JP2005071504A - 光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ３つの波長の光に対応でき、小型化が図れる光ピックアップを提供する。
【解決手段】 記録媒体に集光するための１個の対物レンズ１と、レンズアクチュエータ１０を備えて記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持されたキャリッジ２１と、対物レンズ１を経て記録媒体に照射する波長の異なる３つの光を発光する３個の発光素子３１，１０１，１０２とを有する光ピックアップにおいて、波長の異なる３つの光を波長の短い方から第１の光、第２の光、第３の光として、第１の光と第２の光および第３の光とを合致および／または分離するダイクロイックプリズム１１と、第２の光と第３の光とを波長の違いによる屈折率の違いを利用して合致および／または分離する屈折光学手段５４とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学的に情報の記録／再生を行う光学式記録再生装置に設けられる光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置に関するものである。

光学式記録再生装置は、波長７８０ｎｍのレーザ光を使用したＣＤから波長６６０ｎｍのレーザ光を使用したＤＶＤ、さらに波長４０５ｎｍのレーザ光を使用したディスクの採用と、波長を短くすることによる高密度化が進められている。このため、光ディスクドライブ装置では、新しい種類のディスクに対応するだけでなく、過去の資産を生かすために、従来からあるディスクに対応することも求められている。これにより、ＣＤ、ＤＶＤ、波長４０５ｎｍのレーザ光を使用したディスクと３種類の波長に対応することが求められている。

３種類の波長に対応するには、各々の波長に対応した合計３台の光ピックアップを備える、あるいは２つの波長に対応する光ピックアップと１つの波長に対応する光ピックアップとの合計２台の光ピックアップを備える方法もあるが、大きさ、価格の点では、１個の光ピックアップで３種類の波長に対応することが理想である。

この理想の光ピックアップを構成する方法としては、例えば、ダイクロイックプリズムを用いて２つの波長に対応する公知の光ピックアップ（例えば、特許文献１参照）に、さらにダイクロイックプリズムを組み合わせて、新しい波長に対応するレーザ光源および受光素子などを追加することが考えられる。

特開２００２−３３４４７７号公報

しかし、ダイクロイックプリズムを用いて光を分離すると、光はほぼ直角に分離されることになる。また、一般に、波長ごとに分離されたあとの光は、さらに偏光ビームスプリッタで直角に光路が分けられる。

これらの光学素子は、光が干渉しないように配置する必要がある。また、光信号を正しく検出できるように、レーザ光源や受光素子は、位置調整可能に取り付ける必要があり、調整し易さを考えると、光ピックアップの外壁に取り付けることが望ましい。

ところが、複数の光学素子でそれぞれ直角に光路を分け、かつ干渉させないようにするのは難しい。さらに、レーザ光源や受光素子を光ピックアップの外壁に取り付けるように構成すると、光ピックアップが大型化し、結果として、光ディスクドライブ装置も大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、３つの波長の光に対応でき、しかも小型化が図れる光ピックアップおよび光ディスクドライブ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する請求項１に係る発明は、記録媒体に集光するための１個の対物レンズと、レンズアクチュエータを備えて記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持されたキャリッジと、上記対物レンズを経て記録媒体に照射する波長の異なる３つの光を発光する３個の発光素子とを有する光ピックアップにおいて、上記波長の異なる３つの光を波長の短い方から第１の光、第２の光、第３の光として、上記第１の光と上記第２の光および上記第３の光とを合致および／または分離するダイクロイックプリズムと、上記第２の光と上記第３の光とを波長の違いによる屈折率の違いを利用して合致および／または分離する屈折光学手段とを有することを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光ピックアップにおいて、上記屈折光学手段はビーム整形プリズムを含むことを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光は波長４００ｎｍ付近であり、上記第２の光は波長６６０ｎｍ付近であり、上記第３の光は波長７８０ｎｍ付近であることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記第２の光を発光する発光素子と、上記第３の光を発光する発光素子とが、１つのパッケージに納められていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記記録媒体はディスク状であり、上記屈折光学手段によって曲げられる光路の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に記載の光ピックアップにおいて、上記屈折光学手段は複数の屈折光学素子を有し、その先頭の屈折光学素子に入射する光路と、最後の屈折光学素子から出射する光路とのなす角の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とするものである。

請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光を発光する発光素子と上記ダイクロイックプリズムとを含む平面を第１の平面とし、上記第２の光および上記第３の光をそれぞれ発光する発光素子と上記屈折光学手段とを含む平面を第２の平面としたとき、上記第１の平面と上記第２の平面とは一致しないことを特徴とするものである。

請求項８に係る発明は、請求項７に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の平面と上記第２の平面とが直交することを特徴とするものである。

請求項９に係る発明は、請求項７または８に記載の光ピックアップにおいて、上記第２の平面が記録媒体に平行であることを特徴とするものである。

請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光を発光する発光素子と上記第１の光を整形あるいは分離する光学素子とを含む光学系を、上記キャリッジと異なるハウジングに取り付けて、該ハウジングを上記キャリッジに取り付けたことを特徴とするものである。

