JP2006302367A - Optical pickup, adjusting method and optical information processor - Google Patents

Optical pickup, adjusting method and optical information processor Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical components and an optical pickup capable of suppressing an aberration of a spot condensed by an objective lens without a mechanical adjusting mechanism, and to provide the adjusting method. <P>SOLUTION: Such a point is different from conventional practice that the lens consisting of a solid lens and a liquid lens is used as a collimating lens 2002. The optical components are constituted of a semiconductor laser 2001, the collimating lens 2002 for converting a radiant light beam radiated from the semiconductor laser 2001 to parallel luminous flux, a triangular beam shaping prism 2003, a polarizing beam splitter 2004, a 1/4 wavelength plate 2005, a deflection mirror 2006, the objective lens 2007, an optical recording medium 2008, a detection lens 2029, and a photodetector 2010. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ピックアップ、調整方法及び光情報処理装置に関し、さらに詳しくは、液体レンズを使用して各レンズの調整を容易とした光ピックアップとその調整方法に関するものである。   The present invention relates to an optical pickup, an adjustment method, and an optical information processing apparatus, and more particularly to an optical pickup that uses a liquid lens to facilitate adjustment of each lens and an adjustment method thereof.

光記録媒体に情報の記録あるいは再生を行う光ピックアップには、半導体レーザ、コリメートレンズ、対物レンズ、受光素子などが搭載されており、これらの部品の調整・組付に際しては高い精度が要求される。このため、半導体レーザについては、例えば、特許文献1や、特許文献2に示されるような半導体レーザを位置調整するための調整機構が提案されている。或いはコリメートレンズについては特許文献3に示されるようなコリメートレンズを位置調整するためのレンズセルやその調整機構が提案されている。また、対物レンズについては特許文献4に示されるような調整機構が提案されている。以上のような各種調整機構による微調整が行われないと、対物レンズによって集光されるスポットに非点収差やコマ収差が発生し、光記録媒体への記録が行えず、また光記録媒体からの情報信号が読み取れないなどの不具合が生じる。
図26は従来の光ピックアップ装置の構成を示す構成図である。この光ピックアップ装置100は、アルミやマグネシウムなどを材料とするハウジング1030に各種の光学部品が搭載されて構成される。また一部の光学部品については、ホルダやセルなどの部材に固定された状態で、ハウジング1030上に設置されている。またホルダやセルは光学部品の位置調整を行うためのものであり、組付治具で移動可能なように孔などが形成されている。
光学部品としては、半導体レーザ1001と、半導体レーザ1001より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ1002と、三角形状をしたビーム整形プリズム1003と、偏光ビームスプリッタ1004と、1/4波長板1005と、偏向ミラー1006と、対物レンズ1007と、光記録媒体1008と、検出レンズ1009と、受光素子1010により構成されている。
そして半導体レーザ1001の放射光は、コリメートレンズ1002によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム1003によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ1004を透過し、1/4波長板1005を通過し円偏光とされ、偏向ミラー1006に光路90°偏向され、対物レンズ1007に入射し、光記録媒体1008上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。一方光記録媒体1008から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板1005を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ1004で反射され、検出レンズ1009で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子1010に至る。受光素子1010からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
An optical pickup that records or reproduces information on an optical recording medium is equipped with a semiconductor laser, a collimating lens, an objective lens, a light receiving element, and the like, and high precision is required when adjusting and assembling these components. . For this reason, as for the semiconductor laser, for example, an adjustment mechanism for adjusting the position of the semiconductor laser as shown in Patent Document 1 and Patent Document 2 has been proposed. Alternatively, as for the collimating lens, a lens cell for adjusting the position of the collimating lens as shown in Patent Document 3 and its adjustment mechanism have been proposed. For the objective lens, an adjustment mechanism as shown in Patent Document 4 has been proposed. If fine adjustment by the various adjustment mechanisms as described above is not performed, astigmatism and coma aberration occur in the spot condensed by the objective lens, and recording on the optical recording medium cannot be performed. Such as inability to read the information signal.
FIG. 26 is a block diagram showing the configuration of a conventional optical pickup device. The optical pickup device 100 is configured by mounting various optical components on a housing 1030 made of aluminum, magnesium, or the like. Some optical components are installed on the housing 1030 in a state of being fixed to members such as a holder and a cell. The holder and the cell are for adjusting the position of the optical component, and are formed with holes and the like so that they can be moved by an assembly jig.
As optical components, there are a semiconductor laser 1001, a collimating lens 1002 for converting radiated light emitted from the semiconductor laser 1001 into a parallel light beam, a triangular beam shaping prism 1003, a polarizing beam splitter 1004, and a quarter. A wave plate 1005, a deflection mirror 1006, an objective lens 1007, an optical recording medium 1008, a detection lens 1009, and a light receiving element 1010 are included.
The emitted light of the semiconductor laser 1001 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 1002 and then enters the beam shaping prism. In general, since the emitted light of a semiconductor laser has a horizontal radiation angle narrower than a vertical radiation angle, a cross section perpendicular to the optical axis of parallel light is elliptical. Therefore, by expanding the horizontal beam of parallel light by the shaping prism 1003 having a triangular prism shape, a cross section perpendicular to the optical axis of the elliptical parallel light approaches a circle. Then, the light passes through the polarizing beam splitter 1004, passes through the quarter-wave plate 1005, becomes circularly polarized light, is deflected by 90 ° to the deflecting mirror 1006, enters the objective lens 1007, and is collected as a minute spot on the optical recording medium 1008. Shined. Information is reproduced, recorded or erased by this spot. On the other hand, the light reflected from the optical recording medium 1008 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, is again made substantially parallel light, passes through the wave plate 1005, becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and is reflected by the polarizing beam splitter 1004. Then, the light is converged by the detection lens 1009 and reaches the light receiving element 1010 having a plurality of light receiving segments. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 1010.

