JP2005056497A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに異なる３種類の波長の光源を有する光ピックアップにおいて、アクチュエータなどのレンズ駆動装置の大型化を招くことなく、適合する記録再生波長の異なる各種ディスクの記録、再生を行なうことができる光ピックアップを提供する。
【解決手段】 第１の光ディスクに適合させるための第１の光学系を駆動するレンズ駆動装置４０をベース部１１に固定する。第２および第３の光ディスクに適合させるための第２の光学系を筐体部２６に収容する。そして、筐体部２６を駆動する、磁石２８などからなる光制御部の一部を、ベース部１１に固定する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、光ディスクなどの記録媒体への記録および／または光ディスクなどの記録媒体の再生が可能な光ピックアップに関する。

光ディスクへの記録密度の高度化に伴い、種々の規格の光ディスクが使用されている。たとえば、波長７８０ｎｍの光で信号の記録および再生を行うＣＤ（コンパクトディスク）ファミリーのほか、波長６５０ｎｍの光で信号の記録および再生を行うＤＶＤ（デジタルビデオディスク）に関連する複数の規格の光ディスクも用いられている。さらに、ＤＶＤの対物レンズのＮＡ（numerical aperture：開口数）はそのままで、波長４０５ｎｍの光で信号の記録および再生を行なうようにした規格や、また、同じ４０５ｎｍの波長の光を用いるが、光ディスクのカバーガラス厚さを０．１ｍｍと薄くし、また対物レンズのＮＡを０．８５と高くした、Blu-ray Disk（登録商標 以下ＢＤと称す）も登場している。これら複数の種類の光ディスクを一台で記録および再生する光ピックアップが必要となっており、いくつかの提案がなされている。

その提案の傾向は２つの方向性に分かれている。一つは、カバーガラス厚さの差が、従来の互換技術範囲に収まるような光ディスクのみに対応する方向である。もう一つは、集光レンズのＮＡが０．８５と高く、カバーガラスの厚さが０．１ｍｍと薄い、ＢＤにまで対応できるようにする方向である。この場合には、従来の互換技術の範囲を超えたピックアップを構成することとなる。

前者の方向の技術として、特許文献１に開示された、３つの光源を一つの光ピックアップとして構成するものがある。この光ピックアップでは、波長４３０ｎｍ、６３５ｎｍ、および、７８０ｎｍの光源を用いている。特許文献１に開示された光源４０１は、図２１に示すように、それぞれ波長の異なる３つの光源４０１ａから４０１ｃまで光源を一つにまとめたものであり、この光源４０１から出射した光を、１個の対物レンズ４０４で集光している。ただし、この場合、対物レンズ４０４が１個であるため、対物レンズ４０４のＮＡと、光源の波長と、カバーガラス厚さとの関係は一つの組み合わせに決まってしまう。すなわち、波長４３０ｎｍに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、カバーガラス厚さが０．３ｍｍとなり、波長６３５ｎｍに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、カバーガラス厚さが０．６ｍｍとなり、波長７８０ｎｍに対しては、対物レンズのＮＡが０．６５、カバーガラス厚さが１．２ｍｍとなる。

一方で、０．１ｍｍの厚さのカバーガラスを有する、ＢＤのような光ディスクにも対応できるようにした光ピックアップを構成する技術として、２つの対物レンズを備えたものが提案されている。すなわち、０．１ｍｍの厚さのカバーガラスを有する、ＢＤのような光ディスクに対しては、その他の厚さのカバーガラスを有する光ディスクを記録または再生する場合と異なる対物レンズを用いて、記録または再生させるようにしている。また、光学系についても２つに分けて、レンズ駆動装置であるアクチュエータに２つの異なるレンズを搭載することも提案されている。このものにあっては、一方の光学系はＢＤに特化させる。
特開平１１−１３４７０２号公報

たとえばＢＤ、ＤＶＤおよびＣＤのように、読み出し波長およびカバーガラスの厚さが互いに異なる光ディスクの記録または再生を、一つの光ピックアップで行なう場合について検討する。

