JP2011165224A - Optical pickup and optical disk device, computer, optical disk player, optical disk recorder - Google Patents

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俊靖 田中
Fumitomo Yamasaki
文朝 山崎
Yoshiaki Kaneuma
慶明 金馬
Kanji Wakabayashi
寛爾 若林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and inexpensive optical pickup by reducing the number of parts in an optical pickup capable of recording or reproducing a high density optical disk using a blue-violet laser light source, and to provide an optical disk device. <P>SOLUTION: The movable length L of a coupling lens actuator, that is, the traveling range of a coupling lens is between the position of the coupling lens when recording or reproducing a DVD and the position of the coupling lens when recording or reproducing a CD. The traveling range of the coupling lens for correcting the spherical aberrations according to the thickness of the protective substrate of the information recording surface in the BD falls in the traveling range L of the coupling lens actuator. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、互いに波長の異なる複数の光源を備え、複数種類の光ディスク等の情報記録媒体に対して、光学的に情報の記録または再生を行う光ピックアップおよび光ピックアップを具備した光ディスク装置と、この光ディスク装置を具備したコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダに関するものである。   The present invention includes an optical pickup that includes a plurality of light sources having different wavelengths and optically records or reproduces information on an information recording medium such as a plurality of types of optical discs, and an optical disc apparatus including the optical pickup. The present invention relates to a computer equipped with an optical disk device, an optical disk player, and an optical disk recorder.

近年、青紫半導体レーザの実用化に伴い、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）と同じサイズで、高密度・大容量の光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）であるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤ）が実用化されている。このＢＤは、波長４００ｎｍ程度の青紫レーザ光源と、開口数（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ、ＮＡ）を０．８５まで高めた対物レンズを用いて情報の記録または再生を行う、保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクである。   In recent years, with the practical use of blue-violet semiconductor lasers, Blu-ray, which is a high-density and large-capacity optical information recording medium (hereinafter also referred to as an optical disc), which is the same size as a CD (Compact Disc) or DVD (Digital Versatile Disc). Disc (hereinafter referred to as BD) has been put into practical use. This BD is an optical disk having a protective substrate thickness of about 0.1 mm, which records or reproduces information using a blue-violet laser light source having a wavelength of about 400 nm and an objective lens whose numerical aperture (NA) is increased to 0.85. It is.

そこで、それぞれ保護基板厚が異なる光ディスクの情報記録面に対して、それぞれ異なる波長のレーザ光を単一あるいは複数の対物レンズを用いて収束させて情報の記録または再生を行う、互換性を有する光ピックアップが提案されている。   Therefore, compatible light that records or reproduces information by converging laser beams of different wavelengths using single or multiple objective lenses on the information recording surfaces of optical discs with different protective substrate thicknesses. A pickup has been proposed.

例えば特許文献１（特開２００５−２９３７６５号公報）には、別々の光源から出射された異なる波長のレーザ光の光軸を一致させ、単一のカップリングレンズと単一の対物レンズを用いて、異なる保護基材厚を有する光ディスクへ情報の記録または再生を行う構成が示されている。特許文献１に示された、従来の光ピックアップの構成例を図２２（ａ）に示す。図２２（ａ）において、１０１は青紫色レーザ光を出射する光源、１０２は赤色レーザ光と赤外レーザ光を出射する２波長光源、１０３はそれぞれの光源からの出射光の光軸を一致させるダイクロイックプリズム、１０４はそれぞれの光源からの発散光の発散角を変換するカップリングレンズ、１０５は複数の波長のレーザ光をそれぞれ異なる保護基材厚の光ディスクに集光させる互換対物レンズ、１３１は回転する光ディスクへ互換対物レンズ１０５をフォーカス制御やトラッキング制御によって追従させる互換対物レンズアクチュエータ、１３２はカップリングレンズ１０４を光軸方向に移動させるカップリングレンズアクチュエータ、１５１は高密度光ディスク（ＢＤ）、１５２はＤＶＤ、１５３はＣＤである。この構成において、高密度光ディスク１５１やＤＶＤ１５２やＣＤ１５３のいずれの媒体に記録または再生を行う場合においても、互換対物レンズ１０５の設計は入射する光束が略平行光である時に、良好なスポットがそれぞれの光ディスクの情報記録面に形成されるように構成されている。波長の異なる光線を同一のカップリングレンズ１０４で平行光に変換しようとしても、波長の違いによるレンズ材料の屈折率の違いから、発散度合いが変わってしまう。ここで、カップリングレンズアクチュエータ１３２によってカップリングレンズ１０４を光軸方向に移動させることにより、いずれの波長においても互換対物レンズ１０５へ入射する光束は略平行光となることを可能としている。   For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-293765), the optical axes of laser beams of different wavelengths emitted from different light sources are matched, and a single coupling lens and a single objective lens are used. A configuration is shown in which information is recorded or reproduced on optical disks having different protective substrate thicknesses. A configuration example of a conventional optical pickup disclosed in Patent Document 1 is shown in FIG. In FIG. 22A, 101 is a light source that emits blue-violet laser light, 102 is a two-wavelength light source that emits red laser light and infrared laser light, and 103 is the optical axis of light emitted from each light source. A dichroic prism, 104 is a coupling lens for converting the divergence angle of divergent light from each light source, 105 is a compatible objective lens for condensing a plurality of wavelengths of laser light onto optical disks having different protective base thicknesses, and 131 is a rotation. Compatible objective lens actuator for causing the compatible objective lens 105 to follow the optical disc to be operated by focus control or tracking control, 132 is a coupling lens actuator for moving the coupling lens 104 in the optical axis direction, 151 is a high-density optical disc (BD), and 152 is DVD and 153 are CDs. In this configuration, even when recording or reproduction is performed on any medium such as the high-density optical disk 151, the DVD 152, or the CD 153, the compatible objective lens 105 is designed so that a good spot is obtained when the incident light beam is substantially parallel light. It is configured to be formed on the information recording surface of the optical disc. Even if light beams having different wavelengths are converted into parallel light by the same coupling lens 104, the degree of divergence changes due to the difference in the refractive index of the lens material due to the difference in wavelength. Here, by moving the coupling lens 104 in the optical axis direction by the coupling lens actuator 132, the light beam incident on the compatible objective lens 105 at any wavelength can be made substantially parallel light.

また、特許文献２（特開２００４−２８１０３４号公報）にも、別々の光源から出射された異なる波長のレーザ光の光軸を一致させ、単一の対物レンズを用いて異なる保護基材厚を有する光ディスクへ情報の記録または再生を行う別の構成が示されている。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-283434), the optical axes of laser beams of different wavelengths emitted from different light sources are matched, and different protective substrate thicknesses are obtained using a single objective lens. Another configuration for recording or reproducing information on an optical disc is shown.

特許文献２に示された、従来の光ピックアップの構成例を図２２（ｂ）に示す。図２２（ｂ）において、２０１は青紫色レーザ光を出射する第１の光源、２０２は赤色レーザ光を出射する第２の光源、２０３は赤外レーザ光を出射する第３の光源、２０４は第１と第２の光源からの出射光の光軸を一致させる第１の光路合成素子、２０５は第１または第２の光源からの発散光の発散角を変換するカップリングレンズ、２０６はカップリングレンズ２０５を通過した第１または第２の光束と第３の光源からの出射光の光軸を一致させる第２の光路合成素子、２０７は複数の波長のレーザ光をそれぞれ異なる保護基材厚の光ディスクに集光させる互換対物レンズ、２３１は回転する光ディスクへ互換対物レンズ２０７をフォーカス制御やトラッキング制御によって追従させる互換対物レンズアクチュエータ、２３２はカップリングレンズ２０５を光軸方向に移動させるカップリングレンズアクチュエータ、２５１は高密度光ディスク（ＢＤ）、２５２はＤＶＤ、２５３はＣＤである。この構成において、第３の光源から出射された赤外レーザ光は発散光として互換対物レンズ２０７へ入射させており、保護基材厚の違いから発生する球面収差を補正するとともに、互換対物レンズ２０７の光ディスクに対向する面から光ディスクの保護基材厚表面までの距離（作動距離、ＷＤ）を長くできる構成としている。また、カップリングレンズ２０５をカップリングレンズアクチュエータ２３２によって光軸方向に移動し、互換対物レンズ２０７へ入射する青紫色レーザ光や赤色レーザ光の発散度を変えて、それぞれの光ディスクの保護基材厚の違いから発生する球面収差を補正するとともに、作動距離ＷＤを長くできる構成も可能としている。   A configuration example of a conventional optical pickup shown in Patent Document 2 is shown in FIG. In FIG. 22B, 201 is a first light source that emits blue-violet laser light, 202 is a second light source that emits red laser light, 203 is a third light source that emits infrared laser light, and 204 is A first optical path synthesis element that matches the optical axes of the light emitted from the first and second light sources, 205 is a coupling lens that converts the divergence angle of the divergent light from the first or second light source, and 206 is a cup. A second optical path combining element that matches the optical axes of the first or second light flux that has passed through the ring lens 205 and the light emitted from the third light source, and 207 are laser beams having a plurality of wavelengths that have different protective substrate thicknesses. Compatible objective lens for condensing on the optical disk 231 is a compatible objective lens actuator for causing the compatible objective lens 207 to follow the rotating optical disk by focus control or tracking control. Coupling lens actuator for moving the Glens 205 in the optical axis direction, 251 high density optical disc (BD), 252 is DVD, 253 is CD. In this configuration, the infrared laser light emitted from the third light source is incident on the compatible objective lens 207 as divergent light, corrects the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the protective substrate, and is compatible with the compatible objective lens 207. The distance (working distance, WD) from the surface facing the optical disk to the protective substrate thickness surface of the optical disk can be increased. In addition, the coupling lens 205 is moved in the optical axis direction by the coupling lens actuator 232 to change the divergence of the blue-violet laser light and the red laser light incident on the compatible objective lens 207, so that the protective base material thickness of each optical disk is changed. It is also possible to correct the spherical aberration caused by the difference between the two and to increase the working distance WD.

また、特許文献３（特開２００３−８５８０６号公報）には、光源からの出射光を平行光に変換するカップリングレンズを光軸方向に移動させ、対物レンズに入射する光束の平行度を変える構成が示されている。特に保護基材厚の厚み誤差によって球面収差が多量に発生する高密度ディスク（ＢＤ）において、簡易な構成でその球面収差を補正できるとともに、２層ディスクなどの多層ディスクにおいても、それぞれの情報記録面に集光させる際にカップリングレンズ位置を移動させて、最適な球面収差補正量を適用できる構成であるとしている。
特開２００５−２９３７６５号公報 特開２００４−２８１０３４号公報 特開２００３−８５８０６号公報 In Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-85806), a coupling lens that converts light emitted from a light source into parallel light is moved in the optical axis direction to change the parallelism of a light beam incident on the objective lens. The configuration is shown. In particular, a high-density disc (BD) in which a large amount of spherical aberration is generated due to a thickness error of the protective substrate thickness can correct the spherical aberration with a simple configuration, and each information recording is also possible in a multi-layer disc such as a double-layer disc. The configuration is such that an optimum spherical aberration correction amount can be applied by moving the coupling lens position when condensing on the surface.
JP 2005-293765 A Japanese Patent Laid-Open No. 2004-2834 JP 2003-85806 A

特許文献３には、光ディスクの保護基材厚み誤差に起因する球面収差を、カップリングレンズを光軸方向にさせて、対物レンズに入射する光束の発散度合いを変えることによって補正する手段が示されている。この考え方を応用し、特許文献１または２においては、複数の波長を有する光源からの光束を単一のカップリングレンズを光軸方向に移動させその発散度合いを変え、波長毎に発散度合いを変えた光束を互換対物レンズに入射させることで所定の球面収差を発生させ、異なる保護基材厚みを有する光ディスクの情報記録面上に収差の少ない良好なスポットを形成する手段が示されている。   Patent Document 3 discloses means for correcting spherical aberration caused by a protective substrate thickness error of an optical disk by changing the divergence degree of a light beam incident on the objective lens by moving the coupling lens in the optical axis direction. ing. Applying this concept, in Patent Document 1 or 2, the luminous flux from a light source having a plurality of wavelengths is moved in the direction of the optical axis by moving a single coupling lens to change the divergence, and the divergence is changed for each wavelength. A means is shown in which a predetermined spherical aberration is generated by making a light beam incident on a compatible objective lens to form a good spot with less aberration on the information recording surface of an optical disc having a different protective substrate thickness.

しかしながら、特許文献１や２において、カップリングレンズを移動させる移動距離についての詳細な開示がない。特に、高密度光ディスク（ＢＤ）に対応させた光ピックアップにおいては、特許文献３で示される構成により光ディスクの基材厚み誤差に起因する球面収差量を補正し、多層ディスクにも対応していく構成が有効であるが、単一のカップリングレンズを用いて、特許文献１や２のようにＤＶＤやＣＤにさらに対応させるためにカップリングレンズの移動手段を使用するとなると、そのカップリングレンズの移動量が大きくなってしまう。カップリングレンズの移動距離が大きくなると、光ピックアップの小型化が困難になり、光ピックアップを搭載する光ディスクドライブ装置などが大型化してしまうといった課題がある。   However, in Patent Documents 1 and 2, there is no detailed disclosure about the moving distance for moving the coupling lens. In particular, in an optical pickup compatible with a high-density optical disc (BD), the configuration shown in Patent Document 3 corrects the amount of spherical aberration caused by the substrate thickness error of the optical disc, and also supports a multilayer disc. Is effective, but if a coupling lens moving means is used to further support DVD and CD as in Patent Documents 1 and 2 using a single coupling lens, the movement of the coupling lens The amount will increase. When the moving distance of the coupling lens is increased, it is difficult to reduce the size of the optical pickup, and there is a problem that an optical disk drive device or the like on which the optical pickup is mounted is increased in size.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項１に記載の発明は、光ピックアップであって、波長λ１（３５０ｎｍ〜４５０ｎｍ）の発散光束を出射する半導体レーザである第１の光源と、前記波長λ１とは異なる波長λ２の発散光束を出射する第２の光源と、前記波長λ１および前記波長λ２とは異なる波長λ３の発散光束を出射する第３の光源と、それぞれの光源から出射された光束の発散度を変換するカップリングレンズと、前記カップリングレンズをレンズ光軸方向に沿って移動させるレンズアクチュエータと、前記波長λ１の光束を保護基板厚みｔ１である第１の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ２の光束を前記厚みｔ１とは異なる保護基板厚みｔ２である第２の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記厚みｔ１および前記厚みｔ２とは異なる保護基板厚みｔ３である第３の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズを備え、前記レンズアクチュエータは前記波長λ１の光束を前記第１の光ディスクの情報記録面に集光時と前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時と前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時とで前記カップリングレンズを異なる位置に移動させ、前記レンズアクチュエータによって前記カップリングレンズを移動可能な範囲は、前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時の位置から、前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時との位置までである、光ピックアップ。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 of the present patent application is an optical pickup, and a first light source that is a semiconductor laser that emits a divergent light beam having a wavelength λ1 (350 nm to 450 nm); A second light source that emits a divergent light beam having a wavelength λ2 different from the wavelength λ1, a third light source that emits a divergent light beam having a wavelength λ3 different from the wavelength λ1 and the wavelength λ2, and a light source emitted from each light source. A coupling lens for converting the degree of divergence of the emitted light beam, a lens actuator for moving the coupling lens along the lens optical axis direction, and information on the first optical disk whose light beam having the wavelength λ1 is the protective substrate thickness t1 Condensing on the recording surface, condensing the light beam having the wavelength λ2 on the information recording surface of the second optical disc having the protective substrate thickness t2 different from the thickness t1, and An objective lens for condensing a light beam having a wavelength λ3 on an information recording surface of a third optical disc having a protective substrate thickness t3 different from the thickness t1 and the thickness t2, and the lens actuator includes the light beam having the wavelength λ1; When condensing on the information recording surface of the first optical disk and condensing the light beam with the wavelength λ2 on the information recording surface of the second optical disk and condensing the light beam with the wavelength λ3 on the information recording surface of the third optical disk. The range in which the coupling lens is moved to a different position by the time and the coupling lens can be moved by the lens actuator is the position at which the light beam having the wavelength λ2 is condensed on the information recording surface of the second optical disc. To a position where the light beam having the wavelength λ3 is focused on the information recording surface of the third optical disk.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップであって、前記第２の光源は前記波長λ２が６００〜７００ｎｍである赤色半導体レーザであり、前記第３の光源は前記波長λ３が７５０〜８５０ｎｍである赤外半導体レーザであることを特徴とする光ピックアップ。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 2 of the present patent application is the optical pickup according to claim 1, wherein the second light source is a red semiconductor whose wavelength λ2 is 600 to 700 nm. The optical pickup is a laser, and the third light source is an infrared semiconductor laser having the wavelength λ3 of 750 to 850 nm.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項３に記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップであって、前記レンズアクチュエータは前記波長λ１の光束を前記第１の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が略平行光となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、光ピックアップ。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 3 of the present patent application is the optical pickup according to claim 1, wherein the lens actuator transmits the light beam having the wavelength λ1 to the information on the first optical disk. An optical pickup that moves the coupling lens to a position where the emitted light beam of the coupling lens becomes substantially parallel light when condensing on the recording surface.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光ピックアップであって、前記レンズアクチュエータは前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が集光状態となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、光ピックアップ。   According to a fourth aspect of the present invention for solving the above problem, the optical pickup according to the third aspect is the optical pickup according to the third aspect, wherein the lens actuator transmits a light beam having the wavelength λ2 to the information on the second optical disk. An optical pickup that moves the coupling lens to a position where a light beam emitted from the coupling lens is in a condensed state when condensing on a recording surface.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項５に記載の発明は、請求項４記載の光ピックアップであって、前記レンズアクチュエータは前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が発散状態となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、光ピックアップ。   In order to solve the above problem, the invention according to claim 5 of the present patent application is the optical pickup according to claim 4, wherein the lens actuator transmits the light beam having the wavelength λ3 to the information on the third optical disk. An optical pickup that moves the coupling lens to a position where a light beam emitted from the coupling lens is diverged when condensing on a recording surface.

