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、ここから光ディスクＯＤ３の情報記録面Ｒ３（保護基板の厚さ１．２ｍｍ）に集光される。 In FIG. 5, a part of the light beam incident on the rising mirror M is transmitted through the monitor lens ML, then enters the laser power monitor LPM, and is used for monitoring the laser power. On the other hand, the remainder of the light beam incident on the rising mirror M is reflected there, passes through the quarter-wave plate QWP, and then enters the objective lens OBJ, from which the information recording surface R3 (of the protective substrate) of the optical disk OD3 It is condensed to a thickness of 1.2 mm).
情報記録面Ｒ３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、カップリングレンズＣＯＬを通過し、更に偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過してセンサレンズＳＬによって、光検出器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、光ディスクＯＤ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R3 passes through the objective lens OBJ and the quarter wave plate QWP again, is reflected by the rising mirror M, passes through the coupling lens COL, and is further polarized. The light passes through the beam splitter PBS and is condensed on the light receiving surface of the photodetector PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disc OD3 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構ＡＣＴのフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第３半導体レーザＬＤ３からの光束を光ディスクＯＤ３の情報記録面Ｒ３上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is moved to the lens holder so that the focusing actuator and the tracking actuator of the objective lens actuator mechanism ACT appropriately image the light beam from the third semiconductor laser LD3 on the information recording surface R3 of the optical disk OD3. It is designed to move together with HD.
本実施の形態によれば、カップリングレンズＣＯＬが、２群３枚構成となっており、各群の空気間隔は、後述するようにして可変となっているので、空気間隔を変化させることにより、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３から出射される光束の波長及び光ディスクの保護基板厚に応じて発散角を変化させ、光ディスクＯＤ１〜ＯＤ３の情報記録面に対して適切な集光スポットを形成することができる。 According to the present embodiment, the coupling lens COL has a two-group / three-element configuration, and the air interval of each group is variable as will be described later. The divergence angle is changed in accordance with the wavelength of the light beam emitted from each of the semiconductor lasers LD1 to LD3 and the thickness of the protective substrate of the optical disk, thereby forming an appropriate focused spot on the information recording surface of the optical disks OD1 to OD3. it can.
図６は、カップリングレンズＣＯＬと、その駆動手段とを一体的に収納した光学系ユニットＣＵの斜視図である。図６において、ベースＢの両端から上方に壁Ｗ１，Ｗ２が延在している。壁Ｗ１，Ｗ２（切り欠いて図示）の上端近傍を連結するようにしてガイド軸ＧＳが延在している。壁Ｗ１，Ｗ２にはそれぞれ光束が通過する開孔ＨＬが形成されている。 FIG. 6 is a perspective view of an optical system unit CU that integrally accommodates the coupling lens COL and its driving means. In FIG. 6, walls W <b> 1 and W <b> 2 extend upward from both ends of the base B. A guide shaft GS extends so as to connect the vicinity of the upper ends of the walls W1 and W2 (notched). Openings HL through which light beams pass are formed in the walls W1 and W2.
レンズＬ１、Ｌ２は、レンズホルダＨＤ１により外周を保持され、壁Ｗ１の開孔ＨＬを覆うようにしてビス止めされる。尚、レンズＬ１、Ｌ２の組み付けに当たっては、オートコリメータなどを用いて、基準軸に対しシフトやチルトを極力抑えることが望ましい。 The lenses L1 and L2 are held at the outer periphery by the lens holder HD1 and screwed so as to cover the opening HL of the wall W1. When assembling the lenses L1 and L2, it is desirable to suppress shift and tilt with respect to the reference axis as much as possible by using an autocollimator or the like.
一方、可動要素であるレンズＬ３は、レンズホルダＨＤ２により外周を保持されている。可動部材となるレンズホルダＨＤ２は、ガイド軸ＧＳに係合する係合部ＨＤａと、駆動力を受ける連結部ＨＤｂとを有している。 On the other hand, the outer periphery of the lens L3 that is a movable element is held by the lens holder HD2. The lens holder HD2 as a movable member has an engaging portion HDa that engages with the guide shaft GS and a connecting portion HDb that receives a driving force.
連結部ＨＤｂは駆動軸ＤＳと接する溝を設けてあり、上面に板ばねＳＧを取り付けている。連結部ＨＤｂと板ばねＳＧとの間には、駆動部材である駆動軸ＤＳが配置され、板ばねＳＧの付勢力で適度に押圧されている。駆動軸ＤＳの壁Ｗ１側にはスキマが設けられており、他方の端部は、壁Ｗ２を貫通し、電気機械変換素子である圧電アクチュエータＰＺに連結されている。圧電アクチュエータＰＺは、固定部Ｂｈを有し、Ｗ２の外方でベースＢに接着などにより固定されている。 The connecting portion HDb is provided with a groove in contact with the drive shaft DS, and a leaf spring SG is attached to the upper surface. A drive shaft DS, which is a drive member, is disposed between the connecting portion HDb and the leaf spring SG, and is appropriately pressed by the urging force of the leaf spring SG. A clearance is provided on the wall W1 side of the drive shaft DS, and the other end passes through the wall W2 and is connected to a piezoelectric actuator PZ that is an electromechanical conversion element. The piezoelectric actuator PZ has a fixing portion Bh, and is fixed to the base B by adhesion or the like outside W2.