まず、特許文献１に記載された高密度ＤＶＤ、ＤＶＤおよびＣＤの３種類の光ディスクに対して、一つの対物レンズで対応するようにピックアップを構成する場合には、対物レンズが１個であるため、上述のように、対物レンズのＮＡと波長とカバーガラス厚さとの関係は一つの組み合わせに決まる。そのため、このままでは、波長が４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡが０．８５、カバーガラス厚さが０．１ｍｍであるＢＤには、対応できないことは明らかである。また、特許文献１に記載の技術の延長で考えると、カバーガラスの厚さや、対物レンズのＮＡの違いを補償するため、光学位相補償素子を光学系に挿入する方法が考えられる。カバーガラスの厚さはＢＤの０．１ｍｍに対して、ＤＶＤ、ＣＤでは０．６ｍｍ、１．２ｍｍであり、ＢＤに比べて６倍または１２倍と大きく異なる。また、対物レンズのＮＡも異なる。これらの要因により、全ての光ディスクを記録、または再生するための波面変換機能を持たせようとすると、それに適したレンズ系は極めて複雑なものとなる。

一方、ＢＤのためには独立の光学系を構成し、その他の光ディスク用の異なる光学系を別途設けて、光学系を２つに分離しておき、２個のレンズをアクチュエータに搭載する方法についても、次のような問題がある。２個のレンズを駆動するためには、レンズホルダー部が重くなり、アクチュエータに要求される性能が厳しくなる。さらに、カバーガラスの厚さが薄いＢＤに対しては、高ＮＡのレンズで集光するので、光ディスクの近傍でアクチュエータを追従させる必要がある。これに対し、ＤＶＤ、ＣＤでは、ＢＤの場合よりも光ディスクから離れた位置でアクチュエータを追従させる必要がある。アクチュエータにおいては、ＢＤの記録および再生に対しての性能を実現するために、最も高い追従性能が要求されるが、この性能を実現しつつ、これら追従位置の違いに対応するのは、設計上の制約が多く極めて困難である。また、ＢＤ単独用に構成する場合より、アクチュエータが、さらに大型化するという問題も生じる。

したがって、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、互いに異なる３種類の波長の光源を有する光ピックアップにおいて、アクチュエータなどのレンズ駆動装置の大型化を招くことなく、適合する記録再生波長の異なる各種ディスクの記録および／または再生を行なうことができる光ピックアップを提供することを目的とする。

この発明に基づいた光ピックアップに従えば、カバーガラスの厚さおよび適合する光の波長がそれぞれ異なる第１の光ディスク、第２の光ディスクおよび第３の光ディスクに対し、各光ディスクに適合した波長の光を出射して情報を記録または再生するように光ピックアップを構成している。そして、上記第１の光ディスクに適合する波長の光を出射する第１の光源と、上記第１の光源からの出射光を上記第１の光ディスクに集光する第１の集光レンズと、上記第１の集光レンズを駆動するレンズ駆動装置と、上記レンズ駆動装置を支持するベース部と、上記第１の光ディスクからの反射光を上記第１の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第１の光分岐部と、上記第１の光分岐部からの分岐光を検出する第１の受光素子とを有する第１の光学系を備えている。また、上記第２の光ディスクに適合する波長の光を出射する第２の光源と、上記第３の光ディスクに適合する波長の光を出射する第３の光源と、上記第２の光源からの出射光および第３の光源からの出射光をそれぞれ第２の光ディスクおよび第３の光ディスクに集光する第２の集光レンズと、上記第２の集光レンズの集光位置を変化させる光制御部と、上記第２の光ディスクおよび上記第３の光ディスクからの反射光を上記第２の光源および上記第３の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第２の光分岐部と、上記第２の光分岐部からの分岐光を検出する第２の受光素子とを有する第２の光学系を備えている。さらに、上記第２の光学系は、第２の光源から第２の集光レンズまでの光軸および第３の光源から第２の集光レンズまでの光軸が上記ベース部の少なくとも一部を通過するように構成されており、上記光制御部の少なくとも一部が上記ベース部に固定されている。

上記光ピックアップにおいては、第１の光学系と第２の光学系とで異なる集光レンズを用い、そのレンズの駆動装置も異なるものとした。たとえば、ＢＤに対応する高ＮＡの集光レンズを備えた光学系を、第１の光学系とし、ＣＤやＤＶＤなどに対応する光学系を第２の光学系とすることができ、この場合には、第１の光学系における高ＮＡの集光レンズは、レンズ駆動装置により単独で駆動されるので、レンズ駆動装置の性能を最大限に生かすことができる。

