JP2005293707A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の光ディスク間で互換性を持つと共に小型化・薄型化を達成した光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 本発明の光ピックアップ装置は、第１光源から出射される第１光束を第１情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第１対物レンズと、第２光源から出射される第２光束を第２情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第２対物レンズとの少なくとも２つの対物レンズと、前記第１光束を反射して前記第１対物レンズに入射させる反射面と、前記第２光束を反射して前記第２対物レンズに入射させる反射面との少なくとも２つの反射面を有する立上げミラーと、球面収差を補正するための液晶機構とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関する。

近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や光ディスクに対する情報の記録用の光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第２高調波発生を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青紫色ＳＨＧレーザ等の波長４０５nmのレーザ光源が実用化されつつある。
これら青紫色レーザ光源を使用すると、ＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）と同じ開口数（ＮＡ）の対物レンズを使用する場合で、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能となり、対物レンズのＮＡを０．８５にまで高めた場合には、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、２３〜２５ＧＢの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。

高密度光ディスク／ＤＶＤ／ＣＤ（コンパクトディスク）のいずれか２種類或いは３種類の光ディスク間で互換性を維持しながら適切に情報を記録／再生できるようにする技術として、従来より、例えば、ＤＶＤ用の光学系とＣＤ用の光学系を備え、光ディスクの種類に応じて光学系を選択的に切り替えるＤＶＤ／ＣＤ用の光ヘッド装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、高密度光ディスクを含む複数の光ディスク間で互換性を有する光ピックアップ装置では、各光ディスクの基板厚の差に起因した球面収差が発生し、また、光ディスクが多層構造を持つ場合には、記録／再生時における層間のフォーカスジャンプに起因した球面収差が発生するので、光学系中に配置したビームエキスパンダーを光軸方向に移動させることで光束の発散角を適宜変更し、これら球面収差を補正する技術が知られている。
特開２０００−２０９８２号公報

ところが、上記特許文献１には、ＤＶＤ／ＣＤ用の２つの対物レンズを用いてこれら光ディスク間での互換性を達成させるための技術が開示されているのみであり、高密度光ディスクを含む複数の光ディスク間で互換性を達成すべく、上述のような球面収差の補正手段を、２つの対物レンズを持つ光ピックアップ装置に設ける技術に関しては開示されていない。
また、上述したような、ビームエキスパンダーによる球面収差の補正は、ビームエキスパンダーを移動させるためのスペースやアクチュエータが必要となることから、近年の光ピックアップ装置の小型化・薄型化の要求に反することになってしまう。

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、複数の光ディスク間で互換性を持つと共に小型化・薄型化を達成した光ピックアップ装置を提供することである。

本明細書においては、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光ディスクを総称して「高密度光ディスクＨＤ」といい、ＮＡ０．８５の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ブルーレイディスクＢＤ）の他に、ＮＡ０．６５乃至０．６７の対物光学系により情報の記録／再生を行い、保護層の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＨＤ ＤＶＤ）も含むものとする。また、このような保護層をその情報記録面上に有する光ディスクの他に、情報記録面上に数〜数十ｎｍ程度の厚さの保護膜を有する光ディスクや、保護層或いは保護膜の厚さが０の光ディスクも含むものとする。また、本明細書においては、高密度光ディスクには、情報の記録／再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色ＳＨＧレーザを使用する光磁気ディスクも含まれるものとする。
本明細書においては、ＤＶＤとは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等のＤＶＤ系列の光ディスクの総称であり、ＣＤとは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣＤ系列の光ディスクの総称である。

以上の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、第１光源から出射される第１光束を第１情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第１対物レンズと、第２光源から出射される第２光束を第２情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第２対物レンズとの少なくとも２つの対物レンズと、前記第１光束を反射して前記第１対物レンズに入射させる反射面と、前記第２光束を反射して前記第２対物レンズに入射させる反射面との少なくとも２つの反射面を有する立上げミラーと、球面収差を補正するための液晶機構とを備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、液晶機構を用いて球面収差を補正するので、例えば、光学系中に配置したビームエキスパンダーを移動させることにより球面収差を補正する場合と比較して、ビームエキスパンダー用のスペースやアクチュエータが不要となり、光ピックアップ装置の小型化・薄型化を実現できる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の光ピックアップ装置において、前記液晶機構は、電圧の印加により透過する前記第１光束及び前記第２光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層と、前記液晶層に電圧を印加するための電極層とから構成され、前記電極層が、前記第１対物レンズの入射面側に配置される光軸を中心とした同心円状の第１電極パターンと、前記第２対物レンズの入射面側に配置される光軸を中心とした同心円状の第２電極パターンとを備えることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記第１電極パターンに供給する電圧と前記第２電極パターンに供給する電圧とを独立して制御することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、第１電極パターンと第２電極パターンに対する供給電圧を独立して制御することにより、第１電極パターンを通過する光束の球面収差補正と第２電極パターンを通過する光束の球面収差補正を独立して行なうことが可能となり、電力を効率良く利用することができる。