ベースＢ上には、連結部ＨＤｂ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（位置検出手段であり、例えばガイド軸ＧＳに磁気情報を配置し、係合部ＨＤａに読み取りヘッドなどを設けることができる）から信号を受けて、圧電アクチュエータＰＺを駆動制御するために、配線Ｈを介して電圧を印加する外部の駆動回路（不図示）が配置されている。圧電アクチュエータＰＺと、駆動軸ＤＳと、連結部ＨＤｂと、板ばねＳＧとで駆動手段を構成する。尚、駆動回路は、ベースＢ上に配置して、配線により連結しても良い。 On the base B, an encoder (not shown) (position detecting means) that magnetically (or optically) detects the amount of movement of the connecting portion HDb, for example, magnetic information is arranged on the guide shaft GS, and the engaging portion HDa An external drive circuit (not shown) for applying a voltage via the wiring H is disposed to receive a signal from a read head or the like and drive and control the piezoelectric actuator PZ. The piezoelectric actuator PZ, the drive shaft DS, the connecting portion HDb, and the leaf spring SG constitute drive means. The drive circuit may be disposed on the base B and connected by wiring.
圧電アクチュエータＰＺ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７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ＰＺ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ＰＺを駆動源として用いている。 The piezoelectric actuator PZ is formed by laminating piezoelectric ceramics formed of PZT (zircon / lead titanate) or the like. Piezoelectric ceramics have a property in which the center of gravity of the positive charge and the center of gravity of the negative charge in the crystal lattice do not coincide with each other, are themselves polarized, and extend when a voltage is applied in the polarization direction. However, since the distortion of the piezoelectric ceramic in this direction is very small and it is difficult to drive the driven member due to the amount of distortion, a plurality of piezoelectric ceramics PE are stacked between the electrodes as shown in FIG. A laminated piezoelectric actuator PZ having a structure in which C is connected in parallel is provided as a practical one. In the present embodiment, this stacked piezoelectric actuator PZ is used as a drive source.
次に、この光学系ユニットＣＵによるレンズＬ３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ＰＺ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８（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ＰＺ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ＰＺの伸長時には、その衝撃力で駆動軸ＤＳが図６の奥側（壁Ｗ１側）へ押し出されるが、レンズＬ３を保持したレンズホルダＨＤ２の連結部ＨＤｂと板ばねＳＧは、その慣性により、駆動軸ＤＳと一緒には移動せず、駆動軸ＤＳ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ＤＳがゆっくりと戻るので、連結部ＨＤｂと板ばねＳＧが駆動軸ＤＳに対して滑らずに、駆動軸ＤＳと一体的に図６の手前側（壁Ｗ２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ＨＤ２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８（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ＨＤ２を逆の方向へ移動させることができる。特に、ガイド軸ＧＳがまっすぐであれば、レンズホルダＨＤ２は光軸方向に精度良く移動することとなり、駆動により光軸ずれが生じる場合に比べ、収差劣化を効果的に抑制できる。 Next, a driving method of the lens L3 by the optical system unit CU will be described. In general, the multilayer piezoelectric actuator PZ has a small amount of displacement when a voltage is applied, but has a large generated force and sharp response. Therefore, as shown in FIG. 8 (a), when a pulse voltage having a substantially sawtooth waveform with a sharp rise and a slow fall is applied, the piezoelectric actuator PZ extends rapidly at the rise of the pulse and more than that at the fall. Shrink slowly. Therefore, when the piezoelectric actuator PZ is extended, the drive shaft DS is pushed out to the back side (wall W1 side) in FIG. 6 by the impact force, but the connecting portion HDb of the lens holder HD2 holding the lens L3 and the leaf spring SG are Due to its inertia, it does not move together with the drive shaft DS, but slips between the drive shaft DS and stays in that position (may move slightly). On the other hand, when the pulse falls, the drive shaft DS returns more slowly than when the pulse rises. Therefore, the connecting portion HDb and the leaf spring SG do not slip with respect to the drive shaft DS, and the drive shaft DS is integrated with the drive shaft DS. Move to the side (wall W2 side). That is, the lens holder HD2 can be continuously moved at a desired speed by applying a pulse whose frequency is set to several hundred to several tens of thousands of hertz. As is clear from the above, as shown in FIG. 8B, the lens holder HD2 can be moved in the opposite direction by applying a pulse in which the voltage rises slowly and sharply falls. In particular, if the guide shaft GS is straight, the lens holder HD2 moves with high precision in the optical axis direction, and aberration deterioration can be effectively suppressed as compared with the case where the optical axis shift occurs due to driving.