また、第１の光学系を駆動するレンズ駆動装置を支持するベース部を、第２の光学系の光軸の少なくとも一部が通過し、光制御部の少なくとも一部がベース部に固定されているので、光ピックアップをコンパクトに構成することができる。また、ベース部を基準に、第１の光学系および第２の光学系の位置決めが可能となるので、その取付けが容易である。

上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第２の光源、上記第３の光源、上記第２の集光レンズ、上記第２の光分岐部および上記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、上記磁石は、上記ベース部に固定されている。

この構成によると、ベース部に固定した磁石により、第２の光学系の全体が固定された筐体部を駆動させるので、第２の光学系全体を駆動させることができる。

上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第２の光源、上記第３の光源、上記第２の光分岐部および上記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、上記第２の集光レンズを保持するレンズホルダ、および、上記磁石は、上記ベース部に固定されている。

この構成によると、第２の集光レンズを、レンズホルダを介してベース部に固定するので、光制御部はレンズを駆動しない。これにより、可動部における重心が低くなり、より安定したフォーカス方向への制御が可能となる。

上記光ピックアップにおいてさらに好ましくは、上記筐体部は、上記ベース部に対して軸を介して摺動可能となるように構成されており、上記軸は、ベース部に連結されていると共に、上記軸の少なくとも一部は、上記ベース部に格納されている。

この構成によると、筐体部が、ベース部に連結された軸により位置決めされる。第１の光学系の集光レンズを駆動するレンズ駆動装置は、ベース部に固定されており、第１の光学系と第２の光学系とで基準を共有できる。これにより第１の光学系と第２の光学系における光軸のずれなどを、さらに小さくすることができる。また軸は、少なくともその一部がベース部に格納されているので、光ピックアップをコンパクトに構成することができる。

上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第２の光源、上記第３の光源、上記第２の集光レンズ、上記第２の光分岐部および上記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を一軸方向に駆動するための磁力を発生させる磁石と、上記筐体部に内蔵された上記第２の光源および上記第３の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子とを含み、上記筐体部の移動を上記第２の光学系の光軸に平行な方向のみに制限するガイド部と、上記磁石と、上記光偏向素子を制御する制御部とが、上記ベース部に固定されている。

この構成によると、ガイド部により、筐体部の移動を第２の光学系の光軸に平行な方向に制限するので、第２の光学系の、フォーカス方向におけるさらに安定した制御が可能となる。また、一方向にのみ対応すれば足りるので、ベース部に固定する磁石などの配置を簡易化することができる。

上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第２の光源、上記第３の光源、上記第２の集光レンズ、上記第２の光分岐部および上記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記第２の光源および上記第３の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子と、上記第２の光源および上記第３の光源からの出射光の広がりを変化させる波面変換素子とを含み、上記光偏向素子を制御する制御部と、上記筐体部とが上記ベース部に固定されている。

この構成によると、第２の光学系を機械的に駆動させる装置が必要なくなるので、第２の光学系における、フォーカス方向およびラディアル方向の制御を簡便な構造で行なうことができる。

本発明によると、互いに異なる３種類の波長の光源を有する光ピックアップにおいて、アクチュエータなどのレンズ駆動装置の大型化を招くことなく、適合する記録再生波長の異なる各種ディスクの記録および／または再生を行なうことができる。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１における光ピックアップについて、図１から図５を参照して説明する。なお、図１は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図２は、図１におけるII−II矢視断面図であり、図３は、図１におけるIII−III矢視端面図であり、図４は、図１におけるIV−IV矢視断面図であり、図５は、図１におけるＶ−Ｖ矢視断面図である。

以下の説明においては、現在、光ピックアップとして主に使用されている光源の波長を考慮して説明する。本実施例では、一例として第１の光源にＢＤに対応する波長４０５ｎｍのレーザを用い、第２の光源にＤＶＤに対応する波長６５０ｎｍの光源を用い、第３の光源にＣＤに対応する波長７８０ｎｍの光源を用いる場合について説明する。また、第２の光源と、第３の光源とは、２種の異なる発光点を有する、２波長の単体レーザを光源として用いる場合について説明するが、それぞれ別体に構成された単体レーザを用いてもよい。