請求項４記載の発明は、請求項２に記載の光ピックアップ装置において、前記第１電極パターンに供給する電圧と前記第２電極パターンに供給する電圧とを一体に制御することを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、第１電極パターンと第２電極パターンに対する配線を共通化し、第１電極パターンに供給する電圧と第２電極パターンに供給する電圧とを一体に制御することにより、液晶機構の部品点数を削減できる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置において、前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズと、前記液晶機構とが保持部材を介して一体化されていることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５に記載の光ピックアップ装置において、
前記保持部材が、前記液晶機構の中心を、前記第１対物レンズと前記第２対物レンズの少なくとも一方の光軸上に一致させた状態で保持することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５又は６に記載の光ピックアップ装置において、前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズと、前記液晶機構と、開口絞りとが保持部材を介して一体化されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項７に記載の光ピックアップ装置において、前記保持部材が、前記液晶機構の中心と前記開口絞りの中心とを、前記第１対物レンズと前記第２対物レンズの少なくとも一方の光軸上に一致させた状態で保持することを特徴とする。
請求項５〜８のいずれか一項に記載の発明のように、保持部材が、第１対物レンズ及び第２対物レンズの光軸上に、液晶機構の中心、更には開口絞りの中心を一致させた状態で保持することにより、これら各部材の位置決めを保持部材を利用して容易に行なうことができるとともに、サーボ時における中心軸ずれを防止できる。

請求項９記載の発明は、請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置において、前記保持部材には、前記液晶機構、前記開口絞り、前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズの順に保持されていることを特徴とする。
請求項９に記載の発明のように、保持部材が、液晶機構、開口絞り、第１対物レンズ及び第２対物レンズの順に保持することにより、電極層が保持部材から露出することになり、電極層に対する配線作業が容易となる。

本発明によれば、複数の光ディスク間で互換性を持つと共に小型化・薄型化を達成した光ピックアップ装置を得られる。

本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。
[第１の実施の形態]
図１は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置ＰＵ１、２ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。図示は省略するが、高密度光ディスクＨＤの光学的仕様は、波長λ１＝４０８ｎｍ、保護層の厚さｔ１＝０．０８７５ｍｍ、開口数ＮＡ１＝０．８５であり、ＤＶＤの光学的仕様は、波長λ２＝６５８ｎｍ、保護層の厚さｔ２＝０．６ｍｍ、開口数ＮＡ２＝０．６０であり、ＣＤの光学的仕様は、波長λ３＝７８５ｎｍ、保護層の厚さｔ３＝１．２ｍｍ、開口数ＮＡ３＝０．４５である。但し、波長、保護層の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。

光ピックアップ装置ＰＵ１は、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され４０８ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）と光検出器ＰＤ２とが一体化されたＤＶＤ用モジュールＭＤ２、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）と光検出器ＰＤ３とが一体化されたＣＤ用モジュールＭＤ３、高密度光ディスク用コリメータＣＯＬ１、ＤＶＤ用コリメータＣＯＬ２、ＣＤ用コリメータＣＯＬ３、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、ハーフミラーＨＭ、立上げミラーＭ、高密度光ディスクＨＤ用の第１対物レンズＯＢＪ１、ＤＶＤ／ＣＤ共用の第２対物レンズＯＢＪ２、保持部材１０、マグネット２０、ワイヤー２１、コイル２３、モニターＰＤ（フォトダイオード）３０、シリンドリカルレンズ３１、高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０、液晶機構５０、開口絞り６０等から概略構成されている。

