JP3552423B2 - Optical pickup device - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクの如き光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報信号の記録媒体として光ディスクや光カードの如き光学記録媒体が提案され、また、このような光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置が提案されている。
【０００３】
このような光学記録媒体は、ポリカーボネイトの如き透明材料からなる透明基板と、この透明基板の一主面部上に被着形成された信号記録層とを有して構成されている。このような光学記録媒体に情報信号の書き込み及び読み出しを行うには、上記光学ピックアップ装置を用いて、この光学記録媒体の信号記録層の表面部、すなわち、信号記録面に光束を集光させて照射する。この光学ピックアップ装置は、光源と、この光源より発せられた光束を集光させるための対物レンズを有して構成されている。また、この光学ピックアップ装置は、上記信号記録面に照射された上記光束の該信号記録面による反射光束を検出するフォトダイオードの如き光検出器を有している。
【０００４】
そして、このような光学記録媒体においては、音声信号及び画像信号の記録媒体として用いるために、情報信号の記録密度の高密度化が進められている。記録密度が高密度化された光学記録媒体に対して情報信号の記録及び再生を行うには、上記対物レンズをより開口数（ＮＡ）の大きなものとし（例えば０．６）、また、上記光束の波長をより短波長として（例えば、６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ）、この光学記録媒体上に上記光束が集光されることにより形成されるビームスポットを小さくする必要がある。
【０００５】
しかしながら、上記対物レンズの開口数が大きくなると、上記光学記録媒体の該対物レンズの光軸に対する傾き、この光学記録媒体の透明基板の厚みムラ、及び、この光学記録媒体上における上記光束のデフォーカス（焦点ずれ）に対する許容度が減少し、この光学記録媒体に対する情報信号の記録及び再生が困難となる。
【０００６】
例えば、上記光学記録媒体の上記対物レンズの光軸に対する傾き（スキュー）が生ずると、上記信号記録面上に集光される光束において波面収差が生じ、上記光検出器より出力される電気信号（ＲＦ出力）に影響が出る。この波面収差は、上記対物レンズの開口数の３乗と上記光学記録媒体の傾き角（スキュー角）の約１乗とに比例して発生する３次のコマ収差が支配的である。したがって、上記光学記録媒体の傾きに対する許容値は、上記対物レンズの開口数の３乗に反比例することとなり、すなわち、この開口数が大きくなるほど小さくなる。
【０００７】
厚さ１．２ｍｍ、直径８０ｍｍまたは１２０ｍｍの円盤状のポリカーボネイトにより形成された透明基板を有して構成され、現在、一般に広く用いられている光ディスク（いわゆる「コンパクトディスク（ＣＤ）」の如きもの）においては、上記傾き角が±０．５°乃至±１°に達することがある。
【０００８】
このような光ディスクにおいては、上記対物レンズの開口数を（例えば、０．６程度以上に）大きくすると、この光ディスクに照射される光束において上述のような波面収差が生じ、この光ディスクの信号記録面上におけるビームスポットが非対称形状となり、符号間干渉が著しく生じて、正確な信号再生が困難となる（なお、「コンパクトディスク」においては、上記光学ピックアップ装置としては、光源より発せられる光束の波長が７８０ｎｍ、対物レンズの開口数が０．４５のものが用いられる）。
【０００９】
このような３次のコマ収差の量は、光ディスクの透明基板の厚さに比例する。そのため、上記透明基板の厚さを薄くする（例えば０．６ｍｍとする）ことにより、３次のコマ収差を半減させることができる。このようにしてコマ収差を減少させることとした場合、上記光ディスクとして、図１４に示すように、透明基板の厚さが１．２ｍｍのもの（Ｄ２）と、該透明基板の厚さが０．６ｍｍのもの（Ｄ１）とが混在して使用されることとなる。このような、上記透明基板の厚さが０．６ｍｍの光ディスクとしては、例えば、いわゆる「ＳＤ」、または、「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」が提案されている。
【００１０】
ところで、上記対物レンズによって集光される収束光束の光路中に厚さｔの平行平面板が挿入されると、この厚さｔと該対物レンズの開口数ＮＡに関連して、ｔ×（ＮＡ）４に比例する球面収差が発生する。
【００１１】
上記対物レンズは、この球面収差が補正されるように設計される。すなわち、上記透明基板の厚さが異なると発生する球面収差の量も異なるので、上記対物レンズは、所定の透明基板の厚さに適合されたものとして設計される。
【００１２】
そして、例えば０．６ｍｍの厚さの透明基板を有する第１の光ディスクＤ１に適合されて設計された第１の対物レンズ１０４を用いて、１．２ｍｍの厚さの透明基板を有する第２の光ディスクＤ２（例えば、「コンパクトディスク」、追記型光ディスク、光磁気ディスク）に対して情報信号の記録及び再生を行おうとした場合には、これらの透明基板の厚さの違い（０．６ｍｍ）が上記光学ピックアップ装置が対応し得る透明基板の厚さの誤差の許容範囲を大幅に越えていることとなる。この場合には、上記第１の対物レンズ１０４が上記透明基板の厚さの違いにより発生する球面収差を補正することができず、良好な情報信号の記録及び再生が行えない。
【００１３】
そのため、従来、図１４に示すように、上記第１の光ディスクＤ１に適合された第１の対物レンズ１０４と、上記第２の光ディスクＤ２に適合された第２の対物レンズ１０５との２個の対物レンズを備え、情報信号の記録再生を行う対象となる光学記録媒体が第１及び第２の光ディスクのいずれであるかに応じて、該各対物レンズ１０４，１０５を互換的に切換えて使用するようにした光学ピックアップ装置が提案されている。
【００１４】
また、いわゆる「コンパクトディスク・レコーダブル（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ：ＣＤ−Ｒ）」の如く、有機色素からなる信号記録層を有する追記型の光ディスクにおいては、情報信号の記録再生について、波長依存性があり、所定の波長の光束を用いなければ情報信号の読み出しを行うことができない。そのため、このような追記型の光ディスクからの情報信号の読み出しをも可能とするため、図１４に示すように、互いに異なる波長（例えば、６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍと、７８０ｎｍ）の光束を発する第１及び第２の２個の光源を有する光学ピックアップ装置が提案されている。
【００１５】
すなわち、この光学ピックアップ装置は、第１の光源となる半導体レーザ１０７、第２の光源となる半導体レーザチップを有する受発光複合素子（レーザカプラ）１０１、これら半導体レーザ１０７及び受発光複合素子１０１より発せられた光束が入射されこれら光束を重ねる合波プリズム１０２、この合波プリズム１０２を経た光束が入射されるコリメータレンズ１０３、このコリメータレンズ１０３を経た光束が入射される第１及び第２の対物レンズ１０４，１０５、及び、光検出器１０９を有している。
【００１６】
上記半導体レーザ１０７より発せられた第１の波長（例えば６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ）の第１のレーザ光束は、平板状のビームスプリッタ１０６によって９０°偏向されて、上記合波プリズム１０２に入射される。この合波プリズム１０２の半透過膜面は、上記半導体レーザ１０７よりの第１のレーザ光束の光軸及び上記受発光複合素子１０１よりの第２のレーザ光束の光軸に対して４５°の傾きとなるように配設されている。上記半導体レーザ１０７よりの第１のレーザ光束は、上記合波プリズム１０２において、上記半透過膜面により反射されて、９０°偏向されて、この合波プリズム１０２より射出される。上記合波プリズム１０２より射出された第１のレーザ光束は、コリメータレンズ１０３に入射され、このコリメータレンズ１０３により平行光束となされる。
【００１７】
一方、上記受発光複合素子１０１からの第２の波長（例えば７８０ｎｍ）の第２のレーザ光束は、上記合波プリズム１０２の半透過膜面を透過して、この半透過膜面により反射された上記第１のレーザ光束と同一の光路を経て上記コリメータレンズ１０３に入射され、このコリメータレンズ１０３により平行光束となされる。
【００１８】
上記第１の光ディスクＤ１（いわゆる「ＳＤ」、または、「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」）に対して情報信号の書き込み、または、読み出しを行うときには、上記半導体レーザ１０７のみを点灯させ、上記コリメータレンズ１０３を経た上記第１のレーザ光束が上記第１の対物レンズ１０４に入射されるように、この第１の対物レンズ１０４を上記コリメータレンズ１０３に対応する該第１のレーザ光束の光路上に位置させる。このとき、上記第１のレーザ光束は、上記第１の対物レンズ１０４に入射される。
【００１９】
上記第１の対物レンズ１０４に入射された第１のレーザ光束は、この第１の対物レンズ１０４により、上記第１の光ディスクＤ１の信号記録面上に集光して照射される。このとき、この第１のレーザ光束は、上記第１の光ディスクＤ１の透明基板側よりこの第１の光ディスクＤ１に対して照射され、該透明基板を透過して上記信号記録面上に集光される。この第１の対物レンズ１０４は、上記第２の対物レンズ１０５とともに、図示しない２軸アクチュエータに支持されて移動操作されることにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が記録される箇所（記録トラック）に上記第１のレーザ光束を集光させる。
【００２０】
上記第１の光ディスクＤ１においては、上記第１の対物レンズ１０４を経た第１のレーザ光束が集光されて照射されることにより、この第１のレーザ光束が照射された箇所に情報信号の記録が行われる。また、上記信号記録面上に照射された第１のレーザ光束は、この信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光量、または、偏光方向を変調されて該信号記録面により反射された第１の反射光束として、上記第１の対物レンズ１０４に戻る。
【００２１】
上記信号記録面により反射された上記第１の反射光束は、上記第１の対物レンズ１０４及び上記コリメータレンズ１０３を経て、上記合波プリズム１０２に至る。この第１の反射光束は、上記合波プリズム１０２の半透過膜面により反射されて、上記半導体レーザ１０７に戻る経路に偏向される。そして、この第１の反射光束は、上記ビームスプリッタ１０６に至り、このビームスプリッタ１０６を透過して、上記光検出器１０９に向かう。
【００２２】
上記光検出器１０９は、フォトダイオードの如き受光素子であって、上記ビームスプリッタ１０６を経た第１の反射光束を受光し、電気信号に変換する。この光検出器１０９より出力される電気信号に基づいて、上記第１の光ディスクＤ１に記録された情報信号の再生が行われる。
【００２３】
そして、上記第２の光ディスクＤ２（いわゆる「コンパクトディスク（ＣＤ）」、「コンパクトディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）」）に対して情報信号の書き込み、または、読み出しを行うときには、上記受発光素子１０１の半導体レーザチップのみを点灯させ、上記コリメータレンズ１０３を経た上記第２のレーザ光束が上記第２の対物レンズ１０５に入射されるように、この第２の対物レンズ１０５を上記コリメータレンズ１０３に対応する該第２のレーザ光束の光路上に位置させる。このとき、上記第２のレーザ光束は、上記第２の対物レンズ１０５に入射される。
【００２４】
上記第２の対物レンズ１０５に入射された第２のレーザ光束は、この第２の対物レンズ１０５により、上記第２の光ディスクＤ２の信号記録面上に集光して照射される。このとき、この第２のレーザ光束は、上記第２の光ディスクＤ２の透明基板側よりこの第２の光ディスクＤ２に対して照射され、該透明基板を透過して上記信号記録面上に集光される。この第２の対物レンズ１０５は、上記第１の対物レンズ１０４とともに、上記２軸アクチュエータに支持されて移動操作されることにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が記録される箇所（記録トラック）に上記第２のレーザ光束を集光させる。
【００２５】
上記第２の光ディスクＤ２においては、上記第２の対物レンズ１０５を経た第２のレーザ光束が集光されて照射されることにより、この第２のレーザ光束が照射された箇所に情報信号の記録が行われる。また、上記信号記録面上に照射された第２のレーザ光束は、この信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光量、または、偏光方向を変調されて該信号記録面により反射された第２の反射光束として、上記第２の対物レンズ１０５に戻る。
【００２６】
上記信号記録面により反射された上記第２の反射光束は、上記第２の対物レンズ１０５及び上記コリメータレンズ１０３を経て、上記合波プリズム１０２に至る。この第２の反射光束は、上記合波プリズム１０２の半透過膜面を透過して、上記受発光複合素子１０１に戻る。この受発光複合素子１０１においては、この第２の反射光束は、この受発光素子１０１が有する光検出器により検出される。すなわち、この光検出器は、上記第２の反射光束を受光し、電気信号に変換する。この光検出器より出力される電気信号に基づいて、上記第２の光ディスクＤ２に記録された情報信号の再生が行われる。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の光学ピックアップ装置のように、上記第１の光ディスクＤ１用の光路、すなわち、上記第１の光源となる半導体レーザ１０７より上記第１の対物レンズ１０４に至る光路と、上記第２の光ディスクＤ２用の光路、すなわち、上記第２の光源となる上記受発光素子１０１の半導体レーザチップより上記第２の対物レンズ１０５に至る光路とで、同一のコリメータレンズ１０３を用いている装置においては、いずれかの光路においては、フィル条件が最適となっていない場合がある。
【００２８】
フィル条件は、光源より発せられる光束の発散角、光源から上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長、及び、該入射瞳の径により決まる。すなわち、ある発散角で光源より発せられたガウシアン分布を有する発散光束が該光源より充分に長い光路長を経て一定の入射瞳径を有するコリメータレンズに入射された場合、このコリメータレンズに入射され実際に光学記録媒体上に照射される光量の、該光源の全発光光量に対する比率は、低くなる。このとき、上記コリメータレンズの入射瞳中心の光強度に対する該入射瞳の最外周部での光強度の比率が高くなるため、図１１及び図１２に示すように、上記対物レンズを経た後の集光スポットは小さくなる（図１１及び図１２中、ＥＦＬ２５ｍｍで示す）。逆に、上記光源より上記コリメータレンズまでの光路長が短い場合には、このコリメータレンズに入射され実際に光学記録媒体上に照射される光量の該光源の全発光光量に対する比率は高くなるが、該コリメータレンズの入射瞳中心の光強度に対する該入射瞳の最外周部での光強度の比率が低くなって、図１１及び図１２に示すように、上記対物レンズを経た後の集光スポットは大きくなる（図１１及び図１２中、ＥＦＬ１７ｍｍで示す）。