次に従来の光ピックアップ装置の組付調整のための各種機構について説明する。光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図26および図27の組付フローにより組付手順を説明する。
まずハウジング1030にビーム整形プリズム1003、偏光ビームスプリッタ1004、1/4波長板1005、偏向ミラー1006を接着固定する(工程101)。これらはハウジング1030に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。次に半導体レーザ1001を半導体レーザホルダ1011aに接着固定(工程102)し、コリメートレンズ1002をレンズセル1012aに接着固定(工程104)する。そして、ホルダ1011aとセル1012aをハウジング1030に仮止めする(工程103、105)。同様に、受光素子1010を受光素子ホルダ1015aに接着固定(工程108)し、検出レンズ1009をレンズセル1014aに接着固定(工程106)する。そして、ホルダ1015aとセル1014aをハウジング1030に仮止めする(工程107、109)。
尚、ホルダ1011a、1015aは、光軸垂直面内で半導体レーザ1001、受光素子1010と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこにレーザ1001や受光素子を挿入した状態で固定される。さらに各ホルダには孔1011b、c、1015b、cが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング1030に対して移動させるように使用する。またレンズセル1012a、1014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらに各セルには孔1012b、1014bが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング1030に対して移動させるように使用する。
Next, various mechanisms for adjusting the assembly of the conventional optical pickup device will be described. The components mounted on the optical pickup are required to be assembled with high accuracy in order to reproduce or write information from the optical recording medium. Hereinafter, the assembly procedure will be described with reference to the assembly flow of FIGS.
First, the beam shaping prism 1003, the polarization beam splitter 1004, the quarter wavelength plate 1005, and the deflection mirror 1006 are bonded and fixed to the housing 1030 (step 101). These are provided with positioning references on the housing 1030, and are fixedly bonded in accordance with these references. Next, the semiconductor laser 1001 is bonded and fixed to the semiconductor laser holder 1011a (step 102), and the collimating lens 1002 is bonded and fixed to the lens cell 1012a (step 104). Then, the holder 1011a and the cell 1012a are temporarily fixed to the housing 1030 (steps 103 and 105). Similarly, the light receiving element 1010 is bonded and fixed to the light receiving element holder 1015a (step 108), and the detection lens 1009 is bonded and fixed to the lens cell 1014a (step 106). Then, the holder 1015a and the cell 1014a are temporarily fixed to the housing 1030 (steps 107 and 109).
The holders 1011a and 1015a are bonded to the semiconductor laser 1001 and the light receiving element 1010 in the plane perpendicular to the optical axis, and a plate-like member has a window in which the laser 1001 and the light receiving element are inserted. Fixed in state. Further, each holder is provided with holes 1011b, c, 1015b, c. This is because the tip of the assembling jig is inserted into this hole and the holder is moved relative to the housing 1030 in the plane perpendicular to the optical axis. Use to let them. The lens cells 1012a and 1014a are cylindrical lens holding members extending in the optical axis direction. The lens cells 1012a and 1014a are held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and are integrally formed as a single component. Further, each cell is provided with holes 1012b and 1014b, which are inserted into the hole by an assembling jig, for example, an eccentric pin, to move the cell relative to the housing 1030 in the optical axis direction. To use.

図28は、一般的なレーザ光源として半導体レーザを用いたパッケージの構成例とレーザ光の様子を示す図である。半導体レーザ1のレーザチップ2はベース3上に実装されて、窓ガラス付きキャップ4で封止されている。レーザチップ2の発光点26の位置はベース3の中心線35に対して80μmくらいまでのばらつきを持っている。さて、このような発光点の位置ずれは、コリメートレンズ1002の光軸に対するずれとなり、コリメートレンズ1002通過後のビームはコリメートレンズの光軸に対してずれた角度で進行することとなる。さて、このようなずれた傾きをもったビームが、対物レンズに入射すると図29のような収差が発生することが知られている。すなわち、図29は像高と波面収差の関係を示すものであるが、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、コリメートレンズと半導体レーザの光軸を調整することにより、例えばハウジングの図26紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する(工程110)。
具体的にはハウジング1030を設置する治具(不図示)の設置面上をオートリメータ(不図示)などで観測しておき、その後、ハウジング1030を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。垂直立上光を確保した状態で、ホルダ1011aをネジや接着によりハウジング1030に固定する。
なお、半導体レーザ1001の移動については、半導体レーザホルダ1011a上に孔1011b、cを設けておき、その孔上に半導体レーザ調整用アーム1021aとして2本棒状部材の先端断面形状がV字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをXY面内で移動させればよい。
FIG. 28 is a diagram showing a package configuration example using a semiconductor laser as a general laser light source and the state of laser light. A laser chip 2 of the semiconductor laser 1 is mounted on a base 3 and sealed with a cap 4 with a window glass. The position of the light emitting point 26 of the laser chip 2 has a variation up to about 80 μm with respect to the center line 35 of the base 3. Now, such a positional shift of the light emitting point is a shift with respect to the optical axis of the collimating lens 1002, and the beam after passing through the collimating lens 1002 travels at an angle shifted with respect to the optical axis of the collimating lens. Now, it is known that when a beam having such a shifted inclination is incident on the objective lens, an aberration as shown in FIG. 29 occurs. That is, FIG. 29 shows the relationship between image height and wavefront aberration, but it is generally known that coma and astigmatism increase as the image height increases. It is known that when there is coma or astigmatism, a spot image condensed on the optical recording medium is deteriorated. Therefore, by adjusting the optical axes of the collimator lens and the semiconductor laser, for example, when the lower surface of the housing in FIG. 26 is used as the reference surface of the pickup, the rising light is adjusted to be substantially perpendicular to the reference surface. (Step 110).
Specifically, an installation surface of a jig (not shown) for installing the housing 1030 is observed with an autoremeter (not shown) or the like, and then the housing 1030 is installed, the semiconductor laser is turned on, and the deflection mirror is used. It is possible to ensure vertical rising light by making it coincide with the installation surface while observing the rising light with auto collimation. With the vertical rising light secured, the holder 1011a is fixed to the housing 1030 by screws or adhesion.
Regarding the movement of the semiconductor laser 1001, holes 1011b and c are provided on the semiconductor laser holder 1011a, and the tip of the two rod-shaped members serving as the semiconductor laser adjusting arm 1021a is a V-shaped tip. What is necessary is just to insert the nail | claw which has a surface and to move a holder within XY plane.