図２に示すように、第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２の出射面の周縁には、径方向に延出したフランジ部ＦＬが形成されていると共に、第１対物レンズＯＢＪ１と第２対物レンズＯＢＪ２とはその一部において連続するように一体成形されている。
液晶機構５０は、球面収差を補正するために設けられるものであり、図３に示すように、電圧の印加により透過する第１〜第３光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層５１と、液晶層５１に電圧を印加するための互いに対向する電極層５２とから構成されている。

液晶層５１は、第１対物レンズＯＢＪ１の入射面側に配置される同心円状の第１電極パターン５３と、第２対物レンズＯＢＪ２の入射面側に配置される同心円状の第２電極パターン５４とを備えており、電源（図示略）から各電極パターンに対して電圧を供給することにより、液晶層５１中の液晶素子の配向状態が変化し、透過する光束に対して所定の位相を付加させるようになっている。

電源と各電極パターンとを図３（ａ）のように独立した配線５５を用いて接続することにより、第１電極パターン５３と第２電極パターン５４に対する供給電圧を独立して制御することが可能となるので、第１電極パターン５３を通過する光束（第１光束）の球面収差補正と第２電極パターン５４を通過する光束（第２光束及び第３光束）の球面収差補正を独立して行なうことが可能となり、また、電力を効率よく利用することができる。
また、図３（ｂ）のような第１電極パターン５３と第２電極パターン５４に対する配線５５を共通化することにより、液晶機構５０の部品点数を削減できる。

保持部材１０は、長手方向に開口１１を有する矩形状の部材であり、開口１１の内面には、高密度光ディスクの開口数に対応した開口絞り６０とＤＶＤの開口数に対応した開口絞り６０とが同一平面上に取り付けられている。
また、保持部材１０の一方の面（光源側の面）に設けた凹部１２には液晶機構５０が嵌合しており、その他方の面（光ディスク側の面）に設けた凹部１３には、第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２のフランジ部ＦＬが嵌合している。これにより、高密度光ディスク用の開口絞り６０の中心及び第１電極パターン５３の中心を第１対物レンズＯＢＪ１の光軸上に一致させ、ＤＶＤ用の開口絞り６０の中心及び第２電極パターン５４の中心を第２対物レンズＯＢＪ２の光軸上に一致させた状態で固定することが可能となり、サーボ時における中心軸ずれを防止できる。
尚、ここで、「光軸上に一致」とは、光学的性能を満足するように一致させた状態であれば良く、実質的な一致を意味するものであって、完全に一致するもののみを指すものではない。

また、保持部材１０が光源側から、液晶機構５０、開口絞り６０、第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２の順に保持することにより、電極層５２が保持部材１０から露出することになり、電極層５２に対する配線作業が容易となる。
液晶機構５０により補正することになる球面収差の発生原因としては、例えば、青紫色半導体レーザＬＤ１の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２の屈折率変化や屈折率分布の変化、光ディスクが２層ディスクや４層ディスク等の多層ディスクである場合の記録／再生時における層間のフォーカスジャンプ、保護層の製造誤差による厚みばらつきや厚み分布のばらつき等によるものが挙げられる。

このように、液晶機構５０により球面収差を補正することにより、例えば、光学系中に配置したビームエキスパンダーを移動させることにより球面収差を補正する場合と比較して、ビームエキスパンダー用のスペースやアクチュエータが不要となり、光ピックアップ装置ＰＵ１の小型化・薄型化を実現できる。

マグネット２０、ワイヤー２１及びコイル２３は第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２等を保持した状態の保持部材１０を駆動させるためのアクチュエータを構成するものであり、本実施の形態においてはムービングマグネット方式のアクチュエータを用いている。ワイヤー２１は保持部材１０を支持すると共に電極層５２に印加する電気信号伝送のために使われる。なお、図４のように、電気信号を２つ伝送できるように１つのワイヤー２１に導線２１ａを２つあるいはそれ以上作成してもよい。

図１及び図５に示すように、立上げミラーＭは、稜線を挟んで隣合う２面の反射面Ｒを持つ三角柱形状であり、第１〜第３光束は反射面Ｒにおいてその進路が変更され、第１対物レンズＯＢＪ１又は第２対物レンズＯＢＪ２に入射することになる。このように、１つの立上げミラーＭに複数の反射面Ｒを設ける、つまり、第１〜第３光束用の立上げミラーＭを共通化することにより、例えば図６に示すように、第１光束専用の立上げミラーＭ１と第２光束及び第３光束共用の立上げミラーＭ２を光学系中にそれぞれ配置する場合と比較して、光ピックアップ装置ＰＵ１の小型化・薄型化を実現できる。
立上げミラーＭの形状としては、三角柱以外にも、図７に示すような三角錐、図８に示すような多角錐或いは多角柱など、反射面Ｒとして利用可能な少なくとも２平面を有する多面体であればよい。