図１に示すように、第１の光源１から出射した、波長４０５ｎｍの光は、レンズ４（この例ではコリメータレンズ）で平行光となり、たとえばビームスプリッタからなる光分岐素子２を介して、第１の集光レンズ１０により、光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光は、光分岐素子２で、今度は分岐され、集光レンズ５およびシリンドリカルレンズ６を介して、第１の受光素子３に入射する。第１の受光素子３としては、たとえば増幅回路内蔵型受光素子を用いることができる。

この第１の集光レンズ１０から光ディスクに出射する光の光軸の方向や、その光ディスクの半径方向に、第１の集光レンズ１０を駆動するレンズ駆動装置は、ここではアクチュエータ４０により構成されている。アクチュエータ４０は、ベース部１１上に磁石１４を設け、図１に示すように、第１の集光レンズ１０をレンズホルダー１３に格納し、そのレンズホルダー１３を給電基板１５に付けられた４つの板バネ１６で支持して構成している。以上説明したように、第１の光学系は構成されている。

図２に示すように、ハウジング８を基準として、立ち上げミラー７のほか、ビームスプリッタからなる光分岐素子２や、レンズ４、光源１が配置されている。また、図２では図示しないが、第１の受光素子３、集光レンズ５およびシリンドリカルレンズ６もハウジング８を基準に配置される。図２に示すように、光源の存在する部分と、アクチュエータ４０が存在する部分とは、図２における上下に離れて独立して存在しており、この上下方向、すなわちベース部１１に略垂直な方向の光路長が長く構成されている。

この図１および図２には図示していないが、光ディスクとしてＢＤを用いる場合は、レンズ４と光分岐素子２との間に、ビーム形状を変えるビーム整形プリズムを設けることもある。また、光分岐素子２は、ＰＢＳ（polarized beam splitter（偏光ビームスプリッタ））となる。この他、４分の１波長板や、ビームエキスパンダー（又は収差補償用液晶素子）がＰＢＳからなる光分岐素子２と第１の集光レンズ１０との間に設けられる。この４分の１波長板でＢＤへ入射する光を円偏光にすることができ、ビームエキスパンダー（又は収差補償用液晶素子）でＢＤのカバーガラス厚さ誤差などで発生する球面収差といった余分の収差をキャンセルすることができる。さらに、第１の集光レンズは、ＮＡが０．８５と非常に高い対物レンズを用いる。

また、ベース部１１には、第２の光学系を配設するための貫通穴１２が形成されている。第２の光学系は、第２の光源または第３の光源からの光により光ディスクを再生するための光学系である。

図３に示すように、ベース部１１の表面に略垂直な方向の貫通穴１２を利用して、第２の光学系が形成されている。光源２１は、第２の光源と第３の光源を兼ねており、光源２１から２種の波長の光を出射することができる。光源２１から出射した、波長６５０ｎｍの光または波長７８０ｎｍの光は、ここではＮＡ変換レンズからなるレンズ２４を介して、第２の集光レンズ２０で光ディスクに集光される。ここでは、第２の集光レンズ２０として、異なる波長の光を異なる位置に集光できる対物レンズを用いる。光ディスクに集光された光は反射され、反射した光は、第２の光分岐部としての回折素子２２で回折され、第２の受光素子２３に入射する。

ここで、第２の受光素子２３には、第２の光源からの光および第３の光源からの光の双方が入射する。また、この実施の形態では、第２の受光素子２３は、光源２１と共にパッケージ２５に収納された、一体型の受発光ユニットにより構成されている。さらに回折素子２２は、光ディスクとしてＤＶＤも記録再生するので、４分の１波長板的な機能も有する液晶を用いた偏光依存性を有する回折素子（以下、偏光ホログラムと称す）であっても良い。この偏光ホログラムを用いることで、第２および第３の光源を兼ねた光源２１を用いてＤＶＤやＣＤを再生する場合の光学系を、より簡素にすることができる。なお、図４に示すように、第２の光学系を収納する筐体部２６の外周には、コイル２９が設けられており、これに通電することで、筐体部２６が駆動される。

以下、本実施の形態の光ピックアップにおける、記録再生時の動作について説明する。図５に示すように、第１の光源１から出射された波長４０５ｎｍの光は、これに対応する第１の集光レンズ１０を介して、ＢＤ用の光ディスク５１に集光する。この第１の集光レンズは、アクチュエータ４０（図５ではレンズホルダー１３の周辺のみ図示）により駆動される。また、第２、第３の光源を兼ねる光源２１から出射された、波長６５０ｎｍまたは７８０ｎｍの光は、第２の集光レンズ２０を介して光ディスク５２（ＤＶＤやＣＤ）に集光する。その光ディスク５２からの反射光は、回折素子２２で分岐されて、第２の受光素子２３で検出される。