請求項１１に係る発明は、記録媒体に集光するための１個の対物レンズと、レンズアクチュエータを備えて記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持されたキャリッジと、上記対物レンズを経て記録媒体に照射する波長の異なる３つの光を発光する３個の発光素子とを有する光ピックアップにおいて、上記波長の異なる３つの光を波長の短い方から第１の光、第２の光、第３の光として、上記第１の光と上記第２の光および上記第３の光とを合致および／または分離するダイクロイックプリズムと、上記第２の光と上記第３の光とを波長の違いによる回折の違いを利用して合致および／または分離する回折光学素子とを有することを特徴とするものである。

請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光は波長４００ｎｍ付近であり、上記第２の光は波長６６０ｎｍ付近であり、上記第３の光は波長７８０ｎｍ付近であることを特徴とするものである。

請求項１３に係る発明は、請求項１１または１２に記載の光ピックアップにおいて、上記第２の光を発光する発光素子と、上記第３の光を発光する発光素子とが、１つのパッケージに納められていることを特徴とするものである。

請求項１４に係る発明は、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記記録媒体はディスク状であり、上記回折光学素子によって曲げられる光路の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とするものである。

請求項１５に係る発明は、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光を発光する発光素子と上記ダイクロイックプリズムとを含む平面を第１の平面とし、上記第２の光および上記第３の光をそれぞれ発光する発光素子と上記回折光学素子とを含む平面を第２の平面としたとき、上記第１の平面と上記第２の平面とは一致しないことを特徴とするものである。

請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の平面と上記第２の平面とが直交することを特徴とするものである。

請求項１７に係る発明は、請求項１５または１６に記載の光ピックアップにおいて、上記第２の平面が記録媒体に平行であることを特徴とするものである。

請求項１８に係る発明は、請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記第１の光を発光する発光素子と上記第１の光を整形あるいは分離する光学素子とを含む光学系を、上記キャリッジと異なるハウジングに取り付けて、該ハウジングを上記キャリッジに取り付けたことを特徴とするものである。

請求項１９に係る発明は、波長の異なる３つの光ディスクに対応する光ディスクドライブ装置において、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とするものである。

請求項１の発明によると、一番波長の短い第１の光と、それよりも波長の長い第２の光および第３の光との合致／分離をダイクロイックプリズムで行い、第２の光と第３の光との合致／分離を波長の違いによる屈折率の違いを利用した屈折光学手段で行うようにしたので、３つの波長の光に対応する光ピックアップを小型化することができる。

請求項２の発明によると、屈折光学手段がビーム整形プリズムを含んでなるので、部品点数を少なくでき、安価にできる。

請求項３の発明によると、望ましい３つの波長に対応する光ピックアップを実現することができる。

請求項４の発明によると、第２の光の発光素子と第３の光の発光素子とが１つのパッケージに納められているので、より小型化が可能になる。

請求項５の発明によると、光ピックアップを、ディスク状記録媒体を回転させるモータに巻き付くような形状とすることができるので、光ディスクドライブ装置内のスペースを有効に利用でき、光ディスクドライブ装置の小型化が図れる。

請求項６の発明によると、屈折光学手段を複数の屈折光学素子で構成するので、その光学特性を良好にできる。

請求項７および請求項８の各発明によると、第１の光に関する光学系を配置する第１の平面と、第２の光および第３の光に関する光学系を配置する第２の平面とが一致していないので、組立性を向上することができる。

請求項９の発明によると、さらに第２の平面が記録媒体に平行となっているので、組立性を向上できると共に、より小型化が可能になる。

請求項１０の発明によると、第１の光に関する光学系をキャリッジと異なるハウジングに取り付け、これをキャリッジに取り付けるので、組立性を向上できると共に、部品の製作も容易になり、歩留まりも向上することができる。

請求項１１の発明によると、一番波長の短い第１の光と、それよりも波長の長い第２の光および第３の光との合致／分離をダイクロイックプリズムで行い、第２の光と第３の光との合致／分離を波長の違いによる回折の違いを利用した回折光学素子で行うようにしたので、３つの波長の光に対応する光ピックアップを小型化することができる。

請求項１２の発明によると、請求項３の発明と同様に、望ましい３つの波長に対応する光ピックアップを実現することができる。

請求項１３の発明によると、請求項４の発明と同様に、光ピックアップをより小型化することができる。

請求項１４の発明によると、請求項５の発明と同様に、光ディスクドライブ装置の小型化が図れる。

請求項１５および請求項１６の各発明によると、請求項７および請求項８の各発明と同様に、組立性を向上することができる。

請求項１７の発明によると、請求項９の発明と同様に、組立性を向上できると共に、より小型化が可能になる。

請求項１８の発明によると、請求項１０の発明と同様に、組立性を向上できると共に、部品の製作も容易になり、歩留まりも向上することができる。

請求項１９の発明によると、光ディスクドライブ装置を小型化することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、各図において、説明に不要な部品等は省略していると共に、ハッチングについても図が煩雑なるため一部省略している。