光ピックアップ装置ＰＵ１において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、まず、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、高密度光ディスク用コリメータＣＯＬ１を経て略平行光束とされた後、ハーフミラーＨＭにより分岐され、一方の光束はモニターＰＤ３０に入射してレーザー出射パワーの検出が行われる。
また、他方の光束は三角柱形状の立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更され、第１電極パターン５３を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過する際にその光束径が規制され、第１対物レンズＯＢＪ１によって高密度光ディスクＨＤの保護層を介して情報記録面上に球面収差が補正された状態で集光する。

第１対物レンズＯＢＪ１は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第１対物レンズＯＢＪ１、開口絞り６０、液晶機構５０を透過し、立上げミラーＭで反射された後、ハーフミラーＨＭで分岐され、シリンドリカルレンズ３１を通過して高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０の受光面上に収束する。そして、高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。

光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ＤＶＤ用モジュールＭＤ２を作動させて赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、その偏光方向が偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射されるようにＳ偏光とされており、ＤＶＤ用コリメータＣＯＬ２を経て略平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更され、第２電極パターン５４を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過する際にその光束径が規制され、第２対物レンズＯＢＪ２によってＤＶＤの保護層を介して情報記録面上に球面収差が補正された状態で集光する。

第２対物レンズＯＢＪ２は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２対物レンズＯＢＪ２、開口絞り６０、液晶機構５０を透過した後、立上げミラーＭで反射して、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した後、ＤＶＤ用コリメータＣＯＬ２を経てＤＶＤ用モジュールＭＤ２の光検出器ＰＤ２の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ２の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。

光ピックアップ装置ＰＵ１において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、ＣＤ用モジュールＭＤ３を作動させて赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、その偏光方向が偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過するようにＰ偏光とされており、ＣＤ用コリメータＣＯＬ３を経て略平行光束とされた後、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更される。ＣＤ用の第３光束は収差補正の必要度が低いので、必要に応じて第２電極パターン５４を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過し、第２対物レンズＯＢＪ２によってＣＤの保護層を介して情報記録面上に収差が補正された状態で集光する。

第２対物レンズＯＢＪ２は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２対物レンズＯＢＪ２、開口絞り６０、液晶機構５０を透過した後、立上げミラーＭで反射して、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した後、ＣＤ用コリメータＣＯＬ３を経てＣＤ用モジュールＭＤ３の光検出器ＰＤ３の受光面上に収束する。そして、光検出器ＰＤ３の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。

[第２の実施の形態]
図９は、高密度光ディスクＨＤとＤＶＤとＣＤとの何れに対しても適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。なお、以下の説明において、上記第１の実施の形態と同一の構成となる部分に関しては同一の符号を付し、その説明を省略する。

光ピックアップ装置ＰＵ２は、青紫色半導体レーザＬＤ１（第１光源）、赤色半導体レーザＬＤ２（第２光源）、赤外半導体レーザＬＤ３（第３光源）、高密度光ディスク用コリメータＣＯＬ１、ＤＶＤ用コリメータＣＯＬ２、ＣＤ用コリメータＣＯＬ３、第１〜第３ハーフミラーＨＭ１〜ＨＭ３、立上げミラーＭ、高密度光ディスクＨＤ用の第１対物レンズＯＢＪ１、ＤＶＤ／ＣＤ共用の第２対物レンズＯＢＪ２、保持部材１０、コイル（図示略）、ワイヤー２１、ＣＤ用モニターＰＤ７０、ＤＶＤ用モニターＰＤ７１、高密度光ディスク用モニターＰＤ７２、高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０、ＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器４１、液晶機構５０、開口絞り６０等から概略構成されている。