上記課題を解決するための、本特許出願に係る請求項６に記載の発明は、請求項５記載の光ピックアップであって、前記第１の光ディスクは複数層の情報記録面を有し、表面から前記それぞれの情報記録層面までの前記透明基材の実質厚みの差によって発生する球面収差を、前記カップリングレンズの移動により補正する、光ピックアップ。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 6 of the present patent application is the optical pickup according to claim 5, wherein the first optical disc has a plurality of information recording surfaces, An optical pickup that corrects spherical aberration caused by a difference in substantial thickness of the transparent base material from each of the information recording layer surfaces to the respective information recording layer surfaces by movement of the coupling lens.

本発明の光ディスク装置は、光ピックアップと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光ピックアップと前記モータを制御する制御部を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップが前記いずれか一つに記載される光ピックアップであることを特徴としている。   An optical disk apparatus according to the present invention is an optical disk apparatus including an optical pickup, a motor for rotationally driving an information recording medium, and a controller for controlling the optical pickup and the motor. It is an optical pickup described in one.

本発明のコンピュータは、前記規定される光ディスク装置と、情報を入力するための入力手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報に基づいて演算を行う演算手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報および／または前記演算手段によって演算された結果を出力するための出力手段を備えたことを特徴としている。   The computer according to the present invention performs an operation based on the prescribed optical disk device, input means for inputting information, information reproduced from the optical disk device and / or information input from the input means. And an output means for outputting information reproduced from the optical disk device and / or information inputted from the input means and / or a result computed by the computing means.

本発明の光ディスクプレーヤは、前記記載される光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダを備えたことを特徴としている。   An optical disc player according to the present invention includes the optical disc device described above and a decoder for converting an information signal obtained from the optical disc device into image information.

本発明の光ディスクレコーダは、前記記載される光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダを備えたことを特徴としている。   An optical disk recorder of the present invention includes the optical disk apparatus described above and an encoder that converts image information into an information signal for recording by the optical disk apparatus.

本発明によれば、複数種類のレーザ光を用いて複数種類の光ディスクの記録または再生が可能な光ピックアップ、特に高密度光ディスクに対して記録または再生可能な、青紫レーザ光源を用いた光ピックアップにおいて、コンパクトかつ安価で高性能な光ピックアップおよび光ディスク装置を実現することが可能となる。   According to the present invention, in an optical pickup capable of recording or reproducing a plurality of types of optical discs using a plurality of types of laser light, particularly an optical pickup using a blue-violet laser light source capable of recording or reproducing on a high density optical disc. It is possible to realize a compact, inexpensive and high-performance optical pickup and optical disc apparatus.

また、このような光ピックアップおよび光ディスク装置を実現できるので、本発明のコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダを、コンパクトかつ安価に提供できる。   In addition, since such an optical pickup and an optical disk device can be realized, the computer, the optical disk player, and the optical disk recorder of the present invention can be provided in a compact and inexpensive manner.

以下、本発明の光ピックアップおよび光ディスク装置、コンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of an optical pickup and an optical disc apparatus, a computer, an optical disc player, and an optical disc recorder of the present invention will be described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１から図３は本発明の一実施の形態における光ピックアップの概略構成図である。 (Embodiment 1)
1 to 3 are schematic configuration diagrams of an optical pickup according to an embodiment of the present invention.

図１において、１は青紫レーザ光を出射する光源、２は平板ビームスプリッタ、３はリレーレンズ、４はウェッジプリズム、５はカップリングレンズ、６は１／４波長板、７はミラー、８は対物レンズ、９は検出ホログラム、１０は検出レンズ、１１は赤色レーザ光と赤外レーザ光を出射する２波長光源、１２は回折格子、２０は受光素子、３０は対物レンズアクチュエータであり、これらが光ピックアップ４０を構成している。   In FIG. 1, 1 is a light source for emitting blue-violet laser light, 2 is a flat beam splitter, 3 is a relay lens, 4 is a wedge prism, 5 is a coupling lens, 6 is a quarter-wave plate, 7 is a mirror, An objective lens, 9 is a detection hologram, 10 is a detection lens, 11 is a two-wavelength light source that emits red laser light and infrared laser light, 12 is a diffraction grating, 20 is a light receiving element, and 30 is an objective lens actuator. An optical pickup 40 is configured.

また、６０は保護基板厚約０．１ｍｍの光ディスクであるＢＤである。   Reference numeral 60 denotes a BD which is an optical disk having a protective substrate thickness of about 0.1 mm.

初めに、ＢＤ６０に対して、情報の記録または再生を行う光ピックアップ４０の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、平板ビームスプリッタ２にＳ偏光で入射する。平板ビームスプリッタ２で反射された青紫レーザ光は、リレーレンズ３を透過して、ＮＡの異なる発散光に変換される。青紫レーザ光は、ウェッジプリズム４で反射された後、カップリングレンズ５で略平行光に変換され、１／４波長板６によって直線偏光が円偏光に変換され、ミラー７で反射された後、対物レンズ８によって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして収束される。   First, the operation of the optical pickup 40 that records or reproduces information on the BD 60 will be described. The blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm emitted from the light source 1 is incident on the flat beam splitter 2 as S-polarized light. The blue-violet laser light reflected by the flat beam splitter 2 passes through the relay lens 3 and is converted into divergent light having a different NA. The blue-violet laser light is reflected by the wedge prism 4, then converted into substantially parallel light by the coupling lens 5, linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 6, and reflected by the mirror 7. The objective lens 8 converges as a light spot on the information recording surface of the BD 60 through the protective substrate.

ＢＤ６０の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び対物レンズ８を透過し、ミラー７で反射され、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、カップリングレンズ５で収束光に変換され、ウェッジプリズム４で反射されて、リレーレンズ３でＮＡの異なる収束光に変換される。さらに青紫レーザ光は、平板ビームスプリッタ２にＰ偏光で入射して透過し、検出ホログラム９を透過する際に、０次光と±１次回折光が生成され、検出レンズ１０で非点収差が与えられて、受光素子２０に導かれる。   The blue-violet laser light reflected by the information recording surface of the BD 60 is transmitted again through the objective lens 8, reflected by the mirror 7, converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 6, and then the coupling lens 5 Is converted into convergent light, reflected by the wedge prism 4, and converted into convergent light having a different NA by the relay lens 3. Further, the blue-violet laser light is incident on and transmitted through the flat beam splitter 2 as P-polarized light, and when passing through the detection hologram 9, zero-order light and ± first-order diffracted light are generated, and astigmatism is given to the detection lens 10. And guided to the light receiving element 20.

次に、図２を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録または再生を行う場合、図３を用いて保護基板厚１．２ｍｍの光ディスクであるＣＤ８０の記録または再生を行う場合の光ピックアップ４０の動作について述べる。   Next, when recording or reproducing the DVD 70, which is an optical disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm, using FIG. 2, and when recording or reproducing the CD 80, which is an optical disk having a protective substrate thickness of 1.2 mm, using FIG. The operation of the optical pickup 40 will be described.

図２において、２波長光源１１から出射された波長６６０ｎｍの赤色レーザ光は、回折格子１２で０次回折光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームに分離された後、ウェッジプリズム４にＰ偏光で入射する。ウェッジプリズム４を透過した赤色レーザ光は、カップリングレンズ５で若干の収束光に変換され、１／４波長板６によって直線偏光が円偏光に変換され、ミラー７で反射された後、対物レンズ８によって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして収束される。   In FIG. 2, the red laser light having a wavelength of 660 nm emitted from the two-wavelength light source 11 is separated by the diffraction grating 12 into a main beam that is 0th-order diffracted light and a sub-beam that is ± 1st-order diffracted light. Incident with polarized light. The red laser light transmitted through the wedge prism 4 is converted into a slightly convergent light by the coupling lens 5, linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 6, reflected by the mirror 7, and then the objective lens. 8 converges as a light spot on the information recording surface of the DVD 70 through the protective substrate.

ＤＶＤ７０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び対物レンズ８を透過し、ミラー７で反射され、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、カップリングレンズ５で収束光に変換される。赤色レーザ光はウェッジプリズム４にＳ偏光で入射して反射され、リレーレンズ３でＮＡの異なる収束光に変換されて、平板ビームスプリッタ２と検出ホログラム９を透過し、検出レンズ１０で非点収差が与えられた後、受光素子２０に導かれる。   The red laser beam reflected by the information recording surface of the DVD 70 is transmitted again through the objective lens 8, reflected by the mirror 7, converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 6, and then coupled to the coupling lens 5. Is converted into convergent light. The red laser light is incident on the wedge prism 4 as S-polarized light, reflected, converted into convergent light having a different NA by the relay lens 3, transmitted through the flat beam splitter 2 and the detection hologram 9, and astigmatism by the detection lens 10. Is given to the light receiving element 20.

同様に、図３において、２波長光源１１から出射された波長７８５ｎｍの赤外レーザ光は、回折格子１２で０次回折光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームに分離された後、ウェッジプリズム４にＰ偏光で入射する。ウェッジプリズム４を透過した赤外レーザ光は、カップリングレンズ５でＮＡの異なる若干の発散光に変換され、１／４波長板６によって直線偏光が円偏光に変換され、ミラー７で反射された後、対物レンズ８によって、保護基板越しにＣＤ８０の情報記録面に光スポットとして収束される。   Similarly, in FIG. 3, the infrared laser light having a wavelength of 785 nm emitted from the two-wavelength light source 11 is separated into a main beam that is 0th-order diffracted light and a sub-beam that is ± 1st-order diffracted light by the diffraction grating 12, and then a wedge. The light enters the prism 4 as P-polarized light. The infrared laser light transmitted through the wedge prism 4 is converted into slightly divergent light having a different NA by the coupling lens 5, linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 6, and reflected by the mirror 7. Thereafter, the light is converged as an optical spot by the objective lens 8 on the information recording surface of the CD 80 through the protective substrate.

ＣＤ８０の情報記録面で反射した赤外レーザ光は、再び対物レンズ８を透過し、ミラー７で反射され、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、カップリングレンズ５で収束光に変換される。赤外レーザ光はウェッジプリズム４にＳ偏光で入射して反射され、リレーレンズ３でＮＡの異なる収束光に変換されて、平板ビームスプリッタ２と検出ホログラム９を透過し、検出レンズ１０で非点収差が与えられた後、受光素子２０に導かれる。   The infrared laser light reflected by the information recording surface of the CD 80 is transmitted again through the objective lens 8, reflected by the mirror 7, and converted into linearly polarized light different from the forward path by the quarter wavelength plate 6, and then the coupling lens. 5 is converted into convergent light. The infrared laser light is incident on the wedge prism 4 as S-polarized light and reflected, converted into convergent light having a different NA by the relay lens 3, transmitted through the flat beam splitter 2 and the detection hologram 9, and astigmatized by the detection lens 10. After the aberration is given, the light is guided to the light receiving element 20.

ＢＤ６０、ＤＶＤ７０およびＣＤ８０を記録または再生するためのフォーカス誤差信号は、検出レンズ１０によって非点収差を与えられた集光スポットを受光素子２０内の４分割受光パターンで検出する、いわゆる非点収差法等を用いることが可能である。   A focus error signal for recording or reproducing BD 60, DVD 70, and CD 80 is a so-called astigmatism method in which a condensing spot given astigmatism by the detection lens 10 is detected by a four-divided light receiving pattern in the light receiving element 20 Etc. can be used.

一方、トラッキング誤差信号は、例えばＢＤ６０においては、検出ホログラム９を透過する際に生成された０次光と１次回折光を、受光素子２０の所定の受光領域で検出して行うことで、ＢＤ６０に形成される情報トラックの溝の位置、幅、深さにばらつきがある場合に生じるトラッキング誤差信号の変動、および情報トラックに情報が記録され、反射率が変わることで生じるトラッキング誤差信号の変動を抑制することが可能である。また、複数の情報記録面を有するＢＤ６０において、記録または再生の対象となる情報記録面とは異なる情報記録面で反射された不要な光（迷光）が、トラッキング誤差信号を検出する受光領域に入射することを避けることもできる。   On the other hand, for example, in the BD 60, the tracking error signal is obtained by detecting the 0th-order light and the 1st-order diffracted light generated when passing through the detection hologram 9 in a predetermined light receiving region of the light receiving element 20, thereby providing the BD 60 with the tracking error signal. Suppresses fluctuations in tracking error signals caused by variations in the position, width, and depth of formed information track grooves, and tracking error signals that occur when information is recorded on information tracks and reflectivity changes Is possible. Further, in the BD 60 having a plurality of information recording surfaces, unnecessary light (stray light) reflected by an information recording surface different from the information recording surface to be recorded or reproduced is incident on a light receiving region for detecting a tracking error signal. You can also avoid doing it.

図４は検出ホログラム９の光束分割パターンの例を模式的に示したものである。図中の波線はＢＤ６０の情報記録面で反射されたレーザ光の、検出ホログラム９上での光束径を示している。検出ホログラム９は、７種類の領域９ａ〜９ｇを有しており、それぞれの領域に入射したレーザ光を０次回折光と±１次回折光に分割する。トラッキング誤差信号ＴＥは、それぞれの領域９ａ〜９ｇで回折された＋１次回折光の、受光素子２０での受光量に応じた電流信号Ｉａ〜Ｉｇを用いて、
ＴＥ＝（Ｉａ−Ｉｂ）−ｋ（Ｉｃ＋Ｉｄ−Ｉｅ−Ｉｆ）
の演算により得られる。 FIG. 4 schematically shows an example of the light beam splitting pattern of the detection hologram 9. The wavy line in the figure indicates the beam diameter of the laser beam reflected on the information recording surface of the BD 60 on the detection hologram 9. The detection hologram 9 has seven types of regions 9a to 9g, and divides the laser light incident on each region into 0th-order diffracted light and ± 1st-order diffracted light. The tracking error signal TE uses current signals Ia to Ig corresponding to the amount of light received by the light receiving element 20 of the + 1st order diffracted light diffracted in the respective regions 9a to 9g.
TE = (Ia−Ib) −k (Ic + Id−Ie−If)
It is obtained by the operation of

ＤＶＤ７０およびＣＤ８０においては、回折格子１２によって生成されたメインビームとサブビームを用いた、いわゆる３ビーム法や差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等が用いられる。   In the DVD 70 and the CD 80, a so-called three-beam method, a differential push-pull method (DPP method), or the like using a main beam and a sub beam generated by the diffraction grating 12 is used.

なお、フォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号の検出は、これらの検出方法に限定されるものではなく、例えば、ＢＤ６０も、回折格子によって生成されたメインビームとサブビームを用いた差動プッシュプル法（ＤＰＰ法）等を用いることが可能である。   The detection of the focus error signal and the tracking error signal is not limited to these detection methods. For example, the BD 60 also uses a differential push-pull method (DPP) using a main beam and a sub beam generated by a diffraction grating. Method) or the like.