（第１実施の形態）
図１〜図３は本発明による光ピックアップの第１実施の形態を示すもので、図１は要部断面図、図２は上面図、図３は光学系説明図である。

図１において、対物レンズ１はホルダ２に装着され、このホルダ２にフォーカスコイル３、トラッキングコイル４ａ、４ｂが接着されている。また、ホルダ２には、ベリリウム銅製の４本のワイヤバネ５ａ〜５ｄ（５ｃ、５ｄは図示せず）の一端が装着され、これらワイヤバネ５ａ〜５ｄにフォーカスコイル３、トラッキングコイル４ａ、４ｂの端末が接続されている。ワイヤバネ５ａ〜５ｄの他端はバネウケ６に接着され、これによりホルダ２はワイヤバネ５ａ〜５ｄを介して図示しないディスク状の記録媒体の垂直方向（Ｚ方向）および半径方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されている。ワイヤバネ５ａ〜５ｄは、図示しないフレキシブル基板を介して、さらに外部の電気回路に接続される。バネウケ６は、鉄製のベース７に固定されている。ベース７の曲げ立ち上げ部８ａ、８ｂには、磁界を発生させる磁石９ａ、９ｂも固定されている。以上のベース７上に組み立てられた対物レンズ１を駆動するための機構をレンズアクチュエータ１０と呼ぶ。

レンズアクチュエータ１０は、キャリッジ２１に固定されている。キャリッジ２１は、軸受部２２ａ、２２ｂ、２２ｃを介して軸２３ａ、２３ｂに支持されている。これにより、キャリッジ２１は、図示しない記録媒体の半径方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されていることになる。キャリッジ２１は、図示しない記録媒体の最内周に移動したときに、記録媒体を回転させるモータ２４（２点鎖線で外形を示す）に干渉しないように、Ｘ（−）端に円弧状形状２５を有している。

キャリッジ２１には、波長４０５ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード３１が、イタ３２を介して取り付けられている。イタ３２を介するのは、イタ３２の平面内（光軸に垂直な平面内）でレーザダイオード３１を位置調整可能とするためである。イタ３２は、ネジ３３ａ，３３ｂによってキャリッジ２１に固定される。

レーザダイオード３１から対物レンズ１までの光路には、図３に明瞭に示すように、ビーム整形レンズ３４、回折格子３６、偏光ビームスプリッタ３８、１／４波長板３９、コリメータレンズ４０、反射ミラー４２、ダイクロイックプリズム１１、収差補正素子１２および反射ミラー１４がこの順序で配置されている。

図１に示すように、ビーム整形レンズ３４は鏡筒３５を介してキャリッジ２１に固定され、回折格子３６はホルダ３７を介してキャリッジ２１に固定され、偏光ビームスプリッタ３８、反射ミラー４２、ダイクロイックプリズム１１および反射ミラー１４はそれぞれキャリッジ２１に直接固定され、１／４波長板３９は偏光ビームスプリッタ３８に接合され、コリメータレンズ４０は鏡筒４１を介してキャリッジ２１に固定され、収差補正素子１２はホルダ１３を介してキャリッジ２１に固定されている。なお、反射ミラー１４は、対物レンズ１のＺ（−）方向の位置に配置されている。

レーザダイオード３１から出射される波長４０５ｎｍのレーザ光は、ビーム整形レンズ３４および回折格子３６を経て偏光ビームスプリッタ３８に入射し、ここで一部が反射され、その透過光が、１／４波長板３９、コリメータレンズ４０および反射ミラー４２を経てダイクロイックプリズム１１に入射する。ダイクロイックプリズム１１は、波長４０５ｎｍの光は反射し、その他は透過とするように構成されており、このダイクロイックプリズム１１で反射されたレーザ光が収差補正素子１２および反射ミラー１４を経て対物レンズ１により図示しない記録媒体に照射されるようになっている。なお、偏光ビームスプリッタ３８で反射される反射光の光路には、キャリッジ２１に固定されてフォトディテクタ４３が配置されている。

また、記録媒体で反射される波長４０５ｎｍのレーザ光の戻り光は、往路とは逆の経路を辿って偏光ビームスプリッタ３８で反射される。この偏光ビームスプリッタ３８で反射される戻り光の光路には、集光レンズ４４が鏡筒４５を介してキャリッジ２１に固定されていると共に、フォトディテクタ４６がイタ４７を介してキャリッジ２１に固定されている。なお、フォトディテクタ４６は、イタ４７の平面内（光軸に垂直な平面内）で位置調整可能となっており、調整後に、イタ４７がキャリッジ２１に接着固定される。

ここで、ビーム整形レンズ３４を保持する鏡筒３５は、外形円筒状に形成されて、キャリッジ２１に形成された円筒状穴部に光軸方向にスライド可能に装填され、これによりビーム整形レンズ３４は光軸方向に位置調整可能となっている。また、回折格子３６を保持するホルダ３７は、外形円筒状に形成されて、キャリッジ２１に形成された円筒状穴部に光軸を中心に回転可能に装填され、これにより回折格子３６は光軸に対して回転調整可能となっている。

また、コリメータレンズ４０を保持する鏡筒４１および集光レンズ４４を保持する鏡筒４５は、図２に示すように、キャリッジ２１にネジ４９で固定されたイタ４８によって、キャリッジ２１の異なる壁面に光軸方向にスライド可能に押し付けられるような形で固定され、これによりコリメータレンズ４０および集光レンズ４４は光軸方向に位置調整可能となっている。これらの調整機能により、フォトディテクタ４６において所定の信号が得られるように、各光学素子の位置調整がなされる。