図９は、保護基板の厚さが異なる光情報記録媒体であるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）又はＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行える第２の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図である。本実施の形態においても、集光光学系として対物レンズＯＢＪ及びカップリングレンズＣＯＬを含む。カップリングレンズＣＯＬは、第１群（レンズＬ１）と、第２群（レンズＬ２）から構成され、ここでは第２群が光軸方向に移動可能となっている。第２群の駆動手段としては図６〜８の構成を用いることができる。レンズＬ１、Ｌ２は非球面を有し、回折構造は形成されていないが、回折構造を形成しても良い。３つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３と、光検出器（受光素子）ＰＤの受光部とは、各光ディスクＯＤ１〜ＯＤ３の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっている。 FIG. 9 shows a second embodiment in which information can be recorded / reproduced appropriately for BD (Blu-ray Disc) or HD DVD, DVD, and CD, which are optical information recording media having different protective substrate thicknesses. It is a top view which shows the structure of an optical pick-up apparatus roughly. Also in the present embodiment, an objective lens OBJ and a coupling lens COL are included as a condensing optical system. The coupling lens COL includes a first group (lens L1) and a second group (lens L2). Here, the second group is movable in the optical axis direction. 6 to 8 can be used as the second group of driving means. The lenses L1 and L2 have aspheric surfaces and no diffractive structure is formed, but a diffractive structure may be formed. The three semiconductor lasers LD1 to LD3 and the light receiving portion of the photodetector (light receiving element) PD are optically conjugate with each other via the information recording surfaces of the optical disks OD1 to OD3.
第１の光ディスクＯＤ１（例えばＢＤ又はＨＤ ＤＶＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第１位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ１からの光束が第１の発散角θ１で対物レンズＯＢＪに入射するようにする。ここで、図９の光ピックアップ装置において、光源波長３９０〜４２０ｎｍの半導体レーザＬＤ１（第１の光源）から出射されたＰ偏光の光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＢＳ１、第２のダイクロイックプリズムＤＢＳ２，偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、カップリングレンズＣＯＬを通過して第１の発散角θ１とされ、更に１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここから光ディスクＯＤ１の情報記録面Ｒ１（保護基板の厚さ０．１ｍｍ又は０．６ｍｍ）に集光される。 When recording and / or reproducing information with respect to the first optical disk OD1 (for example, BD or HD DVD), the second group of the coupling lens COL is moved to the first position in the optical axis direction, and the semiconductor laser LD1. Is made incident on the objective lens OBJ at the first divergence angle θ1. Here, in the optical pickup device of FIG. 9, the P-polarized light beam emitted from the semiconductor laser LD1 (first light source) having a light source wavelength of 390 to 420 nm is emitted from the first dichroic prism DBS1, the second dichroic prism DBS2, and the like. The light passes through the polarization beam splitter PBS, passes through the coupling lens COL, has the first divergence angle θ1, and further passes through the quarter-wave plate QWP, and then enters the objective lens OBJ. The light is focused on the information recording surface R1 (the thickness of the protective substrate is 0.1 mm or 0.6 mm).
情報記録面Ｒ１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を通過してＳ偏光となり、カップリングレンズＣＯＬを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された後、センサレンズＳＬによって、光検出器（受光素子）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、光ディスクＯＤ１に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R1 passes through the objective lens OBJ and the quarter wavelength plate QWP again to become S-polarized light, passes through the coupling lens COL, and is reflected by the polarizing beam splitter PBS. Thereafter, the light is condensed on the light receiving surface of the photodetector (light receiving element) PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disk OD1 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構（不図示）のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第１半導体レーザＬＤ１からの光束を光ディスクＯＤ１の情報記録面Ｒ１上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is configured so that the focusing actuator and the tracking actuator of the objective lens actuator mechanism (not shown) appropriately form the light beam from the first semiconductor laser LD1 on the information recording surface R1 of the optical disc OD1. Is moved together with the lens holder HD.