引き続いて、半導体レーザ1001を発光させ、コリメートレンズ1002を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μm〜数10μmの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム1003は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図26のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ1002と半導体レーザ1001の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われている。
またハウジング1030にはコリメートレンズ用のレンズセル1012aが光軸に沿って動くように取付基準面が設けられている。半導体レーザ1001を発光させ、コリメートレンズ1002を通過したレーザ光が、平行光になるようにコリメートレンズ1002の光軸方向位置を調整し、接着固定する(工程111)。具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ(不図示)により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置していてもよい。そして非点収差が最小となるように調整された状態でセル1012aを接着や板バネを介してネジ締めなどしてやればよい。
なお、コリメートレンズ1002の移動については、レンズセル1012a上に孔1012bを設けておき、その孔上にセル調整用アームとして偏芯ピン1022を挿入、ハウジング1030に押圧されている状態でピンを回転させればセル1012aは光軸方向に移動する。
なお、半導体レーザとコリメートレンズの調整はシリアルに1度ずつ行わずに、各工程を繰り返した後に半導体レーザとコリメートレンズを固定させてもよい。
次に対物レンズ1007をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定(工程112)する。そして、アクチュエータの支持基台である1013aと仮組みしたものを、ハウジング上に仮設置する(工程113、114)。
Subsequently, adjustment is performed to cause the semiconductor laser 1001 to emit light and to remove astigmatism of the laser light that has passed through the collimator lens 1002. In general, the emitted light of a semiconductor laser has an astigmatic difference that the light emitting point position is shifted between the horizontal direction and the vertical direction. The light emitting point position in the vertical direction is almost at the laser emitting end face, but the light emitting point position in the horizontal direction is often moved inward from the emitting end face in units of several μm to several tens of μm. For this reason, when the emitted light is collected, astigmatism occurs also at the condensing point, and it becomes difficult to form a minute spot. On the other hand, the beam shaping prism 1003 causes astigmatism in transmitted light when incident light deviates from parallel light and becomes convergent light or divergent light. For this reason, in the optical pickup configured as shown in FIG. 26, the interval between the collimating lens 1002 and the semiconductor laser 1001 is changed to shift the incident light to the shaping prism from the parallel light, thereby canceling the astigmatism of the objective lens incident beam. Corrections have been made.
The housing 1030 is provided with a reference mounting surface so that the lens cell 1012a for the collimating lens moves along the optical axis. The position of the collimating lens 1002 in the optical axis direction is adjusted and bonded and fixed so that the laser light emitted from the semiconductor laser 1001 and the laser light passing through the collimating lens 1002 becomes parallel light (step 111). Specifically, it is only necessary to use an autocollimator (not shown) used for the laser emission light adjustment described above so that the parallel light is obtained while observing the rising light from the deflection mirror. Alternatively, a wavefront aberration measuring interferometer or the like may be arranged instead of the autocollimator. Then, the cell 1012a may be bonded or screwed through a leaf spring in a state adjusted to minimize astigmatism.
For the movement of the collimating lens 1002, a hole 1012b is provided on the lens cell 1012a, an eccentric pin 1022 is inserted as a cell adjustment arm on the hole, and the pin is rotated while being pressed against the housing 1030. Then, the cell 1012a moves in the optical axis direction.
The adjustment of the semiconductor laser and the collimating lens may not be performed once serially, but the semiconductor laser and the collimating lens may be fixed after each step is repeated.
Next, the objective lens 1007 is bonded and fixed at a position where an opening for passing the optical path of the actuator is formed (step 112). And what was temporarily assembled with 1013a which is a support base of an actuator is temporarily installed on a housing (process 113, 114).

図28から半導体レーザ1のレーザチップ2はベース3上に実装されて、窓ガラス付きキャップ4で封止されている。レーザチップ2から出射されるレーザ光5の出射方向(強度分布中心)6は、ベース3の垂線に対して約3°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図26において、半導体レーザ1001の出射方向(強度分布中心)が対物レンズ1007とコリメートレンズ1006の共通の光軸に対してずれていると受光素子1010に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子1010における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向(強度分布中心)を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズ支持基台1013aをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで支持基台1013aを保持しながら光軸垂直面内でハウジング1030に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、支持基台1013aをハウジングに接着してやればよい(工程115)。
図30は、アクチュエータ1013b、支持基台1013aの模式的な斜視図である。アクチュエータ1013bには孔部55が設けられている。この孔部55は、後述する角度調整ネジ11を挿通するために設けられるものであり、これら孔部55の位置は、例えば、それぞれの孔部55が、アクチュエータ1013bの開口部27の中心点を内心にもつ正三角形の頂点となるようにされる。このアクチュエータ1013bには後述のようにして球面座金6が取り付けられる。光学ピックアップでは、孔部55が上述したように設けられることで、角度調整ネジ11によるアクチュエータ1013bと支持基台1013aとの固定が3点で行われる。
また球面座金6は、中央にボビン23の開口部26と同等の直径の開口部28を有するリング状の金属であり、外形に球面の一部である取付基準面49を有する。また、この球面座金6は、開口部28の中心とアクチュエータ1013bの開口部26の中心とが一致するように位置決めされ固定される。この固定は、例えば接着による。
From FIG. 28, the laser chip 2 of the semiconductor laser 1 is mounted on the base 3 and sealed with a cap 4 with a window glass. The emission direction (intensity distribution center) 6 of the laser light 5 emitted from the laser chip 2 has a variation of about 3 ° with respect to the perpendicular of the base 3. As a result, the light quantity of the semiconductor laser is shifted from the optical axis. In FIG. 26, if the emission direction (intensity distribution center) of the semiconductor laser 1001 is deviated from the common optical axis of the objective lens 1007 and the collimator lens 1006, the intensity distribution of the laser light reaching the light receiving element 1010 is deviated. In addition, problems such as the occurrence of an offset in an output signal, particularly a track shift signal or a focus shift signal that uses a change in light intensity distribution in the light receiving element 1010, are likely to occur. For this reason, it is desired to adjust the emission direction (intensity distribution center) to coincide with the optical axis of the objective lens.
Specifically, after the objective lens support base 1013a is temporarily installed on the housing, the objective lens is moved relative to the housing 1030 in the plane perpendicular to the optical axis while holding the support base 1013a with an arm (not shown). What is necessary is just to search for the position where the light quantity distribution of the transmitted light is maximized or the position where the balance of the light quantity distribution is equal. At that position, the support base 1013a may be bonded to the housing (step 115).
FIG. 30 is a schematic perspective view of the actuator 1013b and the support base 1013a. A hole 55 is provided in the actuator 1013b. The hole portions 55 are provided for inserting angle adjusting screws 11 to be described later. The positions of the hole portions 55 are, for example, the positions of the respective hole portions 55 at the center point of the opening portion 27 of the actuator 1013b. It is made to be the vertex of an equilateral triangle in the center. A spherical washer 6 is attached to the actuator 1013b as will be described later. In the optical pickup, the hole 55 is provided as described above, whereby the actuator 1013b and the support base 1013a are fixed by the angle adjusting screw 11 at three points.
The spherical washer 6 is a ring-shaped metal having an opening 28 having a diameter equivalent to that of the opening 26 of the bobbin 23 at the center, and has an attachment reference surface 49 that is a part of a spherical surface. The spherical washer 6 is positioned and fixed so that the center of the opening 28 coincides with the center of the opening 26 of the actuator 1013b. This fixing is, for example, by adhesion.