さらに、キャリッジ２１には、波長６６０ｎｍのレーザ光と波長７８０ｎｍのレーザ光とを発光するレーザダイオード５１が、イタ５２を介して取り付けられている。レーザダイオード５１は、図３に明瞭に示すように、１つのパッケージ内に、波長７８０ｎｍのレーザ光を発光する発光素子１０１と、波長６６０ｎｍのレーザ光とを発光する発光素子１０２とを有しており、それらの発光点（位置）は、一致しておらず、若干ずれている。イタ５２は、イタ３２と同様に、レーザダイオード５１の位置調整をするためのもので、ネジ５３ａ，５３ｂによってキャリッジ２１に固定される。

レーザダイオード５１から対物レンズ１までの光路には、図３に明瞭に示すように、回折格子５６、コリメータレンズ６０、屈折光学手段を構成するプリズム５４、偏光ビームスプリッタ５８、１／４波長板５９、ダイクロイックプリズム１１、収差補正素子１２および反射ミラー１４がこの順序で配置されており、ダイクロイックプリズム１１から対物レンズ１に至る光路は、レーザダイオード３１の光路と共通となっている。

図１に示すように、回折格子５６はホルダ５７を介してキャリッジ２１に固定され、コリメータレンズ６０は鏡筒６１を介してキャリッジ２１に固定され、プリズム５４および偏光ビームスプリッタ５８は、それぞれキャリッジ２１に直接固定され、１／４波長板５９は偏光ビームスプリッタ５８に接合されている。

レーザダイオード５１から出射されるレーザ光は、回折格子５６、コリメータレンズ６０およびプリズム５４を経て偏光ビームスプリッタ５８に入射し、ここで一部が反射され、その透過光が、１／４波長板５９、ダイクロイックプリズム１１、収差補正素子１２および反射ミラー１４を経て対物レンズ１により図示しない記録媒体に照射されるようになっている。なお、偏光ビームスプリッタ５８で反射される反射光の光路には、キャリッジ２１に固定されてフォトディテクタ６３が配置されている。

また、レーザダイオード５１から出射されたレーザ光の記録媒体からの戻り光は、往路とは逆の経路を辿って偏光ビームスプリッタ５８で反射される。この偏光ビームスプリッタ５８で反射される戻り光の光路には、集光レンズ６４が鏡筒６５を介してキャリッジ２１に固定されていると共に、フォトディテクタ６６がイタ６７を介してキャリッジ２１に固定されている。なお、イタ６７は、イタ４７と同様に、フォトディテクタ６６の調整用のもので、調整後はキャリッジ２１に接着固定される。

ここで、回折格子５６を保持するホルダ５７は、外形円筒状に形成されて、キャリッジ２１に形成された円筒状穴部に光軸を中心に回転可能に装填され、これにより回折格子５６は光軸に対して回転調整可能となっている。また、コリメータレンズ６０を保持する鏡筒６１は、図２に示すように、キャリッジ２１にネジ６９ａで固定されたイタ６８ａによって、キャリッジ２１の壁面に光軸方向にスライド可能に押し付けられるような形で固定され、これによりコリメータレンズ６０は光軸方向に位置調整可能となっている。同様に、集光レンズ６４を保持する鏡筒６５も、キャリッジ２１にネジ６９ｂで固定されたイタ６８ｂによって、キャリッジ２１の異なる壁面に光軸方向にスライド可能に押し付けられるような形で固定され、これにより集光レンズ６４は光軸方向に位置調整可能となっている。これらの調整機能により、フォトディテクタ６６において所定の信号が得られるように、各光学素子の位置調整がなされる。

次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。

波長４０５ｎｍのレーザ光に対応した記録媒体が装置にセットされた場合は、レーザダイオード３１を発光させる。レーザダイオード３１より発せられたレーザ光は、ビーム整形レンズ３４でビーム整形が行われ、さらに、回折格子３６に入射して、トラッキング信号検出をディファレンスプッシュプル方式で行うために、０次光と±１次光とに分けられる。次に、偏光ビームスプリッタ３８をＰ偏光で透過して、１／４波長板３９を経由してコリメータレンズ４０により平行光にされる。平行光となった光は、反射ミラー４２で光路の向きを変えられ、ダイクロイックプリズム１１で反射されて、球面収差補正板１２で球面収差補正が行われ、反射ミラー１４で光路をＺ方向に向けられて、対物レンズ１により記録媒体上に照射されてスポットを形成する。

また、偏光ビームスプリッタ３８に入射した光の一部は反射されて、フォトディテクタ４３で受光され、その出力に基づいてレーザダイオード３１の発光量の調整が行われる。

一方、記録媒体で反射される戻り光は、再び対物レンズ１を通り、往路とは逆の経路を辿ってダイクロイックプリズム１１で反射されて偏光ビームスプリッタ３８に到達する。ここで、戻り光は、往路および復路で１／４波長板３９を透過するので、その偏光方向が往路と直交し、偏光ビームスプリッタ３８で反射される。この偏光ビームスプリッタ３８で反射された戻り光は、集光レンズ４４を経てフォトディテクタ４６で受光され、その出力に基づいてフォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号の検出が行われる。

フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル３に電流を流すことによって、ホルダ２を記録媒体に垂直な方向に駆動する。トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル４ａ、４ｂに電流を流すことによって、ホルダ２を記録媒体の半径方向に駆動する。異なるトラックにアクセスする場合は、図示していない駆動手段によって、キャリッジ２１ごとホルダ２を記録媒体の半径方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ２およびそれに固定された対物レンズ１はフォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。