第２の光ディスクＯＤ２（例えばＤＶＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第２位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ２からの光束が第２の発散角θ２で対物レンズＯＢＪに入射するようにする。ここで、図９の光ピックアップ装置において、光源波長６３０〜６７０ｎｍの半導体レーザＬＤ２（第２の光源）から出射されたＰ偏光の光束は、第１のダイクロイックプリズムＤＢＳ１で反射され、第２のダイクロイックプリズムＤＢＳ２，偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、カップリングレンズＣＯＬを通過して第２の発散角θ２とされ、更に１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここから光ディスクＯＤ２の情報記録面Ｒ２（保護基板の厚さ０．６ｍｍ）に集光される。 When recording and / or reproducing information with respect to the second optical disk OD2 (for example, DVD), the second group of the coupling lens COL is moved to the second position in the optical axis direction, and the light beam from the semiconductor laser LD2 Is incident on the objective lens OBJ at the second divergence angle θ2. Here, in the optical pickup device of FIG. 9, the P-polarized light beam emitted from the semiconductor laser LD2 (second light source) having a light source wavelength of 630 to 670 nm is reflected by the first dichroic prism DBS1, and is then second dichroic. The light passes through the prism DBS2 and the polarization beam splitter PBS, passes through the coupling lens COL, is set to the second divergence angle θ2, and further passes through the quarter-wave plate QWP, and then enters the objective lens OBJ. The light is condensed on the information recording surface R2 (protective substrate thickness 0.6 mm) of the optical disc OD2.
情報記録面Ｒ２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を通過してＳ偏光となり、カップリングレンズＣＯＬを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された後、センサレンズＳＬによって、光検出器（受光素子）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、光ディスクＯＤ２に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R2 passes through the objective lens OBJ and the quarter wavelength plate QWP again to become S-polarized light, passes through the coupling lens COL, and is reflected by the polarizing beam splitter PBS. Thereafter, the light is condensed on the light receiving surface of the photodetector (light receiving element) PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disk OD2 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構（不図示）のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第２半導体レーザＬＤ２からの光束を光ディスクＯＤ２の情報記録面Ｒ２上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is configured so that the focusing actuator and the tracking actuator of the objective lens actuator mechanism (not shown) appropriately form the light beam from the second semiconductor laser LD2 on the information recording surface R2 of the optical disk OD2. Is moved together with the lens holder HD.
第３の光ディスクＯＤ３（例えばＣＤ）に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合、カップリングレンズＣＯＬの第２群を光軸方向の第３位置へと移動させ、半導体レーザＬＤ３からの光束が第３の発散角θ３で対物レンズＯＢＪに入射するようにする。ここで、図９の光ピックアップ装置において、光源波長７６０〜８００ｎｍの半導体レーザＬＤ３（第３の光源）から出射されたＰ偏光の光束は、第２のダイクロイックプリズムＤＢＳ２で反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、カップリングレンズＣＯＬを通過して第３の発散角θ３とされ、更に１／４波長板ＱＷＰを通過した後、対物レンズＯＢＪに入射して、ここから光ディスクＯＤ３の情報記録面Ｒ３（保護基板の厚さ１．２ｍｍ）に集光される。 When recording and / or reproducing information with respect to the third optical disk OD3 (for example, CD), the second group of the coupling lens COL is moved to the third position in the optical axis direction, and the light beam from the semiconductor laser LD3. Is incident on the objective lens OBJ at the third divergence angle θ3. Here, in the optical pickup device of FIG. 9, the P-polarized light beam emitted from the semiconductor laser LD3 (third light source) having a light source wavelength of 760 to 800 nm is reflected by the second dichroic prism DBS2, and is polarized by the polarization beam splitter PBS. , Passes through the coupling lens COL, is set to the third divergence angle θ3, and further passes through the quarter-wave plate QWP, then enters the objective lens OBJ, and from there, the information recording surface R3 of the optical disc OD3 The light is focused on (the thickness of the protective substrate is 1.2 mm).
情報記録面Ｒ３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を通過してＳ偏光となり、カップリングレンズＣＯＬを通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された後、センサレンズＳＬによって、光検出器（受光素子）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、光ディスクＯＤ３に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The reflected light beam modulated by the information pits on the information recording surface R3 passes through the objective lens OBJ and the quarter wavelength plate QWP again to become S-polarized light, passes through the coupling lens COL, and is reflected by the polarizing beam splitter PBS. Thereafter, the light is condensed on the light receiving surface of the photodetector (light receiving element) PD by the sensor lens SL. A read signal of information recorded on the optical disc OD3 is obtained using the output signal of the photodetector PD.
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対物レンズアクチュエータ機構（不図示）のフォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータが、第３半導体レーザＬＤ３からの光束を光ディスクＯＤ３の情報記録面Ｒ３上に適切に結像するように、対物レンズＯＢＪをレンズホルダＨＤと一体で移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, the objective lens OBJ is configured so that the focusing actuator and the tracking actuator of the objective lens actuator mechanism (not shown) appropriately form the light beam from the third semiconductor laser LD3 on the information recording surface R3 of the optical disc OD3. Is moved together with the lens holder HD.