本実施の形態の対物レンズ８は、ＢＤ６０を記録または再生するための青紫レーザ光、ＤＶＤ７０を記録または再生するための赤色レーザ光、ＣＤ８０を記録または再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして収束するための回折構造を備えている。   The objective lens 8 of the present embodiment has a wavelength of blue-violet laser light for recording or reproducing the BD 60, red laser light for recording or reproducing the DVD 70, and infrared laser light for recording or reproducing the CD 80. A diffractive structure for converging as a small light spot using the difference is provided.

具体的には図５（ａ）に示すように、対物レンズ８の少なくとも１面、例えば対物レンズ８の入射面（光源側の面）に、断面が鋸歯状のブレーズ型回折構造が形成されている。ブレーズ型回折構造は、対物レンズ８の屈折のパワーと合わせて、それぞれの波長のレーザ光によって記録または再生されるＢＤ６０、ＤＶＤ７０、ＣＤ８０の情報記録面上に、それぞれの波長のレーザ光を回折限界まで収束できるよう収差補正を施されている。このように入射光の一部を回折するブレーズ型回折構造を備えた対物レンズ８は、異なる保護基板厚の光ディスク上にそれぞれ回折限界の光スポットを形成することができる。なお、赤外レーザ光をＣＤ８０に対して収束させるための領域は、光軸を含むレンズ中央部分に限り、赤色レーザ光をＤＶＤ７０に対して収束させるための領域は、レンズ中央部分とその外側の中周部分に限り、青紫レーザ光をＢＤ６０に対して収束させるための領域は、レンズ中央部分と中周部分とその外側の外周部分の全て用いるように設計することにより、ＣＤ８０に対するＮＡを約０．５０に制限し、ＤＶＤ７０に対するＮＡを約０．６５に制限し、ＢＤ６０に対するＮＡを約０．８５に拡大することができる。   Specifically, as shown in FIG. 5A, a blazed diffractive structure having a sawtooth cross section is formed on at least one surface of the objective lens 8, for example, the incident surface of the objective lens 8 (surface on the light source side). Yes. The blazed diffractive structure is combined with the refraction power of the objective lens 8 to diffract the laser light of each wavelength on the information recording surface of BD60, DVD70, CD80 recorded or reproduced by the laser light of each wavelength. Aberration correction is applied so that it can be converged. In this way, the objective lens 8 having a blazed diffraction structure that diffracts part of incident light can form diffraction-limited light spots on optical disks having different protective substrate thicknesses. Note that the region for converging the infrared laser light with respect to the CD 80 is limited to the lens central portion including the optical axis, and the region for converging the red laser light with respect to the DVD 70 is the lens central portion and the outside thereof. The region for converging the blue-violet laser beam with respect to the BD 60 only in the middle peripheral portion is designed to use all of the lens central portion, the middle peripheral portion, and the outer peripheral portion on the outside thereof, so that the NA for the CD 80 is about 0. .50, NA for DVD 70 can be limited to about 0.65, and NA for BD 60 can be expanded to about 0.85.

対物レンズ８は、図５（ａ）のようにレンズの入射面にブレーズ型回折構造を形成した対物レンズに限らず、例えば図５（ｂ）に示すように、屈折型の正のパワーの対物レンズ８ａと、別体のホログラムレンズ８ｂとを一体駆動し、ＢＤ６０、ＤＶＤ７０、ＣＤ８０の記録または再生を行うようにしてもよい。なお、このような別体のホログラムレンズ８ｂを用いることで、傾斜角度の大きい対物レンズ８の入射面に回折構造を形成する必要がなく、金型を製作しやすいという効果がある。なお、ホログラムレンズ８ｂの回折構造は、図５（ｂ）のように光源側に形成する構成に限らず、対物レンズ８ａ側の面に形成してもよく、対物レンズ８側の面と光源側の面の両方に形成してもよい。   The objective lens 8 is not limited to an objective lens in which a blazed diffraction structure is formed on the entrance surface of the lens as shown in FIG. 5A. For example, as shown in FIG. 5B, a refractive positive power objective is used. The lens 8a and the separate hologram lens 8b may be integrally driven to record or reproduce the BD 60, DVD 70, or CD 80. By using such a separate hologram lens 8b, there is no need to form a diffractive structure on the incident surface of the objective lens 8 having a large tilt angle, and there is an effect that it is easy to manufacture a mold. The diffraction structure of the hologram lens 8b is not limited to the structure formed on the light source side as shown in FIG. 5B, and may be formed on the surface on the objective lens 8a side. It may be formed on both surfaces.

また、図６（ｃ）に示すように、屈折型の正のパワーの対物レンズ８ａ’と、階段形状の回折構造を備えたホログラムレンズ８ｂ’とを一体駆動する構成であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。   In addition, as shown in FIG. 6C, the same effect can be obtained even when the refractive type positive power objective lens 8a ′ and the hologram lens 8b ′ having a staircase-shaped diffraction structure are integrally driven. It goes without saying that can be obtained.

なお、対物レンズは、例えば複数の硝材の波長分散特性を利用した屈折型の対物レンズ等、ＢＤ６０を記録または再生するための青紫レーザ光、ＤＶＤ７０を記録または再生するための赤色レーザ光、ＣＤ８０を記録または再生するための赤外レーザ光を、それぞれ微小な光スポットとして収束することができればよく、上述の回折構造を備えた対物レンズに限定されるものではない。   The objective lens is, for example, a refractive objective lens using wavelength dispersion characteristics of a plurality of glass materials, such as a blue-violet laser beam for recording or reproducing the BD 60, a red laser beam for recording or reproducing the DVD 70, and a CD 80. It is only necessary that the infrared laser light for recording or reproduction can be converged as a minute light spot, and the present invention is not limited to the objective lens having the above-described diffraction structure.

対物レンズアクチュエータ３０は、図７に示すように、複数のサスペンションワイヤ３０ａによって対物レンズホルダ３０ｂ（可動部）を支持している。対物レンズアクチュエータ３０は、上述したフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を用いて、回転する光ディスクの情報トラックに光スポットが追従するよう、フォーカス方向（ａ）およびトラッキング方向（ｂ）に対物レンズ８を駆動する。   As shown in FIG. 7, the objective lens actuator 30 supports an objective lens holder 30b (movable part) by a plurality of suspension wires 30a. The objective lens actuator 30 uses the focus error signal and tracking error signal described above to drive the objective lens 8 in the focus direction (a) and the tracking direction (b) so that the light spot follows the information track of the rotating optical disk. To do.

さらに、フォーカス方向（ａ）、トラッキング方向（ｂ）の変位に加えて、光ディスクの半径方向（ｃ）に対物レンズ８を傾けることも可能である。   Further, in addition to the displacement in the focus direction (a) and the tracking direction (b), the objective lens 8 can be tilted in the radial direction (c) of the optical disk.

カップリングレンズ５は、カップリングレンズアクチュエータ３１によって、カップリングレンズ５の光軸方向に移動可能となっている。   The coupling lens 5 can be moved in the optical axis direction of the coupling lens 5 by a coupling lens actuator 31.

図８はカップリングレンズアクチュエータ３１の概略構成図である。図８において、５はカップリングレンズ、３２はステッピングモータ、３３はスクリューシャフト、３４は主軸、３５は副軸、３６はレンズホルダである。ステッピングモータ３２を駆動してスクリューシャフト３３を回転させることにより、カップリングレンズ５を保持するレンズホルダ３６は、主軸３４および副軸３５に沿ってカップリングレンズ５の光軸方向に移動する。   FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the coupling lens actuator 31. In FIG. 8, 5 is a coupling lens, 32 is a stepping motor, 33 is a screw shaft, 34 is a main shaft, 35 is a secondary shaft, and 36 is a lens holder. By driving the stepping motor 32 and rotating the screw shaft 33, the lens holder 36 that holds the coupling lens 5 moves along the main shaft 34 and the sub shaft 35 in the optical axis direction of the coupling lens 5.

図９に示すように、カップリングレンズ５の出射光が略平行光となる基準位置（ａ）に対して、カップリングレンズ５を光源側に移動させることによって、カップリングレンズ５の出射光は発散光となり（ｂ）、ＢＤ６０の保護基板が厚くなった場合に発生する球面収差を補正できる。一方、カップリングレンズ５を対物レンズ側に移動させることによって、カップリングレンズ５の出射光は収束光となり（ｃ）、ＢＤ６０の保護基板が薄くなった場合に発生する球面収差を補正できる。すなわち、複数の情報記録面を備えたＢＤ６０において、それぞれの情報記録面の保護基板の厚さに応じてカップリングレンズ５を移動させることにより球面収差を補正し、記録または再生性能を向上させることができる。   As shown in FIG. 9, by moving the coupling lens 5 to the light source side with respect to the reference position (a) where the emitted light of the coupling lens 5 becomes substantially parallel light, the emitted light of the coupling lens 5 is It becomes divergent light (b), and spherical aberration that occurs when the protective substrate of the BD 60 becomes thick can be corrected. On the other hand, by moving the coupling lens 5 toward the objective lens, the light emitted from the coupling lens 5 becomes convergent light (c), and the spherical aberration generated when the protective substrate of the BD 60 becomes thin can be corrected. That is, in the BD 60 having a plurality of information recording surfaces, the spherical aberration is corrected by moving the coupling lens 5 according to the thickness of the protective substrate of each information recording surface, thereby improving the recording or reproducing performance. Can do.

さらに、本実施の形態のカップリングレンズアクチュエータ３１は、図２に示したように、ＤＶＤ７０の記録または再生時は、カップリングレンズ５をミラー７側に移動させることによって、２波長光源１１から出射された赤色レーザ光を収束光として対物レンズ８に入射させる。一方、図３に示したように、ＣＤ８０の記録または再生時は、カップリングレンズ５を２波長光源１１側に移動させることによって、２波長光源１１から出射された赤外レーザ光を発散光として対物レンズ８に入射させる。   Further, as shown in FIG. 2, the coupling lens actuator 31 of the present embodiment emits from the two-wavelength light source 11 by moving the coupling lens 5 to the mirror 7 side during recording or reproduction of the DVD 70. The red laser beam thus made is made incident on the objective lens 8 as convergent light. On the other hand, as shown in FIG. 3, when recording or reproducing the CD 80, by moving the coupling lens 5 to the two-wavelength light source 11 side, infrared laser light emitted from the two-wavelength light source 11 is used as diverging light. The light enters the objective lens 8.

例えば、対物レンズ８に図６の構成を用いた場合を説明する。ここで、階段形状の回折構造を備えたホログラムレンズ８ｂ’の回折構造が図２３に示される構造が周期的に形成されている構造であるとする。図２３（ａ）は、基材上に形成した格子の物質的な形状を示している。（ｂ）は、青色光に対する位相変調量を示している。（ｃ）は、赤色光に対する位相変調量を示している。そしてさらに（ｄ）は、赤色光に対する位相変調量を示している。   For example, the case where the configuration of FIG. 6 is used for the objective lens 8 will be described. Here, it is assumed that the diffractive structure of the hologram lens 8 b ′ having the staircase-shaped diffractive structure is a structure in which the structure shown in FIG. 23 is periodically formed. FIG. 23A shows the material shape of the lattice formed on the substrate. (B) has shown the phase modulation amount with respect to blue light. (C) has shown the phase modulation amount with respect to red light. Further, (d) shows the amount of phase modulation for red light.

（ａ）において縦方向は基材の光軸方向の厚さ、あるいは高さを示している。ｎｂは、青色光ビームに対する素子材料の屈折率である。素子材料を、例えば、ＢＫ７とすると、ｎｂ＝１．５３０２、ポリオレフィン系の樹脂ではｎｂ＝１．５２２程度のものがある。   In (a), the vertical direction indicates the thickness or height of the base material in the optical axis direction. nb is the refractive index of the element material with respect to the blue light beam. For example, when the element material is BK7, there are nb = 1.5302 and some polyolefin-based resins have nb = 1.522.

１段差ｄ１は、青色光ビームに対して光路長差が約１．２５波長、すなわち位相差が約２π＋π／２になる量にする。例えば、単位段差ｄ１は基材が石英であればｄ１＝λ１／（ｎｂ−１）ｘ１．２５＝０．９６μｍとなる。   One step d1 has an optical path length difference of about 1.25 wavelengths with respect to the blue light beam, that is, an amount such that the phase difference is about 2π + π / 2. For example, the unit level difference d1 is d1 = λ1 / (nb−1) × 1.25 = 0.96 μm if the base material is quartz.

また、同様に樹脂であれば、ｄ１＝０．９７μｍとなる。   Similarly, in the case of a resin, d1 = 0.97 μm.

なお、小文字のｘを本願ではかけ算の記号として用いる。   The lowercase letter x is used as a multiplication symbol in the present application.

図２３（ａ）は単位段差ｄ１によって生じる光路差が、青色波長λ１の１．２５倍であることを示している。単位段差ｄ１によって生じる光路差は、段差／（ｎｂ−１）なので、１．２５というのは段差／（ｎｂ−１）をλ１によって割り算した値である。（ｂ）、（ｃ）（ｄ）では単に、光路差／波長という形によって表記したが、整数部分を差し引いた以外は同様の意味である。   FIG. 23A shows that the optical path difference caused by the unit step d1 is 1.25 times the blue wavelength λ1. Since the optical path difference caused by the unit step d1 is step / (nb-1), 1.25 is a value obtained by dividing the step / (nb-1) by λ1. In (b), (c), and (d), they are simply represented by the form of optical path difference / wavelength, but they have the same meaning except that the integer part is subtracted.

格子の高さ（レベル）をｄ１の整数倍にすると、この形状による青色光に対する位相変調量は２π＋π／２の整数倍となり、これは実質的に、図２３（ｂ）に示すように位相変調量が一段あたりπ／２であることになる。   When the height (level) of the grating is an integral multiple of d1, the amount of phase modulation for blue light due to this shape is an integral multiple of 2π + π / 2, which is substantially phase modulated as shown in FIG. The amount will be π / 2 per stage.

一方赤色光ビームに対する素子材料の屈折率をｎｒとすると、素子材料がＢＫ７の場合は、ｎｒ＝１．５１４２、ポリオレフィン系の樹脂ではｎｒ＝１．５０５程度のものがある。段差ｄ１によって赤色光ビームに発生する光路長差は、基材が石英の場合も樹脂の場合もｄ１ｘ（ｎｒ−１）／λ２≒０．７５。すなわち、波長の約３／４倍となり、位相変調量は一段あたり約−π／２となる。   On the other hand, when the refractive index of the element material with respect to the red light beam is nr, there are nr = 1.5142 when the element material is BK7 and nr = 1.505 for the polyolefin resin. The difference in optical path length generated in the red light beam due to the step d1 is d1x (nr-1) /λ2≈0.75 regardless of whether the base material is quartz or resin. That is, the wavelength is about 3/4 times, and the phase modulation amount is about −π / 2 per stage.

さらに赤外光ビームに対する素子材料の屈折率をｎｉとすると、素子材料がＢＫ７の場合は、ｎｉ＝１．５１、ポリオレフィン系の樹脂ではｎｉ＝１．５０１程度のものがある。段差ｄ１によって赤外光ビームに発生する光路長差は、基材が石英の場合も樹脂の場合もｄ１ｘ（ｎｉ−１）／λ３≒０．６２５。すなわち、波長の約２／３倍となり、位相変調量は一段あたり波長の−１／３倍と考えることができ、位相に置き換えると約−２π／３となる。   Further, assuming that the refractive index of the element material with respect to the infrared light beam is ni, when the element material is BK7, there are ni = 1.51, and some polyolefin resins have ni = 1.501. The optical path length difference generated in the infrared light beam by the step d1 is d1x (ni−1) /λ3≈0.625 regardless of whether the base material is quartz or resin. That is, it is about 2/3 times the wavelength, and the phase modulation amount can be considered to be -1/3 times the wavelength per stage, and is about -2π / 3 when replaced with the phase.

