JP2009087382A - Optical pickup, and optical disk drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ装置を構成するレンズを光軸方向に移動可能にするレンズ駆動装置を用いた球面収差補正手段、およびその球面収差補正手段を用いた光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to a spherical aberration correcting unit using a lens driving device that enables a lens constituting an optical pickup device to move in the optical axis direction, and an optical pickup device using the spherical aberration correcting unit.
近年、情報記録媒体として光ディスクを使用して情報信号の記録または再生を行う分野においては、高精細な静止画や動画等を扱うために、小型且つ大容量の光ディスク装置の開発が進んでいる。 In recent years, in the field of recording or reproducing information signals using an optical disc as an information recording medium, development of a small and large-capacity optical disc apparatus has been advanced in order to handle high-definition still images and moving images.
光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面上にビームスポットを形成するための光ピックアップを備えている。この光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームは、情報記録層を保護する透明な保護基板層を通過する際に球面収差を発生する。 The optical disc apparatus includes an optical pickup for forming a beam spot on the information recording surface of the optical disc. In this optical pickup, the light beam emitted from the light source generates spherical aberration when passing through a transparent protective substrate layer that protects the information recording layer.
特許文献1では、この球面収差を補正するために、球面収差補正用のレンズ群を設け、そのレンズ群における逐次的な1対のレンズ要素の面の間に可変の空隙を形成し、機械的手法によって空隙間隔を可変する装置が開示されている。
In
図6は特許文献1における従来のレンズ駆動装置を光ピックアップに適用した例であり、図6(a)は前記光ピックアップの平面図、(b)は前記光ピックアップの側面図である。
6 is an example in which the conventional lens driving device in
同図において、14は光ディスク、1は光源であるレーザダイオード、2はコリメートレンズ、3はビームスプリッタ、4は立ち上げミラー、5は対物レンズ、6は検出レンズ、7は光電変換素子などからなる光検出器である。 In the figure, 14 is an optical disk, 1 is a laser diode as a light source, 2 is a collimating lens, 3 is a beam splitter, 4 is a raising mirror, 5 is an objective lens, 6 is a detection lens, 7 is a photoelectric conversion element, and the like. It is a photodetector.
前記光ディスク14に対する記録/再生を行うとき、前記レーザダイオード1から出射した光ビームは、前記ビームスプリッタ3、前記コリメートレンズ2を通過し、前記立ち上げミラー4により前記光ディスク14方向へ偏向され、前記対物レンズ5により光スポットとして前記光ディスク14上に集光される。前記光ディスク14からの反射ビームは、前記対物レンズ5を通り、前記立ち上げミラー4で偏向されて前記コリメートレンズ2を通り、前記ビームスプリッタ3で偏向されて、前記検出レンズ6で前記ディテクタ7の受光面に集光される。
When performing recording / reproduction with respect to the optical disc 14, the light beam emitted from the
コリメートレンズ2はレンズホルダ8に保持されており、前記レンズホルダ8は一対のガイド軸9、摺動軸10にて支持されている。前記ガイド軸9は軸保持体13により保持され、前記摺動軸10は前記レンズホルダ8に固定されており、前記コリメートレンズ2の光軸に対して前記ガイド軸9、および、前記摺動軸10の軸方向が平行になるように配置されている。
The collimating
前記球面収差を補正するために前記コリメートレンズ2を光軸方向に移動させる場合、図示しないギヤ、ステッピングモータなどからなる駆動手段により、前記摺動軸10が、前記軸保持体13における軸受孔部に対しスラスト方向に摺動する。
前記従来の技術により光ピックアップ装置の球面収差補正を行うことができるが、近年、光情報記録媒体の高密度化を実現するために、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体の開発が進められており、さらに大きな球面収差補正を行う必要性が生じている。また、複数種類の光情報記録媒体の記録および再生に対応するため光学系構成もより複雑になり、部品点数が増加する一方、光ピックアップ自体はより小型となることを要求されており、狭小な部品配置スペースにおいて球面収差補正を行うことができるように光ピックアップを構成する必要が生じている。さらに、次世代の技術として、多様な保護層厚みを有する多層記録ディスクも提案されており、より補正範囲の広い球面収差補正機構が光ピックアップに要望されつつある。 Although the spherical aberration correction of the optical pickup device can be performed by the conventional technique, in recent years, in order to realize a high density of the optical information recording medium, a multilayer optical information recording medium having a plurality of information recording layers has been developed. There is a need to make a larger spherical aberration correction. In addition, the optical system configuration becomes more complicated and the number of parts is increased in order to cope with recording and reproduction of a plurality of types of optical information recording media, while the optical pickup itself is required to be smaller and narrower. There is a need to configure an optical pickup so that spherical aberration correction can be performed in the component placement space. Furthermore, multilayer recording disks having various protective layer thicknesses have been proposed as next-generation technologies, and a spherical aberration correction mechanism with a wider correction range is being demanded of optical pickups.