第１の集光レンズ１０は、ＢＤの記録および再生時に適切になるよう追従性が確保されたアクチュエータ４０によって駆動される。そのため、アクチュエータ４０の性能は、ＢＤのみを再生する光ピックアップの性能と変らない性能を得ることができる。

一方、ＤＶＤや、ＣＤを再生する場合は、光源２１、第２の集光レンズ２０、回折素子２２および受光素子２３からなる第２の光学系の主要部が筐体部２６に収まっているので、第２の光学系を筐体部２６ごとフォーカス方向や、ディスク半径方向に駆動する。

この筐体部２６の駆動装置（光制御部）は、ベース部１１の表面に略垂直な方向に形成された貫通穴１２に配設される。筐体部２６の駆動は、ベース部１１に取り付けられた磁石２８と、筐体部２６に巻きつけるように取り付けられているコイル２９とにより行うことができる。また、筐体部２６にはベース部１１に形成された摺動軸３０が貫通する摺動部２７が設けられている。筐体部２６は、摺動軸３０の長手方向への直線移動および摺動軸３０を中心とした回転移動が可能である。

このように構成することで、高ＮＡの第１の集光レンズ１０を駆動するアクチュエータ４０には何ら変更を加えることなく、第２の光学系にいて、フォーカス方向の制御、ラディアル方向への制御を行うことができる。これにより、第１の光学系におけるレンズ駆動装置の性能を最大限に生かすことができる。また、第２の光学系を駆動する光制御部を、アクチュエータ４０を固定したベース部１１に格納しているので、光ピックアップ全体の投影面積の拡大を最小限に抑えることができる。

また、摺動軸３０はベース部１１に連結して設けられており、アクチュエータ４０のレンズホルダー１３などもベース部１１を基準に取り付けられる。従って、第１の集光レンズ１０の光軸方向の動きと、第２の光学系の主要部を収納する筐体部２６の光軸方向の動きのずれを小さくすることができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図６から図８を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。実施の形態１と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図６は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図７は、図６におけるVII−VII矢視端面図であり、図８は、図６におけるVIII−VIII矢視断面の筐体部およびその周囲の構造を示す断面図である。

本実施の形態における、光源１から出射する光を第１の集光レンズ１０で集光し、光ディスクに記録再生する第１の光学系の構成は、実施の形態１と同一である。

第２の集光レンズ２０を用いて、第２および第３の光源となる光源２１からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第２の光学系の構成については、実施の形態１と異なる。図６に示すように、第２の集光レンズ２０は、レンズホルダ３１に固定されている。レンズホルダ３１は、第２の集光レンズ２０を直接保持する水平板と、その両端に接続され、水平板をベース部１１に固定する垂直板とで構成されている。第２の集光レンズ２０は、このようにレンズホルダ３１で固定されることで、ベース部１１に対し常に静止している。

第２の光源と第３の光源を兼ねる光源２１から出射した光は、ＮＡ変換レンズ２４を介して、第２の集光レンズ２０により光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光が回折素子２２で分岐されて回折光となり、第２の受光素子２３で受光される。このように構成された第２の光学系の主要部のうちで、第２の集光レンズ２０を除く残り全てが、図７が示すように光源２１と、受光素子２３とを収納したパッケージ２５とともに筐体部２６に収納されて、一体に駆動される。

上記のように、第１の集光レンズ１０を駆動するアクチュエータ４０が固定されたベース部１１には、第２の集光レンズ２０を固定するレンズホルダ３１を取り付けられる。これによりベース部１１に設けられた貫通穴１２は、実施の形態１における貫通穴よりも小さくすることができる。これは筐体部２６が第２の集光レンズ２０を格納しない構成としたことにより、筐体部２６自体を実施の形態１の場合よりスリムに設計できるためである。

また、筐体部２６の駆動は、実施の形態１と同様、ベース部１１に磁石２８を取り付け、筐体部２６に取り付けられているコイル（図示せず）に通電することで行う。また、筐体部２６には、実施の形態１と同様、ベース部１１に形成された摺動軸３０が貫通する摺動部２７が設けられている。