【００２９】
そして、上記光ディスクにおいては、信号記録面上に照射される光束の光強度（盤面パワー）として所定の強度以上が必要とされるので、光源の発光出力及びこの光源より発せられる光束の発散角が定められている場合、上記光源より上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長、すなわち、該コリメータレンズの焦点距離は、所定の光路長以下とする必要が生じる。
【００３０】
例えば、上記第１の光ディスクＤ１である「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」においては、信号記録面上に照射される光束の光強度として、０．２ｍＷ以上が必要である。そして、この「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」用の光源として使用されている半導体レーザの特性を考慮すると、図７、図８及び以下の〔表１〕に示すように、この半導体レーザより上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長は、２８ｍｍ以下とする必要がある。
【００３１】
【表１】

Figure 0003552423
【００３２】
しかし、この「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」用の光学系においては、信号記録面上における情報信号の記録密度が高いために、上記対物レンズによって形成される集光スポットの径は可能な限り小さくする必要があり、この意味では、上記半導体レーザより上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長をなるべく長くしておきたい。したがって、この「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」用の光学系においては、上記半導体レーザより上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長は、２８ｍｍの近傍でなければならないこととなる。
【００３３】
一方、上記第２の光ディスクＤ２である「コンパクト・ディスク（ＣＤ）」及び上記「コンパクト・ディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）」においては、信号記録面上に照射される光束の光強度として、０．３ｍＷ以上が必要である。そして、これら「コンパクト・ディスク（ＣＤ）」及び「コンパクト・ディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）」用の光源として使用されている半導体レーザの特性を考慮すると、図９、図１０及び上記〔表１〕に示すように、この半導体レーザより上記コリメータレンズの入射瞳までの光路長は、１９ｍｍ以下とする必要がある。
【００３４】
このように、上記「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」用の光学系と、上記「コンパクト・ディスク（ＣＤ）」及び上記「コンパクト・ディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）」用の光学系とで、コリメータレンズの共用とした場合、それぞれの光学系について最適なフィル条件を満足することはできない。
【００３５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、透明基板の厚さ及び情報信号の記録密度が互いに異なる複数種類の光学記録媒体について、それぞれ最適なフィル条件が満足され、該光学記録媒体の信号記録面上に照射する光束の光強度及びこの信号記録面上に形成される該光束の集光スポット径がそれぞれ必要充分なものとなされて、情報信号の記録及び再生が良好に行えるようになされた光学ピックアップ装置の提供という課題を解決しようとするものである。
【００３６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光束を発する第１及び第２の光源と、第１の光源より発せられた光束及び第２の光源から発せられた光束が入射されるコリメータレンズと、該コリメータレンズを経た第１の光源よりの光束が入射される第１の光学記録媒体に対応された第１の対物レンズと、コリメータレンズを経た第２の光源よりの光束が入射される第２の光学記録媒体に対応された第２の対物レンズと、第１の光源及び第２の光源のいずれか一方とコリメータレンズとの間の光路上に配設された中間レンズとを備え、中間レンズは、第１面が非球面凹面となされ第２面が非球面凸面となされた１枚のレンズで形成され、第１の光源または第２の光源とコリメータレンズとの間の光路長を変えるようにしたものである。
【００３７】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光束を発する第１及び第２の光源と、第１の光源より発せられた光束及び第２の光源から発せられた光束が入射される対物レンズと、第１の光源及び第２の光源のいずれか一方と対物レンズとの間の光路上に配設された中間レンズとを備え、中間レンズは、第１面が非球面凹面となされ第２面が非球面凸面となされた１枚のレンズで形成され、第１の光源または第２の光源と対物レンズとの間の光路長を変えるようにしたものである。
【００３８】
したがって、本発明に係る光学ピックアップ装置においては、上記第１及び第２の光源に対応する各光路において共用されているコリメータレンズ、または、対物レンズの焦点距離と該各光源の特性（発光出力及び発射光束の発散角）とに依って決まるフィル条件を、上記中間レンズによって、該各光路ごとに異なるものとすることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００４０】
この実施の形態は、本発明に係る光学ピックアップ装置を、第１の光学記録媒体として透明基板の厚さが０．６ｍｍの光学記録媒体である第１の光ディスク及び第２の光学記録媒体として透明基板の厚さが１．２ｍｍの光学記録媒体である第２の光ディスクとの双方に対して、情報信号の記録及び再生が行える光学ピックアップ装置として構成したものである。この光学ピックアップ装置について、以下の順序により説明する。
【００４１】
〔１〕第１及び第２の光ディスクの構成
〔２〕光学ピックアップ装置の構成
〔３〕二軸アクチュエータの構成
〔４〕光学ピックアップ装置の調整方法
〔５〕記録再生装置の構成
〔６〕コリメータレンズを用いない構成（有限系対物レンズ）
【００４２】
〔１〕第１及び第２の光ディスクの構成
上記第１の光ディスクＤ１は、図１及び図２に示すように、厚さ０．６ｍｍ、直径１２０ｍｍの円盤状のポリカーボネイト（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）により形成された透明基板と、この透明基板の一主面部上に形成された信号記録層とを有して構成されている。これら透明基板と信号記録層との境界面は、信号記録面となされている。この第１の光ディスクＤ１は、波長が６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍのレーザ光束により、開口数（ＮＡ）が０．６の対物レンズを介して、情報信号の記録及び再生をなされるように構成されている。
【００４３】
このような第１の光ディスクＤ１に該当するものとして、例えば、いわゆる「ＳＤ」、または、「デジタル・ビデオ・ディスク（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｄｉｓｃ：ＤＶＤ）」が提案されている。
【００４４】
上記第２の光ディスクＤ２は、図１及び図２に示すように、厚さ１．２ｍｍ、直径８０ｍｍまたは１２０ｍｍの円盤状のポリカーボネイトにより形成された透明基板と、この透明基板の一主面部上に形成された信号記録層とを有して構成されている。これら透明基板と信号記録層との境界面は、信号記録面となされている。この第２の光ディスクＤ２は、波長が７８０ｎｍのレーザ光束により、開口数が０．４５の対物レンズを介して、情報信号の記録及び再生をなされるように構成されている。
【００４５】
このような第２の光ディスクＤ２に該当するものとしては、例えば、いわゆる「コンパクト・ディスク（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ：ＣＤ）」や「コンパクトディスク・レコーダブル（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ：ＣＤ−Ｒ）」が提案されている。
【００４６】
〔２〕光学ピックアップ装置の構成
本発明に係る光学ピックアップ装置は、図６に示すように、光学系ブロック３９を有し、この光学系ブロック３９内に、光路を構成する種々の光学デバイス及び電子デバイスを内蔵して構成されている。この光学系ブロック３９は、後述する記録再生装置内において移動操作可能に支持されるためのシャフト挿通孔を有している。このシャフト挿通孔の一端側及び他端側には、それぞれスラストベアリング４０，４１が設けられている。
【００４７】
そして、この光学ピックアップ装置は、図１及び図６に示すように、第１の光源となる半導体レーザ７を有している。この半導体レーザ７は、直線偏光のコヒーレント光である第１のレーザ光束を発する。この第１のレーザ光束は、ガウシアン分布を有する発散光束である。また、この第１のレーザ光束の波長は、６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ（例えば、６３５ｎｍ）である。
【００４８】
上記第１のレーザ光束は、中間レンズ８を透過して、平板状のビームスプリッタ６に至る。上記中間レンズ８は、図４に示すように、面１（入射面）が非球面凹面となされ面２（出射面）が非球面凸面となされたレンズであり、アクリル系の合成樹脂材料やガラスモールドにより形成されている。この中間レンズ８は、上記第１のレーザ光束について後述するコリメータレンズ３までの光路長を変える作用をする。この中間レンズ８は、円筒状のレンズホルダ４３内に取付けられており、このレンズホルダ４３とともに、光軸方向への移動調整が可能となされている（なお、移動調整完了後には、該レンズホルダ４３は、上記光学系ブロック３９に対して接着されて固定される）。
【００４９】
上記ビームスプリッタ６は、平板状に形成され、主面部を上記半導体レーザ７よりの第１のレーザ光束の光軸に対して４５°の傾斜角として配設されている。このビームスプリッタ６は、上記半導体レーザ７よりの第１のレーザ光束を該半導体レーザ７側の主面部により反射して、９０°偏向させる。
【００５０】
上記ビームスプリッタ６において反射されたレーザ光束は、合波プリズム２に入射される。この合波プリズム２において、上記第１のレーザ光束は、この合波プリズム２が有する半透過膜面により反射され、９０°偏向されて、この合波プリズム２より射出される。この合波プリズム２より射出された第１のレーザ光束は、コリメータレンズ３に入射され、このコリメータレンズ３により平行光束となされて、第１の対物レンズ４に入射される。なお、上記合波プリズム２及び上記コリメータレンズ３は、２波長（６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ及び７８０ｎｍ）に対応した設計となっている。
【００５１】
上記第１の対物レンズ４は、図５及び図６に示すように、後述する第２の対物レンズ５とともに、二軸アクチュエータ３８により移動操作可能に支持されている。これら第１及び第２の対物レンズ４，５は、互いに互換的に、いずれか一方が上記コリメータレンズ３に対応する位置、すなわち、該コリメータレンズ３を介して射出されるレーザ光束が入射される位置となされる。
【００５２】
上記第１の対物レンズ４は、上記半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束を、上記第１の光ディスクＤ１の信号記録面上に集光させる。すなわち、上記第１の対物レンズ４に入射された第１のレーザ光束は、この第１の対物レンズ４により、上記第１の光ディスクＤ１の信号記録面上に集光して照射される。
【００５３】
このとき、上記第１のレーザ光束は、上記第１の光ディスクＤ１の透明基板側より該第１の光ディスクＤ１に対して照射され、該透明基板を透過して上記信号記録層の表面部である上記信号記録面上に集光される。上記第１の対物レンズ４は、図１中矢印Ｆで示す光軸方向及び図１中矢印Ｔで示す該光軸に直交する方向に移動操作されることにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が記録される箇所（記録トラック）に上記第１のレーザ光束を集光させる。
【００５４】
上記第１の対物レンズ４は、開口数（ＮＡ）が０．６となっている。上記第１の対物レンズ４は、この第１の対物レンズ４によって集光される収束光束の光路中に厚さｔ＝０．６ｍｍの平行平面板が挿入されたときに、ｔ×（ＮＡ）４に比例して発生する球面収差が補正されるように設計されている。すなわち、上記第１の対物レンズ４は、透明基板の厚さが０．６ｍｍの上記第１の光ディスクＤ１に適合されたものとして設計されている。
【００５５】
上記第１の光ディスクＤ１においては、上記第１の対物レンズ４を経た第１のレーザ光束が集光されて照射されることにより、この第１のレーザ光束が照射された箇所に情報信号の記録が行われる。また、上記信号記録面上に照射された第１のレーザ光束は、この信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光量、または、偏光方向を変調されて該信号記録面により反射された第１の反射光束として、上記第１の対物レンズ４に戻る。
【００５６】
上記第１の対物レンズ４に戻った第１の反射光束は、この第１の対物レンズ４、上記コリメータレンズ３及び上記合波プリズム２を経て、上記ビームスプリッタ６に戻る。ここで、この第１の反射光束は、上記ビームスプリッタ６を透過して、光検出器９に入射される。この光検出器９は、複数の受光部を有して構成されており、入射された第１の反射光束の光強度に応じたレベルの電気信号を出力する。
【００５７】
そして、この光学ピックアップ装置は、図１及び図３に示すように、第２の光源となる半導体レーザチップ１２を有する受発光複合素子（レーザカプラ）１を備えている。この受発光複合素子１は、シリコン基板１０上に、光源となる半導体レーザチップ１２及び複数の光検出部１５，１６が配設、形成されて構成されている。上記半導体レーザチップ１２は、上記半導体基板１０上に配設されたヒートシンク部１１上に配設されている。そして、上記複数の光検出部１５，１６上には、ビームスプリッタプリズム１３が配設されている。
【００５８】