本発明は、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた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 provides a lens driving device that is smaller than the prior art and has a wide correction range, a spherical aberration correcting device using the lens driving device, and an optical pickup device using the spherical aberration correcting device. For the purpose.
上記課題を解決し目的を達成するために、請求項1に記載の光ピックアップは、光源からの出射光を情報記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズにより前記情報記録面に集光された光ビームの球面収差を補正する球面収差補正レンズと、前記球面収差補正レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動可能に支持する支持機構と、前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動する駆動手段と、前記球面収差補正レンズを通過した前記出射光を略直角に偏向し前記対物レンズの入射面に導く立ち上げミラーとを備えた光ピックアップであって、前記支持機構はガイドレールと、前記ガイドレールにそって摺動するガイド部とを備え、前記球面収差補正レンズが動作する範囲において、前記球面収差補正レンズが最も前記立ち上げミラーに接近した際に、前記ガイド部が立ち上げミラー反射面の側面に収まるように、前記ガイドレールの端部が前記立ち上げミラー反射面の側面に配置されたことを特徴とする光ピックアップである。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, an optical pickup according to
これにより、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置を提供することが可能となる。 Accordingly, there are provided a lens driving device that is smaller than the conventional technology and has a wide correction range, a spherical aberration correcting device using the lens driving device, and an optical pickup device using the spherical aberration correcting device. Is possible.
本発明によれば、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置、および、前記光ピックアップ装置を備えた光ディスクドライブ、および、前記光ディスクドライブを備えた光情報装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, a lens driving device that is smaller than the conventional technique and has a wide correction range, a spherical aberration correction device using the lens driving device, and an optical pickup device using the spherical aberration correction device, It is possible to provide an optical disc drive provided with the optical pickup device and an optical information device provided with the optical disc drive.
以下、本発明の実施の形態に係る光ピックアップついて、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an optical pickup according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は本発明に係る光ピックアップの実施の形態1を説明するための図であり、図1(a)は光ピックアップの平面図、図1(b)は前記光ピックアップの側面図である。
(Embodiment 1)
1A and 1B are diagrams for explaining an optical pickup according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the optical pickup, and FIG. 1B is a side view of the optical pickup.
同図において、14は光ディスク、1は光源であるレーザダイオード、2はコリメートレンズ、3はビームスプリッタ、4は立ち上げミラー、5は対物レンズ、6は検出レンズ、7は光電変換素子などからなる光検出器である。 In the figure, 14 is an optical disk, 1 is a laser diode as a light source, 2 is a collimating lens, 3 is a beam splitter, 4 is a raising mirror, 5 is an objective lens, 6 is a detection lens, 7 is a photoelectric conversion element, and the like. It is a photodetector.