この実施の形態の構成によると、可動部としての筐体部２６の、摺動軸３０に対する重心が低くなり、より安定したフォーカス方向への制御が可能になる。

また、実施の形態１と同様に、摺動軸３０はベース部１１に連結して形成され、アクチュエータ４０のレンズホルダー１３などもベース部１１を基準に取り付けられる。従って、第１の集光レンズ１０の光軸方向の動きと、筐体部２６の光軸方向の動きのずれを小さくすることができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について、図９から図１３を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。実施の形態１と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図９は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図１０は、図９におけるＸ−Ｘ矢視端面図であり、図１１は、光デバイスの構造を示す拡大図であり、図１２は、制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図であり、図１３は、ベース部と筐体部との位置関係を示す平面図である。

本実施の形態においても、図９に示すように、光源１から出射する光を第１の集光レンズ１０で集光し、光ディスクに記録再生する第１の光学系の構成は、実施の形態１と同一である。

一方、第２の集光レンズ２０を用いて、第２および第３の光源となる光源２０１からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第２の光学系の構成については、実施の形態１の構成と異なる。実施の形態３においては、光源２０１と一体に構成された光デバイス２００を設けている。光デバイス２００は、第２の光源と第３の光源を兼ねる光源２０１と、そこからの出射光を図１１の矢印の方向（図１１における左右方向）に動かす機能を有する、光偏向素子２０２とによって構成されている。光ディスクの半径方向の集光点の移動は、光源部分を構成する光デバイス２００により実現している。すなわち、光源２０１から出射した光は、光デバイス２００の内部を通過するが、その際光デバイス２００からの出射位置を変化させることで、上記集光点を移動させている。

ここで、第２の光源と第３の光源を兼ねる光源２０１から出射した光が、ＮＡ変換レンズ２４を介して、第２の集光レンズ２０で光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光が回折素子２２で分岐されて回折光となり、第２の受光素子２３で受光する。このように構成された第２の光学系の主要部が、筐体部２６に収納されている。また、この筐体部２６を駆動する駆動装置がベース部１１と、筐体部２６と、磁石２８とで構成される。ただし、本実施の形態では、実施の形態１と異なり、筐体部２６を駆動する上記駆動装置は、フォーカス方向の制御だけ行う。

これに伴い、ベース部１１に設けられた貫通穴１２の内部において、貫通穴１２の内側面と筐体部２６との隙間は、貫通穴１２の内側面が、筐体部２６のガイド部となる程度にまで小さくしている。ここで、筐体部２６と貫通穴１２とによる傾き防止方向と、摺動軸３０と摺動部２７とによる傾き防止方向とを直交させるようにすることで、より傾きに強い摺動機構が実現する。この構造について、図１３に基づき説明する。

図１３におけるＶ方向については、貫通穴１２と筐体部２６との隙間をできるだけ小さくすることで、傾きを最小限にしている。ここでは、筐体部２６の外面を、その水平断面が楕円となるように構成しており、Ｖ方向と直交する方向には、摺動を容易にするための比較的大きな隙間が形成されている。一方、摺動軸３０と摺動部２７とは、Ｗ方向の隙間をできるだけ小さくしており、これによりＷ方向の傾きを最小限にすることができる。このＸ方向とＷ方向とは直交するので、筐体部２６はベース部１１に対して傾きを最小限にすることができる。ここでは、筐体部２６の外面および貫通穴１２の内側面並びに摺動軸３０および摺動部２７によりガイド部が構成されている。この構成により、筐体部２６の安定したフォーカス方向の駆動が可能になる。

光デバイス２００を構成する光偏向素子２０２は、図１１に示すように電気光学効果により、屈折部２５０ａから２５０ｄの屈折率を変化させて光の進行方向を制御する素子であり、電極２４０への電圧印加により光の進行方向の制御がなされる。ここで、光偏向素子２０２を制御するため、ベース部１１の裏面に制御部としての制御回路２６１が設けられている。制御回路２６１と光偏向素子２０２とは、レーザマウント部２６３を介して、ケーブル２６２により接続されている。