図２３（ａ）のように、格子の１段差をｄ１の整数倍にし、階段状の断面形状にすると、青色光ビームに対しては、１段差を重ねていくと、図２３（ｂ）のように位相変調量が一段あたりπ／２ずつ変化する。すなわち光路長差はλ１の＋１／４ずつ変化する。４段形成することにより位相が２π変化し、＋１次回折光の回折効率が約８０％と、計算（スカラー計算）され、回折次数の中で、最も強くなる。図２３（ａ）は８段重ねて一周期ｐ１を形成しているが、４段あたり位相が２π変化するので、青色光は周期ｐ２（ｐ２はｐ１の半分）の２周期を感じる。ｐ１の周期構造と捉えれば、青色光は＋２次回折光の回折効率が約８０％となって、最も強いことになる。   As shown in FIG. 23A, when one step of the lattice is an integral multiple of d1 and a stepped cross-sectional shape is formed, when one step is overlapped for the blue light beam, Thus, the phase modulation amount changes by π / 2 per stage. That is, the optical path length difference changes by +1/4 of λ1. By forming four stages, the phase changes by 2π, and the diffraction efficiency of the + 1st order diffracted light is calculated to be about 80% (scalar calculation), and becomes the strongest among the diffraction orders. In FIG. 23A, eight stages are stacked to form one period p1, but since the phase changes by 2π per four stages, the blue light feels two periods of period p2 (p2 is half of p1). If considered as a periodic structure of p1, blue light has the strongest diffraction efficiency of + 2nd order diffracted light of about 80%.

赤色光ビームに対しては、１段差を重ねていくと、図２３（ｃ）のように位相変調量が一段あたり−π／２ずつ変化する。すなわち光路長差はλ２の−１／４ずつ変化する。４段形成することにより位相が２π変化し、−１次回折光の回折効率が約８０％と、計算（スカラー計算）され、回折次数の中で、最も強くなる。図２３（ａ）は８段重ねて一周期ｐ１を形成しているが、４段あたり位相が−２π変化するので、赤色光は周期ｐ２（ｐ２はｐ１の半分）の２周期を感じる。ｐ１の周期構造と捉えれば、赤色光は−２次回折光の回折効率が約８０％となって、最も強いことになる。なお、回折次数が負であるのは、回折次数が正の場合とは逆方向に光が曲がることを意味している。   For a red light beam, when one step is overlapped, the phase modulation amount changes by −π / 2 per step as shown in FIG. That is, the optical path length difference changes by ¼ of λ2. By forming four stages, the phase changes by 2π, and the diffraction efficiency of the −1st order diffracted light is calculated to be about 80% (scalar calculation), which is the strongest among the diffraction orders. In FIG. 23A, eight stages are stacked to form one period p1, but the phase changes by −2π per four stages, and thus red light feels two periods of period p2 (p2 is half of p1). If viewed as a periodic structure of p1, red light has the highest diffraction efficiency of -2nd order diffracted light of about 80%. Note that the fact that the diffraction order is negative means that the light bends in the opposite direction to the case where the diffraction order is positive.

赤外光ビームに対しては青色の５波長、赤色の３波長分の段差は５λ３／２、つまり、２．５波長分の段差に当たるので、位相を変化させる。図２３（ｄ）に示すように周期ｐ１の中にあたかも３周期の周期構造があるように見えて、周期ｐ１の周期構造に対して−３次の回折効率が６０％程度発生し、すべての回折次数の中で最も強くなる。ここで、−３次回折光が強くなる理由は、単純に各段差が赤外光に与える位相を加えていくと理解できる。これを図２４を用いて説明する。図２４（ａ）は図２３（ａ）と同じであり、基材上に形成した格子の物質的な形状を示している。単純に各段差が赤外光に与える位相を加えていくと、位相変化は図２４（ｅ）のようになり、周期ｐ１を形成する７段８レベルの階段形状により、点線のような鋸歯形状が近似されていることがわかる。点線の鋸歯形状の高さは赤外光３波長に相当するため、−３次回折が強く生じる。同様に、周期ｐ１を形成する７段８レベルの階段形状により、青色光では、赤外光と逆の方向に青色光２波長の高さの鋸歯形状が近似されているので、＋２次回折光が強く生じる。赤色光では、赤外光と同じ方向に赤色光２波長の高さの鋸歯形状が近似されているので、−２次回折光が強く生じる。図２３（ａ）の断面形状を１周期とする回折格子の回折効率をスカラー計算によって計算した。その結果、回折効率は図２５のようになった。図２５において横軸は樹脂材料を素子材料としたときの１段差の実寸法、縦軸は回折効率である。縦の点線で示したあたりに段差を設定すれば、青色の＋２次回折光と、赤色の−２次回折光の回折効率は約８０％、赤外の−３次回折光の回折効率は約６０％であり、いずれも５０％を越えているので、他の次数より大きくなる。青色光、赤色光だけでなく、赤外光の回折効率も５０％以上にできたのは、図２３（ａ）の構造によるものである。各設計波長はλ１＝４０８ｎｍ、λ２＝６６０ｎｍ、λ３＝７８０ｎｍである。   For the infrared light beam, the steps corresponding to five wavelengths of blue and three wavelengths of red correspond to steps of 5λ3 / 2, that is, steps corresponding to 2.5 wavelengths, and thus the phase is changed. As shown in FIG. 23 (d), it appears that there is a periodic structure of three periods in the period p1, and the third-order diffraction efficiency is generated by about 60% with respect to the periodic structure of the period p1. It becomes the strongest among the diffraction orders. Here, the reason why the third-order diffracted light becomes strong can be understood by simply adding the phase that each step gives to the infrared light. This will be described with reference to FIG. FIG. 24A is the same as FIG. 23A and shows the material shape of the lattice formed on the substrate. If the phase which each level | step difference gives to infrared light simply is added, a phase change will become like FIG.24 (e), and sawtooth shape like a dotted line by the 7 steps | paragraphs of 8 steps | paragraphs which form the period p1. It can be seen that is approximated. Since the height of the dotted sawtooth shape corresponds to three wavelengths of infrared light, -3rd order diffraction is strongly generated. Similarly, the blue light has a sawtooth shape having a height of two wavelengths of blue light in the opposite direction to the infrared light due to the stepped shape of 7 steps and 8 levels forming the period p1, so that the + 2nd order diffracted light is Strongly occurs. In the red light, a sawtooth shape having a height of two wavelengths of the red light is approximated in the same direction as the infrared light, so that −2nd order diffracted light is strongly generated. The diffraction efficiency of a diffraction grating having the cross-sectional shape of FIG. 23A as one period was calculated by scalar calculation. As a result, the diffraction efficiency was as shown in FIG. In FIG. 25, the horizontal axis represents the actual size of one step when the resin material is the element material, and the vertical axis represents the diffraction efficiency. If a step is set around the vertical dotted line, the diffraction efficiency of the blue + second order diffracted light and the red -second order diffracted light is about 80%, and the diffraction efficiency of the infrared third order diffracted light is about 60%. Yes, both are over 50%, so they are larger than other orders. The reason why the diffraction efficiency of not only blue light and red light but also infrared light can be increased to 50% or more is due to the structure of FIG. Each design wavelength is λ1 = 408 nm, λ2 = 660 nm, and λ3 = 780 nm.

この素子を用いた場合の、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤの互換レンズを構成する例を図２６を用いて説明する。８ｂ’は回折型、あるいは位相段差型の光学素子であるが、屈折面を片面あるいは両面に形成しても良い。凹面の屈折面を形成し、青色光に対して凸レンズ型の回折素子あるいは位相段差素子と組み合わせてレンズパワーを相殺すると、光学素子８ｂ’全体として青色光の基準波長に対するレンズパワーをゼロにすることができる。そうすれば、光学素子８ｂ’と組み合わせて用いる屈折型の対物レンズ８ａ’を光ディスク６０の基材厚ｔ１を通して開口数ＮＡ１以上によって収束できるよう設計すればよいので、対物レンズ８ａ’の製造時の検査が容易にできるという効果がある。いずれにせよ、対物レンズ８ａ’は、波長λ１の青色光ビームを、光学素子８ｂ’によって変調した後さらに収束させて光ディスク６０の基材厚ｔ１を通して記録面６１上へ集光するように設計される。また、波長λ２の赤色光ビームを、光学素子８ｂ’の回折格子や位相型光学素子によって変調した後さらに収束させて光ディスク７０の基材厚ｔ２を通して記録面７１上へ集光するように設計される。さらに、波長λ３の赤外光ビームも、光学素子８ｂ’によって変調した後さらに収束させて光ディスク８０の基材厚ｔ３を通して記録面８１上へ集光するように設計される。各波長の光ビームは波長の違いと、前述した回折次数の違い、あるいは、位相段差から与えられる位相の違い、そして、屈折型対物レンズの波長に依存する屈折率の違い（分散）を利用して、異なる厚さの基材厚を通したときに収束できるように設計できる。   An example of constructing a CD / DVD / BD compatible lens when this element is used will be described with reference to FIG. Reference numeral 8b 'denotes a diffractive or phase step type optical element, but the refracting surface may be formed on one side or both sides. By forming a concave refracting surface and canceling the lens power in combination with a convex lens type diffractive element or phase step element with respect to the blue light, the entire optical element 8b ′ has zero lens power with respect to the reference wavelength of the blue light. Can do. Then, the refractive objective lens 8a ′ used in combination with the optical element 8b ′ may be designed so as to be converged by the numerical aperture NA1 or more through the base material thickness t1 of the optical disc 60. Therefore, at the time of manufacturing the objective lens 8a ′. There is an effect that the inspection can be easily performed. In any case, the objective lens 8a ′ is designed to focus the blue light beam having the wavelength λ1 on the recording surface 61 through the substrate thickness t1 of the optical disk 60 after being modulated by the optical element 8b ′ and further converged. The Further, the red light beam having the wavelength λ2 is designed to be converged after being modulated by the diffraction grating of the optical element 8b ′ or the phase type optical element, and condensed onto the recording surface 71 through the substrate thickness t2 of the optical disk 70. The Further, the infrared light beam having the wavelength λ3 is also designed to be converged after being modulated by the optical element 8b 'and condensed onto the recording surface 81 through the base material thickness t3 of the optical disk 80. The light beam of each wavelength uses the difference in wavelength, the difference in diffraction order as described above, or the difference in phase given by the phase step, and the difference in refractive index (dispersion) depending on the wavelength of the refractive objective lens. And can be designed to converge when passing through different substrate thicknesses.

ＣＤとＤＶＤとＢＤはそれぞれ光を収束する際に適した開口数ＮＡが異なる。ＢＤに適した開口数ＮＡ１は０．８５以上である。ＤＶＤに適した開口数ＮＡ２は０．６〜０．６７程度である。ＣＤに適した開口数ＮＡ３は０．４５〜０．５５程度である。これらより開口数が小さければ光ビームを記録面上において十分に小さく絞ることができない。また、これらより開口数が大きすぎれば、光ディスクが変形して傾いた場合等に大きな波面の乱れが生じ、安定な情報記録や再生に適さない。ＮＡ３を、ＮＡ２やＮＡ１に比べて小さくするため、光学素子８ｂ’には光軸を中心とした同心円状の領域を３カ所設ける。最内周の領域８ｂ’に上述の実施の形態で述べた、回折素子、あるいは位相段差を形成する。最内周領域８ｂ’−Ｃに入射した赤外光ビーム８２は点線のように約１．２ｍｍの透明基材を通して情報記録面８１上に収束される。最内周領域８ｂ’−Ｃおよび外側に設けた中周領域８ｂ’−Ｂに入射した赤色光ビーム７２は約０．６ｍｍの透明基材を通して情報記録面７１上に収束される。最内周領域８ｂ’−Ｃおよび外側に設けた中周領域８ｂ’−Ｂそしてさらに外側に設けた外周領域８ｂ’−Ｆに入射した青色光ビーム７２は約０．１ｍｍの透明基材を通して情報記録面６１上に収束される。   CD, DVD, and BD have different numerical apertures NA suitable for converging light. The numerical aperture NA1 suitable for BD is 0.85 or more. The numerical aperture NA2 suitable for DVD is about 0.6 to 0.67. The numerical aperture NA3 suitable for CD is about 0.45 to 0.55. If the numerical aperture is smaller than these, the light beam cannot be sufficiently reduced on the recording surface. On the other hand, if the numerical aperture is too large, large wavefront disturbances occur when the optical disk is deformed and tilted, and it is not suitable for stable information recording and reproduction. In order to make NA3 smaller than NA2 and NA1, the optical element 8b 'is provided with three concentric regions around the optical axis. The diffraction element or the phase step described in the above embodiment is formed in the innermost region 8b '. The infrared light beam 82 incident on the innermost peripheral region 8b'-C is converged on the information recording surface 81 through a transparent substrate of about 1.2 mm as shown by a dotted line. The red light beam 72 incident on the innermost peripheral area 8 b ′ -C and the outer peripheral middle area 8 b ′ -B is converged on the information recording surface 71 through a transparent substrate of about 0.6 mm. The blue light beam 72 incident on the innermost peripheral region 8b'-C, the outer peripheral region 8b'-B provided on the outer side, and the outer peripheral region 8b'-F provided further on the outer side is information through a transparent substrate of about 0.1 mm. It converges on the recording surface 61.

このように最内周領域８ｂ’−Ｃは赤外光のＣＤ、赤色光のＤＶＤ、青色光のＢＤすべてに兼用する領域である。最も短波長の青色光は屈折対物レンズ８ａ’の分散が大きい上に、焦点深度が浅いので軸上色収差の補正を行うことが望ましい。軸上色収差の補正は、光学素子８ｂ’の回折素子部分を凸レンズ作用を持つように設計することよって実現できる。上述の実施の形態の回折素子構造を用いれば、赤外色光（点線）や赤色光（２点鎖線）では、青色光の場合とは逆の作用を受けるので、凹レンズ作用が発揮され、焦点距離が長くなる。特に赤外光は赤色光より波長が長いために凹レンズ作用を強く受ける。このため、焦点距離は青色より赤色、赤色より赤外光が長くなる。そして、赤色光や赤外光の焦点位置をより対物レンズ８ａ’から遠くへ移動することができて、光ディスク７０や８０の厚い基材を通して焦点を結ぶことができる。つまり、対物レンズ８ａ’表面と光ディスク７０や８０の表面との間隔、すなわち作動距離（ワーキングディスタンス：ＷＤ）を確保できるという効果がある。この構成の対物レンズを用いた本実施の形態の光ピックアップ４０は、図１から図３に示すように、ＤＶＤ７０の記録または再生時にはカップリングレンズ５をミラー７側に移動させ対物レンズ８に収束光を入射し、ＣＤ８０の記録または再生時にはカップリングレンズ５を２波長光源１１側に移動させ対物レンズ８に発散光を入射させた場合に、情報記録面に集光される光スポットの球面収差が最も小さくなる構成である。   Thus, the innermost peripheral region 8b'-C is a region that is used for all of the infrared light CD, the red light DVD, and the blue light BD. The blue light with the shortest wavelength has a large dispersion of the refractive objective lens 8a 'and has a shallow focal depth, so that it is desirable to correct axial chromatic aberration. Correction of axial chromatic aberration can be realized by designing the diffractive element portion of the optical element 8b 'to have a convex lens action. If the diffractive element structure according to the above-described embodiment is used, infrared light (dotted line) or red light (two-dot chain line) is subjected to an action opposite to that of blue light. Becomes longer. In particular, since infrared light has a longer wavelength than red light, it is strongly influenced by a concave lens. For this reason, the focal length is longer in red than blue and in infrared light longer than red. Then, the focal position of the red light or infrared light can be moved further away from the objective lens 8 a ′, and the focal point can be focused through the thick base material of the optical disks 70 and 80. That is, there is an effect that a distance between the surface of the objective lens 8a 'and the surface of the optical disk 70 or 80, that is, a working distance (working distance: WD) can be secured. As shown in FIGS. 1 to 3, the optical pickup 40 of the present embodiment using the objective lens having this configuration moves the coupling lens 5 toward the mirror 7 and converges to the objective lens 8 during recording or reproduction of the DVD 70. Spherical aberration of a light spot collected on the information recording surface when light is incident and when the coupling lens 5 is moved to the two-wavelength light source 11 side and divergent light is incident on the objective lens 8 when recording or reproducing the CD 80 Is the smallest configuration.