次に、支持基台1013aは、開口部29、取付基準面48、ネジ穴56を有する。開口部29は、鉛直下方より入射するレーザ光と同等の直径を有する。取付基準面48は、球面座金6の取付基準面49と同一の球面を有する凹部によって形成され、これにより凸とされる球面座金6の取付基準面49と、凹とされる取付基準面48が一致するようにされる。また、ネジ穴56は、角度調整ネジ11を螺合するために設けられるものであり、支持基台1013aに対してアクチュエータ1013bが、上述したように球面座金6の取付基準面49と支持基台1013aの取付基準面48で接して配置された際に、上述した孔部55に対応する位置となるようにされる。
このように構成されるアクチュエータ1013bと支持基台1013aとは、図30に示すようにして角度調整ネジ11によって取り付けられる。図示するように、角度調整ネジ11はアクチュエータ1013bの孔部55に挿通された後、アクチュエータ1013bの下面側でスプリング70を挿通した状態で支持基台1013aのネジ穴56に螺合される。
以上のようにすることで、3つの角度調整ネジ11のそれぞれの締め具合を変えることによって、球面座金6の取付基準面49が、対物レンズ1007の例えば主点を中心とする球面内において、支持基台1013aの取付基準面48上を摺動するようになり、支持基台1013aに対するアクチュエータ1013bの傾き角を調整することが可能となる。そして、この角度調整ネジの螺合される位置は、上述したアクチュエータ1013bの孔部55の位置、つまり、開口部26、29の中心点を内心とする正三角形の頂点とされるため、この3本のネジを調整することにより、アクチュエータ1013bと支持基台1013aとの傾き角をいかなる方向にも自由に調整することが可能となるのである。そして、このように角度調整ネジ11を調節してアクチュエータ1013bと支持基台1013aとの傾きを調整できる。
Next, the support base 1013 a has an opening 29, a mounting reference surface 48, and a screw hole 56. The opening 29 has a diameter equivalent to that of the laser beam incident from below vertically. The mounting reference surface 48 is formed by a concave portion having the same spherical surface as the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6, and the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 that is convex by this and the mounting reference surface 48 that is concave are formed. To be matched. The screw hole 56 is provided for screwing the angle adjusting screw 11, and the actuator 1013 b is attached to the support base 1013 a and the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 and the support base as described above. When placed in contact with the reference mounting surface 48 of 1013a, the position corresponds to the hole 55 described above.
The actuator 1013b and the support base 1013a configured as described above are attached by the angle adjusting screw 11 as shown in FIG. As shown in the figure, the angle adjusting screw 11 is inserted into the hole 55 of the actuator 1013b, and then screwed into the screw hole 56 of the support base 1013a in a state where the spring 70 is inserted on the lower surface side of the actuator 1013b.
As described above, by changing the tightening degree of each of the three angle adjusting screws 11, the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 is supported within the spherical surface centered on the principal point of the objective lens 1007, for example. It slides on the mounting reference surface 48 of the base 1013a, and the inclination angle of the actuator 1013b with respect to the support base 1013a can be adjusted. The position where the angle adjusting screw is screwed is the position of the hole 55 of the actuator 1013b described above, that is, the apex of an equilateral triangle centering on the center point of the openings 26 and 29. By adjusting the screws, the tilt angle between the actuator 1013b and the support base 1013a can be freely adjusted in any direction. And the inclination of the actuator 1013b and the support base 1013a can be adjusted by adjusting the angle adjusting screw 11 in this way.

また対物レンズ1007はそれ自体が収差をもつことが知られている。そのうち、コマ収差成分については、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルさせることが可能である。これについては、前記の支持基台1013aとアクチュエータ1013bとから構成される傾き調整機構を用いてやればよく、観測方法としては干渉計によるコマ収差測定や、顕微鏡によるディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい(工程116)。
一般に、光記録媒体1008は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ1007と光記録媒体1008の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体1008上の記憶密度を高めるため、光記録媒体1008上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体1008からの反射光の光路中には、受光素子1010への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ1009が設けられている。光記録媒体1008の位置が対物レンズ1007によって結ばれる半導体レーザ1001の像の位置からずれると、受光素子1010の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子1010上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子1010上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ1007の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体1008は対物レンズ1007によって結ばれる半導体レーザ1001の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子1010が正確に半導体レーザ1001と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図26においては、検出レンズ1009はレンズセル1014に保持され、レンズセル1014の光軸方向の移動により、受光素子1010が半導体レーザ1001の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
Further, it is known that the objective lens 1007 itself has an aberration. Among them, the coma aberration component can be canceled by tilting the objective lens with respect to the incident optical axis. For this, it is sufficient to use an inclination adjusting mechanism composed of the support base 1013a and the actuator 1013b. As an observation method, coma aberration measurement using an interferometer or light collected on a disk surface using a microscope is used. A spot image or the like may be used. It is only necessary to aim for the minimum value of the coma aberration, and it is sufficient to minimize the side lobe component for the spot (step 116).
In general, in the optical recording medium 1008, the distance between the objective lens 1007 and the optical recording medium 1008 is not constant due to vibration from the outside or touching itself. However, in order to increase the storage density on the optical recording medium 1008, it is necessary to accurately focus the spot on the optical recording medium 1008. In the optical path of the reflected light from the optical recording medium 1008, there is provided a detection lens 1009 on which a convex lens surface that collects the reflected light to the light receiving element 1010 and a cylindrical lens surface that gives astigmatism to the reflected light are formed. Yes. When the position of the optical recording medium 1008 deviates from the position of the image of the semiconductor laser 1001 connected by the objective lens 1007, a deviation occurs between the position of the light receiving element 1010 and the reflected light condensing position, and the spot shape on the light receiving element 1010 changes. It changes because astigmatism is given by the cylindrical lens. A change in the spot shape on the light receiving element 1010 is detected by a known method, detected as a focus error signal, and the position of the objective lens 1007 is corrected based on the focus error signal. Thus, the optical recording medium 1008 is always controlled to be positioned at the position of the image of the semiconductor laser 1001 connected by the objective lens 1007. In order to perform the above operation, the light receiving element 1010 must be accurately positioned in a conjugate position with the semiconductor laser 1001, and an adjustment mechanism for correcting an influence due to an assembly error or the like is generally provided. It is. That is, in FIG. 26, the detection lens 1009 is held by the lens cell 1014, and the optical pickup device is assembled so that the light receiving element 1010 is in a conjugate position of the semiconductor laser 1001 by the movement of the lens cell 1014 in the optical axis direction. It is sometimes adjusted.