本実施の形態において、カップリングレンズＣＯＬの光源側に設けられた偏光ビームスプリッタＰＢＳには、光源から出射された異なる３つの波長の光束が透過し、光ディスクから反射した３つの異なる波長の光束が反射する。これら３つの波長λ１，λ２，λ３に対して、好ましくはＴｐ（Ｐ偏光の光透過率）≧８０％、Ｒｓ（Ｓ偏光の光透過率）≧８０％のコート特性が必要となる。これを達成するためにはカップリングレンズの光源側ＮＡは、０．１２以下とすると偏光ビームスプリッタＰＢＳの層数は４０層以下で済み、偏光ビームスプリッタＰＢＳの低コスト化に有利となる。更に、カップリングレンズＣＯＬを光軸方向に移動することで光ディスクの厚さ変化に伴う球面収差発生を抑制するようにすることもできる。 In the present embodiment, light beams of three different wavelengths emitted from the light source are transmitted through the polarization beam splitter PBS provided on the light source side of the coupling lens COL, and light beams of three different wavelengths reflected from the optical disk are transmitted. reflect. For these three wavelengths λ1, λ2, and λ3, it is preferable to have coat characteristics of Tp (light transmittance of P-polarized light) ≧ 80% and Rs (light transmittance of S-polarized light) ≧ 80%. In order to achieve this, if the light source side NA of the coupling lens is 0.12 or less, the number of layers of the polarizing beam splitter PBS may be 40 or less, which is advantageous for reducing the cost of the polarizing beam splitter PBS. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of spherical aberration accompanying the change in the thickness of the optical disk by moving the coupling lens COL in the optical axis direction.
なお、偏光ビームスプリッタＰＢＳの形態としては、成膜した偏光ビームスプリッタ面が空気に接するタイプと、接しないタイプとがある。このうち、上述した実施の形態のように、成膜した偏光ビームスプリッタ面がガラスに挟まれて空気に接しないタイプの偏光ビームスプリッタＰＢＳの方が、偏光ビームスプリッタ特性における光線入射角度依存性を抑えたコートの設計、製作が容易になる。従って、偏光ビームスプリッタ面から出射した光束が、その光束の発散度を変えないままカップリングレンズＣＯＬに入射するように光学素子を配置した光ピックアップ装置において、カップリングレンズＣＯＬの光源側ＮＡを０．０５以上の比較的大きな値となるようにした場合、成膜した偏光ビームスプリッタ面が空気に接しないタイプの偏光ビームスプリッタを用いることが望ましい。特に、カップリングレンズＣＯＬの光源側ＮＡが０．０７以上では、成膜した偏光ビームスプリッタ面が空気に接しないタイプの偏光ビームスプリッタであることが、光ピックアップ装置の性能上、コスト上好ましい。 Note that there are two types of polarization beam splitter PBS: a type in which the formed polarization beam splitter surface is in contact with air and a type in which the polarization beam splitter surface is not in contact with air. Of these, the polarization beam splitter PBS of the type in which the formed polarization beam splitter surface is sandwiched between glass and does not come into contact with air, as in the above-described embodiment, has a light beam incident angle dependency on the polarization beam splitter characteristics. The design and production of a reduced coat becomes easy. Therefore, in the optical pickup device in which the optical element is arranged so that the light beam emitted from the polarization beam splitter surface enters the coupling lens COL without changing the divergence of the light beam, the light source side NA of the coupling lens COL is set to 0. When a relatively large value of .05 or more is used, it is desirable to use a polarization beam splitter of a type in which the formed polarization beam splitter surface does not contact air. In particular, when the light source side NA of the coupling lens COL is 0.07 or more, it is preferable from the viewpoint of the cost of the optical pickup device that the polarizing beam splitter surface is a type that does not contact air.
図１０は、保護基板の厚さが異なる光情報記録媒体であるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）又はＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行える第３の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図である。本実施の形態が図９に示す実施の形態と異なる点は、第１半導体レーザＬＤ１と第１ダイクロイックプリズムＤＢＳ１との間にカップリングレンズＣＬ１を挿入し、第２半導体レーザＬＤ２と第１ダイクロイックプリズムＤＢＳ２との間にカップリングレンズＣＬ２を挿入し、第３半導体レーザＬＤ３と第２ダイクロイックプリズムＤＢＳ２との間にカップリングレンズＣＬ３を挿入した点のみである。本実施の形態においても、３つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３と、光検出器（受光素子）ＰＤの受光部とは、各光ディスクＯＤ１〜ＯＤ３の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっている。 FIG. 10 shows a third embodiment in which information can be recorded / reproduced appropriately for BD (Blu-ray Disc) or HD DVD, DVD and CD, which are optical information recording media having different protective substrate thicknesses. It is a top view which shows the structure of this optical pick-up apparatus roughly. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 9 in that a coupling lens CL1 is inserted between the first semiconductor laser LD1 and the first dichroic prism DBS1, and the second semiconductor laser LD2 and the first dichroic prism are inserted. The only difference is that the coupling lens CL2 is inserted between the DBS2 and the coupling lens CL3 is inserted between the third semiconductor laser LD3 and the second dichroic prism DBS2. Also in the present embodiment, the three semiconductor lasers LD1 to LD3 and the light receiving portion of the photodetector (light receiving element) PD have an optically conjugate relationship with each other via the information recording surfaces of the optical disks OD1 to OD3. It has become.