このようにカップリングレンズアクチュエータ３１を用いることで、光源１から出射された青紫レーザ光と、２波長光源１１から出射された赤色レーザ光および赤外レーザ光を、それぞれ平行光、収束光あるいは発散光で対物レンズ８に入射させることができ、それぞれの光源の波長、および対応する光ディスクの保護基板厚の違いによって生じる球面収差を効果的に補正できる。なお、それぞれの光源から出射されたレーザ光を、平行光、収束光あるいは発散光のうち、いずれの状態で対物レンズ８に入射させるかは、対物レンズ８の設計に因るものであって、青紫レーザ光を略平行光、赤色レーザを収束光、赤外レーザ光を発散光とする本実施の形態の組み合わせに限定されるものではない。   By using the coupling lens actuator 31 in this way, the blue-violet laser light emitted from the light source 1 and the red laser light and infrared laser light emitted from the two-wavelength light source 11 are respectively converted into parallel light, convergent light, or divergent light. Light can be incident on the objective lens 8, and spherical aberration caused by the difference in wavelength of each light source and the thickness of the protective substrate of the corresponding optical disk can be effectively corrected. Whether the laser light emitted from each light source is incident on the objective lens 8 among parallel light, convergent light, or divergent light depends on the design of the objective lens 8. The present invention is not limited to the combination of the present embodiment in which the blue-violet laser light is substantially parallel light, the red laser is convergent light, and the infrared laser light is divergent light.

なお、本実施の形態の構成においては、カップリングレンズアクチュエータ３１の可動距離Ｌａ、すなわちカップリングレンズ５の移動範囲は図２７に示すように、ＤＶＤ７０の記録または再生時のカップリングレンズ５の位置と、ＣＤ８０の記録または再生時のカップリングレンズ５の位置とがそれぞれ両端である。ここで、ＢＤ６０における情報記録面の保護基板の厚さに応じた球面収差を補正するための、カップリングレンズ５の移動距離Ｌｂはカップリングレンズアクチュエータ３１の可動距離Ｌａの間に収めている。このような構成とすることで、カップリングレンズアクチュエータの可動距離を小さくできるため、光ピックアップ全体を小型化することができるといった効果がある。 In the configuration of the present embodiment, the movable distance L a of the coupling lens actuator 31, that is, the movement range of the coupling lens 5, as shown in FIG. 27, is that of the coupling lens 5 during recording or reproduction of the DVD 70. The position and the position of the coupling lens 5 at the time of recording or reproduction of the CD 80 are both ends. Here, to correct the spherical aberration corresponding to the thickness of the protective substrate of the information recording surface of the BD 60, the moving distance L b of the coupling lens 5 is accommodated between the movable distance L a of the coupling lens actuator 31 Yes. With such a configuration, since the movable distance of the coupling lens actuator can be reduced, there is an effect that the entire optical pickup can be reduced in size.

次に、カップリングレンズの可動範囲の一例を示す。対物レンズ８の青色光に対する焦点距離が略１．８ｍｍ、赤色光に対する焦点距離が略２．０ｍｍ、赤外光に対する焦点距離が略２．１ｍｍである互換対物レンズであり、カップリングレンズ５の青色光に対する焦点距離が略１１ｍｍであるとする。ここで、青色光使用時にカップリングレンズ５が基準位置にある、すなわちカップリングレンズ５の青色出射光が平行光であるときは、ＢＤ６０の保護基板厚みが略０．０８７５ｍｍで情報記録面上の光スポットの球面収差が最小であるとする。このとき、ＢＤ６０の保護基板厚みが略０．０７５ｍｍの時に情報記録面上の光スポットの球面収差を最小にするには、カップリングレンズ５をミラー７側に略０．２５ｍｍシフトさせることで可能である。また、ＢＤ６０の保護基板厚みが略０．１ｍｍの時に情報記録面上の光スポットの球面収差を最小にするには、カップリングレンズ５を光源１側に略０．２５ｍｍシフトさせることで可能である。一方で、保護基板厚みが略０．６ｍｍであるＤＶＤ７０の記録または再生を行うために赤色光使用時には、カップリングレンズ５を基準位置からミラー７側に略２．５ｍｍ移動させることで、情報記録面上の光スポットの球面収差が最小となる。また、保護基板厚みが略１．２ｍｍであるＣＤ８０の記録または再生を行うために赤外光使用時には、カップリングレンズ５を基準位置から２波長光源１１側に略１．５ｍｍ移動させることで、情報記録面上の光スポットの球面収差が最小となる。すなわち、カップリングレンズ５の可動距離は基準位置から２波長光源１１側に略１．５ｍｍ、基準位置から対物レンズ８側に略２．５ｍｍであり、例えばＢＤ６０の２層ディスクの記録または再生をする場合のカップリングレンズ５の必要移動距離は基準位置から光源１側にも対物レンズ８側にも略０．２５ｍｍあればよく、十分カップリングレンズ５の可動距離内に収まっている。   Next, an example of the movable range of the coupling lens is shown. The objective lens 8 is a compatible objective lens having a focal length of about 1.8 mm for blue light, a focal length of about 2.0 mm for red light, and a focal length of about 2.1 mm for infrared light. Assume that the focal length for blue light is approximately 11 mm. Here, when the coupling lens 5 is in the reference position when blue light is used, that is, when the blue emitted light of the coupling lens 5 is parallel light, the protective substrate thickness of the BD 60 is approximately 0.0875 mm and is on the information recording surface. Assume that the spherical aberration of the light spot is minimal. At this time, when the thickness of the protective substrate of the BD 60 is approximately 0.075 mm, the spherical aberration of the light spot on the information recording surface can be minimized by shifting the coupling lens 5 to the mirror 7 side by approximately 0.25 mm. It is. Further, in order to minimize the spherical aberration of the light spot on the information recording surface when the protective substrate thickness of the BD 60 is about 0.1 mm, it is possible to shift the coupling lens 5 to the light source 1 side by about 0.25 mm. is there. On the other hand, when recording or reproducing a DVD 70 having a protective substrate thickness of about 0.6 mm, when using red light, the coupling lens 5 is moved from the reference position to the mirror 7 side by about 2.5 mm to record information. The spherical aberration of the light spot on the surface is minimized. In addition, when using infrared light to record or reproduce CD80 having a protective substrate thickness of approximately 1.2 mm, the coupling lens 5 is moved approximately 1.5 mm from the reference position to the two-wavelength light source 11 side, The spherical aberration of the light spot on the information recording surface is minimized. That is, the movable distance of the coupling lens 5 is approximately 1.5 mm from the reference position to the two-wavelength light source 11 side, and approximately 2.5 mm from the reference position to the objective lens 8 side. In this case, the required moving distance of the coupling lens 5 may be approximately 0.25 mm from the reference position on both the light source 1 side and the objective lens 8 side, and is sufficiently within the movable distance of the coupling lens 5.

なお、ＢＤ６０の記録または再生時に補正可能な球面収差量は十分に大きいので、保護基板厚の取りうる範囲が大きい（例えば３つ以上の情報記録面を備えた）次世代のＢＤにも対応可能である。   Note that the amount of spherical aberration that can be corrected during recording or reproduction of the BD60 is sufficiently large, so that the range that the protective substrate thickness can take is large (for example, having three or more information recording surfaces), and can be used for the next generation BD. It is.

ここで示した例はあくまで一例であり、単一の対物レンズ８と単一のカップリングレンズ５を用いてＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの記録または再生に対応する構成において、ＤＶＤ使用時には対物レンズ８には赤色の収束光を入射かつＣＤ使用時には対物レンズ８には赤外の発散光を入射させるか、ＤＶＤ使用時には対物レンズ８には赤色の発散光を入射かつＣＤ使用時には対物レンズ８には赤外の終息光を入射させる構成であり、ＢＤ使用時には対物レンズ８に略平行光を入射させる構成であれば、本実施の形態の効果が得られる物である。   The example shown here is merely an example, and in the configuration corresponding to the recording or reproduction of BD, DVD, CD using the single objective lens 8 and the single coupling lens 5, the objective lens 8 is used when the DVD is used. Irradiates red diverging light into the objective lens 8 when using a red convergent light and using a CD, or red diverging light into the objective lens 8 when using a DVD and red into the objective lens 8 when using a CD. If the configuration is such that external termination light is incident and substantially parallel light is incident on the objective lens 8 when the BD is used, the effect of the present embodiment can be obtained.

なお、カップリングレンズ５を光軸方向に移動するカップリングレンズアクチュエータの構成は、図８のようなステッピングモータ３２を用いた構成に限定されるものではなく、例えば、磁気回路や圧電素子の駆動によるアクチュエータ等、いかなる構成であっても良い。図８に示したステッピングモータ３２を用いた構成では、カップリングレンズ５の光軸方向の位置をモニタする必要がなくシステムを簡素化でき、一方、磁気回路や圧電素子の駆動によるアクチュエータは駆動部分が小さいため、光ピックアップの小型化に適している。   Note that the configuration of the coupling lens actuator that moves the coupling lens 5 in the optical axis direction is not limited to the configuration using the stepping motor 32 as shown in FIG. 8, for example, driving of a magnetic circuit or a piezoelectric element. Any configuration may be used such as an actuator. In the configuration using the stepping motor 32 shown in FIG. 8, it is not necessary to monitor the position of the coupling lens 5 in the optical axis direction, and the system can be simplified. On the other hand, an actuator driven by a magnetic circuit or a piezoelectric element has a driving part. Is suitable for downsizing of optical pickups.

次に、本発明の平板ビームスプリッタ２およびウェッジプリズム４について詳細に説明を行う。   Next, the flat plate beam splitter 2 and the wedge prism 4 of the present invention will be described in detail.

平板ビームスプリッタ２は、波長４０５ｎｍ近傍の青紫レーザ光に対して、Ｓ偏光を概ね反射し、Ｐ偏光を概ね透過するように膜設計されている。また、波長６６０ｎｍ近傍の赤色レーザ光および波長７８５ｎｍ近傍の赤外レーザ光に対して、偏光方向に因らず、ほぼ透過するように膜設計されている。   The flat plate beam splitter 2 is designed so as to substantially reflect S-polarized light and substantially transmit P-polarized light with respect to blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm. Further, the film is designed so that it substantially transmits red laser light having a wavelength of about 660 nm and infrared laser light having a wavelength of about 785 nm regardless of the polarization direction.

本実施の形態の光ピックアップ４０では、ＢＤ６０を記録するための青紫レーザ光は、光源１から平板ビームスプリッタ２に対してＳ偏光で入射させる。従って、往路の効率を確保するために、平板ビームスプリッタ２のＳ偏光反射率を大きくすることが望ましい。ここで、Ｓ偏光が屈折率の異なる物質の境界面で反射される場合に全反射となる入射角（ブリュースター角）θは、以下の（式１）で表される。   In the optical pickup 40 of the present embodiment, the blue-violet laser light for recording the BD 60 is incident on the flat beam splitter 2 from the light source 1 as S-polarized light. Therefore, it is desirable to increase the S-polarized reflectance of the flat beam splitter 2 in order to ensure the efficiency of the forward path. Here, the incident angle (Brewster angle) θ that is totally reflected when S-polarized light is reflected at the boundary surface of substances having different refractive indexes is expressed by the following (Equation 1).

θ＝Ａｒｃｔａｎ（ｎ２／ｎ１） （式１）
ｎ１は空気の屈折率、ｎ２は平板ビームスプリッタ２の屈折率である。 θ = Arctan (n2 / n1) (Formula 1)
n1 is the refractive index of air, and n2 is the refractive index of the plate beam splitter 2.

例えば、平板ビームスプリッタ２の材質をＢＫ７とし、波長４０５ｎｍにおける屈折率ｎ２＝１．５３０とすると、θ＝５６．８３°である。これは、平板ビームスプリッタ２のＳ偏光反射率を大きくするためには、平板ビームスプリッタ２に対する青紫レーザ光の入射角θ１をブリュースター角θ＝５６．８３°に近づければよいことを示している。一方、入射角θ１がブリュースター角θを超えても、全反射以上の反射率を得ることはできない。ここで入射角θ１が大きくなるほど、平板ビームスプリッタ２を透過して受光素子２０で検出されるレーザ光に生じる非点収差が大きくなる。従って、入射角θ１をブリュースター角θ以上にすることは好ましくない。すなわち、
θ１＜Ａｒｃｔａｎ（ｎ２／ｎ１） ［ｒａｄ］ （式２）
であることが好ましい。 For example, if the material of the plate beam splitter 2 is BK7 and the refractive index n2 = 1.530 at a wavelength of 405 nm is θ = 56.83 °. This indicates that in order to increase the S-polarized light reflectance of the plate beam splitter 2, the incident angle θ1 of the blue-violet laser beam with respect to the plate beam splitter 2 should be close to the Brewster angle θ = 56.83 °. Yes. On the other hand, even if the incident angle θ1 exceeds the Brewster angle θ, it is not possible to obtain a reflectance higher than the total reflection. Here, as the incident angle θ1 increases, the astigmatism that occurs in the laser light that is transmitted through the plate beam splitter 2 and detected by the light receiving element 20 increases. Therefore, it is not preferable that the incident angle θ1 is not less than the Brewster angle θ. That is,
θ1 <Arctan (n2 / n1) [rad] (Formula 2)
It is preferable that

図１０に本実施の形態の平板ビームスプリッタ２の分光特性を示す。図１０において、横軸は平板ビームスプリッタ２に入射するレーザ光の波長を示し、縦軸は該波長における透過率を示している。なお、平板ビームスプリッタ２への入射角θ１は５０°である。図１０より、波長４０５ｎｍ近傍の青紫レーザ光に対して、Ｓ偏光の反射率は約８０％、透過率は約２０％、Ｐ偏光の透過率は約９０％である。一方、波長６６０ｎｍ近傍の赤色レーザ光および波長７８５ｎｍ近傍の赤外レーザ光に対しては、偏光方向に因らず、透過率がほぼ９５％となっている。   FIG. 10 shows the spectral characteristics of the flat plate beam splitter 2 of the present embodiment. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the wavelength of the laser light incident on the flat beam splitter 2, and the vertical axis indicates the transmittance at the wavelength. The incident angle θ1 to the flat beam splitter 2 is 50 °. As shown in FIG. 10, the S-polarized light reflectance is about 80%, the transmittance is about 20%, and the P-polarized light transmittance is about 90% for the blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm. On the other hand, the transmittance of the red laser beam near the wavelength of 660 nm and the infrared laser beam near the wavelength of 785 nm is almost 95% regardless of the polarization direction.

次に、ウェッジプリズム４は、波長６６０ｎｍ近傍の赤色レーザ光および波長７８５ｎｍ近傍の赤外レーザ光に対して、一部を透過、一部を反射するように膜設計されている。また、波長４０５ｎｍ近傍の青紫レーザ光に対して、偏光方向に因らず、ほぼ反射するように膜設計されている。   Next, the wedge prism 4 is designed so as to partially transmit and partially reflect red laser light having a wavelength of about 660 nm and infrared laser light having a wavelength of about 785 nm. Further, the film is designed so as to substantially reflect blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm regardless of the polarization direction.

図１１に本実施の形態のウェッジプリズム４の分光特性を示す。図１１において、横軸はウェッジプリズム４に入射するレーザ光の波長を示し、縦軸は該波長における透過率を示している。なお、ウェッジプリズム４への入射角θ３は４０°である。図１１より、波長６６０ｎｍ近傍の赤色レーザ光および波長７８５ｎｍ近傍の赤外レーザ光に対して、Ｐ偏光の透過率は約６０％、Ｓ偏光の透過率は約５０％、反射率は約５０％である。一方、波長４０５ｎｍ近傍の青紫レーザ光に対しては、偏光方向に因らず、反射率はほぼ９５％となっている。   FIG. 11 shows the spectral characteristics of the wedge prism 4 of the present embodiment. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the wavelength of the laser light incident on the wedge prism 4, and the vertical axis indicates the transmittance at the wavelength. The incident angle θ3 to the wedge prism 4 is 40 °. From FIG. 11, the transmittance of P-polarized light is about 60%, the transmittance of S-polarized light is about 50%, and the reflectance is about 50% for red laser light having a wavelength of about 660 nm and infrared laser light having a wavelength of about 785 nm. It is. On the other hand, the reflectivity of the blue-violet laser light near the wavelength of 405 nm is almost 95% regardless of the polarization direction.

本実施の形態の平板ビームスプリッタ２およびウェッジプリズム４は、それぞれ図１０および図１１に示した分光特性を有しているので、ＢＤ６０を記録または再生するための青紫レーザ光において、平板ビームスプリッタ２に対してＳ偏光反射となる往路の光利用効率および平板ビームスプリッタ２に対してＰ偏光透過となる復路の光利用効率をいずれも高くすることができる。   Since the flat plate beam splitter 2 and the wedge prism 4 of the present embodiment have the spectral characteristics shown in FIGS. 10 and 11, respectively, in the blue-violet laser light for recording or reproducing the BD 60, the flat plate beam splitter 2 In contrast, it is possible to increase both the light utilization efficiency of the forward path that is S-polarized reflection and the light utilization efficiency of the return path that is P-polarized light transmission to the flat plate beam splitter 2.