また受光素子は、複数のセグメント(不図示)を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
検出レンズ1009と受光素子1010の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体1008からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル1014aと受光素子ホルダ1015aを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル1014a、ホルダ1015aをネジや接着によりハウジング1030に固定する(工程117)。
なおレンズセル1014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔1014bに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング1030に対して移動させる。また受光素子ホルダ1015aついては、ホルダ1015a上に孔1015b、cを設けておき、その孔上に調整用アーム1024aとして2本棒状部材の先端断面形状がV字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをXY面内で移動させればよい。
特許第2616559号 特開2004−37865公報 特開2004−127469公報 特開2003−30858公報 特開2003−50303公報
The light receiving element has a plurality of segments (not shown), and a predetermined light amount distribution needs to be incident on each segment, and the light receiving element holder can be moved in the plane perpendicular to the optical axis. It is installed in.
The detection lens 1009 and the light receiving element 1010 may be adjusted at the same time, and may be adjusted so that the signal becomes the best while detecting the reflected light from the optical recording medium 1008. For example, after roughly adjusting the lens cell 1014a and the light receiving element holder 1015a so that the signal light quantity becomes maximum, the focus signal amplitude and the track error signal amplitude become maximum and the offset becomes zero while actually applying the servo. Just drive into the position. In the best position, the cell 1014a and the holder 1015a are fixed to the housing 1030 by screws or adhesion (step 117).
The lens cell 1014a is a cylindrical lens holding member extending in the optical axis direction, and is held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and is integrally formed as a single component. By inserting an eccentric pin, which is an assembling jig, into the hole 1014b and rotating it, the cell is moved relative to the housing 1030 in the optical axis direction. For the light receiving element holder 1015a, holes 1015b and 10c are provided on the holder 1015a, and a claw having a tip surface with a V-shaped tip section of the two rod-like members is inserted into the holes as the adjusting arm 1024a. The holder may be moved in the XY plane.
Japanese Patent No. 2616559 JP 2004-37865 A JP 2004-127469 A JP 2003-30858 A JP 2003-50303 A

しかしながら、従来の光ピックアップ装置における調整機構(セルやホルダ)は光ピックアップの大型化を招くばかりでなく、各種部品を微細かつ高精度に動かすための大掛かりな調整治具が必要とされる。また治具ごとにピックアップを配置し直さなければならないなどの調整のために多くの手間と時間が費やされる。
本発明は、かかる課題に鑑み、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制可能な光学部品、光ピックアップ及び調整方法を提供することを目的とする。
However, the adjustment mechanism (cell or holder) in the conventional optical pickup apparatus not only causes an increase in the size of the optical pickup, but also requires a large adjustment jig for moving various parts finely and with high accuracy. Further, much labor and time are spent for adjustments such as having to reposition the pickup for each jig.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical component, an optical pickup, and an adjustment method capable of suppressing the aberration of a spot condensed by an objective lens without a mechanical adjustment mechanism.

本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、を備えた光ピックアップにおいて、前記コリメートレンズ及び前記対物レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする。
本発明の光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されている。
請求項2は、前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、前記光源及び前記コリメータレンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記光源を固定するホルダ及び前記コリメートレンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする。
コリメートレンズが液体レンズにより構成されていると、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となる。そのためメカ的には光源とコリメートレンズはハウジングに直接固定が可能となり、ホルダやセルが不要となる。
請求項3は、光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、前記対物レンズと受光素子の間に配置され、前記受光素子へ向かう前記光記録媒体からの反射光を集光させる検出レンズと、を備えた光ピックアップにおいて、前記コリメートレンズ、前記対物レンズ及び前記検出レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする。
本発明の光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、対物レンズ、或いは検出レンズの少なくともいずれか一は、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されている。
In order to solve this problem, the present invention provides a light source, a collimating lens that converts divergent light emitted from the light source into parallel light, and an objective lens that focuses a light beam on an optical recording medium. A light receiving element for detecting reflected light from the optical recording medium, wherein at least one of the collimating lens and the objective lens is one surface of a solid lens formed of resin or glass And a liquid lens in which a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet curable or thermosetting conductive liquid are sequentially laminated.
The collimating lens or objective lens mounted on the optical pickup of the present invention includes a solid lens formed of resin or glass, a plurality of electrodes, an insulating layer, an ultraviolet curable type or a thermosetting type conductive material on one surface of the solid lens. And a liquid lens in which droplets of a functional liquid are sequentially stacked.
According to a second aspect of the present invention, when the collimating lens is constituted by the liquid lens, the holder for fixing the light source and the collimating lens are adjusted by directly fixing the light source and the collimating lens to a housing of the optical pickup. The cell is unnecessary.
When the collimating lens is formed of a liquid lens, it is not necessary to adjust the position of the light source, and optical adjustment of the collimating lens can be electrically performed from the outside. Therefore, mechanically, the light source and the collimating lens can be directly fixed to the housing, and a holder and a cell are not required.
According to a third aspect of the present invention, a light source, a collimating lens for converting divergent light emitted from the light source into parallel light, an objective lens for condensing a light beam on the optical recording medium, and reflected light from the optical recording medium are detected. In the optical pickup comprising: a light receiving element that is disposed between the objective lens and the light receiving element; and a detection lens that collects reflected light from the optical recording medium toward the light receiving element. At least one of the objective lens and the detection lens has a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet curable or thermosetting conductive liquid laminated on one surface of a solid lens made of resin or glass. It is characterized by comprising a liquid lens.
At least one of the collimating lens, the objective lens, and the detection lens mounted on the optical pickup of the present invention includes a solid lens formed of resin or glass, a plurality of electrodes, an insulating layer, It is composed of a liquid lens in which droplets of an ultraviolet curable or thermosetting conductive liquid are sequentially stacked.