前記光ディスク14に対する記録/再生を行うとき、前記レーザダイオード1から出射した光ビームは、前記ビームスプリッタ3、前記コリメートレンズ2を通過し、前記立ち上げミラー4により前記光ディスク14方向へ偏向され、前記対物レンズ5により光スポットとして前記光ディスク14上に集光される。これにより、前記光ディスク14の情報記録面に情報が記録され、または、前記光ディスク14の情報記録面に記録された情報を読み出す。
When performing recording / reproduction with respect to the optical disc 14, the light beam emitted from the
さらに、前記光ディスク14からの反射ビームは、前記対物レンズ5を通り、前記立ち上げミラー4で偏向されて前記コリメートレンズ2を通り、前記ビームスプリッタ3で偏向されて、前記検出レンズ6で前記ディテクタ7の受光面に集光され、前記情報記録面からの情報が電気信号に変換される。
Further, the reflected beam from the optical disk 14 passes through the
同図における光ピックアップでは、前記メートレンズ2移動により対物レンズ5へ入射する平行光束を収束させたり、発散させたりすることにより、前記光ディスク14の護層厚みの違いや、光ピックアップが持つ球面収差に起因する、スポット位置での球面収差を許容値以下となるように調整する。
In the optical pickup shown in the figure, by collimating or diverging a parallel light beam incident on the
前記コリメートレンズ2を保持する前記レンズホルダ8を第1のガイド軸11、および、第2のガイド軸12にて支持しており、それぞれの軸は前記レンズホルダ8の移動を案内する案内軸となっている。
The
そして、前記第1のガイド軸および前記第2のガイド軸6は両端部が軸保持体13に固定され、それぞれの前記ガイド軸は、前記コリメートレンズ2の光軸に対して軸方向が平行になるように配置されている。
Both ends of the first guide shaft and the
前記コリメートレンズ2の光軸方向のガタによる傾きを小さく抑えるため、案内軸の受け部の長さを大きくとる必要があり、そのためにガイド部15を設けているが、このガイド部を長くとるとコリメータ付近の部位に干渉し前記コリメートレンズ2の可動範囲を狭くしてしまうという欠点がある。そこで、図1においては従来例とは異なり、前記コリメートレンズ2が最も前記立ち上げミラー4側に接近した際に、前記ガイド部11が前記立ち上げミラー4の側面に収まるよう、第1のガイド軸6の一端を前記立ち上げミラー4側面に配置する構成としている。
In order to keep the
また、前記レンズホルダ8の、前記ビームスプリッタ3側の面は、突出がないような略平面構造となっており、前記コリメートレンズが前記立ち上げミラーから遠ざかる場合においても可動範囲が最大となる構造となっている。
Further, the surface of the
図2は、コリメートレンズ移動時のレンズホルダ8の位置関係を具体的に示した平面図で、図2(b)は前記コリメートレンズ2が略中央位置にある状態を示しており、図2(a)と図2(c)は前記コリメートレンズ2がそれぞれ右側、左側にシフトした状態を示している。従来例と比較し、前記コリメートレンズ2の可動範囲が大きく、少ないスペースでもより大きな球面収差補正が可能となることがわかる。
FIG. 2 is a plan view specifically showing the positional relationship of the
このように、本実施形態では、コリメートレンズの移動量を大きく取ることができるため、従来例と同一なスペースにて比較した場合、球面収差補正量を大きくとることができる。 As described above, in the present embodiment, the amount of movement of the collimating lens can be increased, and therefore, when compared in the same space as the conventional example, the spherical aberration correction amount can be increased.
なお、本実施の形態において図示はしていないが、前記コリメートレンズ2を移動させるための駆動力発生源としてはDCモータやステッピングモータなどを設けるのが一般的ではあるが、超音波モータを駆動動力発生源として用いればより小型でシンプルな構成が可能となる。
Although not shown in the present embodiment, a DC motor, a stepping motor or the like is generally provided as a driving force generation source for moving the
また、本実施の形態では球面収差補正を1枚(1群)のコリメートレンズで行ったが、レンズ2枚(2群)以上からなるビームエキスパンダにより球面収差補正を行ってもよく、この場合も同様である。この場合、前記ビームエキスパンダを構成する少なくとも1対のレンズ間隔を変えて光束を収束させたり、発散させたりすることにより、球面収差の調整を行う。 In this embodiment, spherical aberration correction is performed with one (group 1) collimating lens, but spherical aberration correction may be performed with a beam expander including two or more lenses (group 2). Is the same. In this case, the spherical aberration is adjusted by converging or diverging the light flux by changing the distance between at least one pair of lenses constituting the beam expander.