本実施の形態においては、図１０に示すように、第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２の出射面の周縁には、径方向に延出したフランジ部ＦＬが形成されていると共に、第１対物レンズＯＢＪ１と第２対物レンズＯＢＪ２とは別体に成形されている。
また、本実施の形態においては、第１対物レンズＯＢＪ１の入射面側に配置される高密度光ディスク専用の液晶機構５０ａと、第２対物レンズＯＢＪ２の入射面側に配置されるＤＶＤ／ＣＤ専用の液晶機構５０ｂとが別体に配置されており、高密度光ディスク専用の液晶機構５０ａには第１電極パターン５３が配置されており、ＤＶＤ／ＣＤ専用の液晶機構５０ｂには第２電極パターン５４が配置されている。これにより、各液晶機構５０の表面に対して、透過する光束の波長に対応したＡＲコート（Anti Refledion Coating）を塗布することが可能となり、また、透過する光束の波長に対応した透過率の高い液晶層５１を選択できる。
また、図９に示すように、三角柱形状の立上げミラーＭは、その最も対物レンズＯＢＪ１、ＯＢＪ２に近い稜線Ｌの部分がカットされた形状となっており、立上げミラーＭと保持部材１０との間隔を近づけて、光ピックアップ装置ＰＵ２の薄型化・小型化に寄与すると共に、フォーカス時の可動範囲を広げている。

コイル及びワイヤー２１は第１対物レンズＯＢＪ１及び第２対物レンズＯＢＪ２等を保持した状態の保持部材１０を駆動させるためのアクチュエータを構成するものであり、本実施の形態においてはいわゆるムービングコイル方式のアクチュエータを用いている。１つのワイヤー２１には電気信号を２つ伝送できるように図４のように導線２１ａが２つ存在する。これにより、4ワイヤーによるフォーカス制御信号、トラック制御信号、液晶駆動信号の同時駆動を可能とする。なお、更に多くの信号を伝送するために、１つのワイヤー２１に２つ以上の導線２１ａを作成してもよい。

光ピックアップ装置ＰＵ２において、高密度光ディスクＨＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、青紫色半導体レーザＬＤ１を発光させる。青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、高密度光ディスク用コリメータＣＯＬ１を経て略平行光束とされた後、第１ハーフミラーＨＭにより分岐され、一方の光束は高密度光ディスク用モニターＰＤ７２に入射してレーザー出射パワーの検出が行われる。
また、他方の光束は立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更され、第１電極パターン５３を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過する際にその光束径が規制され、第１対物レンズＯＢＪ１によって高密度光ディスクＨＤの保護層を介して情報記録面上に収差が補正された状態で集光する。
第１対物レンズＯＢＪ１は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第１対物レンズＯＢＪ１、開口絞り６０、液晶機構５０を透過し、立上げミラーＭで反射した後、第１ハーフミラーＨＭ１を通過して高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０の受光面上に収束する。そして、高密度光ディスクＨＤ用の光検出器４０の出力信号を用いて高密度光ディスクＨＤに記録された情報を読み取ることができる。

光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、赤色半導体レーザＬＤ２を発光させる。赤色半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束は、ＤＶＤ用コリメータＣＯＬ２を経て略平行光束とされた後、第２ハーフミラーＨＭ２により分岐され、一方の光束はＤＶＤ用モニターＰＤ７１に入射してレーザー出射パワーの検出が行われる。
また、他方の光束は立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更され、第２電極パターン５４を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過する際にその光束径が規制され、第２対物レンズＯＢＪ２によってＤＶＤの保護層を介して情報記録面上に収差が補正された状態で集光する。

第２対物レンズＯＢＪ２は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２対物レンズＯＢＪ２、開口絞り６０、液晶機構５０を透過し、立上げミラーＭで反射した後、第２及び第１ハーフミラーＨＭ２及びＨＭ１通過してＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器４１の受光面上に収束する。そして、ＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器４１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。

光ピックアップ装置ＰＵ２において、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合には、赤外半導体レーザＬＤ３を発光させる。赤外半導体レーザＬＤ３から射出された発散光束は、ＣＤ用コリメータＣＯＬ３を経て略平行光束とされた後、第３ハーフミラーＨＭ３により分岐され、一方の光束はＣＤ用モニターＰＤ７０に入射してレーザー出射パワーの検出が行われる。
また、他方の光束は第１及び第２ハーフミラーＨＭ１及びＨＭ２を通過して、立上げミラーＭの反射面Ｒで反射することによりその進路が変更される。ＣＤ用の第３光束は収差補正の必要度が低いので、必要に応じて第２電極パターン５４を通過する際に所定の位相が付加され、開口絞り６０を通過し、第２対物レンズＯＢＪ２によってＣＤの保護層を介して情報記録面上に収差が補正された状態で集光する。