請求項4は、前記検出レンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源、前記検出レンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記検出レンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする。
検出レンズが液体レンズにより構成されていると、光源の位置調整が不要となり、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となる。そのためメカ的には光源と検出レンズはハウジングに直接固定が可能となり、セルが不要となる。
請求項5は、前記液体レンズは、前記導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が該導電性液体を覆うように配置されていることを特徴とする。
液体レンズは、導電性液体の小滴と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が小滴を覆うような構成であってもよい。
請求項6は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、該コリメートレンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させて前記対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整すると共に、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させて前記対物レンズ入射ビームを傾角調整した状態で前記導電性液体を紫外線照射、或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
コリメートレンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させることで対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整し、導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置変化により対物レンズ入射ビームの傾角調整した状態で小滴を紫外線照射、或いは加熱により硬化させる。
According to a fourth aspect of the present invention, when the detection lens is constituted by the liquid lens, a cell for adjusting the detection lens is not required by directly fixing the light source and the detection lens to a housing of the optical pickup. And
When the detection lens is formed of a liquid lens, it is not necessary to adjust the position of the light source, and optical adjustment of the detection lens can be electrically performed from the outside. Therefore, mechanically, the light source and the detection lens can be directly fixed to the housing, and the cell becomes unnecessary.
According to a fifth aspect of the present invention, the liquid lens is disposed so as not to be mixed with the conductive liquid and so that an insulating liquid having a different refractive index covers the conductive liquid.
The liquid lens may be configured such that an insulating liquid having a different refractive index covers the droplet without mixing with the droplet of the conductive liquid.
A sixth aspect of the present invention is the method of adjusting an optical pickup according to any one of the first to fifth aspects, wherein when the collimating lens is configured by the liquid lens, the adjustment of the collimating lens is performed by the conductive property. By selectively changing the voltage value between the liquid and each segment of the plurality of electrodes, the contact angle between the contact surfaces of the conductive liquid and the solid lens is changed, and the astigmatism amount of the incident beam of the objective lens And adjusting the tilt angle of the incident beam of the objective lens by changing the position in the plane perpendicular to the optical axis of the conductive liquid, and curing the conductive liquid by ultraviolet irradiation or heating. To do.
The collimating lens is composed of a solid lens and a liquid lens, and the liquid lens unit selectively changes the voltage value between the conductive liquid droplet and each segment of the plurality of electrodes, so that the conductive liquid droplet and the solid lens are changed. The amount of astigmatism of the objective lens incident beam was adjusted by changing the contact angle between the lens and the contact surface, and the tilt angle of the objective lens incident beam was adjusted by changing the position of the conductive liquid droplet in the optical axis vertical plane. In the state, the droplet is cured by ultraviolet irradiation or heating.

請求項7は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記対物レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該対物レンズのチルト調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、前記対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
対物レンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置を変化させながら、対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で導電性液体の小滴を紫外線照射或いは加熱により硬化させる。
請求項8は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、前記検出レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該検出レンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び当該導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする。
検出レンズが固体レンズと液体レンズからなり、この液体レンズ部は、導電性液体の小滴と複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、導電性液体の小滴と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び導電性液体の小滴の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で導電性液体の小滴を紫外線照射、或いは加熱により硬化させる。
請求項9は、光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置であって、該光情報処理装置は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載していることを特徴とする。
光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置として、この光情報処理装置は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載してなる。
A seventh aspect of the present invention is the method of adjusting an optical pickup according to any one of the first to fifth aspects, wherein when the objective lens is constituted by the liquid lens, the tilt adjustment of the objective lens is performed by the conductive lens. The coma aberration of the spot image collected by the objective lens while changing the position in the optical axis vertical plane of the conductive liquid by selectively changing the voltage value between each segment of the conductive liquid and the plurality of electrodes The conductive liquid is cured by irradiating with ultraviolet rays or heating in a state where the amount is adjusted.
The objective lens is composed of a solid lens and a liquid lens, and the liquid lens unit selectively changes the voltage value between the conductive liquid droplet and each segment of the plurality of electrodes, thereby light of the conductive liquid droplet. While changing the position in the axis vertical plane, the droplet of the conductive liquid is cured by ultraviolet irradiation or heating in a state where the amount of coma of the spot image collected by the objective lens is adjusted.
An eighth aspect of the present invention is the method for adjusting an optical pickup according to any one of the first to fifth aspects, wherein when the detection lens is constituted by the liquid lens, the adjustment of the detection lens is performed by the conductive property. By selectively changing the voltage value between the liquid and each segment of the plurality of electrodes, the contact angle between the contact surfaces of the conductive liquid and the solid lens, and the position in the plane perpendicular to the optical axis of the conductive liquid are determined. While changing, the conductive liquid is cured by irradiating with ultraviolet rays or heating in a state in which the amplitude value of the track error signal or the focus error signal is adjusted to be substantially maximum.
The detection lens is composed of a solid lens and a liquid lens, and the liquid lens unit selectively changes the voltage value between the conductive liquid droplet and each segment of the plurality of electrodes, so that the conductive liquid droplet and the solid lens are changed. A state where the amplitude value of the track error signal or the focus error signal is adjusted to be substantially maximum while changing the contact angle between the contact surface with the lens and the position in the optical axis vertical plane of the droplet of the conductive liquid. The conductive liquid droplets are cured by ultraviolet irradiation or heating.
Claim 9 is an optical information processing apparatus for recording or reproducing information on an optical recording medium, and the optical information processing apparatus includes the optical pickup according to any one of claims 1 to 5. It is characterized by.
As an optical information processing apparatus for recording or reproducing information on an optical recording medium, the optical information processing apparatus includes the optical pickup according to any one of claims 1 to 5.