一方、ＤＶＤ７０およびＣＤ８０を記録または再生するための赤色レーザ光および赤外レーザ光においては、ウェッジプリズム４に対してＰ偏光透過となる往路の光利用効率およびウェッジプリズム４に対してＳ偏光反射となる復路の光利用効率を比較的高くすることができる。さらに、ウェッジプリズム４のＳ偏光反射率とＰ偏光反射率の差、および平板ビームスプリッタ２のＳ偏光透過率とＰ偏光透過率の差が小さいので、光ディスクの複屈折による信号光量（受光素子２０で検出される受光量）の変動を抑制することができる。   On the other hand, in the red laser light and the infrared laser light for recording or reproducing the DVD 70 and the CD 80, the light utilization efficiency of the forward path that transmits the P-polarized light to the wedge prism 4 and the S-polarized light reflection to the wedge prism 4. The light utilization efficiency of the return path can be made relatively high. Further, since the difference between the S-polarized light reflectance and the P-polarized light reflectance of the wedge prism 4 and the difference between the S-polarized light transmittance and the P-polarized light transmittance of the flat plate beam splitter 2 are small, the signal light amount (the light receiving element 20) due to the birefringence of the optical disc. Variation in the amount of received light) detected in (1) can be suppressed.

ところで、２波長光源１１から出射された赤色レーザ光と赤外レーザ光は発散光であるため、光軸に対して傾斜した平行平板を透過すると非点収差とコマ収差が発生し、対物レンズ８によって収束される光ディスク上の光スポットは十分な性能が得られない。そこで本実施の形態のウェッジプリズム４は、図１２に示すように、入射面４ａと出射面４ｂの間に所定の角度（頂角α）を設け、その頂角αとウェッジプリズム４へのそれぞれのレーザ光の入射角（θ２、θ３）を所定の角度に規定している。例えば、本実施の形態のウェッジプリズム４は、
ウェッジプリズム４の硝材：ＢＫ７
ウェッジプリズム４の頂角α＝０．９°
ウェッジプリズム４の中央部の厚みＴ＝１．０ｍｍ
赤色レーザ光の入射角θ２＝４２．２°
赤色レーザ光の出射角θ３＝４０．６°
としたので、ウェッジプリズム４を透過した赤色レーザ光を、カップリングレンズ５および対物レンズ８で収束したときの３次非点収差と３次コマ収差は共に略ゼロとなる。 By the way, since the red laser beam and the infrared laser beam emitted from the two-wavelength light source 11 are diverging light, astigmatism and coma aberration are generated when passing through a parallel plate inclined with respect to the optical axis, and the objective lens 8 As a result, the light spot on the optical disk converged by the above cannot obtain sufficient performance. Therefore, as shown in FIG. 12, the wedge prism 4 of the present embodiment provides a predetermined angle (vertical angle α) between the incident surface 4a and the outgoing surface 4b, and the apex angle α and the wedge prism 4 respectively. The incident angles (θ2, θ3) of the laser beam are defined as predetermined angles. For example, the wedge prism 4 of the present embodiment is
Glass material for wedge prism 4: BK7
Wedge prism 4 apex angle α = 0.9 °
Thickness T = 1.0 mm at the center of the wedge prism 4
Red laser beam incident angle θ2 = 42.2 °
Red laser light emission angle θ3 = 40.6 °
Therefore, both the third-order astigmatism and the third-order coma aberration when the red laser light transmitted through the wedge prism 4 is converged by the coupling lens 5 and the objective lens 8 are substantially zero.

本発明の光ピックアップは、図１２に示すように、光源１から出射された青紫レーザ光の光軸を光軸Ａ、２波長光源１１から出射された赤色レーザ光の光軸を光軸Ｂ、平板ビームスプリッタ２に対する青紫レーザ光の主光線の入射角（＝出射角）をθ１、ウェッジプリズム４に対する青紫レーザ光の主光線の入射角（＝出射角）θ３は、それぞれ、
π／４＜θ１＜Ａｒｃｔａｎ（ｎ２／ｎ１） ［ｒａｄ］ （式３）
π／４＞θ３ ［ｒａｄ］ （式４）
としているので、光軸Ａと光軸Ｂのなす角βは、
β＝２×（θ１−θ３）≠０
となる。例えば、本実施の形態においては、θ１＝５０°、θ３＝４０．６°としたので、β＝１８．８°となる。すなわち、光軸Ａと光軸Ｂが平行ではなく、所定の角度をなしているため、光源１と２波長光源１１の間隔よりも、平板ビームスプリッタ２とウェッジプリズム４の間隔を小さくすることができ、光学素子をコンパクトに配置することができるので、光ピックアップを小型化することができる。 In the optical pickup of the present invention, as shown in FIG. 12, the optical axis of the blue-violet laser light emitted from the light source 1 is the optical axis A, the optical axis of the red laser light emitted from the two-wavelength light source 11 is the optical axis B, The incident angle (= emission angle) of the chief ray of blue-violet laser light to the flat beam splitter 2 is θ1, and the incident angle (= emission angle) θ3 of the chief ray of blue-violet laser light to the wedge prism 4 is respectively
π / 4 <θ1 <Arctan (n2 / n1) [rad] (Formula 3)
π / 4> θ3 [rad] (Formula 4)
Therefore, the angle β between the optical axis A and the optical axis B is
β = 2 × (θ1-θ3) ≠ 0
It becomes. For example, in the present embodiment, θ1 = 50 ° and θ3 = 40.6 °, so β = 18.8 °. That is, since the optical axis A and the optical axis B are not parallel but form a predetermined angle, the distance between the flat beam splitter 2 and the wedge prism 4 can be made smaller than the distance between the light source 1 and the two-wavelength light source 11. In addition, since the optical element can be arranged in a compact manner, the optical pickup can be reduced in size.

上述したように、平板ビームスプリッタ２におけるＳ偏光反射率は、入射角θ１がブリュースター角θに近づくほど大きくなる。従って、本実施の形態のように、平板ビームスプリッタ２に対して発散光を入射させる場合は、周辺光線は主光線とは異なる入射角となる。例えば図１３に示すように、光源１から出射された青紫レーザ光は、１点鎖線で示した主光線に対して（Ｍ）側の光線の入射角が大きくなるため反射率が大きくなり、主光線に対して（Ｎ）側の光線は入射角が小さくなるため反射率が小さくなる。従って、平板ビームスプリッタ２で反射される前の青紫レーザ光のファーフィールドパターン（遠視野像、ＦＦＰ）の光量分布に対し、平板ビームスプリッタ２で反射された後のＦＦＰの光量分布は、光軸に対して非対称になる。この光量分布の非対称性は、平板ビームスプリッタ２に入射するレーザ光のＮＡに依存し、平板ビームスプリッタ２に入射するレーザ光のＮＡが小さいほど、主光線と光線（Ｍ）および光線（Ｎ）の入射角の差が小さくなるので、光量分布の非対称性が抑制される。   As described above, the S-polarized reflectance in the flat beam splitter 2 increases as the incident angle θ1 approaches the Brewster angle θ. Accordingly, when diverging light is incident on the flat beam splitter 2 as in the present embodiment, the peripheral ray has an incident angle different from that of the principal ray. For example, as shown in FIG. 13, the blue-violet laser light emitted from the light source 1 has a higher reflectance because the incident angle of the (M) side light beam is larger than the principal light beam indicated by the alternate long and short dash line. The light beam on the (N) side with respect to the light beam has a small incident angle and thus a low reflectance. Therefore, the light quantity distribution of the FFP after being reflected by the flat beam splitter 2 with respect to the light quantity distribution of the far field pattern (far field image, FFP) of the blue-violet laser light before being reflected by the flat beam splitter 2 is Becomes asymmetric with respect to. This asymmetry of the light quantity distribution depends on the NA of the laser beam incident on the flat beam splitter 2, and the smaller the NA of the laser beam incident on the flat beam splitter 2, the principal ray, the light beam (M), and the light beam (N). As a result, the asymmetry of the light quantity distribution is suppressed.

本実施の形態の光ピックアップ４０は、凹レンズのパワーを備えたリレーレンズ３を平板ビームスプリッタ２とウェッジプリズム４の間に配置してＮＡ変換を行っている。このようにリレーレンズ３を配置した場合、リレーレンズ３を光源１と平板ビームスプリッタ２の間に配置した場合と比較して、平板ビームスプリッタ２に入射する青紫レーザ光のＮＡが相対的に小さくなり、光量分布の非対称性を抑制できる。   In the optical pickup 40 of this embodiment, the relay lens 3 having a concave lens power is disposed between the flat beam splitter 2 and the wedge prism 4 to perform NA conversion. When the relay lens 3 is arranged in this way, the NA of the blue-violet laser light incident on the flat beam splitter 2 is relatively small compared to the case where the relay lens 3 is arranged between the light source 1 and the flat beam splitter 2. Thus, the asymmetry of the light quantity distribution can be suppressed.

さらに、リレーレンズ３を平板ビームスプリッタ２とウェッジプリズム４の間に配置したので、リレーレンズ３を光源１と平板ビームスプリッタ２の間に配置した場合と比較して、リレーレンズ３に照射される青紫レーザ光の単位面積当たりのレーザ光量が相対的に小さくなる。従って、ガラス材料と比較して青紫レーザ光の照射に対する耐性は低いが安価に成形できる樹脂材料を、リレーレンズ３の材料として使用することが容易となる。   Further, since the relay lens 3 is disposed between the flat beam splitter 2 and the wedge prism 4, the relay lens 3 is irradiated as compared with the case where the relay lens 3 is disposed between the light source 1 and the flat beam splitter 2. The laser light amount per unit area of the blue-violet laser light becomes relatively small. Therefore, it becomes easy to use a resin material that is less resistant to the irradiation of the blue-violet laser light than the glass material but can be molded at low cost as the material of the relay lens 3.

なお、記録または再生の対象となる情報記録面に隣接する別の情報記録面からのクロストークを低減するため、検出倍率を大きく設定したい場合であっても、本実施の形態の光ピックアップ４０は、凹レンズのパワーを備えたリレーレンズ３がカップリングレンズと検出レンズ１０の間に配置されているので、検出レンズ１０に大きな凹レンズパワーを必要としない。従って、検出レンズ１０の曲率半径を大きくでき、検出レンズ１０を安価に成形することができる。   In order to reduce crosstalk from another information recording surface adjacent to the information recording surface to be recorded or reproduced, the optical pickup 40 of the present embodiment can be used even when a large detection magnification is desired. Since the relay lens 3 having a concave lens power is disposed between the coupling lens and the detection lens 10, the detection lens 10 does not require a large concave lens power. Accordingly, the radius of curvature of the detection lens 10 can be increased, and the detection lens 10 can be molded at a low cost.

ところで図１３に示した光線（Ｍ）は、ＢＤ６０で反射して平板ビームスプリッタ２を透過するときは、主光線に対して入射角が小さくなるため透過率が大きくなり、光線（Ｎ）は、ＢＤ６０で反射して平板ビームスプリッタ２を透過するときは、主光線に対して入射角が大きくなるため透過率が小さくなる。すなわち青紫レーザ光の光量分布は、ＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして収束されるときも、ＢＤ６０の情報記録面で反射して受光素子２０で検出されるときも、常に光線（Ｍ）側の光量が大きくなる方向に非対称となる。このような光量分布の非対称性を抑制するため、例えば、図１３に破線で示したように、ＦＦＰの光量分布が均等になる方向に、予め光源１Ｂを所定角度傾けておくことが好ましい。   By the way, when the light beam (M) shown in FIG. 13 is reflected by the BD 60 and passes through the flat beam splitter 2, the incident angle becomes smaller with respect to the principal light beam, so that the transmittance increases, and the light beam (N) becomes When the light is reflected by the BD 60 and transmitted through the flat beam splitter 2, the incident angle with respect to the principal ray is increased, so that the transmittance is reduced. That is, the light intensity distribution of the blue-violet laser beam is always on the light (M) side, whether it is converged as a light spot on the information recording surface of the BD 60 or reflected by the information recording surface of the BD 60 and detected by the light receiving element 20. It becomes asymmetric in the direction in which the amount of light increases. In order to suppress such asymmetry of the light quantity distribution, for example, as indicated by a broken line in FIG. 13, it is preferable to tilt the light source 1B in advance in a direction in which the FFP light quantity distribution becomes uniform.

本実施の形態のＢＤ６０は、光ディスクの半径方向のリム強度が大きい光スポットを収束させることで、良好な記録または再生性能が得られる。   The BD 60 of the present embodiment can obtain a good recording or reproducing performance by converging a light spot having a large rim intensity in the radial direction of the optical disc.

本実施の形態の平板ビームスプリッタ２は、波長４０５ｎｍ近傍の青紫レーザ光に対して、Ｓ偏光を概ね反射し、Ｐ偏光を概ね透過するように膜設計されている（図１０参照）。ここで、本実施の形態の光ピックアップ４０は、図１のようにＳ偏光が平板ビームスプリッタ２に入射するよう、すなわち平板ビームスプリッタ２での反射率が大きくなるように光源１を配置することで、光ディスク半径方向のリム強度が大きいＦＦＰが得られるので、青紫レーザ光の偏光方向を回転させるための１／２波長板を必要としない。   The flat-plate beam splitter 2 of the present embodiment is designed so as to substantially reflect S-polarized light and transmit P-polarized light to blue-violet laser light having a wavelength of about 405 nm (see FIG. 10). Here, in the optical pickup 40 of the present embodiment, the light source 1 is arranged so that the S-polarized light is incident on the flat beam splitter 2 as shown in FIG. 1, that is, the reflectance at the flat beam splitter 2 is increased. Thus, an FFP having a large rim intensity in the optical disk radial direction can be obtained, so that a half-wave plate for rotating the polarization direction of the blue-violet laser light is not required.

一方、本実施の形態のＤＶＤ７０は、光ディスクの接線方向のリム強度が大きい光スポットを収束させることで、良好な記録または再生性能が得られる。   On the other hand, the DVD 70 of the present embodiment can obtain a good recording or reproducing performance by converging a light spot having a large rim intensity in the tangential direction of the optical disk.

本実施の形態のウェッジプリズム４は、波長６６０ｎｍ近傍の赤色レーザ光に対して、Ｐ偏光をより透過させ、Ｓ偏光をより反射するように膜設計されているの（図１１参照）。ここで、本実施の形態の光ピックアップ４０は、図２のようにＰ偏光がウェッジプリズム４に入射するよう、すなわちウェッジプリズム４での透過率が大きくなるように２波長光源１１を配置することで、光ディスク接線方向のリム強度が大きいＦＦＰが得られるので、赤色レーザ光の偏光方向を回転させるための１／２波長板を必要としない。   The wedge prism 4 of the present embodiment is designed so as to transmit P-polarized light and reflect S-polarized light more with respect to red laser light having a wavelength of around 660 nm (see FIG. 11). Here, in the optical pickup 40 of the present embodiment, the two-wavelength light source 11 is arranged so that the P-polarized light is incident on the wedge prism 4 as shown in FIG. 2, that is, the transmittance at the wedge prism 4 is increased. Thus, an FFP having a large rim intensity in the optical disk tangential direction can be obtained, so that a half-wave plate for rotating the polarization direction of the red laser light is not required.

ところで、一般的な２波長光源１１は、図１４に示すように、赤色レーザ光の発光点１１ａに対し、赤外レーザ光の発光点１１ｂがオフセットして配置されている。このため、赤色レーザ光と赤外レーザ光の少なくとも一方は対物レンズ８に対して軸外入射となるため、３次コマ収差が発生する場合がある。   Incidentally, as shown in FIG. 14, the general two-wavelength light source 11 is arranged such that the emission point 11b of the infrared laser beam is offset from the emission point 11a of the red laser beam. For this reason, since at least one of the red laser beam and the infrared laser beam is incident off-axis with respect to the objective lens 8, third-order coma aberration may occur.