光偏向素子２０２により、光の進行方向を変化させることで、第２の集光レンズ２０から見ると相対的に光源が移動したようになる。これにより、第２の集光レンズ２０から出射する光の集光点も移動することになる。従って、この移動方向を光ディスクのトラックに直角な方向に定めれば、光ディスクの半径方向、すなわちラディアル方向への集光点の位置制御が可能となる。

（実施の形態４）
次に、実施の形態４について、図１４から図２０を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態１と異なる構成を中心に説明する。実施の形態１と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図１４は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図１５は、図１４におけるXIV−XIV矢視端面図であり、図１６は、光デバイスの構造を示す拡大図であり、図１７は、波面変換素子の構造を示す斜視図であり、図１８は、波面変換素子の機能を示す説明図であり、図１９は、波面変換素子の一部を拡大した正面図であり、図２０は、制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図である。

本実施の形態においても、図１４に示すように、光源１から出射する光を第１の集光レンズ１０で集光し、光ディスクに記録再生する第１の光学系の構成は、実施の形態１と同一である。

一方、第２の集光レンズ２０を用いて、第２および第３の光源となる光源３０１からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第２の光学系の構成については、実施の形態１の構成と異なる。実施の形態４においては、光源３０１と一体に構成された光デバイス３００を設けている。

また、本実施の形態においては、筐体部２６を機械的に駆動しない。このため、筐体部２６は、ベース部１１の貫通穴１２に挿入された状態で、ベース部１１に固定されている。また、本実施の形態の筐体部２６には、上記実施の形態では筐体部２６に設けていた、コイルも設けられていない。本実施の形態において、第２の集光レンズ２０の集光点のフォーカス方向への制御（光ディスクへの集光点の光軸方向への制御）、および、ラディアル方向への制御（光ディスクへトラックを垂直に横断するように制御）は、光デバイス３００により行われる。

これにより、集光点のフォーカス方向への制御およびラディアル方向への制御が、最も簡易な形態で行える。さらに、ベース部１１には、光デバイスの制御部のみ搭載すればよく、上記の実施の形態では設けていた摺動軸なども不要になるので、ベース部１１のさらなる省スペース化となる。なお、この場合のフォーカス方向への集光点の制御は、先に述べた大きなカバーガラス厚さの差を補償することに比べて、その実現ははるかに容易である。

以下に、この光デバイス３００の動作について説明する。図１６に示すように、光デバイス３００は、光源３０１と、光偏向素子３０２と、波面変換素子３３０とで構成されている。光偏向素子３０２は、上記実施の形態３の光デバイス２００の光偏向素子２０２と同じ機能を有している。波面変換素子３３０は、図１６に示すように、光源３０１からの出射光の広がり角を変える機能を有している。このように、広がり角を変えることで、ＮＡ変換レンズ２４を通して、第２の集光レンズ２０に入る光の波面の曲率も僅かに変えられ、それに伴い第２の集光レンズ２０の集光点も光軸方向に移動することとなる。

ここで、波面変換素子３３０の一例について説明する。ここで説明する波面変換素子３３０は、液晶を用いたものである。波面変換素子３３０においては、入射する光に対して、その中心からの距離に応じて位相のずれを与える。そのため図１７に示すように、同心円状に素子が配置されている。波面変換素子３３０に同じ位相で入射した光が平面波ＷＦｉｎであった場合でも、波面変換素子３３０を通過すると、出射する光は、図１８に示すような球面波ＷＦｏに変化する。この素子としては、電気的に屈折率を変化させることができる微小な液晶セル３３１を、図１９に示すようにマトリックス状に配置したものを用いることができる。

また、光偏向素子３０２と、波面変換素子３３０は、ベース３１１に設けた制御部としての制御回路３６１などにより、給電部３４０を介して制御される。図２０に示すように、制御回路３６１にはケーブル３６２の一端が接続されている。ケーブル３６２の他端は、レーザマウント部３６３に接続され、制御回路３６１からの制御信号は、ケーブル３６２、レーザマウント部３６３を介して、図１６に示す給電部３４０に伝送される。