請求項1の発明によれば、光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されるので、光記録媒体に情報の記録或いは再生を行う光ピックアップとして、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制できるため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。
また請求項2では、コリメートレンズが液体レンズにより構成されるので、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、光源とコリメートレンズをハウジングに直接固定することができるためホルダやセルが不要となる。
また請求項3では、請求項1と同様の効果を奏する。
また請求項4では、検出レンズが液体レンズにより構成されるので、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、メカ的には検出レンズをハウジングに直接固定することができるためセルが不要となる。
また請求項5では、液体レンズは、導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体がこの導電性液体を覆うように配置されているので、絶縁性液体により導電性液体を封止することができ、安定した動作を保証することができる。
According to the first aspect of the present invention, the collimating lens or the objective lens mounted on the optical pickup includes a solid lens made of resin or glass, and a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet ray cured on one surface of the solid lens. Type or thermosetting type conductive liquid droplets are stacked in order, so as an optical pickup for recording or reproducing information on an optical recording medium, without a mechanical adjustment mechanism, Since the aberration of the spot condensed by the objective lens can be suppressed, the optical pickup can be reduced in size and thickness.
Further, in claim 2, since the collimating lens is composed of a liquid lens, it is not necessary to adjust the position of the light source, the optical adjustment of the collimating lens can be electrically performed from the outside, and the light source and the collimating lens are directly fixed to the housing. This eliminates the need for a holder or cell.
Further, in claim 3, the same effect as in claim 1 is obtained.
According to the fourth aspect of the present invention, since the detection lens is composed of a liquid lens, the detection lens can be optically adjusted externally, and mechanically the detection lens can be directly fixed to the housing. Is no longer necessary.
Further, in claim 5, since the liquid lens is arranged so as to cover the conductive liquid without mixing with the conductive liquid and with the refractive index different from that of the conductive liquid, It can seal and can guarantee stable operation.

また請求項6では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの非点収差、或いは対物レンズ入射前ビームの非点収差を抑制できる。より具体的には、半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項7では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットのコマ収差を抑制できる。より具体的には、対物レンズのあおり調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに対物レンズあおり調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項8では、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、検出レンズによって集光される受光素子上のスポットが最適化できる。より具体的には、検出レンズの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに検出レンズ位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また請求項9では、小型に構成された光ピックアップが搭載されるため、例えばハーフハイトやノートPC用途への搭載が困難であったものが、これが可能となるなどの効果が期待できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the astigmatism of the spot focused by the objective lens or the astigmatism of the beam before entering the objective lens can be suppressed without using a mechanical adjustment mechanism as an optical pickup assembly method. More specifically, a mechanical member for adjusting the position of a unit composed of a semiconductor laser, a collimating lens, or a unit composed of a semiconductor laser and a collimating lens becomes unnecessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. Further, the assembly equipment for position adjustment of the unit composed of the semiconductor laser, the collimator lens, or the unit composed of the semiconductor laser and the collimator lens becomes unnecessary, and the assembly equipment can be reduced.
According to the seventh aspect of the present invention, as a method of assembling the optical pickup, the coma aberration of the spot condensed by the objective lens can be suppressed without using a mechanical adjustment mechanism. More specifically, a mechanical member for adjusting the tilt of the objective lens is not necessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. In addition, the objective lens tilt adjustment assembly facility becomes unnecessary, and the assembly facility can be reduced.
According to the eighth aspect of the present invention, the spot on the light receiving element condensed by the detection lens can be optimized without using a mechanical adjustment mechanism as an assembly method of the optical pickup. More specifically, a mechanical member for adjusting the position of the detection lens becomes unnecessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. Furthermore, the installation facility for adjusting the detection lens position is not necessary, and the assembly facility can be reduced.
According to the ninth aspect of the present invention, since an optical pickup having a small size is mounted, for example, it is difficult to mount the optical pickup in a half-height or notebook PC application.

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明の基本的な考え方は、電気毛管現象を利用した液体レンズと固体レンズを貼り合せたレンズを実現することにより、前記課題を達成するものである。電気毛管現象とは、導電性液体小滴と電極との間に電圧を印加すると、小滴の接触角が変化する現象をいい、本発明はこの電気毛管現象を用いて、焦点距離、レンズ位置を移動することを可能とした公知技術(特許文献5:特開2003−50303公報)の原理構成に基づき、それを応用したものである。
図1は液体レンズを説明する図である。液体レンズは、数ミクロンから数ミリメートルの直径を有する水のような透明液体の小滴8001からなる。小滴8001は、透明基板8002の上に配置されてなる。基板は一般的に撥水性のものか、撥水性のコーティングがされている。そして液体と基板は、使用範囲の波長の光に対して透明であり、光路は参照光線8003によって示されている。即ち、液体レンズを透過した参照光線8003は、小滴8001と基板8002の間の接触面から焦点距離fの焦点8004に集光する。
そして、図2は、絶縁層8006と小滴8005の間の角度と、電気毛管現象を説明する図である。電極8007は、絶縁層8006を介して小滴8005から絶縁されている。小滴8005は、例えば水滴のようなものであればよいが、本発明においてはUV(紫外線)や熱により硬化できる材料を使用している。よく知られるポリイミドやアゾベンゼンなどの接着剤などに用いられる材料で導電性のあるものを選べばよい。電極8007と小滴8005の間に電圧Vが印加されると、電気毛管現象に従って、導電性の小滴8005の接触領域が広がり、このことによって、小滴8005は破線8005aのように変形する。当技術を用いると、電気エネルギを直接レンズの形状変化に用いることができるため、レンズを機械的に移動させること無く焦点調節が可能となることが知られている。また、特許文献5においては電極8007以外に、小滴を光軸垂直面内に移動させる電極を配する旨、記載されている。この部分については、以下に記載する本発明の実施例の中で説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings. However, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, and the like described in this embodiment are merely illustrative examples and not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified. .
The basic idea of the present invention is to achieve the above object by realizing a lens in which a liquid lens and a solid lens utilizing electrocapillarity are bonded. Electrocapillary phenomenon refers to a phenomenon in which the contact angle of a droplet changes when a voltage is applied between the conductive liquid droplet and the electrode. The present invention uses this electrocapillary phenomenon to determine the focal length and lens position. Is applied on the basis of the principle configuration of a known technique (Patent Document 5: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-50303) that makes it possible to move.
FIG. 1 is a diagram illustrating a liquid lens. The liquid lens consists of a droplet 8001 of a transparent liquid such as water having a diameter of a few microns to a few millimeters. The droplet 8001 is disposed on the transparent substrate 8002. The substrate is generally water repellent or has a water repellent coating. The liquid and the substrate are transparent to light having a wavelength in the use range, and the optical path is indicated by a reference light beam 8003. That is, the reference light beam 8003 that has passed through the liquid lens is collected from the contact surface between the droplet 8001 and the substrate 8002 to a focal point 8004 having a focal length f.
FIG. 2 is a diagram illustrating the angle between the insulating layer 8006 and the droplet 8005 and the electrocapillary phenomenon. The electrode 8007 is insulated from the droplet 8005 through the insulating layer 8006. The droplet 8005 may be a water droplet, for example. In the present invention, a material that can be cured by UV (ultraviolet light) or heat is used. What is necessary is just to select the conductive material used for adhesives, such as a well-known polyimide and azobenzene. When a voltage V is applied between the electrode 8007 and the droplet 8005, the contact area of the conductive droplet 8005 is expanded according to the electrocapillary phenomenon, and thus the droplet 8005 is deformed as shown by a broken line 8005a. When this technology is used, it is known that electric energy can be directly used to change the shape of the lens, so that the focus can be adjusted without mechanically moving the lens. In addition, Patent Document 5 describes that an electrode for moving a droplet in the plane perpendicular to the optical axis is arranged in addition to the electrode 8007. This part will be described in the embodiments of the present invention described below.