この受発光複合素子１において、上記半導体レーザチップ１２が発した第２のレーザ光束は、上記ビームスプリッタプリズム１３の一端部である４５°の傾斜を有する傾斜面部１４により反射されて、上記シリコン基板１０に対する垂直方向に射出される。この第２のレーザ光束は、ガウシアン分布を有する発散光束である。また、この第２のレーザ光束の波長は、７８０ｎｍである。このようにして受発光複合素子１より射出された第２のレーザ光束は、上記合波プリズム２を透過して、上記コリメータレンズ３に入射される。すなわち、上記合波プリズム２を透過したときの上記第２のレーザ光束は、該合波プリズム２より射出された上記第１のレーザ光束と同一の光路上を進行する。そして、上記コリメータレンズ３により平行光線となされた第２のレーザ光束は、第２の対物レンズ５に入射される。
【００５９】
上記第２の対物レンズ５は、図５及び図６に示すように、上記第１の対物レンズ４とともに、上記二軸アクチュエータ３８により移動操作可能に支持されている。これら第１及び第２の対物レンズ４，５は、前述したように、互いに互換的に、いずれか一方が上記コリメータレンズ３に対応する位置、すなわち、該コリメータレンズ３を介して射出されるレーザ光束が入射される位置となされる。
【００６０】
上記第２の対物レンズ５は、上記受発光複合素子１より射出された第２のレーザ光束を、上記第２の光ディスクＤ２の信号記録面上に集光させる。すなわち、上記第２の対物レンズ５に入射された第２のレーザ光束は、この第２の対物レンズ５によって、上記第２の光ディスクＤ２の信号記録面上に集光して照射される。
【００６１】
このとき、上記第２のレーザ光束は、上記第２の光ディスクＤ２の透明基板側より該第２の光ディスクＤ２に対して照射され、該透明基板を透過して上記信号記録層の表面部である上記信号記録面上に集光される。上記第２の対物レンズ５は、光軸方向及び光軸に直交する方向に移動操作されることにより、常に、上記信号記録面上の情報信号が記録される箇所（記録トラック）に上記第２のレーザ光束を集光させる。
【００６２】
上記第２の対物レンズ５は、開口数（ＮＡ）が０．４５となっている。上記第２の対物レンズ５は、この第２の対物レンズ５によって集光される収束光束の光路中に厚さｔ＝１．２ｍｍの平行平面板が挿入されたときに、ｔ×（ＮＡ）４に比例して発生する球面収差が補正されるように設計されている。すなわち、上記第２の対物レンズ５は、透明基板の厚さが１．２ｍｍの上記第２の光ディスクＤ２に適合されたものとして設計されている。
【００６３】
上記第２の光ディスクＤ２においては、上記第２の対物レンズ５を経た第２のレーザ光束が集光されて照射されることにより、この第２のレーザ光束が照射された箇所に情報信号の記録が行われる。また、上記信号記録面上に照射された第２のレーザ光束は、この信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光量を変調されて該信号記録面により反射された第２の反射光束として、上記第２の対物レンズ５に戻る。
【００６４】
上記第２の対物レンズ５に戻った第２の反射光束は、上記コリメータレンズ３及び上記合波プリズム２を経て、上記傾斜面部１４に戻る。この傾斜面部１４に戻った第２の反射光束は、この傾斜面部１４において屈折されつつ、上記ビームスプリッタプリズム１３内に入射する。このビームスプリッタプリズム１３内に入射した第２の反射光束は、一部がこのビームスプリッタプリズム１３の下面部に射出され、残部が該ビームスプリッタプリズム１３の天面部で反射された後再び該ビームスプリッタプリズム１３の下面部に射出されることにより、上記各光検出部１５，１６上に照射される。上記各光検出部１５，１６は、照射された光束に応じた電気信号を出力する。
【００６５】
この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザ７より上記コリメータレンズ３に至る第１の光路と、上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２より該コリメータレンズ３に至る第２の光路とについて、それぞれフィル条件が良好な状態となされている。
【００６６】
フィル条件は、上記半導体レーザ７及び上記半導体レーザチップ１２より発せられる各レーザ光束の発散角、該半導体レーザ７及び該半導体レーザチップ１２から上記コリメータレンズ３の入射瞳までの光路長、及び、該入射瞳の径により決まる。そして、この光学ピックアップ装置においては、上記コリメータレンズ３の焦点距離、すなわち、上記半導体レーザチップ１２より該コリメータレンズ３の入射瞳までの光路長は、上記第２の光ディスクＤ２についての記録再生について最適なフィル条件が満足されるようになされている。
【００６７】
例えば、前出の〔表１〕に示したように、上記半導体レーザチップ１２の発光出力（最大）が４．５ｍＷ、発光光束の発散角が上記第２の光ディスクＤ２のラジアル方向（ｒａｄ）について１２°（ｄｅｇ）、タンジェンシャル方向（ｔａｎ）について２４°（ｄｅｇ）であり、上記コリメータレンズ３の入射瞳の径が、前記〔表１〕より、４ｍｍであるとして、該第２の光ディスクＤ２の信号記録面上に照射される上記第２のレーザ光束の光強度（盤面パワー）として、０．３ｍＷ以上が必要であるとすると、図９及び図１０に示すように、該半導体レーザチップ１２より上記コリメータレンズ３の入射瞳までの光路長は、１９ｍｍ以下とする必要があり、例えば、１７ｍｍとなっている。
【００６８】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザ７より上記コリメータレンズ３の入射瞳までの光路長は、上記中間レンズ８が設けられていることによって延長されており、上記第１の光ディスクＤ１についての記録再生について最適なフィル条件が満足されるようになされている。
【００６９】
例えば、前出の〔表１〕に示したように、上記半導体レーザ７の発光出力（最大）が３．５ｍＷ、発光光束の発散角が上記第１の光ディスクＤ１のラジアル方向（ｒａｄ）について３３°（ｄｅｇ）、タンジェンシャル方向（ｔａｎ）について８°（ｄｅｇ）であり、上記コリメータレンズ３の入射瞳の径が、前記〔表１〕より、３．６ｍｍであるとして、該第１の光ディスクＤ１の信号記録面上に照射される上記第１のレーザ光束の光強度（盤面パワー）として、０．２ｍＷ以上が必要であるとすると、図７及び図８に示すように、該半導体レーザ７より上記コリメータレンズ３の入射瞳までの光路長は、２８ｍｍ以下とする必要があり、例えば、２５ｍｍとなっている。
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザ７より上記コリメータレンズ３に至る第１の光路の光路長が、充分な盤面パワーが確保できる範囲内でなるべく長くなされていることにより、該コリメータレンズ３の入射瞳中心の光強度に対する該入射瞳の最外周部での光強度の比率が高くなされ、図１１及び図１２中に（ＥＦＬ２５ｍｍ）で示すように、上記第１の対物レンズ４を経た後の集光スポットが、上記中間レンズ８が設けられていない場合（図１１及び図１２中にＥＦＬ１７ｍｍで示す）に比較して、小さくなされている。
【００７０】
このように、この光学ピックアップ装置においては、上記「デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）」（Ｄ１）用の光学系と、上記「コンパクト・ディスク（ＣＤ）」及び上記「コンパクト・ディスク・レコーダブル（ＣＤ−Ｒ）」（Ｄ２）用の光学系とで、上記コリメータレンズ３を共用していながら、それぞれの光学系について最適なフィル条件が満足されている。
【００７１】
なお、この光学ピックアップ装置において、上記第１の光ディスクＤ１について、いわゆる３ビーム法によるトラッキングエラー信号の検出を行う場合には、上記半導体レーザ７より上記ビームスプリッタ６に至る光路上にグレーティング（回折格子）を設ける。また、この光学ピックアップ装置において、上記第１の光ディスクＤ１について、いわゆる非点収差法によるフォーカスエラー信号の検出を行う場合には、上記ビームスプリッタ６を透過することにより上記光検出器９で検出を行うことができる。
【００７２】
さらに、この光学ピックアップ装置は、上記中間レンズを上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２から上記コリメータレンズ３に至る第２の光路上のみに配設して構成することとしてもよい。この場合には、上記コリメータレンズ３は、上記半導体レーザ７からの第１の光路についてフィル条件を満たす焦点距離（例えば２５ｍｍ）を有するものとされる。そして、この場合には、上記中間レンズは、上記第２の光路について光路長を短縮する（例えば１７ｍｍにする）作用を有するものとして用いられる。
【００７３】
〔３〕二軸アクチュエータの構成
上記二軸アクチュエータ３８は、図５及び図６に示すように、二軸ベース１７を有して構成され、この二軸ベース１７を上記光学系ブロック３９上に固定されて配設されている。上記二軸ベース１７上には、支持シャフト２９が植設されている。また、上記二軸ベース１７上には、上記支持シャフト２９を囲んで、一対の円弧状のフォーカス用ヨーク１８，１９及び一対の円弧状のトラッキング用ヨーク２０，２１が立設されている。上記各フォーカス用ヨーク１８，１９には、一対のフォーカス用マグネット２３，２４が対応して取付けられている。また、上記各トラッキング用ヨーク２０，２１には、それぞれに一対のトラッキング用マグネット２５，２６、２７，２８が取付けられている。
【００７４】
そして、上記支持シャフト２９には、レンズホルダ３０が、この支持シャフト２９の軸方向への摺動及び該軸回りの回動が可能となされて取付けられている。すなわち、このレンズホルダ３０は、中央部分に上記支持シャフト２９が挿通されるシャフト挿通孔を有しており、このシャフト挿通孔に該支持シャフト２９を挿通させて該支持シャフト２９により支持されている。
【００７５】
上記レンズホルダ３０には、上記第１及び第２の対物レンズ４，５が取付けられている。これら対物レンズ４，５は、光軸を上記支持シャフト２９の軸に平行として並列的に取付けられている。また、これら対物レンズ４，５は、上記二軸ベース１７側よりレーザ光束を入射されて、このレーザ光束を該二軸ベース１７の反対側（すなわち、上記支持シャフト２９の先端側方向）に射出し得るように取付けられている。
【００７６】
また、上記レンズホルダ３０には、上記フォーカス用マグネット２３，２４に対応する位置に、フォーカス用コイル３１が取付けられている。そして、このレンズホルダ３０には、上記各トラッキング用マグネット２５，２６、２７，２８に対応する位置に、一対のトラッキング用コイル３２，３３が取付けられている。
【００７７】
上記レンズホルダ３０は、上記フォーカス用コイル３１にフォーカス駆動電流が供給されると、このフォーカス用コイル３１が上記フォーカス用マグネット２３，２４が形成している磁界より電磁力を受け、図５中矢印Ｆで示すように、上記支持シャフト２９の軸に平行なフォーカス方向に移動操作される。また、このレンズホルダ３０は、上記トラッキング用コイル３２，３３にトラッキング駆動電流が供給されると、このトラッキング用コイル３２，３３が上記トラッキング用マグネット２５，２６、２７，２８が形成している磁界より電磁力を受け、図５中矢印Ｔで示すように、上記支持シャフト２９の軸回りに回動操作される。このとき、上記各対物レンズ４，５は、光軸に直交するトラッキング方向に移動操作される。
【００７８】
さらに、上記レンズボビン３０には、上記支持シャフト挿通孔を中心とする対称な位置となされて対をなす第１の中立位置保持用鉄片３５，３７が取付けられている。これら第１の中立位置保持用鉄片３５，３７が上記トラッキング用マグネット２５，２６、２７，２８が形成する磁界の中立点に位置するとき、上記レンズボビン３０は、上記第１の対物レンズ４を上記コリメータレンズ３より射出された光束が入射される位置とする第１の中立位置に、該磁界の力によって保持される。このとき、上記各トラッキング用コイル３２，３３にトラッキング駆動電流が供給されると、上記レンズボビン３０は、上記第１の中立位置を中心位置として、上記第１の対物レンズ４を上記トラッキング方向に移動操作する。
【００７９】
また、上記レンズボビン３０には、上記支持シャフト挿通孔を中心とする対称な位置となされて対をなす第２の中立位置保持用鉄片３４，３６が取付けられている。これら第２の中立位置保持用鉄片３４，３６が上記トラッキング用マグネット２５，２６、２７，２８が形成する磁界の中立点に位置するとき、上記レンズボビン３０は、上記第２の対物レンズ５を上記コリメータレンズ３より射出された光束が入射される位置とする第２の中立位置に、該磁界の力によって保持される。このとき、上記各トラッキング用コイル３２，３３にトラッキング駆動電流が供給されると、上記レンズボビン３０は、上記第２の中立位置を中心位置として、上記第２の対物レンズ５を上記トラッキング方向に移動操作する。
【００８０】
上記第１及び第２の中立位置間の切換えは、上記各トラッキング用コイル３２，３３に電流を供給して上記レンズボビン３０を上記支持シャフト２９の軸回りに回動させ、このレンズボビン３０が所望の位置（第１、または、第２の中立位置）となったときに、該各トラッキング用コイル３２，３３への電流の供給を停止すればよい。
【００８１】
上記コリメータレンズ３より射出された光束は、一方のトラッキング用ヨーク２１に設けられた透孔２２を介して上記二軸ベース１７の主面部に沿って上記支持シャフト２９に向けて入射され、該二軸ベース１７の主面部に取付けられた反射プリズム４２に反射されて９０°偏向されて、上記第１、または、第２の対物レンズ４，５に入射される。
【００８２】
また、この二軸アクチュエータ３８は、上記二軸ベース１７に透孔を設け、上記コリメータレンズ３より射出された光束がこの透孔を介して上記支持シャフト２９に平行に入射されて上記第１、または、第２の対物レンズ４，５に入射される構成としてもよい。
【００８３】
〔４〕光学ピックアップ装置の調整方法
この光学ピックアップ装置を製造するにあたっては、上記光学系ブロック３９に上述した各光学デバイス及び電子デバイスを内蔵させた後、これら光学デバイス及び電子デバイス間の相対位置を所定の相対位置となるように調整する必要がある。
【００８４】
この調整は、まず、第１の光源である上記半導体レーザ７を点灯し、この半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束が上記第１の対物レンズ４に入射される状態とする。そして、この状態で、上記二軸アクチュエータ３８の上記光学系ブロック３９に対する位置を調整する。この調整では、上記各対物レンズ４，５の光軸方向（以下「Ｚ軸」とする）に直交する平面（以下「ＸＹ平面」とする）内の位置についての調整を行う。
【００８５】
次に、上記半導体レーザ７が点灯されこの半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束が上記第１の対物レンズ４に入射されている状態のままで、上記二軸アクチュエータ３８の上記光学系ブロック３９に対する傾き（Ｘ軸回り及びＹ軸回りの回動位置）を調整する。
【００８６】