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

この発明に基づいた実施の形態１における光ピックアップの構造を示す平面図である。 図１におけるII−II矢視断面図である。 図１におけるIII−III矢視端面図である。 図１におけるIV−IV矢視断面図である。 図１におけるＶ−Ｖ矢視断面図である。 この発明に基づいた実施の形態２における光ピックアップの構造を示す平面図である。 図６におけるVII−VII矢視端面図である。 図６におけるVIII−VIII矢視断面の筐体部およびその周囲の構造を示す断面図である。 実施の形態３における光ピックアップの構造を示す平面図である。 図９におけるＸ−Ｘ矢視端面図である。 光デバイスの構造を示す拡大図である。 制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図である。 ベース部と筐体部との位置関係を示す平面図である。 実施の形態４における光ピックアップの構造を示す平面図である。 図１４におけるXV−XV矢視端面図である。 光デバイスの構造を示す拡大図である。 波面変換素子の構造を示す斜視図である。 波面変換素子の機能を示す説明図である。 波面変換素子の一部を拡大した正面図である。 制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図である。 従来の光ピックアップの構造を示す図である。

符号の説明

１ 第１の光源、３ 第１の受光素子、１０ 第１の集光レンズ、１１ ベース部、１３ レンズホルダー、２０ 第２の集光レンズ、２１，２０１，３０１ 光源（第２の光源、第３の光源）、２３ 第２の受光素子、２６ 筐体部、２８ 磁石、３０ 摺動軸（軸）、３１ レンズホルダ、４０ アクチュエータ（レンズ駆動装置）、５１，５２ 光ディスク、２０２，３０２ 光偏向素子、２６１，３６１ 制御回路（制御部）、３３０ 波面変換素子。

Claims (6)

1. カバーガラスの厚さおよび適合する光の波長がそれぞれ異なる第１の光ディスク、第２の光ディスクおよび第３の光ディスクに対し、各光ディスクに適合した波長の光を出射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、
   前記第１の光ディスクに適合する波長の光を出射する第１の光源と、前記第１の光源からの出射光を前記第１の光ディスクに集光する第１の集光レンズと、前記第１の集光レンズを駆動するレンズ駆動装置と、前記レンズ駆動装置を支持するベース部と、前記第１の光ディスクからの反射光を前記第１の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第１の光分岐部と、前記第１の光分岐部からの分岐光を検出する第１の受光素子とを有する第１の光学系と、
   前記第２の光ディスクに適合する波長の光を出射する第２の光源と、前記第３の光ディスクに適合する波長の光を出射する第３の光源と、前記第２の光源からの出射光および第３の光源からの出射光をそれぞれ第２の光ディスクおよび第３の光ディスクに集光する第２の集光レンズと、前記第２の集光レンズの集光位置を変化させる光制御部と、前記第２の光ディスクおよび前記第３の光ディスクからの反射光を前記第２の光源および前記第３の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第２の光分岐部と、前記第２の光分岐部からの分岐光を検出する第２の受光素子とを有する第２の光学系とを備え、
   前記第２の光学系は、第２の光源から第２の集光レンズまでの光軸および第３の光源から第２の集光レンズまでの光軸が前記ベース部の少なくとも一部を通過するように構成され、
   前記光制御部の少なくとも一部が前記ベース部に固定されている、光ピックアップ。
2. 前記光制御部は、前記第２の光源、前記第３の光源、前記第２の集光レンズ、前記第２の光分岐部および前記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、前記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、
   前記磁石は、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 前記光制御部は、前記第２の光源、前記第３の光源、前記第２の光分岐部および前記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、前記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、
   前記第２の集光レンズを保持するレンズホルダ、および、前記磁石は、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 前記筐体部は、前記ベース部に対して軸を介して摺動可能となるように構成されており、前記軸はベース部に連結されていると共に、前記軸の少なくとも一部は、前記ベース部に格納されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の光ピックアップ。
5. 前記光制御部は、前記第２の光源、前記第３の光源、前記第２の集光レンズ、前記第２の光分岐部および前記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、前記筐体部を一軸方向に駆動するための磁力を発生させる磁石と、前記筐体部に内蔵された前記第２の光源および前記第３の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子とを含み、
   前記筐体部の移動を前記第２の光学系の光軸に平行な方向のみに制限するガイド部と、前記磁石と、前記光偏向素子を制御する制御部とが、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。
6. 前記光制御部は、前記第２の光源、前記第３の光源、前記第２の集光レンズ、前記第２の光分岐部および前記第２の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、前記第２の光源および前記第３の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子と、前記第２の光源および前記第３の光源からの出射光の広がりを変化させる波面変換素子とを含み、
   前記光偏向素子を制御する制御部と、前記筐体部とが前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の光ピックアップ。

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