ここで本実施の形態の光ピックアップ４０は、２波長光源１１をウェッジプリズム４に対してＰ偏光入射となるように配置したので、例えば、赤色レーザ光の光軸と対物レンズ８の光軸が一致するように２波長光源１１を配置した場合、赤外レーザ光が対物レンズ８に対して軸外入射となることによって発生する３次コマ収差は、光ディスクの半径方向に発生する。従って、対物レンズアクチュエータ３０に搭載された対物レンズ８を半径方向に傾けることで、軸外入射によって発生する赤色レーザ光の３次コマ収差を補正することが可能である。   Here, in the optical pickup 40 of the present embodiment, since the two-wavelength light source 11 is arranged so as to be P-polarized light incident on the wedge prism 4, for example, the optical axis of the red laser light and the optical axis of the objective lens 8 are When the two-wavelength light sources 11 are arranged so as to coincide with each other, the third-order coma aberration generated when the infrared laser beam is incident off-axis with respect to the objective lens 8 is generated in the radial direction of the optical disk. Therefore, by tilting the objective lens 8 mounted on the objective lens actuator 30 in the radial direction, it is possible to correct the third-order coma aberration of the red laser light generated by off-axis incidence.

一般的に、軸外入射によって発生する３次コマ収差は、対物レンズ８に入射する光線の角度（画角）に略比例する。従って、赤色レーザ光と赤外レーザ光の発光点の間隔δおよび対物レンズの焦点距離を一定とすると、３次コマ収差はカップリングレンズの（合成）焦点距離に反比例する。従って、図１５に示すように、カップリングレンズ５と２波長光源１１の間に、凹のパワーを備えたリレーレンズ１３を挿入し、合成焦点距離を拡大することで、軸外入射による３次コマ収差を抑制することができる。   In general, the third-order coma aberration generated by off-axis incidence is substantially proportional to the angle (angle of view) of the light ray incident on the objective lens 8. Therefore, if the interval δ between the emission points of the red laser beam and the infrared laser beam and the focal length of the objective lens are constant, the third-order coma aberration is inversely proportional to the (synthetic) focal length of the coupling lens. Therefore, as shown in FIG. 15, a relay lens 13 having a concave power is inserted between the coupling lens 5 and the two-wavelength light source 11, and the combined focal length is increased, so that the third order due to off-axis incidence is obtained. Coma can be suppressed.

一方、軸外入射による３次コマ収差が比較的小さい対物レンズを用いる場合は、凸のパワーを備えたリレーレンズを用いて合成焦点距離を小さくし、光利用効率を高めることが可能である。   On the other hand, when using an objective lens having a relatively small third-order coma due to off-axis incidence, it is possible to reduce the combined focal length by using a relay lens having a convex power, and to increase the light utilization efficiency.

リレーレンズは、回折格子１２と一体化することで、部品点数を削減することができる。この時、リレーレンズの入射面あるいは出射面のいずれか１面を平面にして、平面側に回折格子を形成することで、レンズ成形用の金型の作成を容易にすることができる。なお、リレーレンズと２波長光源１１との間隔が変わると倍率が変化し、回折格子を一体化した場合は生成されるメインビームとサブビームの間隔も変化するので、リレーレンズと２波長光源１１は一体のホルダに挿入されて、間隔が変化しないように構成することが好ましい。   By integrating the relay lens with the diffraction grating 12, the number of parts can be reduced. At this time, either one of the incident surface and the exit surface of the relay lens is made flat, and the diffraction grating is formed on the flat surface side, thereby making it easy to create a lens molding die. Note that when the distance between the relay lens and the two-wavelength light source 11 changes, the magnification changes. When the diffraction grating is integrated, the distance between the main beam and the sub-beam that is generated also changes. It is preferable that the gap is not changed by being inserted into an integral holder.

なお、本実施の形態においては、２波長光源１１から赤色レーザ光と赤外レーザ光が、出射される場合について説明を行ったが、それぞれ別体の赤色レーザ光源と赤外レーザ光源を備えてもよい。赤色レーザ光源と赤外レーザ光源を別々に備えることで、赤色レーザ光と赤外レーザ光の光軸を一致させることができるので、軸外入射によるコマ収差を抑制できる。   In the present embodiment, the case where the red laser light and the infrared laser light are emitted from the two-wavelength light source 11 has been described. However, separate red laser light sources and infrared laser light sources are provided. Also good. Since the red laser light source and the infrared laser light source are separately provided, the optical axes of the red laser light and the infrared laser light can be made coincident with each other, so that coma aberration due to off-axis incidence can be suppressed.

以上のように、本実施の形態の光ピックアップ４０は、それぞれ異なる種類の光ディスク、例えばＢＤ６０、ＤＶＤ７０およびＣＤ８０に対して、それぞれ異なる波長のレーザ光を一つの対物レンズ８を用いて収束させて情報の記録または再生を行うことができる。   As described above, the optical pickup 40 according to the present embodiment converges information on different types of optical disks, for example, BD 60, DVD 70, and CD 80, by focusing laser beams of different wavelengths using one objective lens 8. Can be recorded or reproduced.

（実施の形態２）
図１６および図１７は本発明の別の実施の形態における光ピックアップの概略構成図である。本実施の形態において、実施の形態１と共通の構成要素については同一の符号を付して以下、その説明を省略する。 (Embodiment 2)
16 and 17 are schematic configuration diagrams of an optical pickup according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted below.

図１６において、７Ｄは第１のミラー、７Ｂは第２のミラー、８Ｄは第１の対物レンズ、８Ｂは第２の対物レンズであり、これらが光ピックアップ４１を構成している。   In FIG. 16, 7D is a first mirror, 7B is a second mirror, 8D is a first objective lens, and 8B is a second objective lens, and these constitute an optical pickup 41.

ＢＤ６０に対して、情報の記録または再生を行う光ピックアップ４１の動作について述べる。光源１から出射された波長４０５ｎｍの青紫レーザ光は、平板ビームスプリッタ２にＳ偏光で入射する。平板ビームスプリッタ２で反射された青紫レーザ光は、リレーレンズ３を透過して、ＮＡの異なる発散光に変換される。青紫レーザ光は、ウェッジプリズム４で反射された後、カップリングレンズ５で略平行光に変換され、１／４波長板６によって直線偏光が円偏光に変換される。続いて、第１のミラー７Ｄを透過し、第２のミラー７Ｂで反射された後、第２の対物レンズ８Ｂによって、保護基板越しにＢＤ６０の情報記録面に光スポットとして収束される。   The operation of the optical pickup 41 that records or reproduces information on the BD 60 will be described. The blue-violet laser light having a wavelength of 405 nm emitted from the light source 1 is incident on the flat beam splitter 2 as S-polarized light. The blue-violet laser light reflected by the flat beam splitter 2 passes through the relay lens 3 and is converted into divergent light having a different NA. The blue-violet laser light is reflected by the wedge prism 4 and then converted into substantially parallel light by the coupling lens 5, and the linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 6. Subsequently, after passing through the first mirror 7D and reflected by the second mirror 7B, it is converged as a light spot on the information recording surface of the BD 60 through the protective substrate by the second objective lens 8B.

ＢＤ６０の情報記録面で反射した青紫レーザ光は、再び第２の対物レンズ８Ｂを透過し、第２のミラー７Ｂで反射され、第１のミラー７Ｄを透過し、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、カップリングレンズ５で収束光に変換され、ウェッジプリズム４で反射されて、リレーレンズ３でＮＡの異なる収束光に変換される。さらに青紫レーザ光は、平板ビームスプリッタ２にＰ偏光で入射して透過し、検出ホログラム９を透過する際に、０次光と±１次回折光が生成され、検出レンズ１０で非点収差が与えられて、受光素子２０に導かれる。   The blue-violet laser beam reflected by the information recording surface of the BD 60 is transmitted again through the second objective lens 8B, reflected by the second mirror 7B, transmitted through the first mirror 7D, and forwarded by the quarter wavelength plate 6. Is converted into convergent light by the coupling lens 5, reflected by the wedge prism 4, and converted into convergent light having a different NA by the relay lens 3. Further, the blue-violet laser light is incident on and transmitted through the flat beam splitter 2 as P-polarized light, and when passing through the detection hologram 9, zero-order light and ± first-order diffracted light are generated, and astigmatism is given to the detection lens 10. And guided to the light receiving element 20.

次に、図１６を用いて保護基板厚０．６ｍｍの光ディスクであるＤＶＤ７０の記録または再生を行う場合について述べる。   Next, with reference to FIG. 16, a description will be given of a case where recording or reproduction is performed on a DVD 70 which is an optical disk having a protective substrate thickness of 0.6 mm.

図１６において、２波長光源１１から出射された波長６６０ｎｍの赤色レーザ光は、回折格子１２で０次回折光であるメインビームと±１次回折光であるサブビームに分離された後、ウェッジプリズム４にＰ偏光で入射する。ウェッジプリズム４を透過した赤色レーザ光は、カップリングレンズ５で若干の収束光に変換され、１／４波長板６によって直線偏光が円偏光に変換され、第１のミラー７Ｄで反射された後、第１の対物レンズ８Ｄによって、保護基板越しにＤＶＤ７０の情報記録面に光スポットとして収束される。   In FIG. 16, the red laser light having a wavelength of 660 nm emitted from the two-wavelength light source 11 is separated by the diffraction grating 12 into a main beam that is 0th-order diffracted light and a sub-beam that is ± 1st-order diffracted light. Incident with polarized light. The red laser light transmitted through the wedge prism 4 is converted into a slightly convergent light by the coupling lens 5, and the linearly polarized light is converted into circularly polarized light by the quarter wavelength plate 6 and reflected by the first mirror 7D. The first objective lens 8D converges as a light spot on the information recording surface of the DVD 70 through the protective substrate.

ＤＶＤ７０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、再び第１の対物レンズ８Ｄを透過し、第１のミラー７Ｄで反射され、１／４波長板６で往路とは異なる直線偏光に変換された後、カップリングレンズ５で収束光に変換される。赤色レーザ光はウェッジプリズム４にＳ偏光で入射して反射され、リレーレンズ３でＮＡの異なる収束光に変換されて、平板ビームスプリッタ２と検出ホログラム９を透過し、検出レンズ１０で非点収差が与えられた後、受光素子２０に導かれる。２波長光源１１から出射された波長７８５ｎｍ、Ｐ偏光の赤外レーザ光は、同様に第１の対物レンズ８Ｄによって、保護基板越しにＣＤ８０の情報記録面に光スポットとして収束され、さらにＣＤ８０の情報記録面で反射した赤色レーザ光は、同様に受光素子２０に導かれる。   The red laser beam reflected by the information recording surface of the DVD 70 is transmitted again through the first objective lens 8D, reflected by the first mirror 7D, and converted by the quarter wavelength plate 6 into linearly polarized light different from the forward path. Thereafter, the light is converted into convergent light by the coupling lens 5. The red laser light is incident on the wedge prism 4 as S-polarized light, reflected, converted into convergent light having a different NA by the relay lens 3, transmitted through the flat beam splitter 2 and the detection hologram 9, and astigmatism by the detection lens 10. Is given to the light receiving element 20. Similarly, the P-polarized infrared laser beam emitted from the two-wavelength light source 11 is converged as a light spot on the information recording surface of the CD 80 through the protective substrate by the first objective lens 8D. Similarly, the red laser light reflected by the recording surface is guided to the light receiving element 20.

第１の対物レンズ８Ｄは、ＤＶＤ７０を記録または再生するための赤色レーザ光、ＣＤ８０を記録または再生するための赤外レーザ光を、波長の差を利用してそれぞれ微小な光スポットとして収束することができ、第２の対物レンズ８Ｂは、ＢＤ６０を記録または再生するための青紫レーザ光を、微小な光スポットとして収束することができる。第１の対物レンズ８Ｄと第２の対物レンズ８Ｂは、同一の対物レンズアクチュエータ（図示せず）に搭載され、フォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号を用いて、それぞれ、回転する光ディスクの情報トラックに光スポットが追従するよう駆動される。   The first objective lens 8D converges the red laser beam for recording or reproducing the DVD 70 and the infrared laser beam for recording or reproducing the CD 80 as a minute light spot using the wavelength difference. The second objective lens 8B can converge the blue-violet laser beam for recording or reproducing the BD 60 as a minute light spot. The first objective lens 8D and the second objective lens 8B are mounted on the same objective lens actuator (not shown), and light is applied to the information track of the rotating optical disc using the focus error signal and the tracking error signal, respectively. The spot is driven to follow.

本実施の形態の光ピックアップ４１も、実施の形態１で述べた光ピックアップ４０と同様に、それぞれ異なる種類の光ディスク、例えばＢＤ６０、ＤＶＤ７０およびＣＤ８０に対して、それぞれ異なる波長のレーザ光を収束させて情報の記録または再生を行うことができる。   Similarly to the optical pickup 40 described in the first embodiment, the optical pickup 41 of the present embodiment also converges laser beams of different wavelengths on different types of optical disks, for example, BD60, DVD70, and CD80. Information can be recorded or reproduced.

また、カップリングレンズアクチュエータの可動範囲についても、例えばＤＶＤ７０使用時は第１の対物レンズ８Ｄに収束光が入射する構成で、ＣＤ８０使用時は第１の対物レンズ８Ｄに発散光が入射する構成で、ＢＤ６０使用時は第２の対物レンズ８Ｂに略平行光が入射する構成である等、単一のカップリングレンズで異なる保護基板厚みのディスクに対応する場合においては、カップリングレンズアクチュエータ３１は実施の形態１と同様の構成が可能で、効果も同様に得られる物である。   Also, the movable range of the coupling lens actuator is configured such that, for example, convergent light is incident on the first objective lens 8D when the DVD 70 is used, and divergent light is incident on the first objective lens 8D when the CD 80 is used. When the BD 60 is used, the coupling lens actuator 31 is implemented when a single coupling lens corresponds to a disk having a different protective substrate thickness, such as a configuration in which substantially parallel light is incident on the second objective lens 8B. The configuration similar to that of Embodiment 1 is possible, and the effect is obtained in the same manner.

（実施の形態３）
図１８は本発明の一実施の形態における光ディスク装置の概略構成図である。 (Embodiment 3)
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to an embodiment of the present invention.

図１８において、５０は光ディスク装置を表しており、光ディスク装置５０の内部に光ディスク駆動部５１、制御部５２、光ピックアップ５３を備える。また６０はＢＤであるが、ＤＶＤ７０あるいはＣＤ８０に交換可能である。   In FIG. 18, reference numeral 50 denotes an optical disk device, which includes an optical disk drive unit 51, a control unit 52, and an optical pickup 53 inside the optical disk device 50. Reference numeral 60 denotes a BD, which can be replaced with a DVD 70 or a CD 80.

光ディスク駆動部５１はＢＤ６０（またはＤＶＤ７０、ＣＤ８０）を回転駆動する機能を有し、光ピックアップ５３は実施の形態１または実施の形態２で述べたいずれかの光ピックアップである。制御部５２は光ディスク駆動部５１と光ピックアップ５３の駆動および制御を行う機能を有すると共に、光ピックアップ５３で受光された制御信号、情報信号の信号処理を行う機能と、情報信号を光ディスク装置５０の外部と内部でインタフェースさせる機能を有する。   The optical disk drive unit 51 has a function of rotating the BD 60 (or DVD 70, CD 80), and the optical pickup 53 is any one of the optical pickups described in the first embodiment or the second embodiment. The control unit 52 has a function of driving and controlling the optical disc driving unit 51 and the optical pickup 53, a function of performing signal processing of a control signal and an information signal received by the optical pickup 53, and an information signal of the optical disc device 50. Has the function of interfacing externally and internally.

光ディスク装置５０は、実施の形態１または実施の形態２で述べたいずれかの光ピックアップを搭載しているので、本実施の形態における光ディスク装置５０は、複数の光源に対応した複数種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができる。   Since the optical disk device 50 is mounted with any one of the optical pickups described in the first embodiment or the second embodiment, the optical disk device 50 according to the present embodiment has a plurality of types of optical disks corresponding to a plurality of light sources. Each can be recorded or reproduced satisfactorily.

（実施の形態４）
図１９は本発明の一実施の形態におけるコンピュータの概略構成図である。 (Embodiment 4)
FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a computer according to an embodiment of the present invention.

図１９において、コンピュータ５００は、実施の形態３の光ディスク装置５０と、情報の入力を行うためのキーボードあるいはマウス、タッチパネルなどの入力装置５０１と、入力装置５０１から入力された情報や、光ディスク装置５０から読み出した情報などに基づいて演算を行う中央演算装置（ＣＰＵ）などの演算装置５０２と、演算装置５０２によって演算された結果などの情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンタなどの出力装置５０３を備える。   In FIG. 19, a computer 500 includes an optical disc device 50 according to the third embodiment, an input device 501 such as a keyboard or a mouse or a touch panel for inputting information, information input from the input device 501, and the optical disc device 50. An arithmetic unit 502 such as a central processing unit (CPU) that performs an operation based on information read from the output unit, and an output unit 503 such as a cathode ray tube, a liquid crystal display device, or a printer that displays information such as the results calculated by the arithmetic unit 502. Is provided.