波長６６０ｎｍあるいは波長７８０ｎｍのレーザ光に対応した記録媒体が装置にセットされた場合は、レーザダイオード５１を駆動して、波長７８０ｎｍの媒体の場合は発光素子１０１を発光させ、波長６６０ｎｍの媒体の場合は発光素子１０２を発光させる。発光素子１０１から発光される波長７８０ｎｍのレーザ光は、光路７１を通って回折格子５６に入射し、ここでトラッキング信号検出をデリファレンスプッシュプル方式あるいは３ビーム方式で行うために０次光と±１次光とに分けられ、さらにコリメータレンズ６０で平行光にされて、屈折光学手段であるプリズム５４に入射する。また、発光素子１０２から発光される波長６６０ｎｍのレーザ光は、光路７２を通って、同様に回折格子５６に入射して０次光と±１次光とに分けられ、さらにコリメータレンズ６０で平行光にされて、プリズム５４に入射する。

プリズム５４では、入射光のビーム形状を整形すると同時に、波長による屈折率の違いを用いて、波長７８０ｎｍの光路７１と波長６６０ｎｍの光路７２とを一つの光路７３に合成する。ここで、プリズム５４に対する光路７１，７２と光路７３とがなす角度の内、１８０度より小さい角度７４（図１参照）が、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側となっている。

プリズム５４を出た光は、偏光ビームスプリッタ５８をＰ偏光で透過して、１／４波長板５９を経由してダイクロイックプリズム１１に入射する。ダイクロイックプリズム１１は、波長４０５ｎｍの光のみ反射するものなので、波長６６０ｎｍあるいは波長７８０ｎｍの光は透過して球面収差補正板１２で球面収差補正が行われ、さらに反射ミラー１４で光路をＺ方向に向けられて、対物レンズ１により記録媒体上に照射されてスポットを形成する。

また、偏光ビームスプリッタ５８に入射した光の一部は反射されて、フォトディテクタ６３で受光され、その出力に基づいてレーザダイオード５１の発光量の調整が行われる。

一方、記録媒体で反射される戻り光は、再び対物レンズ１を通り、往路とは逆の経路を辿ってダイクロイックプリズム１１を透過し、さらに１／４波長板５９を透過して偏光ビームスプリッタ５８に到達する。ここで、戻り光は、往路および復路で１／４波長板５９を透過するので、その偏光方向が往路と直交し、偏光ビームスプリッタ５８で反射される。この偏光ビームスプリッタ５８で反射された戻り光は、集光レンズ６４を経てフォトディテクタ６６で受光される。すなわち、波長６６０ｎｍあるいは波長７８０ｎｍのレーザ光に対応した記録媒体の場合には、フォトディテクタ６６が共用され、その出力に基づいてフォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号の検出が行われる。なお、フォーカスエラー、トラッキングエラーが検出された場合の動作などは、上述した波長４０５ｎｍの場合のときと同じである。

本実施の形態によれば、一番波長の短い光と他の光との合致、分離をダイクロイックプリズム１１で行い、残り２つの光の合致、分離を波長の違いによる屈折率の違いを利用したプリズム５４で行うようにしたので、光ピックアップを小型化することができる。また、屈折率の違いを利用したプリズム５４で曲げられる光路の角度の内、１８０度より小さい角度７４を、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側にして、光ピックアップをモータ２４に巻き付くような形状としたので、光ディスクドライブ装置内のスペースを有効に利用でき、より小型化が図れる。さらに、本実施の形態では、光を合成、分離するプリズム５４にビーム整形機能も持たせたので、部品点数を削減でき、安価にすることができる。

（第２実施の形態）
図４は、本発明の第２実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。

本実施の形態では、第１実施の形態と異なり、図４に示すように、屈折光学手段を２つのプリズム５４および５５をもって構成して、コリメータレンズ６０から出射した光を、２つのプリズム５４および５５を経て合成して偏光ビームスプリッタ５８に入射させる。なお、図４では、図面を明瞭とするために、レーザダイオード５１から１本の光路７１のみを示しているが、レーザダイオード５１からは第１実施の形態と同様に２本の光路がある。すなわち、本実施の形態では、レーザダイオード５１からの波長の異なる２つの光を、２つのプリズム５４および５５で屈折率の違いを利用して合成、分離する。ここで、２つのプリズム５４，５５に入射する前の光路７１と、２つのプリズム５４，５５から出射する光路７３とのなす角度の内、１８０度より小さい角度７４が、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側となっている。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。

このように、本実施の形態では、屈折率の違いを用いて２つの波長の光を合成、分離する屈折光学手段を、２個のプリズム５４，５５の組み合わせとして構成したので、光学特性の悪い部分をキャンセルすることができ、良好な光学特性を得ることができる。

（第３実施の形態）
図５は、本発明の第３実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。

本実施の形態は、第１実施の形態に対して、波長４０５ｎｍの光学系と、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光学系との位置が異なるもので、図５では第１実施の形態と同じ光学素子には同一参照符号を付してある。