これらの二軸アクチュータ３８についての調整は、上記第１の光ディスクＤ１より情報信号を読み出す状態として、読み出し信号（ＲＦ信号）を観察しつつ、良好な読み出し信号が得られる状態を探すことにより行う。
【００８７】
そして、第２の光源である上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２を点灯し、この受発光複合素子１より射出された光束が上記第２の対物レンズ５に入射される状態とする。この状態で、上記受発光複合素子１の上記光学系ブロック３９に対する位置を調整する。この調整では、上記受発光複合素子１より射出された第２のレーザ光束の光軸方向（Ｚ軸）に直交する平面（ＸＹ平面）内の位置についての調整を行う。ここで、必要があれば、上記コリメータレンズ３の光軸方向（Ｚ軸方向）の位置の調整を行う。
【００８８】
次に、再び上記半導体レーザ７を点灯しこの半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束が上記第１の対物レンズ４に入射される状態として、上記光検出器９のこの光検出器９に入射する光束の光軸に直交する平面（ＸＹ平面）内の位置についての調整を行う。そして、上記中間レンズ８の光軸方向（Ｚ軸方向）の位置の調整を行う。
【００８９】
これらの受発光複合素子１、コリメータレンズ３、光検出器９及び中間レンズ８についての調整は、上記第１、または、第２の光ディスクＤ１，Ｄ２より情報信号を読み出す状態として、読み出し信号（ＲＦ信号）を観察しつつ、良好な読み出し信号が得られる状態を探すことにより行う。
【００９０】
〔５〕記録再生装置の構成
そして、この光学ピックアップ装置は、この光学ピックアップ装置を用いて構成された記録再生装置においては、図１３に示すように、スピンドルモータ４５により回転操作される光ディスクＤ１，Ｄ２の信号記録面に上記各対物レンズ４，５を対向させて配設される。そして、この光学ピックアップ装置４６は、上記光ディスクＤ１，Ｄ２の内外周に亘って、上記光学系ブロック３９のシャフト挿通孔に挿通された図示しないガイドシャフトに沿って移動操作されることにより、該光ディスクＤ１，Ｄ２の信号記録面の全面に亘って、情報信号の書き込み及び読み出しを行うことができる。
【００９１】
上記スピンドルモータ４５の駆動軸には、略々円盤状のディスクテーブル５０が取付けられている。上記光ディスクＤ１，Ｄ２は、上記ディスクテーブル５０により、中心部分を保持されて、上記スピンドルモータ４５により回転操作される。
【００９２】
上記光学ピックアップ装置４６からは、上記第１、または、第２の光ディスクＤ１，Ｄ２からの情報信号の読み出し信号（ＲＦ信号）が出力され、信号復調器５２に送られる。この信号復調器５２は、上記読み出し信号を復調して、誤り訂正回路５３に送る。この誤り訂正回路５３は、誤り訂正を行った信号を、インターフェイス（ＳＣＳＩ）５４を介して、外部コンピュータ（または、オーディオ回路）へ送り出す。
【００９３】
上記信号復調器５２、上記誤り訂正回路５３及び上記インターフェイス（ＳＣＳＩ）５４は、光ディスクドライブコントローラ４９により制御されて作動する。この光ディスクドライブコントローラ４９は、また、上記信号復調器５２から送られる読み出し信号及びＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）５１より送られる制御信号に応じて、ヘッドアクセス制御回路４７を制御し、このヘッドアクセス制御回路４７を介して、上記光学ピックアップ装置４６の位置の制御を行う。
【００９４】
さらに、この光ディスクドライブコントローラ４９は、上記読み出し信号から得られるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、フォーカス及びトラッキングサーボ回路４８を制御し、このフォーカス及びトラッキングサーボ回路４８を介して、上記二軸アクチュエータ３８におけるフォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作の制御を行う。このようなフォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作が実行されることにより、上記第１、または、第２の対物レンズ４，５は、常に、上記第１、または、第２の光ディスクＤ１，Ｄ２の信号記録面上の情報信号が記録される箇所（記録トラック）に上記第１、または、第２のレーザ光束を集光させる。そして、この光ディスクドライブコントローラ４９は、上記読み出し信号から得られるクロック信号に基づいて、上記スピンドルモータ４５の回転速度の制御を行う。
【００９５】
上記ディスクテーブル５０に上記第１の光ディスクＤ１が装着されている場合には、第１の光源である上記半導体レーザ７を点灯し、この半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束が上記第１の対物レンズ４に入射される状態とする。
【００９６】
この場合には、上記第１の光ディスクＤ１に対する情報信号の記録及び再生の条件、すなわち、上記第１の対物レンズ４の開口数が０．６で上記第１のレーザ光束の波長が６３５ｎｍ（６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ）という条件が満足されており、この第１の光ディスクＤ１に記録されている全ての信号（３Ｔ乃至１１Ｔ（Ｔはチャンネルビット））について、十分な空間周波数特性（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＭＴＦ）が得られる。また、上記中間レンズ８により、上記半導体レーザ７の上記コリメータレンズ３に対するフィル条件が良好な状態となされている。したがって、上記第１の光ディスクＤ１に対する良好な記録及び再生が可能である。
【００９７】
そして、上記ディスクテーブル５０に上記第２の光ディスクＤ２が装着されている場合には、第２の光源である上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２を点灯し、この半導体レーザチップ１２より射出された第２のレーザ光束が上記第２の対物レンズ５に入射される状態とする。
【００９８】
この場合には、上記第２の光ディスクＤ２に対する情報信号の記録及び再生の条件、すなわち、上記第２の対物レンズ４の開口数が０．４５で上記第２のレーザ光束の波長が７８０ｎｍという条件が満足されており、この第２の光ディスクＤ２に記録されている全ての信号（３Ｔ乃至１１Ｔ（Ｔはチャンネルビット））について、十分な空間周波数特性（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＭＴＦ）が得られ、良好な記録及び再生が可能である。
【００９９】
〔６〕コリメータレンズを用いない構成（有限系対物レンズ）
本発明に係る光学ピックアップ装置は、図２に示すように、対物レンズ４をいわゆる有限系のレンズであって２波長（６３０ｎｍ乃至６５０ｎｍ及び７８０ｎｍ）に対応した設計のものとして、この対物レンズ４を上記第１及び第２の光ディスクＤ１，Ｄ２の双方について使用とすることとして構成してもよい。
【０１００】
この場合には、上記第１の光ディスクＤ１について情報信号の書き込み、または、読み出しを行うときには、上記半導体レーザ７を点灯する。この半導体レーザ７より射出された第１のレーザ光束は、上記中間レンズ８、上記ビームスプリッタ６及び上記合波プリズム２を経て、上記対物レンズ４に入射され、この対物レンズ４により、上記第１の光ディスクＤ１の信号記録面上に集光される。また、上記第２の光ディスクＤ２について情報信号の書き込み、または、読み出しを行うときには、上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２を点灯する。この半導体レーザチップ１２より射出された第１のレーザ光束は、上記合波プリズム２を経て、上記対物レンズ４に入射され、この対物レンズ４により、上記第２の光ディスクＤ２の信号記録面上に集光される。
【０１０１】
このような有限系の対物レンズ４を上記第１及び第２の光ディスクＤ１，Ｄ２について共用する場合においても、上記中間レンズ８が設けられていることにより、上記半導体レーザ７の該対物レンズ４に対するフィル条件が良好な状態となされる。
【０１０２】
【実施例】
本発明に係る光学ピックアップ装置の要部をなす上記半導体レーザ７及び上記受発光複合素子１より上記各対物レンズ４，５に至る光学系について、具体的な設計を行った。
【０１０３】
すなわち、上記コリメータレンズ３の焦点距離を１７ｍｍとし、前出の〔表１〕に示したように、第１の対物レンズ４の開口数を０．６、焦点距離を３ｍｍ、第２の対物レンズ５の開口数を０．４５、焦点距離を４．５ｍｍとし、上記半導体レーザ７の発光出力（最大）を３．５ｍＷ、発光光束の発散角を上記第１の光ディスクＤ１のラジアル方向（ｒａｄ）について３３°（ｄｅｇ）、タンジェンシャル方向（ｔａｎ）について８°（ｄｅｇ）とし、上記受発光複合素子１の半導体レーザチップ１２の発光出力（最大）を４．５ｍＷ、発光光束の発散角を上記第２の光ディスクＤ２のラジアル方向（ｒａｄ）について１２°（ｄｅｇ）、タンジェンシャル方向（ｔａｎ）について２４°（ｄｅｇ）としたとき、上記中間レンズ８は、以下の〔表２〕に示す形状が最適である。なお、入射瞳径は、対物レンズの開口数と対物レンズの焦点距離で決まる。
【０１０４】
【表２】
Figure 0003552423
【０１０５】
この中間レンズ８は、上記半導体レーザ７の位置が上記ＸＹ平面上を規定公差内で移動した場合においても、上記第１の光ディスクＤ１よりの情報信号の読取り性能を悪化させないようになされている。すなわち、この中間レンズ８の面１（非球面）及び面２（非球面）の面形状の最適化により、上記半導体レーザ７の位置が上記ＸＹ平面上を移動しても、上記コリメータレンズ３を透過後の上記第１のレーザ光束は、光軸が傾くことはあっても、波面収差が増大しないようになされている。
【０１０６】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る光学ピックアップ装置は、互いに異なる波長の光束を発する第１の光学記録媒体用の第１の光路を構成する第１の光源と第２の光学記録媒体用の第２の光路を構成する第２の光源と、該第１の光源より発せられた光束及び該第２の光源から発せられた光束が入射されるコリメータレンズ、または、該第１の光源より発せられた光束及び該第２の光源から発せられた光束が入射される対物レンズと、該第１及び第２の光源のいずれか一方と該コリメータレンズ、または、該対物レンズとの間の光路上に配設された中間レンズとを備え、この中間レンズは、該第１及び第２の光源のいずれか一方と該コリメータレンズ、または、該対物レンズとの間の光路長を変えるレンズである。
【０１０７】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記第１及び第２の光路において共用されているコリメータレンズ、または、対物レンズの焦点距離と上記各光源の特性（発光出力及び発射光束の発散角度）とに依って決まるフィル条件を、上記中間レンズによって、該各光路ごとに異なるものとすることができる。
【０１０８】
すなわち、本発明は、透明基板の厚さ及び情報信号の記録密度が互いに異なる複数種類の光学記録媒体について、それぞれ最適なフィル条件が満足され、該光学記録媒体の信号記録面上に照射する光束の光強度及びこの信号記録面上に形成される該光束の集光スポット径がそれぞれ必要充分なものとなされて、情報信号の記録及び再生が良好に行えるようになされた光学ピックアップ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を一部を破断して示す側面図である。
【図２】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成の他の例を一部を破断して示す側面図である。
【図３】上記光学ピックアップ装置を構成する受発光複合素子の構成を一部を破断して示す側面図である。
【図４】上記光学ピックアップ装置を構成する中間レンズの形状を示す縦断面図である。
【図５】上記光学ピックアップ装置を構成する二軸アクチュエータの構成を示す分解斜視図である。
【図６】上記二軸アクチュエータの構成を示す透視平面図である。
【図７】第１の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長とこの入射瞳への入射光量との関係を示すグラフである。
【図８】第１の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長と該第１の光ディスク上に照射される光量（盤面パワー）との関係を示すグラフである。
【図９】第２の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長とこの入射瞳への入射光量との関係を示すグラフである。
【図１０】第２の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長と該第２の光ディスク上に照射される光量（盤面パワー）との関係を示すグラフである。
【図１１】第２の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長と該第２の光ディスク上に形成される光スポットの形状（対数目盛による）との関係を示すグラフである。
【図１２】第２の光ディスク用の光路における光源からコリメータレンズの入射瞳までの光路長と該第２の光ディスク上に形成される光スポットの形状との関係を示すグラフである。
【図１３】上記光学ピックアップ装置を用いた記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】従来の光学ピックアップ装置の構成を一部を破断して示す側面図である。
【符号の説明】
１ 受発光複合素子、２ 合波プリズム、３ コリメータレンズ、４ 第１の対物レンズ、５ 第２の対物レンズ、６ ビームスプリッタ、７ 半導体レーザ、８ 中間レンズ、９ 光検出器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to a technical field related to an optical pickup device that writes and reads information signals to and from an optical recording medium such as an optical disk.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, an optical recording medium such as an optical disk or an optical card has been proposed as a recording medium for information signals, and an optical pickup device for writing and reading information signals to and from such an optical recording medium has been proposed.