本実施の形態によれば、各半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３から出射された光束は、各カップリングレンズＣＬ１〜ＣＬ３で平行光束に変換されるため、いずれもカップリングレンズＣＯＬに平行光束の状態で入射する。しかしながら、カップリングレンズＣＯＬは、使用する光ディスクに応じて、その第２群を光軸方向の第１〜３位置へと移動させることにより、所定の発散角で光束を出射し、対物レンズＯＢＪに入射させるので、上述のごとく球面収差を抑えることができる。 According to the present embodiment, since the light beams emitted from the respective semiconductor lasers LD1 to LD3 are converted into parallel light beams by the respective coupling lenses CL1 to CL3, they are all incident on the coupling lens COL in a state of parallel light beams. To do. However, the coupling lens COL emits a light beam at a predetermined divergence angle by moving the second group thereof to the first to third positions in the optical axis direction according to the optical disk to be used, and to the objective lens OBJ. Since it is made incident, spherical aberration can be suppressed as described above.
図１１は、保護基板の厚さが異なる光情報記録媒体であるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ）又はＨＤ ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行える第４の実施の形態にかかる光ピックアップ装置の構成を概略的に示す上面図である。本実施の形態が図９に示す実施の形態と異なる点は、第１半導体レーザＬＤ１と第１ダイクロイックプリズムＤＢＳ１との間にカップリングレンズＣＬ３を挿入し、第２半導体レーザＬＤ２と第１ダイクロイックプリズムＤＢＳ１との間にカップリングレンズＣＬ２を挿入した点のみである。本実施の形態においても、３つの半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ３と、光検出器（受光素子）ＰＤの受光部とは、各光ディスクＯＤ１〜ＯＤ３の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっている。 FIG. 11 shows a fourth embodiment in which information can be recorded / reproduced appropriately for BD (Blu-ray Disc) or HD DVD, DVD and CD, which are optical information recording media having different protective substrate thicknesses. It is a top view which shows the structure of an optical pick-up apparatus roughly. This embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 9 in that a coupling lens CL3 is inserted between the first semiconductor laser LD1 and the first dichroic prism DBS1, and the second semiconductor laser LD2 and the first dichroic prism are inserted. Only the coupling lens CL2 is inserted between the DBS1 and the DBS1. Also in the present embodiment, the three semiconductor lasers LD1 to LD3 and the light receiving portion of the photodetector (light receiving element) PD have an optically conjugate relationship with each other via the information recording surfaces of the optical disks OD1 to OD3. It has become.
本実施の形態によれば、各半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２から出射された光束は、各カップリングレンズＣＬ１，ＣＬ２で平行光束に変換されるため、いずれもカップリングレンズＣＯＬに平行光束の状態で入射する。しかしながら、半導体レーザＬＤ３から出射された光束は、カップリングレンズＣＯＬに有限発散光束の状態で入射するため、１．２ｍｍというＣＤの保護基板厚に対応させることができる。更に、カップリングレンズＣＯＬは、使用する光ディスクに応じて、その第２群を光軸方向の第１〜３位置へと移動させることにより、所定の発散角で光束を出射し、対物レンズＯＢＪに入射させるので、上述のごとく球面収差を抑えることができる。 According to the present embodiment, since the light beams emitted from the semiconductor lasers LD1 and LD2 are converted into parallel light beams by the coupling lenses CL1 and CL2, both are incident on the coupling lens COL in the state of parallel light beams. To do. However, since the light beam emitted from the semiconductor laser LD3 is incident on the coupling lens COL in the state of a finite divergent light beam, it can correspond to a protective substrate thickness of CD of 1.2 mm. Further, the coupling lens COL emits a light beam at a predetermined divergence angle by moving the second group to the first to third positions in the optical axis direction according to the optical disk to be used, and to the objective lens OBJ. Since it is made incident, spherical aberration can be suppressed as described above.
次に、上述の実施の形態に好適な実施例について説明する。かかる実施例のレンズデータを表１に示す。又、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０-3）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ―３）を用いて表すものとする。 Next, examples suitable for the above-described embodiment will be described. Table 1 shows lens data of this example. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −3 ) is represented by using E (for example, 2.5E-3).