すなわち、第１実施の形態では、波長４０５ｎｍの光学系をＸ（＋）、Ｙ（＋）方向に配置したが、本実施の形態では、これをＹ（−）に配置して、レーザダイオード３１からの光を、ビーム整形レンズ３４および回折格子３６を経て偏光ビームスプリッタ３８に入射させる。偏光ビームスプリッタ３８は、第１実施の形態とは異なり、往路では光を反射させて、１／４波長板３９を経てコリメータレンズ４０で平行光にしてダイクロイックプリズム１１に入射させる。デイクロイックプリズム１１は、第１実施の形態とは異なり、波長４０５ｎｍの光のみを透過するように構成して、その透過した波長４０５ｎｍの光を、球面収差補正板１２および反射ミラー１４を経て対物レンズ１により記録媒体上に照射してスポットを形成する。また、偏光ビームスプリッタ３８に入射した光の一部は透過させて、その透過光をフォトディテクタ４３で受光する。

記録媒体で反射される波長４０５ｎｍの戻り光は、ダイクロイックプリズム１１および偏光ビームスプリッタ３８を透過するという点が第１実施の形態と異なるが、その他は第１実施の形態と同様にして、フォトディテクタ４６で受光される。

また、第１実施の形態では、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光学系をＹ（−）方向に配置したが、本実施の形態は、これをＸ（＋）、Ｙ（＋）方向に配置して、偏光ビームスプリッタ５８および１／４波長板５９を経て出射される光束を、反射ミラー６２を経てダイクロイックプリズム１１で反射させて対物レンズ１側に向かわせる。ここでも、プリズム５４に入射する光路７１（第１実施の形態と同じく光路７２もあるが、図示していない）と出射する光路７３とのなす角度の内、１８０度より小さい角度７４を、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側としている。

記録媒体で反射される波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの戻り光は、ダイクロイックプリズム１１および反射ミラー６２で順次反射させて１／４波長板５９を経て偏光ビームスプリッタ５８に入射させることにより、第１実施の形態と同様にしてフォトディテクタ６６で受光する。なお、光学部品の固定法や、その他の構成および動作は第１実施の形態とほぼ同じである。

本実施の形態のような配置であっても、一番波長の短い光と他の光との合致、分離をダイクロイックプリズム１１で行い、残り２つの光の合致、分離を波長の違いによる屈折率の違いを利用したプリズム５４で行うことにより、光ピックアップの小型化を図ることができる。また、屈折率の違いを利用したプリズム５４で曲げられる光路の角度の内、１８０度より小さい角度７４を、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側として、光ピックアップをモータ２４に巻き付くような形状とすることにより、光ディスクドライブ装置内のスペースを有効に利用して、より小型化が図れる。

（第４実施の形態）
図６乃至図８は、本発明による光ピックアップの第４実施の形態を示すもので、図６は上面図、図７は図８の線８０の位置でＺ（＋）方向から見た断面図、図８は要部側面断面図である。

本実施の形態において、レンズアクチュエータ１０は、フォーカスコイル３ａ，３ｂ、トラッキングコイル４ａ〜４ｄを有して構成され、対物レンズ１はホルダを介して第１実施の形態と同様に、図示しない記録媒体の垂直方向（Ｚ方向）および半径方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されている。このレンズアクチュエータ１０は、図８に示すようにキャリッジ２１に固定されている。

レンズアクチュエータ１０のＺ（−）方向には、収差補正素子１２がホルダ１３を介してキャリッジ２１に固定されており、さらにＺ（−）方向にダイクロイックプリズム１１がキャリッジ２１に直接固定されている。第１実施の形態とは異なり、対物レンズ１と収差補正素子１２との間に反射ミラーは存在しない。

ダイクロイックプリズム１１は、波長４０５ｎｍの光を透過し、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光は反射するように構成されている。ダイクロイックプリズム１１を含む図示しない記録媒体と平行なＸＹ平面内には、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード５１、回折格子５６、コリメータレンズ６０、プリズム５４、偏光ビームスプリッタ５８、１／４波長板５９、フォトディテクタ６３、集光レンズ６４、フォトディテクタ６６からなる第１実施の形態とほぼ同じ、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する光学系がキャリッジ２１に固定されている。なお、プリズム５４に入射する光路７１，７２と出射する光路７３のなす角度の内、１８０度より小さい角度７４が、第１実施の形態と同様に、記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側に位置している。

キャリッジ２１には、さらに光学ハウジング８２がネジ（図示せず）によって固定されている。この光学ハウジング８２には、波長４０５ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード３１、回折格子３６、ビーム整形レンズ３４、偏光ビームスプリッタ３８、１／４波長板３９、コリメータレンズ４０、フォトディテクタ４３、集光レンズ４４およびフォトディテクタ４６からなる第１実施の形態とほぼ同じ、波長４０５ｎｍに対応する光学系が固定されている。

ここで、ビーム整形レンズ３４を保持する鏡筒３５は、イタにより取り付けられ、コリメータレンズ４０を保持する鏡筒４１は、光学ハウジング８２に設けた円筒状穴部に装填されており、それらの固定方法が第１実施の形態の場合とは逆になっているが、その他は第１実施の形態とほぼ同じである。