[0003]
Such an optical recording medium includes a transparent substrate made of a transparent material such as polycarbonate, and a signal recording layer formed on one main surface of the transparent substrate. In order to write and read information signals to and from such an optical recording medium, the optical pickup device is used to focus a light beam on the surface of the signal recording layer of the optical recording medium, that is, the signal recording surface. Irradiate. The optical pickup device includes a light source and an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source. Further, the optical pickup device has a photodetector such as a photodiode for detecting a light beam reflected by the signal recording surface of the light beam irradiated on the signal recording surface.
[0004]
In such an optical recording medium, the recording density of an information signal is being increased to be used as a recording medium for an audio signal and an image signal. In order to record and reproduce information signals on an optical recording medium with a high recording density, the objective lens should have a larger numerical aperture (NA) (for example, 0.6) and the luminous flux should be higher. Is required to be shorter (for example, 630 nm to 650 nm), and it is necessary to reduce a beam spot formed by condensing the light beam on the optical recording medium.
[0005]
However, when the numerical aperture of the objective lens increases, the inclination of the optical recording medium with respect to the optical axis of the objective lens, unevenness in the thickness of the transparent substrate of the optical recording medium, and defocus of the light beam on the optical recording medium. The tolerance for (defocus) decreases, and it becomes difficult to record and reproduce information signals on this optical recording medium.
[0006]
For example, when an inclination (skew) of the optical recording medium with respect to the optical axis of the objective lens occurs, a wavefront aberration occurs in a light beam condensed on the signal recording surface, and an electric signal (output from the photodetector) is generated. RF output). The wavefront aberration is dominated by tertiary coma which occurs in proportion to the cube of the numerical aperture of the objective lens and about the first power of the tilt angle (skew angle) of the optical recording medium. Therefore, the permissible value for the tilt of the optical recording medium is inversely proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens, that is, the smaller the numerical aperture, the smaller the allowable value.
[0007]
An optical disk (such as a so-called "compact disk (CD)") which has a transparent substrate formed of a disc-shaped polycarbonate having a thickness of 1.2 mm and a diameter of 80 mm or 120 mm and which is generally widely used at present. In the above, the inclination angle may reach ± 0.5 ° to ± 1 °.
[0008]
In such an optical disk, when the numerical aperture of the objective lens is increased (for example, to about 0.6 or more), the above-mentioned wavefront aberration occurs in a light beam irradiated on the optical disk, and the signal recording surface of the optical disk is The upper beam spot has an asymmetric shape, causing intersymbol interference to occur significantly, making it difficult to accurately reproduce a signal. (In the case of a “compact disc”, the optical pickup device has a wavelength of a light beam emitted from a light source. 780 nm and an objective lens having a numerical aperture of 0.45 are used).
[0009]
The amount of such third-order coma is proportional to the thickness of the transparent substrate of the optical disk. Therefore, by reducing the thickness of the transparent substrate (for example, to 0.6 mm), third-order coma can be reduced by half. When the coma aberration is reduced in this way, as shown in FIG. 14, the optical disk has a transparent substrate having a thickness of 1.2 mm (D2), and the transparent substrate has a thickness of 0.2 mm. 6 mm (D1) will be used together. As such an optical disk whose transparent substrate has a thickness of 0.6 mm, for example, a so-called "SD" or "digital video disk (DVD)" has been proposed.
[0010]
By the way, when a parallel flat plate having a thickness t is inserted into the optical path of the convergent light beam condensed by the objective lens, t × (NA) is related to the thickness t and the numerical aperture NA of the objective lens. ) 4 Spherical aberration occurs in proportion to.
[0011]
The objective lens is designed so that this spherical aberration is corrected. That is, since the amount of spherical aberration that occurs when the thickness of the transparent substrate varies, the objective lens is designed to be adapted to the predetermined thickness of the transparent substrate.
[0012]
Then, for example, using the first objective lens 104 designed and adapted to the first optical disc D1 having a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm, a second substrate having a transparent substrate having a thickness of 1.2 mm is used. When recording and reproducing information signals on and from the optical disk D2 (for example, a "compact disk", a write-once optical disk, or a magneto-optical disk), the difference in thickness (0.6 mm) between these transparent substrates is This significantly exceeds the tolerance of the thickness error of the transparent substrate that the optical pickup device can handle. In this case, the first objective lens 104 cannot correct the spherical aberration generated due to the difference in the thickness of the transparent substrate, and cannot record and reproduce an information signal satisfactorily.
[0013]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 14, a first objective lens 104 adapted to the first optical disc D1 and a second objective lens 105 adapted to the second optical disc D2. An objective lens is provided, and the objective lenses 104 and 105 are interchangeably used depending on whether the optical recording medium on which information signals are recorded and reproduced is one of the first and second optical disks. Such an optical pickup device has been proposed.
[0014]
Further, in a write-once optical disc having a signal recording layer made of an organic dye, as in a so-called “Compact Disc-Recordable (CD-R)”, the wavelength dependence of information signal recording and reproduction is low. Yes, the information signal cannot be read out without using a light beam of a predetermined wavelength. Therefore, in order to enable reading of an information signal from such a write-once optical disc, as shown in FIG. 14, first and second light beams having different wavelengths (for example, 630 nm to 650 nm and 780 nm) are emitted. An optical pickup device having two light sources has been proposed.
[0015]
That is, the optical pickup device includes a semiconductor laser 107 serving as a first light source, a light receiving / emitting composite element (laser coupler) 101 having a semiconductor laser chip serving as a second light source, and a semiconductor laser 107 and a light receiving / emitting composite element 101. A multiplexing prism 102 on which the emitted luminous flux is incident and overlaps the luminous flux, a collimator lens 103 on which the luminous flux passing through the multiplexing prism 102 is incident, and first and second objectives on which the luminous flux passing through the collimator lens 103 is incident. It has lenses 104 and 105 and a photodetector 109.
[0016]
A first laser beam having a first wavelength (for example, 630 nm to 650 nm) emitted from the semiconductor laser 107 is deflected by 90 ° by a flat beam splitter 106 and is incident on the multiplex prism 102. The semi-transmissive film surface of the multiplexing prism 102 has an inclination of 45 ° with respect to the optical axis of the first laser beam from the semiconductor laser 107 and the optical axis of the second laser beam from the composite light receiving / emitting element 101. It is arranged to be. A first laser beam from the semiconductor laser 107 is reflected by the semi-transmissive film surface in the multiplexing prism 102, deflected by 90 °, and emitted from the multiplexing prism 102. The first laser beam emitted from the multiplexing prism 102 is incident on a collimator lens 103 and is converted into a parallel beam by the collimator lens 103.
[0017]
On the other hand, a second laser beam having a second wavelength (for example, 780 nm) from the light receiving / emitting composite element 101 passes through the semi-transmissive film surface of the multiplexing prism 102 and is reflected by the semi-transmissive film surface. The light is incident on the collimator lens 103 through the same optical path as the first laser light flux, and is converted into a parallel light flux by the collimator lens 103.
[0018]
When writing or reading an information signal to or from the first optical disk D1 (so-called "SD" or "digital video disk (DVD)"), only the semiconductor laser 107 is turned on. The first objective lens 104 is placed on the optical path of the first laser beam corresponding to the collimator lens 103 so that the first laser beam passing through the collimator lens 103 is incident on the first objective lens 104. Position. At this time, the first laser beam is incident on the first objective lens 104.
[0019]
The first laser light beam incident on the first objective lens 104 is condensed and irradiated on the signal recording surface of the first optical disc D1 by the first objective lens 104. At this time, the first laser beam is irradiated onto the first optical disk D1 from the transparent substrate side of the first optical disk D1, passes through the transparent substrate, and is focused on the signal recording surface. You. The first objective lens 104 is moved along with the second objective lens 105 while being supported by a biaxial actuator (not shown), so that an information signal on the signal recording surface is always recorded ( The first laser beam is focused on a recording track).
[0020]
In the first optical disc D1, the first laser light beam having passed through the first objective lens 104 is condensed and irradiated, so that an information signal is recorded at a position irradiated with the first laser light beam. Is performed. Further, the first laser beam irradiated onto the signal recording surface is reflected by the signal recording surface after modulating the light amount or the polarization direction according to the information signal recorded on the signal recording surface. The light returns to the first objective lens 104 as the first reflected light flux.
[0021]
The first reflected light flux reflected by the signal recording surface reaches the multiplex prism 102 via the first objective lens 104 and the collimator lens 103. The first reflected light beam is reflected by the semi-transmissive film surface of the multiplexing prism 102 and deflected to a path returning to the semiconductor laser 107. The first reflected light flux reaches the beam splitter 106, passes through the beam splitter 106, and travels to the photodetector 109.
[0022]
The photodetector 109 is a light receiving element such as a photodiode, and receives the first reflected light beam that has passed through the beam splitter 106 and converts it into an electric signal. The information signal recorded on the first optical disc D1 is reproduced based on the electric signal output from the photodetector 109.
[0023]
When writing or reading an information signal to or from the second optical disk D2 (so-called “compact disk (CD)” or “compact disk recordable (CD-R)”), the light emitting and receiving element is used. Only the semiconductor laser chip 101 is turned on, and the second objective lens 105 is connected to the collimator lens 103 such that the second laser beam passing through the collimator lens 103 is incident on the second objective lens 105. It is located on the optical path of the corresponding second laser beam. At this time, the second laser beam is incident on the second objective lens 105.
[0024]
The second laser beam incident on the second objective lens 105 is condensed and irradiated on the signal recording surface of the second optical disc D2 by the second objective lens 105. At this time, the second laser beam is irradiated onto the second optical disk D2 from the transparent substrate side of the second optical disk D2, passes through the transparent substrate, and is focused on the signal recording surface. You. The second objective lens 105 is moved along with the first objective lens 104 while being supported by the two-axis actuator, so that the information signal is always recorded on the signal recording surface (recording position). The second laser beam is focused on a track).
[0025]
In the second optical disc D2, the second laser light beam having passed through the second objective lens 105 is condensed and irradiated, so that an information signal is recorded at a position irradiated with the second laser light beam. Is performed. Further, the second laser beam irradiated on the signal recording surface is reflected by the signal recording surface after modulating the light amount or the polarization direction according to the information signal recorded on the signal recording surface. The light returns to the second objective lens 105 as the second reflected light flux.
[0026]
The second reflected light flux reflected by the signal recording surface reaches the multiplexing prism 102 via the second objective lens 105 and the collimator lens 103. The second reflected light flux passes through the semi-transmissive film surface of the multiplexing prism 102 and returns to the composite light receiving / emitting element 101. In the composite light receiving / emitting element 101, the second reflected light beam is detected by a photodetector included in the light receiving / emitting element 101. That is, the photodetector receives the second reflected light flux and converts it into an electric signal. The information signal recorded on the second optical disc D2 is reproduced based on the electric signal output from the photodetector.