第２対物レンズＯＢＪ２は、その周辺に配置されたアクチュエータによってフォーカシングやトラッキングを行う。情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び第２対物レンズＯＢＪ２、開口絞り６０、液晶機構５０を透過し、立上げミラーＭで反射した後、第２及び第１ハーフミラーＨＭ通過してＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器４１の受光面上に収束する。そして、ＤＶＤ／ＣＤ共用の光検出器４１の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。

なお、上記実施の形態においては、第１対物レンズＯＢＪ１を高密度光ディスクＨＤ専用、第２対物レンズＯＢＪ２をＤＶＤ／ＣＤ共用としたが、これに限らず、例えば、第１対物レンズＯＢＪ１を高密度光ディスクＨＤ／ＤＶＤ共用、第２対物レンズＯＢＪ２をＣＤ専用としたり、第１対物レンズＯＢＪ１を高密度光ディスクＨＤ／ＣＤ共用、第２対物レンズＯＢＪ２をＤＶＤ専用とするなど、使用する対物レンズと光ディスクの組み合わせは適宜変更可能である。また、これら光ディスク以外に光磁気ディスク等に適用することも可能である。
また、上述のように、高密度光ディスクとしては、ブルーレイディスクＢＤやＨＤ ＤＶＤ等が挙げられ、例えば、第１対物レンズＯＢＪ１をＨＤ ＤＶＤ／ＤＶＤ共用、第２対物レンズＯＢＪ２をブルーレイディスクＢＤ／ＣＤ共用としたり、第１対物レンズＯＢＪ１をＨＤ ＤＶＤ／ブルーレイディスクＢＤ共用、第２対物レンズＯＢＪ２をＤＶＤ／ＣＤ共用としたり、第１対物レンズＯＢＪ１をＨＤ ＤＶＤ／ＣＤ共用、第２対物レンズＯＢＪ２をブルーレイディスクＢＤ／ＤＶＤ共用とするなど、適宜変更可能である。

また、上記実施の形態においては、液晶層５１が、第１対物レンズＯＢＪ１の入射面側に配置される第１電極パターン５３と、第２対物レンズＯＢＪ２の入射面側に配置される第２電極パターン５４とを備えるものとしたが、一般的に、高密度光ディスクに利用する第１光束に関する収差補正が特に必要となるため、図１１に示すように、液晶機構５０を、高密度光ディスク専用の第１対物レンズＯＢＪ１側にのみ配置し、第１電極パターン５３で第１光束の球面収差を補正し、第２光束及び第３光束に対しては液晶機構５０を用いた球面収差補正を行なわない構成としてもよい。この場合、液晶機構５０の構成を簡略化することができ、光ピックアップ装置ＰＵ２の部品点数を削減することができる。また、液晶の使用体積の減少や液晶の電極パターンのシンプル化によるコスト削減を達成できる。

また、図１２に示すように、円盤状の保持部材８０が光ピックアップ装置ＰＵ３本体側にその中心回りに回転可能に支持されており、保持部材８０が、高密度光ディスク／ＤＶＤ共用の第１対物レンズＯＢＪ１と、第１対物レンズＯＢＪ１側にのみ配置された液晶機構５０と、ＣＤ専用の第２対物レンズＯＢＪ２を保持する構成としてもよい。この場合、使用する光ディスクの種類に応じて保持部材８０を回転させて、第１対物レンズＯＢＪ１と第２対物レンズＯＢＪ２とを切り替えることになる。
また、上記実施の形態では、光ピックアップ装置ＰＵ１、ＰＵ２が高密度光ディスクＨＤ専用の第１対物レンズＯＢＪ１とＤＶＤ／ＣＤ共用の第２対物レンズＯＢＪ２を備える構成としたが、これに限らず、例えば図１３に示すように、高密度光ディスクＨＤ専用の第１対物レンズＯＢＪ１、ＤＶＤ専用の第２対物レンズＯＢＪ２、ＣＤ専用の第３対物レンズを円盤状の保持部材１０が支持する構成としたり、一体に成形された第１〜第３対物レンズを円盤状の保持部材１０が支持する構成としてもよく、この場合、図７に示したような三角錐形状の立上げミラーＭの３つの面を反射面Ｒとし、各面に対して１種類の光束を入射させればよい。
このように、２つ、或いは３つ以上の反射面Ｒを持つ立上げミラーＭを利用することで、１つの反射面Ｒに対して独立した１つの光学系を組むことが可能となり、例えば図１３のように非常にシンプルな光学部品構成でＣＤ、ＤＶＤ、高密度光ディスクＨＤの互換光ピックアップ装置を実現でき、光ピックアップ装置の小型・薄型化に貢献できる。なお、図１２及び図１３中の符号ＭＤ１は、青紫色半導体レーザＬＤ１と光検出器とを一体化した高密度光ディスク用モジュールを指す。
また、１つの反射面Ｒに対して独立した１つもしくは２つ以上の光学系を組めることは、上記のような光ディスク互換用の光ピックアップ装置ＰＵ１、ＰＵ２だけでなく、例えば、ＣＤ／ＤＶＤ、高密度光ディスクＨＤ、ＭＯのように、光ディスク系と光磁気ディスク系が混在した今までに無い小型薄型光ピックアップ装置を容易に実現可能である。つまり、上述のように、対物レンズを複数の光ディスク間で共用できるように設計することにより、１つの光ピックアップ装置中に組み込む互換数（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、高密度光ディスクＨＤ、ＭＯ等の光学系の数）を増やすことができるという利点がある。