さらに、本実施例における光ピックアップを二層ディスクや、将来の三層以上の多層ディスクに適用すれば、光ピックアップを小型に構成することが可能となる。 Furthermore, if the optical pickup in the present embodiment is applied to a double-layer disc or a future multi-layer disc having three or more layers, the optical pickup can be made compact.
本実施例では、レンズホルダ側にガイド部を設け、ガイド軸を摺動する構成としたが、レンズホルダ側にガイド軸を接合し、案内溝を前記ガイド軸が摺動する構成としてもよい。 In the present embodiment, the guide portion is provided on the lens holder side and the guide shaft is slid. However, the guide shaft may be joined to the lens holder side and the guide shaft may be slid on the guide groove.
(実施の形態2)
図3は、本発明の実施の形態2に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズおよびレンズホルダを概略的に示す図である。
(Embodiment 2)
FIG. 3 is a diagram schematically showing a collimating lens and a lens holder applicable to the optical pickup according to
同図は、レンズホルダおよびコリメートレンズを光軸方向から見た図である。図3(a)はコリメートレンズのレンズ面が円形の場合のレンズホルダおよびコリメートレンズを示しており、従来例ではこの形状となる。 This figure is a view of the lens holder and the collimating lens viewed from the optical axis direction. FIG. 3A shows a lens holder and a collimating lens when the lens surface of the collimating lens is circular, and this is the shape in the conventional example.
同図において、横方向がトラッキング方向に対応する場合、光学的に必要な前記コリメートレンズの有効径はトラッキング方向に比較してラジアル方向は少なくてよい。なぜなら、トラッキング制御時の、対物レンズのトラッキング方向の動き分(レンズシフト)を考慮する必要がないためである。 In the figure, when the lateral direction corresponds to the tracking direction, the optically necessary effective diameter of the collimating lens may be smaller in the radial direction than in the tracking direction. This is because it is not necessary to consider the movement of the objective lens in the tracking direction (lens shift) during tracking control.
従って、コリメートレンズおよびレンズホルダの縦方向の一部を、図3(b)のようにカットすることができ、これにより光ピックアップ全体の高さを少なくすることができるため、薄型の光ピックアップを構成することが可能となる。 Accordingly, a part of the collimating lens and the lens holder in the vertical direction can be cut as shown in FIG. 3B, thereby reducing the overall height of the optical pickup. It can be configured.
カットする量としては、たとえば対物レンズのラジアル方向のレンズシフトの動作範囲の長さ分とする。また、レンズ形状が楕円形状であってもよい。 The cut amount is, for example, the length of the operating range of the lens shift in the radial direction of the objective lens. Further, the lens shape may be elliptical.
図3ではコリメートレンズの場合の例を挙げたが、球面収差補正レンズがビームエキスパンダの場合はビームエキスパンダレンズの形状を同様にすれば、光ピックアップ全体の高さを少なくすることができ、薄型の光ピックアップを構成することが可能となる。 FIG. 3 shows an example of a collimating lens, but when the spherical aberration correction lens is a beam expander, if the shape of the beam expander lens is made the same, the overall height of the optical pickup can be reduced, A thin optical pickup can be configured.
(実施の形態3)
図4は、本発明の実施の形態3に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズを概略的に示す図であり、同図において、コリメートレンズの入射面、または出射面に色収差補正用の回折光学素子22が形成されている。
(Embodiment 3)
FIG. 4 is a diagram schematically showing a collimator lens applicable to the optical pickup according to
回折光学素子22は、コリメートレンズに一体成形されてもよいし、異なる材料の回折光学素子22をコリメートレンズ表面に取り付けてもよい。また、回折光学素子22は入射面および出射面の両面に形成してもよい。 The diffractive optical element 22 may be integrally formed with the collimating lens, or a diffractive optical element 22 of a different material may be attached to the collimating lens surface. The diffractive optical element 22 may be formed on both the incident surface and the exit surface.