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as in the above-described optical pickup device, the optical path for the first optical disk D1, that is, the optical path from the semiconductor laser 107 serving as the first light source to the first objective lens 104, and the second optical path. In an apparatus using the same collimator lens 103 in the optical path for the optical disk D2, that is, the optical path from the semiconductor laser chip of the light emitting / receiving element 101 serving as the second light source to the second objective lens 105, In some optical paths, the fill condition may not be optimal.
[0028]
The fill condition is determined by the divergence angle of the light beam emitted from the light source, the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens, and the diameter of the entrance pupil. That is, when a divergent light beam having a Gaussian distribution emitted from a light source at a certain divergence angle is incident on a collimator lens having a constant entrance pupil diameter through a sufficiently long optical path length from the light source, it is incident on this collimator lens and The ratio of the amount of light irradiated on the optical recording medium to the total amount of light emitted from the light source becomes low. At this time, since the ratio of the light intensity at the outermost periphery of the entrance pupil to the light intensity at the center of the entrance pupil of the collimator lens is increased, as shown in FIG. 11 and FIG. The light spot becomes smaller (shown as EFL 25 mm in FIGS. 11 and 12). Conversely, when the optical path length from the light source to the collimator lens is short, the ratio of the amount of light incident on the collimator lens and actually illuminating the optical recording medium with respect to the total amount of light emitted by the light source increases, The ratio of the light intensity at the outermost periphery of the entrance pupil to the light intensity at the center of the entrance pupil of the collimator lens is reduced. As shown in FIGS. 11 and 12, the condensed spot after passing through the objective lens is (EFL 17 mm in FIGS. 11 and 12).
[0029]
In the optical disk, since the light intensity (board surface power) of the light beam irradiated on the signal recording surface is required to be equal to or higher than a predetermined intensity, the emission output of the light source and the divergence angle of the light beam emitted from the light source are reduced. In the case where it is determined, the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens, that is, the focal length of the collimator lens needs to be shorter than a predetermined optical path length.
[0030]
For example, in the case of a "digital video disk (DVD)" as the first optical disk D1, a light intensity of a light beam irradiated on a signal recording surface needs to be 0.2 mW or more. Considering the characteristics of the semiconductor laser used as a light source for this “digital video disk (DVD)”, as shown in FIGS. 7 and 8 and Table 1 below, The optical path length to the entrance pupil of the collimator lens needs to be 28 mm or less.
[0031]
[Table 1]
Figure 0003552423
[0032]
However, in the optical system for the "digital video disk (DVD)", the diameter of the condensed spot formed by the objective lens is possible because the recording density of the information signal on the signal recording surface is high. In this sense, the optical path length from the semiconductor laser to the entrance pupil of the collimator lens should be as long as possible. Therefore, in the optical system for the "digital video disk (DVD)", the optical path length from the semiconductor laser to the entrance pupil of the collimator lens must be close to 28 mm.
[0033]
On the other hand, in the second optical disk D2, the "compact disk (CD)" and the "compact disk recordable (CD-R)", the light intensity of the light beam radiated on the signal recording surface is as follows. 0.3 mW or more is required. Considering the characteristics of the semiconductor laser used as a light source for these “compact disk (CD)” and “compact disk recordable (CD-R)”, FIGS. As shown in [1], the optical path length from this semiconductor laser to the entrance pupil of the collimator lens needs to be 19 mm or less.
[0034]
Thus, the optical system for the "digital video disk (DVD)" and the optical system for the "compact disk (CD)" and the "compact disk recordable (CD-R)" When the collimator lens is used in common, it is not possible to satisfy the optimum fill condition for each optical system.
[0035]
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and an optimum fill condition is satisfied for each of a plurality of types of optical recording media having different thicknesses of the transparent substrate and recording densities of information signals. The light intensity of the light beam irradiated on the signal recording surface of the optical recording medium and the focused spot diameter of the light beam formed on the signal recording surface are required and sufficient to record and reproduce information signals. It is an object of the present invention to solve the problem of providing an optical pickup device capable of performing the above-described operations well.
[0036]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an optical pickup device according to the present invention includes a first light source and a second light source that emit light beams of different wavelengths, a light beam emitted from the first light source, and a light beam emitted from the second light source. A first objective lens corresponding to a first optical recording medium onto which a light beam from a first light source passing through the collimator lens is incident, and a second objective lens corresponding to a first optical recording medium through which the light beam from the first light source passes through the collimator lens. A second objective lens corresponding to a second optical recording medium on which a light beam from a light source is incident; Light source And an intermediate lens disposed on an optical path between one of the second light sources and the collimator lens, wherein the intermediate lens includes: A first light source formed by a single lens having a first surface formed as an aspheric concave surface and a second surface formed as an aspheric convex surface; Or the optical path length between the second light source and the collimator lens I changed it Things.
[0037]
Further, in the optical pickup device according to the present invention, the first and second light sources emitting light beams having different wavelengths from each other, and the light beam emitted from the first light source and the light beam emitted from the second light source are incident. The objective lens and the first Light source And an intermediate lens disposed on an optical path between one of the second light sources and the objective lens, the intermediate lens comprising: A first light source formed by a single lens having a first surface formed as an aspheric concave surface and a second surface formed as an aspheric convex surface; Or the optical path length between the second light source and the objective lens I changed it Things.
[0038]
Therefore, in the optical pickup device according to the present invention, the focal length of the collimator lens or the objective lens shared in each optical path corresponding to the first and second light sources and the characteristics of each light source (emission output and The fill condition determined by the divergence angle of the emitted light beam) can be made different for each optical path by the intermediate lens.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
In this embodiment, an optical pickup device according to the present invention is used as a first optical recording medium, a first optical disk which is an optical recording medium having a transparent substrate having a thickness of 0.6 mm, and a transparent optical recording medium as a second optical recording medium. This is an optical pickup device capable of recording and reproducing information signals on and from both a second optical disk which is an optical recording medium having a substrate thickness of 1.2 mm. This optical pickup device will be described in the following order.
[0041]
[1] Configuration of first and second optical disks
[2] Configuration of optical pickup device
[3] Configuration of biaxial actuator
[4] Adjustment method of optical pickup device
[5] Configuration of recording / reproducing device
[6] Configuration without collimator lens (finite objective lens)
[0042]
[1] Configuration of first and second optical disks
As shown in FIGS. 1 and 2, the first optical disk D1 has a transparent substrate formed of a disc-shaped polycarbonate having a thickness of 0.6 mm and a diameter of 120 mm, and a first main surface portion of the transparent substrate. And a signal recording layer formed on the substrate. The interface between the transparent substrate and the signal recording layer is a signal recording surface. The first optical disc D1 is configured to record and reproduce information signals by a laser beam having a wavelength of 630 nm to 650 nm via an objective lens having a numerical aperture (NA) of 0.6.
[0043]
For example, a so-called "SD" or "Digital Video Disc (DVD)" has been proposed as an example of such a first optical disc D1.
[0044]
As shown in FIGS. 1 and 2, the second optical disc D2 has a transparent substrate formed of a disc-shaped polycarbonate having a thickness of 1.2 mm, a diameter of 80 mm or 120 mm, and one main surface of the transparent substrate. And the formed signal recording layer. The interface between the transparent substrate and the signal recording layer is a signal recording surface. The second optical disc D2 is configured to record and reproduce information signals with a laser beam having a wavelength of 780 nm via an objective lens having a numerical aperture of 0.45.
[0045]
As such a second optical disc D2, for example, a so-called "compact disc (CD)" or "compact disc-recordable (CD-R)" is proposed. ing.
[0046]
[2] Configuration of optical pickup device
As shown in FIG. 6, the optical pickup device according to the present invention has an optical system block 39 in which various optical devices and electronic devices constituting an optical path are built in. I have. The optical system block 39 has a shaft insertion hole for being movably supported in a recording / reproducing apparatus described later. Thrust bearings 40 and 41 are provided at one end and the other end of the shaft insertion hole, respectively.
[0047]
The optical pickup device has a semiconductor laser 7 as a first light source, as shown in FIGS. The semiconductor laser 7 emits a first laser beam which is linearly polarized coherent light. This first laser beam is a divergent beam having a Gaussian distribution. The wavelength of the first laser beam is 630 nm to 650 nm (for example, 635 nm).
[0048]
The first laser beam passes through the intermediate lens 8 and reaches the flat beam splitter 6. As shown in FIG. 4, the intermediate lens 8 is a lens having a surface 1 (incident surface) formed as an aspherical concave surface and a surface 2 (emitted surface) formed as an aspherical convex surface. It is formed by a mold. The intermediate lens 8 functions to change the optical path length of the first laser beam to the collimator lens 3 described later. The intermediate lens 8 is mounted in a cylindrical lens holder 43, and can be moved and adjusted in the optical axis direction together with the lens holder 43. 43 is adhered and fixed to the optical system block 39).
[0049]
The beam splitter 6 is formed in a flat plate shape, and has a main surface arranged at an inclination angle of 45 ° with respect to the optical axis of the first laser beam from the semiconductor laser 7. The beam splitter 6 reflects the first laser beam from the semiconductor laser 7 by the main surface on the semiconductor laser 7 side and deflects it by 90 °.
[0050]
The laser beam reflected by the beam splitter 6 enters the multiplexing prism 2. In the multiplexing prism 2, the first laser beam is reflected by the semi-transmissive film surface of the multiplexing prism 2, deflected by 90 °, and emitted from the multiplexing prism 2. The first laser beam emitted from the multiplexing prism 2 is incident on the collimator lens 3, is converted into a parallel beam by the collimator lens 3, and is incident on the first objective lens 4. The multiplexing prism 2 and the collimator lens 3 are designed for two wavelengths (630 nm to 650 nm and 780 nm).
[0051]
As shown in FIGS. 5 and 6, the first objective lens 4 is movably supported by a biaxial actuator 38 together with a second objective lens 5 described later. One of the first and second objective lenses 4 and 5 is interchangeable with each other, and a position corresponding to one of the collimator lenses 3, that is, a laser beam emitted through the collimator lens 3 is incident on the first and second objective lenses 4 and 5. Made with location.
[0052]
The first objective lens 4 focuses the first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 on the signal recording surface of the first optical disc D1. That is, the first laser light flux incident on the first objective lens 4 is condensed and irradiated on the signal recording surface of the first optical disc D1 by the first objective lens 4.
[0053]
At this time, the first laser beam is irradiated onto the first optical disc D1 from the transparent substrate side of the first optical disc D1, passes through the transparent substrate, and forms a surface portion of the signal recording layer. The light is focused on the signal recording surface. The first objective lens 4 is always moved on the signal recording surface by being moved in an optical axis direction indicated by an arrow F in FIG. 1 and a direction orthogonal to the optical axis indicated by an arrow T in FIG. The first laser beam is focused on a portion (recording track) where an information signal is recorded.
[0054]
The first objective lens 4 has a numerical aperture (NA) of 0.6. The first objective lens 4 has a height t × (NA) when a parallel flat plate having a thickness t = 0.6 mm is inserted into the optical path of the convergent light beam condensed by the first objective lens 4. 4 Is designed so as to correct spherical aberration that occurs in proportion to. That is, the first objective lens 4 is designed so as to be adapted to the first optical disk D1 having a thickness of the transparent substrate of 0.6 mm.
[0055]
In the first optical disc D1, the first laser beam having passed through the first objective lens 4 is condensed and irradiated, so that an information signal is recorded at a position irradiated with the first laser beam. Is performed. Further, the first laser beam irradiated onto the signal recording surface is reflected by the signal recording surface after modulating the light amount or the polarization direction according to the information signal recorded on the signal recording surface. The first reflected light flux returns to the first objective lens 4.
[0056]
The first reflected light flux returned to the first objective lens 4 returns to the beam splitter 6 via the first objective lens 4, the collimator lens 3, and the multiplex prism 2. Here, the first reflected light flux passes through the beam splitter 6 and enters the photodetector 9. The photodetector 9 includes a plurality of light receiving units, and outputs an electric signal of a level corresponding to the light intensity of the incident first reflected light beam.
[0057]
As shown in FIGS. 1 and 3, the optical pickup device includes a composite light receiving / emitting element (laser coupler) 1 having a semiconductor laser chip 12 serving as a second light source. The composite light-receiving / emitting device 1 is configured such that a semiconductor laser chip 12 serving as a light source and a plurality of photodetectors 15 and 16 are arranged and formed on a silicon substrate 10. The semiconductor laser chip 12 is provided on a heat sink 11 provided on the semiconductor substrate 10. A beam splitter prism 13 is provided on the plurality of photodetectors 15 and 16.