コンピュータ５００は、実施の形態３の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。   Since the computer 500 includes the optical disk device 50 according to the third embodiment, it can record or reproduce different types of optical disks satisfactorily, and thus has an effect applicable to a wide range of applications.

（実施の形態５）
図２０は本発明の一実施の形態における光ディスクプレーヤの概略構成図である。 (Embodiment 5)
FIG. 20 is a schematic configuration diagram of an optical disc player according to an embodiment of the present invention.

図２０において、光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態３の光ディスク装置５０と、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像信号に変換する情報から画像への変換装置（例えばデコーダ６０１）を備える。   20, the optical disc player 600 includes the optical disc device 50 according to the third embodiment and an information-to-image conversion device (for example, a decoder 601) that converts an information signal obtained from the optical disc device 50 into an image signal.

なお、本光ディスクプレーヤ６００は、ＧＰＳ等の位置センサーや中央演算装置（ＣＰＵ）を加えることによりカーナビゲーションシステムとしても利用可能である。また、液晶モニタなどの表示装置６０２を加えた形態も可能である。   The optical disc player 600 can also be used as a car navigation system by adding a position sensor such as GPS and a central processing unit (CPU). Further, a mode in which a display device 602 such as a liquid crystal monitor is added is also possible.

光ディスクプレーヤ６００は、実施の形態３の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に再生できるため、広い用途に適用できる効果を有する。   Since the optical disc player 600 includes the optical disc device 50 according to the third embodiment, since different types of optical discs can be reproduced satisfactorily, it has the effect of being applicable to a wide range of applications.

（実施の形態６）
図２１は本発明の一実施の形態における光ディスクレコーダの概略構成図である。 (Embodiment 6)
FIG. 21 is a schematic configuration diagram of an optical disc recorder according to an embodiment of the present invention.

図２１において、光ディスクレコーダ７００は、実施の形態３の光ディスク装置５０と、画像情報を光ディスク装置５０によって光ディスクへ記録する情報信号に変換する画像から情報への変換装置（例えばエンコーダ７０１）を備える。望ましくは、光ディスク装置５０から得られる情報信号を画像情報に変換する情報から画像への変換装置（デコーダ７０２）も備えることにより、記録した画像を再生することも可能となる。なお情報を表示するブラウン管や液晶表示装置、プリンタなどの出力装置７０３を備えてもよい。   21, the optical disc recorder 700 includes the optical disc device 50 according to the third embodiment and an image-to-information conversion device (for example, an encoder 701) that converts image information into an information signal recorded on the optical disc by the optical disc device 50. Desirably, an information-to-image conversion device (decoder 702) that converts an information signal obtained from the optical disk device 50 into image information is also provided, so that the recorded image can be reproduced. Note that an output device 703 such as a cathode ray tube, a liquid crystal display device, or a printer that displays information may be provided.

光ディスクレコーダ７００は、実施の形態３の光ディスク装置５０を備えるので、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。   Since the optical disk recorder 700 includes the optical disk device 50 according to the third embodiment, since different types of optical disks can be recorded or reproduced satisfactorily, there is an effect that can be applied to a wide range of applications.

本発明の光ピックアップは、複数種類の光ディスクに対して、それぞれ良好に記録または再生が可能である。また、光ピックアップの構成が簡単化されるため、生産性の向上が達成されるとともに、安価に光ディスク装置を提供できる。   The optical pickup of the present invention is capable of recording or reproducing each of a plurality of types of optical disks satisfactorily. Further, since the configuration of the optical pickup is simplified, the productivity can be improved and the optical disc apparatus can be provided at a low cost.

さらに、本発明の光ディスク装置を備えたコンピュータ、光ディスクプレーヤ、光ディスクレコーダは、異なる種類の光ディスクを、それぞれ良好に記録または再生を行なうことができるため、広い用途に適用できる効果を有する。   Furthermore, the computer, the optical disc player, and the optical disc recorder provided with the optical disc apparatus of the present invention can record and reproduce different types of optical discs, respectively, and thus have an effect that can be applied to a wide range of applications.

本発明の実施の形態１において、ＢＤを記録または再生する場合の光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical pickup when recording or reproducing a BD in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態１において、ＤＶＤを記録または再生する場合の光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical pickup when recording or reproducing a DVD in Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施の形態１において、ＣＤを記録または再生する場合の光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical pickup when recording or reproducing a CD in Embodiment 1 of the present invention 検出ホログラムの光束分割パターンを模式的に示す図The figure which shows typically the light beam splitting pattern of a detection hologram 対物レンズの構成を模式的に示す図Diagram showing the structure of the objective lens 別の対物レンズの構成を模式的に示す図The figure which shows the structure of another objective lens typically 対物レンズアクチュエータの動作を模式的に示す図Diagram showing the operation of the objective lens actuator カップリングレンズアクチュエータの構成を模式的に示す図The figure which shows the composition of the coupling lens actuator typically カップリングレンズアクチュエータの機能を模式的に示す図The figure which shows the function of the coupling lens actuator typically 本発明の平板ビームスプリッタの分光特性を示す図The figure which shows the spectral characteristics of the flat beam splitter of this invention 本発明のウェッジプリズムの分光特性を示す図The figure which shows the spectral characteristic of the wedge prism of this invention 本発明における光源から出射された青紫レーザ光の光軸と２波長光源から出射された赤色レーザ光の光軸を光軸のなす角および平板ビームスプリッタとウェッジプリズムへの入射角を示す図The figure which shows the angle which makes the optical axis the optical axis of the blue-violet laser beam radiate | emitted from the light source in this invention, and the optical axis of the red laser beam radiate | emitted from the 2 wavelength light source, and the incident angle to a flat beam splitter and a wedge prism 本発明における平板ビームスプリッタの反射率の入射角依存性と、光源の配置を説明する図The figure explaining the incident angle dependence of the reflectance of the flat beam splitter in this invention, and arrangement | positioning of a light source ２波長レーザ光源の発光点の様子を模式的に示す図The figure which shows typically the mode of the light emission point of a 2 wavelength laser light source 本発明の実施の形態１において、リレーレンズを用いた光ピックアップの概略構成図1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup using a relay lens in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態２において、ＢＤを記録または再生する場合の光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical pickup when recording or reproducing BD in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態２において、ＤＶＤを記録または再生する場合の光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical pickup when recording or reproducing a DVD in Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施の形態３における光ディスク装置の概略構成図Schematic configuration diagram of an optical disc apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. 本発明の実施の形態４におけるコンピュータの概略構成図Schematic configuration diagram of a computer according to Embodiment 4 of the present invention 本発明の実施の形態５における光ディスクプレーヤの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical disc player in Embodiment 5 of the present invention 本発明の実施の形態６における光ディスクレコーダの概略構成図Schematic configuration diagram of an optical disk recorder in Embodiment 6 of the present invention 従来の互換性を有する光ピックアップの概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional compatible optical pickup ホログラムレンズの階段形状の回折構造を示す図Diagram showing staircase-shaped diffraction structure of hologram lens ホログラムレンズの階段形状の回折構造を示す図Diagram showing staircase-shaped diffraction structure of hologram lens 回折格子の回折効率を示す図Diagram showing diffraction efficiency of diffraction grating 光学素子を用いた場合の、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤの互換レンズを構成する例を示す図The figure which shows the example which comprises the compatible lens of CD / DVD / BD at the time of using an optical element. カップリングレンズアクチュエータの移動範囲を示す図Diagram showing the movement range of the coupling lens actuator

符号の説明Explanation of symbols

１ 光源
２ 平板ビームスプリッタ
３ リレーレンズ
４ ウェッジプリズム
５ カップリングレンズ
６ １／４波長板
７，７Ｄ，７Ｂ ミラー
８，８Ｄ，８Ｂ 対物レンズ
９ 検出ホログラム
１０ 検出レンズ
１１ ２波長光源
１２ 回折格子
１３ リレーレンズ
２０ 受光素子
３０ 対物レンズアクチュエータ
３１ カップリングレンズアクチュエータ
３２ ステッピングモータ
３３ スクリューシャフト
３４ 主軸
３５ 副軸
３６ レンズホルダ
４０，４１ 光ピックアップ
５０ 光ディスク装置
５１ 光ディスク駆動部
５２ 制御部
５３ 光ピックアップ
６０ ＢＤ
７０ ＤＶＤ
８０ ＣＤ
１０１ 第１の光源
１０２ 第１の平板ビームスプリッタ
１０３ 第１の補助レンズ
１０４ 第２の平板ビームスプリッタ
１０５ カップリングレンズ
１０７ ミラー
１０８ 対物レンズ
１１０ 検出レンズ
１１１ 第２の光源
１１２ 第２の補助レンズ
１２０ 受光素子
１４０ 光ピックアップ
５００ コンピュータ
５０１ 入力装置
５０２ 演算装置
５０３ 出力装置
６００ 光ディスクプレーヤ
６０１ デコーダ
６０２ 表示装置
７００ 光ディスクレコーダ
７０１ エンコーダ
７０２ デコーダ
７０３ 出力装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Flat beam splitter 3 Relay lens 4 Wedge prism 5 Coupling lens 6 1/4 wavelength plate 7, 7D, 7B Mirror 8, 8D, 8B Objective lens 9 Detection hologram 10 Detection lens 11 2 wavelength light source 12 Diffraction grating 13 Relay Lens 20 Light-receiving element 30 Objective lens actuator 31 Coupling lens actuator 32 Stepping motor 33 Screw shaft 34 Main shaft 35 Sub shaft 36 Lens holder 40, 41 Optical pickup 50 Optical disk device 51 Optical disk drive section 52 Control section 53 Optical pickup 60 BD
70 DVD
80 CD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 1st light source 102 1st flat plate beam splitter 103 1st auxiliary | assistant lens 104 2nd flat plate beam splitter 105 Coupling lens 107 Mirror 108 Objective lens 110 Detection lens 111 2nd light source 112 2nd auxiliary lens 120 Light reception Element 140 Optical pickup 500 Computer 501 Input device 502 Arithmetic device 503 Output device 600 Optical disc player 601 Decoder 602 Display device 700 Optical disc recorder 701 Encoder 702 Decoder 703 Output device

Claims (10)

波長λ１（３５０ｎｍ〜４５０ｎｍ）の発散光束を出射する半導体レーザである第１の光源と、前記波長λ１とは異なる波長λ２の発散光束を出射する第２の光源と、前記波長λ１および前記波長λ２とは異なる波長λ３の発散光束を出射する第３の光源と、それぞれの光源から出射された光束の発散度を変換するカップリングレンズと、前記カップリングレンズをレンズ光軸方向に沿って移動させるレンズアクチュエータと、前記波長λ１の光束を保護基板厚みｔ１である第１の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ２の光束を前記厚みｔ１とは異なる保護基板厚みｔ２である第２の光ディスクの情報記録面に集光させ、かつ前記波長λ３の光束を前記ｔ１および前記ｔ２とは異なる保護基板厚みｔ３である第３の光ディスクの情報記録面に集光させる対物レンズを備え、前記レンズアクチュエータは前記波長λ１の光束を前記第１の光ディスクの情報記録面に集光時と前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時と前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時とで前記カップリングレンズを異なる位置に移動させ、前記レンズアクチュエータによって前記カップリングレンズを移動可能な範囲は、前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時の位置から、前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時との位置までである、光ピックアップ。 A first light source that is a semiconductor laser that emits a divergent light beam having a wavelength λ1 (350 nm to 450 nm), a second light source that emits a divergent light beam having a wavelength λ2 different from the wavelength λ1, the wavelength λ1 and the wavelength λ2 A third light source that emits a divergent light beam having a wavelength λ3 different from the above, a coupling lens that converts the divergence of the light beam emitted from each light source, and the coupling lens that moves along the lens optical axis direction A lens actuator and a light beam having the wavelength λ1 are condensed on the information recording surface of the first optical disk having the protective substrate thickness t1, and the light beam having the wavelength λ2 is a second protective substrate thickness t2 different from the thickness t1. Information on the third optical disk having a protective substrate thickness t3 different from t1 and t2 is collected on the information recording surface of the optical disk. An objective lens for condensing the recording surface; and the lens actuator condenses the light beam having the wavelength λ1 on the information recording surface of the first optical disk and the light beam having the wavelength λ2 on the information recording surface of the second optical disk. The coupling lens is moved to a different position depending on whether the light beam is condensed and the light beam having the wavelength λ3 is condensed on the information recording surface of the third optical disk, and the coupling lens can be moved by the lens actuator. Is from the position at the time of condensing the light beam of wavelength λ2 on the information recording surface of the second optical disk to the position at the time of condensing the light beam of wavelength λ3 on the information recording surface of the third optical disk. , Optical pickup. 前記第２の光源は前記波長λ２が６００〜７００ｎｍである赤色半導体レーザであり、前記第３の光源は前記波長λ３が７５０〜８５０ｎｍである赤外半導体レーザである、請求項１記載の光ピックアップ。 The optical pickup according to claim 1, wherein the second light source is a red semiconductor laser having a wavelength λ2 of 600 to 700 nm, and the third light source is an infrared semiconductor laser having a wavelength λ3 of 750 to 850 nm. . 前記レンズアクチュエータは前記波長λ１の光束を前記第１の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が略平行光となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、請求項１記載の光ピックアップ。 2. The lens actuator moves the coupling lens to a position where the emitted light beam of the coupling lens becomes substantially parallel light when condensing the light beam having the wavelength λ1 on the information recording surface of the first optical disc. The optical pickup described. 前記レンズアクチュエータは前記波長λ２の光束を前記第２の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が集光状態となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、請求項３記載の光ピックアップ。 The lens actuator moves the coupling lens to a position where the emitted light beam of the coupling lens is in a condensed state when the light beam having the wavelength λ2 is condensed on the information recording surface of the second optical disc. The optical pickup described. 前記レンズアクチュエータは前記波長λ３の光束を前記第３の光ディスクの情報記録面に集光時に、前記カップリングレンズの出射光束が発散状態となる位置に前記カップリングレンズを移動させる、請求項４記載の光ピックアップ。 The said lens actuator moves the said coupling lens to the position where the emitted light beam of the said coupling lens will be in a divergence state at the time of condensing the light beam of the said wavelength (lambda) 3 on the information recording surface of a said 3rd optical disk. Optical pickup. 前記第１の光ディスクは複数層の情報記録面を有し、表面から前記それぞれの情報記録層面までの前記透明基材の実質厚みの差によって発生する球面収差を、前記カップリングレンズの移動により補正する、請求項５記載の光ピックアップ。 The first optical disc has a plurality of information recording surfaces, and spherical aberration caused by a difference in the substantial thickness of the transparent base material from the surface to each information recording layer surface is corrected by moving the coupling lens. The optical pickup according to claim 5. 光ピックアップと、情報記録媒体を回転駆動するためのモータと、前記光ピックアップと前記モータを制御する制御部を備えた光ディスク装置であって、前記光ピックアップが請求項１から請求項６のいずれか一つに記載される光ピックアップであることを特徴とする光ディスク装置。 7. An optical disc apparatus comprising an optical pickup, a motor for rotationally driving an information recording medium, and a control unit for controlling the optical pickup and the motor, wherein the optical pickup is any one of claims 1 to 6. 1. An optical disc apparatus characterized by being an optical pickup described in one. 請求項７に記載される光ディスク装置と、情報を入力するための入力手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報に基づいて演算を行う演算手段と、前記光ディスク装置から再生された情報および／または前記入力手段から入力された情報および／または前記演算手段によって演算された結果を出力するための出力手段を備えたコンピュータ。 An optical disk device according to claim 7, input means for inputting information, calculation means for performing calculation based on information reproduced from the optical disk apparatus and / or information input from the input means, A computer comprising output means for outputting information reproduced from the optical disk device and / or information inputted from the input means and / or a result computed by the computing means. 請求項７に記載される光ディスク装置と、前記光ディスク装置から得られる情報信号を画像情報に変換するデコーダを備えた光ディスクプレーヤ。 An optical disc player comprising: the optical disc device according to claim 7; and a decoder that converts an information signal obtained from the optical disc device into image information. 請求項７に記載される光ディスク装置と、画像情報を前記光ディスク装置によって記録するための情報信号に変換するエンコーダを備えた光ディスクレコーダ。 An optical disc recorder comprising: the optical disc device according to claim 7; and an encoder for converting image information into an information signal for recording by the optical disc device.
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