尚、対物光学系の光学面は、それぞれ数２式に表１に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
The optical surface of the objective optical system is formed as an aspherical surface that is symmetric about the optical axis and is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 1 are substituted into
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は数３式の光路差関数に、表１に示す係数を代入した数式で規定される。 Further, the optical path length given to the light flux of each wavelength by the diffractive structure is defined by a mathematical formula in which the coefficient shown in Table 1 is substituted into the optical path difference function of Formula 3.
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、駆動手段は単一でなく複数設けても良い。 The present invention has been described above with reference to the embodiments. However, the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and can be modified or improved as appropriate. The two-laser one package may be a combination of the first semiconductor laser LD1 and the second semiconductor laser LD2. Further, a plurality of driving means may be provided instead of a single one.
θ１ 発散角
θ２ 発散角
θ３ 発散角
λ１ 第１の波長
λ２ 第２の波長
λ３ 第３の波長
ρ１ 第１の記録密度
ρ２ 第２の記録密度
ρ３ 第３の記録密度
ＡＣＴ 対物レンズアクチュエータ機構
Ｂ ベース
ＢＳ ビーム整形素子
Ｂｈ 固定部
Ｃ 電極
ＣＬ１ 第１のカップリングレンズ
ＣＬ２ 第２のカップリングレンズ
ＣＬ３ 第３のカップリングレンズ
ＣＯＬ カップリングレンズ
ＣＰＬ カップリングレンズ
ＣＵ 光学系ユニット
Ｄ１ 回折素子
Ｄ２ 回折素子
ＤＢＳ ダイクロイックビームスプリッタ
ＤＢＳ１ ダイクロイックプリズム
ＤＢＳ２ ダイクロイックプリズム
ＤＢＳ２， ダイクロイックプリズム
ＤＳ 駆動軸
ＧＳ ガイド軸
Ｈ 配線
ＨＤ レンズホルダ
ＨＤ１ レンズホルダ
ＨＤ２ レンズホルダ
ＨＤａ 係合部
ＨＤｂ 連結部
ＨＬ 開孔
ＨＳ 部材
ＨＷＰ 波長板
Ｌ１ レンズ
Ｌ２ レンズ
Ｌ３ レンズ
ＬＤ パッケージ
ＬＤ１ 第１半導体レーザ
ＬＤ２ 第２の半導体レーザ
ＬＤ３ 第３半導体レーザ
ＬＰ 発光部
ＬＰＭ レーザパワーモニタ
Ｍ ミラー
ＭＬ モニタレンズ
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＤ１ 第１の光ディスク
ＯＤ２ 第２の光ディスク
ＯＤ３ 第３の光ディスク
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
ＰＺ 圧電アクチュエータ
ＰＺ 積層型圧電アクチュエータ
ＱＷＰ λ/４波長板
Ｒ１ 第１情報記録面
Ｒ２ 第２情報記録面
Ｒ３ 第３情報記録面
ＳＬ センサレンズ
ＳＭ サブマウント
ＳＴ ステム
Ｗ１ 壁
Ｗ２ 壁
θ1 divergence angle θ2 divergence angle θ3 divergence angle λ1 first wavelength λ2 second wavelength λ3 third wavelength ρ1 first recording density ρ2 second recording density ρ3 third recording density ACT objective lens actuator mechanism B base BS Beam shaping element Bh Fixed portion C Electrode CL1 First coupling lens CL2 Second coupling lens CL3 Third coupling lens COL Coupling lens CPL Coupling lens CU Optical system unit D1 Diffraction element D2 Diffraction element DBS Dichroic beam Splitter DBS1 Dichroic prism DBS2 Dichroic prism DBS2, Dichroic prism DS Drive shaft GS Guide shaft H Wiring HD Lens holder HD1 Lens holder HD2 Lens holder HDa Engaging portion HDb Connecting portion HL Opening HS Member HWP Wave plate L1 Lens L2 lens L3 lens LD package LD1 first semiconductor laser LD2 second semiconductor laser LD3 third semiconductor laser LP light emitting part LPM laser power monitor M mirror ML monitor lens OBJ objective lens OD1 first optical disk OD2 second optical disk OD3 second Optical disk PBS 3 Polarizing beam splitter PD Photodetector PE Piezoelectric ceramics PZ Piezoelectric actuator PZ Laminated piezoelectric actuator QWP λ / 4 wave plate R1 First information recording surface R2 Second information recording surface R3 Third information recording surface SL Sensor lens SM Submount ST Stem W1 Wall W2 Wall
Claims (8)
前記カップリングレンズは、２群２枚以上のレンズから構成され、構成する前記レンズの少なくとも１群が光軸方向に移動可能に配置され、
前記第１の光源から出射された光束と、前記第２の光源から出射された光束と、前記第３の光源から出射された光束を受光するための受光部が、１つの前記受光素子内にパッケージされており、
前記光情報記録媒体の情報記録面から反射した、前記第１の光源から出射された光束と、前記第２の光源から出射された光束と、前記第３の光源から出射された光束は、共通の光学素子を通過して前記受光素子の受光部により受光され、
前記第１の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第１の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第１の発散角（θ１）を与えられた後、前記対物レンズに入射し、記録密度ρ１の第１情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われ、
前記第２の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第２の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第２の発散角（θ２）を与えられた後、前記対物レンズにより、記録密度ρ２（ρ１＞ρ２）の第２情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われ、
前記第３の光源から出射された光束は、前記少なくとも１群が第３の位置に移動した前記カップリングレンズによって、第３の発散角（θ３）を与えられた後、前記対物レンズにより、記録密度ρ３（ρ２＞ρ３）の第３情報記録媒体の情報記録面に集光されることにより情報の記録及び／又は再生が行われるようになっており、
前記３つの光源と、前記受光素子の受光部とは、各光情報記録媒体の情報記録面を介して互いに光学的に共役の関係となっていることを特徴とする光ピックアップ装置。 A first light source that emits a light beam with a wavelength λ1 of 390 to 420 nm, a second light source that emits a light beam with a wavelength λ2 of 630 to 670 nm, and a third light source that emits a light beam with a wavelength λ3 of 760 to 800 nm An objective lens for condensing the light beam from the light source on the information recording surface of the optical information recording medium; and in the common optical path of the light beams emitted from the first, second, and third light sources, and the light source The coupling lens disposed in the optical path with the objective lens, the light beam reflected from the information recording surface of the optical information recording medium, the light beam separating means for separating the light beam from the light source, and the light beam separating means for separation. A light receiving element that receives the light beam reflected from the information recording surface of the optical information recording medium,