[0058]
In the composite light receiving and emitting device 1, the second laser beam emitted from the semiconductor laser chip 12 is reflected by the inclined surface portion 14 having an inclination of 45 °, which is one end of the beam splitter prism 13, and the silicon substrate Fired perpendicular to 10 This second laser beam is a divergent beam having a Gaussian distribution. The wavelength of the second laser beam is 780 nm. The second laser beam emitted from the composite light-receiving / emitting element 1 in this manner passes through the multiplexing prism 2 and enters the collimator lens 3. That is, the second laser light beam transmitted through the multiplexing prism 2 travels on the same optical path as the first laser light beam emitted from the multiplexing prism 2. Then, the second laser light flux converted into a parallel light beam by the collimator lens 3 is incident on the second objective lens 5.
[0059]
The second objective lens 5 is movably supported by the biaxial actuator 38 together with the first objective lens 4 as shown in FIGS. As described above, one of the first and second objective lenses 4 and 5 is interchangeable with each other at a position corresponding to the collimator lens 3, that is, a laser emitted through the collimator lens 3. The position where the light beam is incident is set.
[0060]
The second objective lens 5 focuses the second laser beam emitted from the composite light-receiving / emitting element 1 on the signal recording surface of the second optical disc D2. That is, the second laser light beam incident on the second objective lens 5 is condensed and irradiated on the signal recording surface of the second optical disc D2 by the second objective lens 5.
[0061]
At this time, the second laser beam is irradiated onto the second optical disc D2 from the transparent substrate side of the second optical disc D2, passes through the transparent substrate, and is on the surface of the signal recording layer. The light is focused on the signal recording surface. By moving the second objective lens 5 in the optical axis direction and in a direction perpendicular to the optical axis, the second objective lens 5 is always moved to a position (recording track) where an information signal is recorded on the signal recording surface. Is focused.
[0062]
The second objective lens 5 has a numerical aperture (NA) of 0.45. When a parallel plane plate having a thickness of t = 1.2 mm is inserted into the optical path of the convergent light beam condensed by the second objective lens 5, the second objective lens 5 is t × (NA). 4 Is designed so as to correct spherical aberration that occurs in proportion to. That is, the second objective lens 5 is designed to be adapted to the second optical disk D2 having a transparent substrate having a thickness of 1.2 mm.
[0063]
In the second optical disc D2, the second laser light beam having passed through the second objective lens 5 is condensed and irradiated, so that an information signal is recorded at a position irradiated with the second laser light beam. Is performed. The second laser beam radiated onto the signal recording surface is modulated in light amount according to the information signal recorded on the signal recording surface, and is reflected by the signal recording surface. The light returns to the second objective lens 5 as a light beam.
[0064]
The second reflected light flux returned to the second objective lens 5 returns to the inclined surface portion 14 via the collimator lens 3 and the multiplexing prism 2. The second reflected light returning to the inclined surface 14 enters the beam splitter prism 13 while being refracted by the inclined surface 14. A part of the second reflected light beam that has entered the beam splitter prism 13 is emitted to the lower surface of the beam splitter prism 13, and the remaining portion is reflected by the top surface of the beam splitter prism 13, and then is returned again. By being emitted to the lower surface of the prism 13, the light is irradiated onto each of the photodetectors 15 and 16. Each of the light detectors 15 and 16 outputs an electric signal corresponding to the emitted light beam.
[0065]
In this optical pickup device, a first optical path from the semiconductor laser 7 to the collimator lens 3 and a second optical path from the semiconductor laser chip 12 of the composite light receiving and emitting device 1 to the collimator lens 3 are respectively described. The filling conditions are good.
[0066]
The fill conditions include a divergence angle of each laser beam emitted from the semiconductor laser 7 and the semiconductor laser chip 12, an optical path length from the semiconductor laser 7 and the semiconductor laser chip 12 to an entrance pupil of the collimator lens 3, and It is determined by the diameter of the entrance pupil. In this optical pickup device, the focal length of the collimator lens 3, that is, the optical path length from the semiconductor laser chip 12 to the entrance pupil of the collimator lens 3 is optimal for recording and reproduction on the second optical disc D2. Various fill conditions are satisfied.
[0067]
For example, as shown in Table 1 above, the emission output (maximum) of the semiconductor laser chip 12 is 4.5 mW, and the divergence angle of the emitted light flux is in the radial direction (rad) of the second optical disc D2. The second optical disc D2 is assumed to be 12 ° (deg), 24 ° (deg) in the tangential direction (tan), and that the diameter of the entrance pupil of the collimator lens 3 is 4 mm from Table 1 above. Assuming that the light intensity (board surface power) of the second laser light flux irradiated onto the signal recording surface of the semiconductor laser chip is required to be 0.3 mW or more, as shown in FIGS. Therefore, the optical path length to the entrance pupil of the collimator lens 3 needs to be 19 mm or less, for example, 17 mm.
[0068]
In this optical pickup device, the optical path length from the semiconductor laser 7 to the entrance pupil of the collimator lens 3 is extended by the provision of the intermediate lens 8, and the first optical disk D1 The optimum fill condition is satisfied for recording / reproducing.
[0069]
For example, as shown in Table 1 above, the emission output (maximum) of the semiconductor laser 7 is 3.5 mW, and the divergence angle of the emitted light flux is 33 in the radial direction (rad) of the first optical disc D1. (Deg), 8 ° (deg) in the tangential direction (tan), and assuming that the diameter of the entrance pupil of the collimator lens 3 is 3.6 mm from [Table 1], the first optical disc Assuming that the light intensity (board power) of the first laser light flux irradiated onto the signal recording surface of D1 needs to be 0.2 mW or more, as shown in FIGS. Therefore, the optical path length to the entrance pupil of the collimator lens 3 needs to be 28 mm or less, for example, 25 mm.
In this optical pickup device, the optical path length of the first optical path from the semiconductor laser 7 to the collimator lens 3 is made as long as possible within a range where a sufficient board power can be secured. The ratio of the light intensity at the outermost periphery of the entrance pupil to the light intensity at the center of the entrance pupil of No. 3 was increased, and passed through the first objective lens 4 as shown by (EFL 25 mm) in FIGS. The subsequent condensed spot is made smaller as compared with the case where the intermediate lens 8 is not provided (indicated by EFL 17 mm in FIGS. 11 and 12).
[0070]
Thus, in this optical pickup device, the optical system for the "digital video disk (DVD)" (D1), the "compact disk (CD)" and the "compact disk recordable (D1)" Although the collimator lens 3 is shared with the optical system for "CD-R)" (D2), the optimum fill condition is satisfied for each optical system.
[0071]
In this optical pickup device, when detecting a tracking error signal by the so-called three-beam method for the first optical disc D1, a grating (diffraction grating) is provided on the optical path from the semiconductor laser 7 to the beam splitter 6. ) Is provided. In this optical pickup device, when a focus error signal is detected for the first optical disk D1 by the so-called astigmatism method, the light is transmitted through the beam splitter 6 and detected by the photodetector 9. It can be carried out.
[0072]
Further, the optical pickup device may be configured such that the intermediate lens is provided only on the second optical path from the semiconductor laser chip 12 of the composite light-receiving / emitting element 1 to the collimator lens 3. In this case, the collimator lens 3 has a focal length (for example, 25 mm) that satisfies the fill condition for the first optical path from the semiconductor laser 7. In this case, the intermediate lens is used as one having an action of shortening the optical path length (for example, to 17 mm) of the second optical path.
[0073]
[3] Configuration of biaxial actuator
As shown in FIGS. 5 and 6, the biaxial actuator 38 has a biaxial base 17, and the biaxial base 17 is fixedly disposed on the optical system block 39. A support shaft 29 is implanted on the biaxial base 17. A pair of arc-shaped focusing yokes 18 and 19 and a pair of arc-shaped tracking yokes 20 and 21 are provided upright on the biaxial base 17 so as to surround the support shaft 29. A pair of focusing magnets 23, 24 are attached to the focusing yokes 18, 19, respectively. A pair of tracking magnets 25, 26, 27, 28 are attached to the tracking yokes 20, 21, respectively.
[0074]
A lens holder 30 is attached to the support shaft 29 such that the lens holder 30 can slide in the axial direction of the support shaft 29 and rotate around the axis. That is, the lens holder 30 has a shaft insertion hole through which the support shaft 29 is inserted at a central portion, and the support shaft 29 is inserted through the shaft insertion hole and is supported by the support shaft 29. .
[0075]
The first and second objective lenses 4 and 5 are attached to the lens holder 30. These objective lenses 4 and 5 are mounted in parallel with the optical axis being parallel to the axis of the support shaft 29. The objective lenses 4 and 5 receive a laser beam from the biaxial base 17 side, and emit the laser beam to the opposite side of the biaxial base 17 (ie, toward the distal end of the support shaft 29). It is installed to be able to do.
[0076]
A focusing coil 31 is attached to the lens holder 30 at a position corresponding to the focusing magnets 23 and 24. A pair of tracking coils 32 and 33 are attached to the lens holder 30 at positions corresponding to the respective tracking magnets 25, 26, 27 and 28.
[0077]
When a focus driving current is supplied to the focusing coil 31, the focusing coil 31 receives an electromagnetic force from the magnetic field formed by the focusing magnets 23 and 24, and the lens holder 30 receives an arrow in FIG. As shown by F, the moving operation is performed in the focus direction parallel to the axis of the support shaft 29. When a tracking drive current is supplied to the tracking coils 32 and 33, the lens holder 30 causes the tracking coils 32 and 33 to generate a magnetic field formed by the tracking magnets 25, 26, 27, and 28. Upon receiving more electromagnetic force, as shown by the arrow T in FIG. At this time, the objective lenses 4 and 5 are moved in a tracking direction orthogonal to the optical axis.
[0078]
Further, a pair of first neutral position holding iron pieces 35 and 37 which are symmetrical with respect to the support shaft insertion hole and which form a pair are attached to the lens bobbin 30. When the first neutral position holding iron pieces 35 and 37 are located at the neutral points of the magnetic fields formed by the tracking magnets 25, 26, 27 and 28, the lens bobbin 30 moves the first objective lens 4 The light beam emitted from the collimator lens 3 is held at a first neutral position where the light beam is incident by the force of the magnetic field. At this time, when a tracking drive current is supplied to each of the tracking coils 32 and 33, the lens bobbin 30 moves the first objective lens 4 in the tracking direction with the first neutral position as a center position. Move operation.
[0079]
Further, the lens bobbin 30 is provided with a pair of second neutral position holding iron pieces 34 and 36 which are symmetrical about the support shaft insertion hole and form a pair. When these second neutral position holding iron pieces 34, 36 are located at the neutral points of the magnetic fields formed by the tracking magnets 25, 26, 27, 28, the lens bobbin 30 moves the second objective lens 5 The light beam emitted from the collimator lens 3 is held at a second neutral position where the light beam is incident by the force of the magnetic field. At this time, when a tracking drive current is supplied to each of the tracking coils 32 and 33, the lens bobbin 30 moves the second objective lens 5 in the tracking direction with the second neutral position as a center position. Move operation.
[0080]
The switching between the first and second neutral positions is performed by supplying a current to each of the tracking coils 32 and 33 to rotate the lens bobbin 30 about the axis of the support shaft 29, and the lens bobbin 30 When a desired position (first or second neutral position) is reached, supply of current to each of the tracking coils 32 and 33 may be stopped.
[0081]
The light beam emitted from the collimator lens 3 is incident on the support shaft 29 along the main surface of the biaxial base 17 through the through hole 22 provided in one of the tracking yokes 21, The light is reflected by the reflecting prism 42 attached to the main surface of the shaft base 17, is deflected by 90 °, and is incident on the first or second objective lens 4 or 5.
[0082]
In the biaxial actuator 38, a through hole is provided in the biaxial base 17, and a light beam emitted from the collimator lens 3 is incident on the support shaft 29 through the through hole in parallel to the first and second shafts. Alternatively, it may be configured to be incident on the second objective lenses 4 and 5.
[0083]
[4] Adjustment method of optical pickup device
In manufacturing this optical pickup device, after the above-described optical devices and electronic devices are built in the optical system block 39, the relative position between these optical devices and electronic devices is adjusted to be a predetermined relative position. There is a need to.
[0084]
For this adjustment, first, the semiconductor laser 7 as the first light source is turned on, and the first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 is made to enter the first objective lens 4. Then, in this state, the position of the biaxial actuator 38 with respect to the optical system block 39 is adjusted. In this adjustment, the position of each of the objective lenses 4 and 5 in a plane orthogonal to the optical axis direction (hereinafter, referred to as “Z axis”) (hereinafter, referred to as “XY plane”) is adjusted.
[0085]
Next, the semiconductor laser 7 is turned on, and the optical system of the biaxial actuator 38 is kept in a state where the first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 is incident on the first objective lens 4. The inclination with respect to the block 39 (rotational position around the X axis and around the Y axis) is adjusted.