光学ハウジング８２は、コリメータレンズ４０がダイクロイックプリズム１１のＺ（−）方向に位置するように、キャリッジ２１に固定されている。ダイクロイックプリズム１１は、波長４０５ｎｍの光を透過するので、コリメータレンズ４０を出射した光は、ダイクロイックプリズム１１を透過して対物レンズ１へ到達する。ダイクロイックプリズム１１および光学ハウジング８２内の波長４０５ｎｍに対応する光学系は、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する光学系が展開される平面と平行でないＹＺ平面内に展開される形となる。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。

本実施の形態によれば、第１実施の形態と比較して、Ｚ方向から見た投影面積を小さくできる。また、波長４０５ｎｍに対応する光学系と、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する光学系とを、互いに交わらない別の平面内に展開することで、光学部品の重なりを少なくでき、外部から光学部品へのアクセスがし易くなる。したがって、光学部品の取り付けや位置調整が容易になり、組立性を向上することができる。特に、本実施の形態のように波長４０５ｎｍに対応する光学系と、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する光学系とを直交させると、治具で固定し易くなるなど、組立性がさらに向上する。また、本実施の形態のように、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍに対応する光学系を記録媒体と平行にすれば、より小型化し易くなる。

さらに、波長４０５ｎｍに対応する光学系を、光学ハウジング８２を介してキャリッジ２１に固定することで、キャリッジ２１および光学ハウジング８２を小型で単純な形状にすることができ、これにより部品自体の製作が容易になると共に、光学部品などを取り付ける際のキャリッジ２１および光学ハウジング８２の固定等を簡単にでき、組立性をより向上することができる。

また、波長が短くなればなるほど光学系への要求が厳しくなり、光ピックアップの性能をだすのが難しくなるが、光学系と対物レンズや、対物レンズの取り付け時の傾きなどの組み合わせで、同じ光学系でも違う対物レンズおよびそれを備えるレンズアクチュエータと組み合わせると、悪い特性がキャンセルして光ピックアップの特性が良好になることがある。本実施の形態では、特性が悪かった場合、キャリッジ２１から光学ハウジング８２を交換し、対物レンズ１およびレンズアクチュエータ１０との組み合わせを変更することで、特性を良好にできることがあり、光ピックアップの歩留まりを向上させることができる。

さらに、それでも特性が悪かった場合、光学ハウジング８２を取り外し、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍ用の光ピックアップとすることができる。これにより、キャリッジ２１の部分を廃棄する必要がなくなり、総合的な歩留まりを向上させることができる。

（第５実施の形態）
図９は、本発明の第５実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。

本実施の形態は、第１実施の形態の波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード５１の光が通るコリメータレンズ６０と偏光ビームスプリッタ５８との間にあったプリズムの代わりに、回折光学素子である回折格子９１をホルダ９２に保持して設け、この回折格子９１により波長７８０ｎｍの光を直進させて光路７１と光路７３とを合致させ、波長６６０ｎｍの光は回折させて光路７２を光路７３に合致させるようにしたものである。なお、回折格子９１の前後の光路で角度（１８０度でない）を持つ光路７２と光路７３との１８０度より小さい角度７４が、図示しない記録媒体を回転させるモータ２４の中心２６側となっている。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。

本実施の形態においても、光ピックアップを小型化することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものでなく、種々の変形または変更が可能である。例えば、波長４０５ｎｍの光学系として、１つのケース内に光学素子を集積させたいわゆる集積光学系を用いることもできる。また、波長も、上記以外の波長とすることもできる。

さらに、ダイクロイックプリズム１１で、波長４０５ｎｍの光と、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍの光とを分離、合成するようにしたが、記録媒体からの例えば波長４０５ｎｍの戻り光の一部を、波長６６０ｎｍおよび波長７８０ｎｍ側の光学系に導いてサーボ信号などを検出するように構成することもできる。

また、各光学系内に、収差補正などの光学素子をさらに加えることもできる。さらに、第２〜４実施の形態において、波長６６０ｎｍと波長７８０ｎｍとの光を合成するプリズムに代えて第５実施の形態と同様に回折格子を用いることもできる。

さらにまた、上記実施の形態の光ピックアップを光ディスクドライブ装置に備えることで、光ディスクドライブ装置を小型化することができると共に、光ディスクドライブ装置の歩留まりを向上でき、コストダウンを図ることができる。

本発明による光ピックアップの第１実施の形態を示す要部断面図である。 同じく、上面図である。 同じく、光学系説明図である。 本発明の第２実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。 同じく、第３実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。 同じく、第４実施の形態を示す光ピックアップの上面図である。 図８の線８０の位置でＺ（＋）方向から見た断面図である。 第４実施の形態の光ピックアップの要部側面断面図である。 本発明の第５実施の形態を示す光ピックアップの要部断面図である。