これにより、光源に波長変動がある場合や、光源波長に広がりがある場合も対物レンズの集光特性を良好に確保することが可能となる。 As a result, it is possible to satisfactorily secure the light collection characteristics of the objective lens even when the light source has a wavelength variation or the light source wavelength has a spread.
(実施の形態4)
図5は図1に示した光ピックアップの応用例を説明するための光ディスクドライブの構成を示す図であり、16は図1に示す構成の光ピックアップユニット、17は、光ピックアップユニット16を光ディスク14の径方向に移動させるシークモータ18、リードスクリュー19、ガイドレール20などからなるピックアップ移動駆動機構、21は光ディスク40を回転駆動するスピンドルモータであり、光ピックアップ16をシーク方向に移動させることで、光ディスク14に対する情報の読み取り、および記録を行う。
(Embodiment 4)
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an optical disk drive for explaining an application example of the optical pickup shown in FIG. 1, wherein 16 is an optical pickup unit having the configuration shown in FIG. A pickup
同図の光ディスクドライブを光情報装置に適用すれば、小型で高性能な光情報装置の構成を実現することが可能となる。 If the optical disk drive shown in FIG. 1 is applied to an optical information device, a small and high-performance optical information device can be realized.
本発明の光ピックアップ、および光情報記録再生装置は、光磁気記録装置やCD、DVD、HD−DVD、Blu−rayディスク装置などの光ディスクを用いた光情報記録再生装置に対し有用である。また、ホログラム記録装置や将来の超高密度記録再生装置の光学系や装置用としても適用が可能である。 The optical pickup and the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention are useful for an optical information recording / reproducing apparatus using an optical disk such as a magneto-optical recording apparatus or a CD, DVD, HD-DVD, Blu-ray disk apparatus. It can also be applied to optical systems and devices of hologram recording devices and future ultra-high density recording / reproducing devices.
1 レーザダイオード
2 コリメートレンズ
3 ビームスプリッタ
4 立ち上げミラー
5 対物レンズ
6 検出レンズ
7 光検出器
8 レンズホルダ
9 ガイド軸
10 摺動軸
11 第1のガイド軸
12 第2のガイド軸
13 軸保持体
14 光ディスク
15 ガイド部
16 光ピックアップユニット
17 ピックアップ移動駆動機構
18 シークモータ
19 リードスクリュー
20 ガイドレール
21 スピンドルモータ
22 回折光学素子
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記対物レンズにより前記情報記録面に集光された光ビームの球面収差を補正する球面収差補正レンズと、
前記球面収差補正レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動可能に支持する支持機構と、
前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動する駆動手段と、
前記球面収差補正レンズを通過した前記出射光を略直角に偏向し前記対物レンズの入射面に導く立ち上げミラーとを備えた光ピックアップであって、
前記支持機構はガイドレールと、
前記ガイドレールにそって摺動するガイド部とを備え、
前記球面収差補正レンズが動作する範囲において、前記球面収差補正レンズが最も前記立ち上げミラーに接近した際に、前記ガイド部が立ち上げミラー反射面の側面に収まるように、前記ガイドレールの端部が前記立ち上げミラー反射面の側面に配置されたことを特徴とする光ピックアップ。 An objective lens for condensing the light emitted from the light source on the information recording surface of the information recording medium;
A spherical aberration correction lens for correcting the spherical aberration of the light beam condensed on the information recording surface by the objective lens;
A lens holder for holding the spherical aberration correction lens;
A support mechanism for supporting the lens holder movably in the optical axis direction of the spherical aberration correction lens;
Driving means for moving the lens holder in the optical axis direction of the spherical aberration correction lens;
An optical pickup comprising a rising mirror that deflects the emitted light that has passed through the spherical aberration correction lens at a substantially right angle and guides it to the incident surface of the objective lens;
The support mechanism includes a guide rail,
A guide portion that slides along the guide rail,
In the range in which the spherical aberration correction lens operates, when the spherical aberration correction lens is closest to the rising mirror, the end portion of the guide rail is arranged so that the guide portion fits on the side surface of the rising mirror reflecting surface. Is arranged on a side surface of the rising mirror reflecting surface.
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