[0086]
The adjustment of the two-axis actuator 38 is performed by observing a read signal (RF signal) and searching for a state where a good read signal is obtained while observing the read signal (RF signal) as the state of reading the information signal from the first optical disc D1.
[0087]
Then, the semiconductor laser chip 12 of the composite light-receiving / emitting element 1 serving as the second light source is turned on, so that the light beam emitted from the composite light-receiving / emitting element 1 enters the second objective lens 5. In this state, the position of the composite light-receiving / emitting element 1 with respect to the optical system block 39 is adjusted. In this adjustment, the position of the second laser beam emitted from the light emitting / receiving composite element 1 in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis direction (Z axis) is adjusted. Here, if necessary, the position of the collimator lens 3 in the optical axis direction (Z-axis direction) is adjusted.
[0088]
Next, the semiconductor laser 7 is turned on again, and the first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 is made incident on the first objective lens 4 so that the photodetector 9 of the photodetector 9 is turned on. Is adjusted in a plane (XY plane) orthogonal to the optical axis of the light beam incident on the optical axis. Then, the position of the intermediate lens 8 in the optical axis direction (Z-axis direction) is adjusted.
[0089]
The adjustment of the composite light receiving / emitting element 1, the collimator lens 3, the photodetector 9, and the intermediate lens 8 is performed by setting the read signal (RF Signal) while searching for a state in which a good read signal can be obtained.
[0090]
[5] Configuration of recording / reproducing device
As shown in FIG. 13, the optical pickup device has a signal recording surface on each of optical discs D1 and D2 rotated by a spindle motor 45 in a recording / reproducing device configured using the optical pickup device. The objective lenses 4 and 5 are arranged to face each other. The optical pickup device 46 is moved along the guide shaft (not shown) inserted through the shaft insertion hole of the optical system block 39 over the inner and outer peripheries of the optical disks D1 and D2. Information signals can be written and read over the entire signal recording surface of D1 and D2.
[0091]
A substantially disk-shaped disk table 50 is attached to the drive shaft of the spindle motor 45. The optical discs D1 and D2 are rotated by the spindle motor 45 while the central portion is held by the disc table 50.
[0092]
From the optical pickup device 46, a read signal (RF signal) of an information signal from the first or second optical disk D1, D2 is output and sent to the signal demodulator 52. The signal demodulator 52 demodulates the read signal and sends it to the error correction circuit 53. The error correction circuit 53 sends out the error-corrected signal to an external computer (or audio circuit) via an interface (SCSI) 54.
[0093]
The signal demodulator 52, the error correction circuit 53, and the interface (SCSI) 54 operate under the control of the optical disk drive controller 49. The optical disk drive controller 49 controls the head access control circuit 47 according to a read signal sent from the signal demodulator 52 and a control signal sent from a RAM (random access memory) 51. The position of the optical pickup device 46 is controlled via 47.
[0094]
Further, the optical disk drive controller 49 controls a focus and tracking servo circuit 48 based on a focus error signal and a tracking error signal obtained from the read signal, and the two-axis The focus servo operation and the tracking servo operation of the actuator 38 are controlled. By performing such a focus servo operation and a tracking servo operation, the first or second objective lens 4, 5 always outputs the signal of the first or second optical disk D1, D2. The first or second laser beam is focused on a portion (recording track) where an information signal is recorded on the recording surface. The optical disk drive controller 49 controls the rotation speed of the spindle motor 45 based on a clock signal obtained from the read signal.
[0095]
When the first optical disk D1 is mounted on the disk table 50, the semiconductor laser 7, which is the first light source, is turned on, and the first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 emits the first laser beam. It is assumed that the light is incident on one objective lens 4.
[0096]
In this case, the conditions for recording and reproducing the information signal with respect to the first optical disc D1, that is, the numerical aperture of the first objective lens 4 is 0.6 and the wavelength of the first laser beam is 635 nm (630 nm). 650 nm), and sufficient spatial frequency characteristics (Modulation transfer function; MTF) for all signals (3T to 11T (T is a channel bit)) recorded on the first optical disc D1. Is obtained. In addition, the intermediate lens 8 ensures that the semiconductor laser 7 has a good fill condition with respect to the collimator lens 3. Therefore, good recording and reproduction on the first optical disc D1 are possible.
[0097]
When the second optical disk D2 is mounted on the disk table 50, the semiconductor laser chip 12 of the composite light-receiving / emitting element 1 as the second light source is turned on and emitted from the semiconductor laser chip 12. The obtained second laser beam is made incident on the second objective lens 5.
[0098]
In this case, the condition for recording and reproducing the information signal on and from the second optical disc D2, that is, the condition that the numerical aperture of the second objective lens 4 is 0.45 and the wavelength of the second laser beam is 780 nm. Is satisfied, and sufficient spatial frequency characteristics (Modulation transfer function; MTF) are obtained for all signals (3T to 11T (T is a channel bit)) recorded on the second optical disc D2. Recording and reproduction are possible.
[0099]
[6] Configuration without collimator lens (finite objective lens)
In the optical pickup device according to the present invention, as shown in FIG. 2, the objective lens 4 is a so-called finite system lens which has a design corresponding to two wavelengths (630 nm to 650 nm and 780 nm). The first and second optical discs D1 and D2 may be used.
[0100]
In this case, the semiconductor laser 7 is turned on when an information signal is written or read on the first optical disk D1. The first laser beam emitted from the semiconductor laser 7 passes through the intermediate lens 8, the beam splitter 6, and the multiplexing prism 2 and is incident on the objective lens 4. On the signal recording surface of the optical disc D1. When writing or reading an information signal to or from the second optical disc D2, the semiconductor laser chip 12 of the composite light receiving and emitting element 1 is turned on. The first laser beam emitted from the semiconductor laser chip 12 passes through the multiplexing prism 2 and is incident on the objective lens 4, and the objective lens 4 allows the first laser beam to be on the signal recording surface of the second optical disc D2. It is collected.
[0101]
Even when such a finite objective lens 4 is shared by the first and second optical discs D1 and D2, the provision of the intermediate lens 8 allows the semiconductor laser 7 to The filling condition is in a good state.
[0102]
【Example】
The optical system from the semiconductor laser 7 and the complex light-receiving / emitting element 1 to the objective lenses 4 and 5, which are essential parts of the optical pickup device according to the present invention, was specifically designed.
[0103]
That is, the focal length of the collimator lens 3 is 17 mm, and as shown in Table 1 above, the numerical aperture of the first objective lens 4 is 0.6, the focal length is 3 mm, and the second objective lens is 5, the numerical aperture is 0.45, the focal length is 4.5 mm, the emission output (maximum) of the semiconductor laser 7 is 3.5 mW, and the divergence angle of the emitted light beam is the radial direction (rad) of the first optical disc D1. 33 ° (deg) and 8 ° (deg) in the tangential direction (tan). When the radial direction (rad) of the second optical disc D2 is 12 ° (deg) and the tangential direction (tan) is 24 ° (deg), the intermediate lens 8 has the following [ Shape shown in 2] it is optimal. The diameter of the entrance pupil is determined by the numerical aperture of the objective lens and the focal length of the objective lens.
[0104]
[Table 2]
Figure 0003552423
[0105]
Even when the position of the semiconductor laser 7 moves within the specified tolerance on the XY plane, the intermediate lens 8 does not degrade the performance of reading the information signal from the first optical disc D1. That is, by optimizing the surface shapes of the surface 1 (aspheric surface) and the surface 2 (aspheric surface) of the intermediate lens 8, even if the position of the semiconductor laser 7 moves on the XY plane, the collimator lens 3 is moved. The transmitted first laser beam is configured so that the wavefront aberration does not increase even if the optical axis is inclined.
[0106]
【The invention's effect】
As described above, the optical pickup device according to the present invention includes the first light source and the second light source for the second optical recording medium that constitute the first optical path for the first optical recording medium that emits light beams having different wavelengths. A second light source constituting the second light path, a collimator lens into which a light beam emitted from the first light source and a light beam emitted from the second light source are incident, or a light beam emitted from the first light source. An objective lens into which the luminous flux and the luminous flux emitted from the second light source are incident, and an optical path between one of the first and second light sources and the collimator lens or the objective lens. An intermediate lens is provided, and the intermediate lens is a lens that changes an optical path length between one of the first and second light sources and the collimator lens or the objective lens.
[0107]
Therefore, in this optical pickup device, the focal length of the collimator lens or the objective lens commonly used in the first and second optical paths and the characteristics of each light source (the emission output and the divergence angle of the emitted light beam) are determined. The fill condition determined by the intermediate lens can be different for each optical path.
[0108]
That is, according to the present invention, the optical beam irradiating on the signal recording surface of the optical recording medium satisfies the optimum fill conditions for a plurality of types of optical recording media having different thicknesses of the transparent substrate and different information signal recording densities. And an optical pickup device in which the light intensity of the light beam and the focused spot diameter of the light beam formed on the signal recording surface are required and sufficient, respectively, so that the recording and reproduction of the information signal can be performed satisfactorily. Is what you can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view, partially broken away, showing a configuration of an optical pickup device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view showing another example of the configuration of the optical pickup device according to the present invention, partially cut away;
FIG. 3 is a side view, partially broken away, showing a configuration of a composite light receiving / emitting element constituting the optical pickup device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a shape of an intermediate lens constituting the optical pickup device.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a configuration of a biaxial actuator constituting the optical pickup device.
FIG. 6 is a perspective plan view showing a configuration of the biaxial actuator.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens in the optical path for the first optical disc and the amount of light incident on the entrance pupil.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens in the optical path for the first optical disk and the amount of light (board surface power) irradiated onto the first optical disk.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens in the optical path for the second optical disc and the amount of light incident on the entrance pupil.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens in the optical path for the second optical disc and the amount of light (board surface power) irradiated onto the second optical disc.
FIG. 11 is a graph showing the relationship between the optical path length from the light source to the entrance pupil of the collimator lens in the optical path for the second optical disc and the shape (by logarithmic scale) of the light spot formed on the second optical disc. is there.
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an optical path length from a light source to an entrance pupil of a collimator lens in an optical path for a second optical disc and a shape of a light spot formed on the second optical disc.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a recording / reproducing apparatus using the optical pickup device.
FIG. 14 is a side view showing a configuration of a conventional optical pickup device with a part thereof cut away.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 light receiving / emitting composite element, 2 multiplexing prism, 3 collimator lens, 4 first objective lens, 5 second objective lens, 6 beam splitter, 7 semiconductor laser, 8 intermediate lens, 9 photodetector

Claims (2)

互いに異なる波長の光束を発する第１及び第２の光源と、
上記第１の光源より発せられた光束及び上記第２の光源から発せられた光束が入射されるコリメータレンズと、
上記コリメータレンズを経た上記第１の光源よりの光束が入射される第１の光学記録媒体に対応された第１の対物レンズと、
上記コリメータレンズを経た上記第２の光源よりの光束が入射される第２の光学記録媒体に対応された第２の対物レンズと、
上記第１の光源及び第２の光源のいずれか一方と上記コリメータレンズとの間の光路上に配設された中間レンズとを備え、
上記中間レンズは、第１面が非球面凹面となされ第２面が非球面凸面となされた１枚のレンズで形成され、上記第１の光源または第２の光源と上記コリメータレンズとの間の光路長を変えるようにした光学ピックアップ装置。First and second light sources that emit light beams of different wavelengths,
A collimator lens into which a light beam emitted from the first light source and a light beam emitted from the second light source are incident;
A first objective lens corresponding to a first optical recording medium on which a light beam from the first light source passing through the collimator lens is incident;
A second objective lens corresponding to a second optical recording medium on which a light beam from the second light source passing through the collimator lens is incident;
An intermediate lens disposed on an optical path between one of the first light source and the second light source and the collimator lens;
The intermediate lens is formed by a single lens having a first surface formed as an aspherical concave surface and a second surface formed as an aspherical convex surface, and is provided between the first light source or the second light source and the collimator lens. An optical pickup device that changes the optical path length. 互いに異なる波長の光束を発する第１及び第２の光源と、
上記第１の光源より発せられた光束及び上記第２の光源から発せられた光束が入射される対物レンズと、
上記第１の光源及び第２の光源のいずれか一方と上記対物レンズとの間の光路上に配設された中間レンズとを備え、
上記中間レンズは、第１面が非球面凹面となされ第２面が非球面凸面となされた１枚のレンズで形成され、上記第１の光源または第２の光源と上記対物レンズとの間の光路長を変えるようにした光学ピックアップ装置。First and second light sources that emit light beams of different wavelengths,
An objective lens into which a light beam emitted from the first light source and a light beam emitted from the second light source are incident;
An intermediate lens disposed on an optical path between one of the first light source and the second light source and the objective lens;
The intermediate lens is formed of a single lens having a first surface formed as an aspherical concave surface and a second surface formed as an aspherical convex surface, and is provided between the first light source or the second light source and the objective lens. An optical pickup device that changes the optical path length.
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