符号の説明

１ 対物レンズ
２ ホルダ
３、３ａ，３ｂ フォーカスコイル
４ａ〜４ｄ トラッキングコイル
５ａ〜５ｄ ワイヤバネ
６ バネウケ
７ ベース
８ａ，８ｂ 曲げ立ち上げ部
９ａ，９ｂ 磁石
１０ レンズアクチュエータ
１１ ダイクロイックプリズム
１２ 収差補正素子
１３ ホルダ
１４ 反射ミラー
２１ キャリッジ
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ 軸受部
２３ａ，２３ｂ 軸
２４ モータ
３１ レーザダイオード
３２ イタ
３３ａ，３３ｂ ネジ
３４ ビーム整形レンズ
３５ 鏡筒
３６ 回折格子
３７ ホルダ
３８ 偏光ビームスプリッタ
３９ １／４波長板
４０ コリメータレンズ
４１ 鏡筒
４２ 反射ミラー
４３ フォトディテクタ
４４ 集光レンズ
４５ 鏡筒
４６ フォトディテクタ
４７ イタ
４８ イタ
４９ ネジ
５１ レーザダイオード
５２ イタ
５３ａ，５３ｂ ネジ
５４，５５ プリズム
５６ 回折格子
５７ ホルダ
５８ 偏光ビームスプリッタ
５９ １／４波長板
６０ コリメータレンズ
６１ 鏡筒
６２ 反射ミラー
６３ フォトディテクタ
６４ 集光レンズ
６５ 鏡筒
６６ フォトディテクタ
６７ イタ
６８ａ，６８ｂ イタ
６９ａ，６９ｂ ネジ
７１，７２，７３ 光路
８２ 光学ハウジング
９１ 回折格子
９２ ホルダ
１０１，１０２ 発光素子

Claims (19)

1. 記録媒体に集光するための１個の対物レンズと、レンズアクチュエータを備えて記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持されたキャリッジと、上記対物レンズを経て記録媒体に照射する波長の異なる３つの光を発光する３個の発光素子とを有する光ピックアップにおいて、
   上記波長の異なる３つの光を波長の短い方から第１の光、第２の光、第３の光として、上記第１の光と上記第２の光および上記第３の光とを合致および／または分離するダイクロイックプリズムと、
   上記第２の光と上記第３の光とを波長の違いによる屈折率の違いを利用して合致および／または分離する屈折光学手段とを有することを特徴とする光ピックアップ。
2. 上記屈折光学手段はビーム整形プリズムを含むことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
3. 上記第１の光は波長４００ｎｍ付近であり、上記第２の光は波長６６０ｎｍ付近であり、上記第３の光は波長７８０ｎｍ付近であることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ。
4. 上記第２の光を発光する発光素子と、上記第３の光を発光する発光素子とが、１つのパッケージに納められていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
5. 上記記録媒体はディスク状であり、上記屈折光学手段によって曲げられる光路の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
6. 上記屈折光学手段は複数の屈折光学素子を有し、その先頭の屈折光学素子に入射する光路と、最後の屈折光学素子から出射する光路とのなす角の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
7. 上記第１の光を発光する発光素子と上記ダイクロイックプリズムとを含む平面を第１の平面とし、上記第２の光および上記第３の光をそれぞれ発光する発光素子と上記屈折光学手段とを含む平面を第２の平面としたとき、上記第１の平面と上記第２の平面とは一致しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
8. 上記第１の平面と上記第２の平面とが直交することを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
9. 上記第２の平面が記録媒体に平行であることを特徴とする請求項７または８に記載の光ピックアップ。
10. 上記第１の光を発光する発光素子と上記第１の光を整形あるいは分離する光学素子とを含む光学系を、上記キャリッジと異なるハウジングに取り付けて、該ハウジングを上記キャリッジに取り付けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
11. 記録媒体に集光するための１個の対物レンズと、レンズアクチュエータを備えて記録媒体のトラックを横切る方向に移動可能に支持されたキャリッジと、上記対物レンズを経て記録媒体に照射する波長の異なる３つの光を発光する３個の発光素子とを有する光ピックアップにおいて、
    上記波長の異なる３つの光を波長の短い方から第１の光、第２の光、第３の光として、上記第１の光と上記第２の光および上記第３の光とを合致および／または分離するダイクロイックプリズムと、
    上記第２の光と上記第３の光とを波長の違いによる回折の違いを利用して合致および／または分離する回折光学素子とを有することを特徴とする光ピックアップ。
12. 上記第１の光は波長４００ｎｍ付近であり、上記第２の光は波長６６０ｎｍ付近であり、上記第３の光は波長７８０ｎｍ付近であることを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアップ。
13. 上記第２の光を発光する発光素子と、上記第３の光を発光する発光素子とが、１つのパッケージに納められていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の光ピックアップ。
14. 上記記録媒体はディスク状であり、上記回折光学素子によって曲げられる光路の１８０度より小さい角が、上記ディスク状の記録媒体の中心側に位置するように構成したことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
15. 上記第１の光を発光する発光素子と上記ダイクロイックプリズムとを含む平面を第１の平面とし、上記第２の光および上記第３の光をそれぞれ発光する発光素子と上記回折光学素子とを含む平面を第２の平面としたとき、上記第１の平面と上記第２の平面とは一致しないことを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
16. 上記第１の平面と上記第２の平面とが直交することを特徴とする請求項１５に記載の光ピックアップ。
17. 上記第２の平面が記録媒体に平行であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の光ピックアップ。
18. 上記第１の光を発光する発光素子と上記第１の光を整形あるいは分離する光学素子とを含む光学系を、上記キャリッジと異なるハウジングに取り付けて、該ハウジングを上記キャリッジに取り付けたことを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
19. 波長の異なる３つの光ディスクに対応する光ディスクドライブ装置において、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ装置。

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