The coupling lens is composed of two or more lenses in two groups, and at least one group of the constituting lenses is arranged to be movable in the optical axis direction.
A light receiving unit for receiving the light beam emitted from the first light source, the light beam emitted from the second light source, and the light beam emitted from the third light source is provided in one light receiving element. Packaged,
The light beam emitted from the first light source, the light beam emitted from the second light source, and the light beam emitted from the third light source reflected from the information recording surface of the optical information recording medium are common. Is received by the light receiving portion of the light receiving element through the optical element,
The luminous flux emitted from the first light source is incident on the objective lens after being given a first divergence angle (θ1) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the first position. The information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the first information recording medium having the recording density ρ1,
The luminous flux emitted from the second light source is given a second divergence angle (θ2) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the second position, and then recorded by the objective lens. Information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the second information recording medium having a density ρ2 (ρ1> ρ2).
The light beam emitted from the third light source is given a third divergence angle (θ3) by the coupling lens in which the at least one group has moved to the third position, and then recorded by the objective lens. Information is recorded and / or reproduced by being condensed on the information recording surface of the third information recording medium having a density ρ3 (ρ2> ρ3).
The optical pickup device, wherein the three light sources and the light receiving portion of the light receiving element are optically conjugate with each other via an information recording surface of each optical information recording medium.
The drive means is connected to the electromechanical conversion element, a drive member fixed to one end of the electromechanical conversion element, and the at least one group of lenses constituting the coupling lens, and is moved onto the drive member And a movable member that is held so as to move the movable member by repeatedly expanding and contracting the electromechanical conversion element at different speeds in the extending direction and the contracting direction. The optical pickup device according to claim 7, further comprising:
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|---|---|---|---|---|
| JP2001215425A (en) * | 1999-11-22 | 2001-08-10 | Brother Ind Ltd | Multibeam light source device |
| JP2002236253A (en) * | 2000-10-30 | 2002-08-23 | Konica Corp | Objective lens, condensing optical system, optical pickup device and recording and reproducing device |
| JP2003045068A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Toshiba Corp | Optical head |
| JP2004006006A (en) * | 1999-01-22 | 2004-01-08 | Konica Minolta Holdings Inc | Optical pickup device |
| JP2005108321A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Konica Minolta Opto Inc | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device |
-
2005
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004006006A (en) * | 1999-01-22 | 2004-01-08 | Konica Minolta Holdings Inc | Optical pickup device |
| JP2001215425A (en) * | 1999-11-22 | 2001-08-10 | Brother Ind Ltd | Multibeam light source device |
| JP2002236253A (en) * | 2000-10-30 | 2002-08-23 | Konica Corp | Objective lens, condensing optical system, optical pickup device and recording and reproducing device |
| JP2003045068A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Toshiba Corp | Optical head |
| JP2005108321A (en) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Konica Minolta Opto Inc | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device |
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