光ピックアップ装置の構成を示す要部斜視図である。 対物レンズ、液晶機構及び保持部材の構造を示す断面図である。 液晶機構の構造を示す平面図（ａ）、（ｂ）及び側面図（ｃ）である。 ワイヤーの内部構造を示す断面図である。 立上げミラーの構造及び光束の進路を示す図面である。 従来の立上げミラーの形状及び光束の進路を示す図面である。 立上げミラーの形状を示す斜視図である。 立上げミラーの形状を示す斜視図である。 光ピックアップ装置の構成を示す要部斜視図である。 対物レンズ、液晶機構及び保持部材の構造を示す断面図である。 対物レンズ、液晶機構及び保持部材の構造を示す断面図である。 光ピックアップ装置の構成を示す要部斜視図である。 光ピックアップ装置の構成を示す要部斜視図である。

符号の説明

Ｌ 稜線
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＤ２ 赤色半導体レーザ
ＬＤ３ 赤外半導体レーザ
Ｍ ミラー
ＯＢＪ１ 第１対物レンズ
ＯＢＪ２ 第２対物レンズ
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＰＵ２ 光ピックアップ装置
ＰＵ３ 光ピックアップ装置
Ｒ 反射面
１０ 保持部材
５０ 液晶機構
５１ 液晶層
５２ 電極層
５３ 第１電極パターン
５４ 第２電極パターン
５５ 配線
８０ 保持部材

Claims (9)

1. 第１光源から出射される第１光束を第１情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第１対物レンズと、第２光源から出射される第２光束を第２情報記録媒体の情報記録面上に集光させる第２対物レンズとの少なくとも２つの対物レンズと、前記第１光束を反射して前記第１対物レンズに入射させる反射面と、前記第２光束を反射して前記第２対物レンズに入射させる反射面との少なくとも２つの反射面を有する立上げミラーと、球面収差を補正するための液晶機構とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記液晶機構は、電圧の印加により透過する前記第１光束及び前記第２光束に対して位相変化を生じせしめる液晶層と、前記液晶層に電圧を印加するための電極層とから構成され、前記電極層が、前記第１対物レンズの入射面側に配置される光軸を中心とした同心円状の第１電極パターンと、前記第２対物レンズの入射面側に配置される光軸を中心とした同心円状の第２電極パターンとを備えることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第１電極パターンに供給する電圧と前記第２電極パターンに供給する電圧とを独立して制御することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１電極パターンに供給する電圧と前記第２電極パターンに供給する電圧とを一体に制御することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズと、前記液晶機構とが保持部材を介して一体化されている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装置。
6. 前記保持部材が、前記液晶機構の中心を、前記第１対物レンズと前記第２対物レンズの少なくとも一方の光軸上に一致させた状態で保持することを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズと、前記液晶機構と、開口絞りとが保持部材を介して一体化されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記保持部材が、前記液晶機構の中心と前記開口絞りの中心とを、前記第１対物レンズと前記第２対物レンズの少なくとも一方の光軸上に一致させた状態で保持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装置。
9. 前記保持部材には、前記液晶機構、前記開口絞り、前記第１対物レンズ及び前記第２対物レンズの順に保持されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光ピックアップ装置。

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