図3は本発明の一実施形態に係るレンズの断面図である。液体レンズ8011と固体レンズ8012との貼りあわせ構造となっている。固体レンズ8012は、ガラス或いはプラスチックで形成されたものである。液体レンズ8011は、レンズ形状を形成する透明な液体である導電性液体の小滴8013、基板8016と、その両面に形成された透明電極8015、8017、さらに透明電極8015の小滴側には光学透明性を有する薄膜絶縁層8014が形成されてなる。絶縁層と小滴8013の間には撥水コーティング(図示せず)がされている。電極8015、8017は制御回路(図示せず)と接続できるようパターン配線されている。
図4はガラス基板8016の両面に形成される透明電極の分割パターンを説明する図である。ガラス基板8016の両面に形成される電極は、8017は光学有効径内においてベタ電極であるのに対し、8015は図4に示されるように円を4分割されたパターン8015a、8015b、8015c、8015dとなっている。ベタ電極8017(V0)の印加方法としては、グランドあるいは等電圧を印加する方法であればよい。そして電極8015a、8015b、8015c、8015dへの入力電圧のコントロールにより、小滴形状、具体的には曲率半径コントロールにより焦点距離、小滴光軸垂直面内XY方向位置を変化させられる。そして、本実施形態のレンズは、この液体レンズ8011と固体レンズ8012が1素子化されており、レンズ全体としての焦点距離の変更や、レンズ透過ビームの傾角調整、コマ収差補正などに利用できる。
図5は焦点距離変化を説明する図であり、図6は電極上面から見た様子を示す図である。8015a、8015b、8015c、8015d、8017の各電極間が等電位の場合、小滴8013は光軸略中央位置にある。この初期状態を図5では状態A(太い実線)としている。これに対し、電極8015a、8015b、8015c、8015dが等電位で、8017との電位がずれた場合は、状態B(太い破線)のように小滴8013aは広がり、小滴と絶縁層8004の間のθが小さくなっている。即ち、θの変化は、液体レンズ8011の曲率半径を変化させ、液体レンズ8011の焦点距離を変化させる。液体レンズ8011の曲率半径変化は、さらに固体レンズ8012への透過光路にも変化を及ぼし、その結果、レンズ全体としての焦点距離変化をもたらす。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a lens according to an embodiment of the present invention. A liquid lens 8011 and a solid lens 8012 are bonded together. The solid lens 8012 is made of glass or plastic. The liquid lens 8011 includes a droplet 8013 of a conductive liquid, which is a transparent liquid forming a lens shape, a substrate 8016, transparent electrodes 8015 and 8017 formed on both sides thereof, and an optical element on the droplet side of the transparent electrode 8015. A thin film insulating layer 8014 having transparency is formed. A water repellent coating (not shown) is provided between the insulating layer and the droplet 8013. The electrodes 8015 and 8017 are wired so that they can be connected to a control circuit (not shown).
FIG. 4 is a diagram for explaining a division pattern of transparent electrodes formed on both surfaces of the glass substrate 8016. The electrodes formed on both surfaces of the glass substrate 8016 are solid electrodes 8017 within the optical effective diameter, whereas 8015 is a pattern 8015a, 8015b, 8015c, 8015d obtained by dividing a circle into four as shown in FIG. It has become. As a method for applying the solid electrode 8017 (V0), any method may be used as long as it applies ground or an equal voltage. By controlling the input voltage to the electrodes 8015a, 8015b, 8015c, and 8015d, the droplet shape, specifically, the focal length and the position in the XY direction in the droplet optical axis vertical plane can be changed by the curvature radius control. In the lens of this embodiment, the liquid lens 8011 and the solid lens 8012 are made into one element, which can be used for changing the focal length of the entire lens, adjusting the tilt angle of the lens transmission beam, and correcting coma aberration.
FIG. 5 is a diagram for explaining a change in focal length, and FIG. 6 is a diagram showing a state seen from the upper surface of the electrode. When the electrodes 8015a, 8015b, 8015c, 8015d, and 8017 are equipotential, the droplet 8013 is at the substantially central position of the optical axis. This initial state is shown as state A (thick solid line) in FIG. On the other hand, when the electrodes 8015a, 8015b, 8015c, and 8015d are equipotential and the potential with respect to 8017 is shifted, the droplet 8013a spreads as in the state B (thick broken line), and the gap between the droplet and the insulating layer 8004 is increased. Is smaller. That is, the change of θ changes the radius of curvature of the liquid lens 8011 and changes the focal length of the liquid lens 8011. The change in the radius of curvature of the liquid lens 8011 also changes the transmission optical path to the solid lens 8012. As a result, the focal length of the entire lens changes.

図7は液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。図8は電極上面から見た様子を示す図である。電極8015a、8015b、8015c、図7は8015dを選択的にコントロールすることにより、小滴8013がXY方向に位置変化できることを説明する図である。V4を他に比べ大きくした場合は図7のような小滴8013aの方向に移動する。液体レンズのXY方向移動は、固体レンズ8012を通過する透過波面に光軸からずれた球面形状の変化を及ぼし、結果、レンズ全体としてのコマ収差変化発生を来たす。このコマ収差変化を利用して、レンズを任意の光学系、本発明においては光ピックアップに搭載した際に光学系がもつコマ収差の補正が行える。
尚、図4では4電極であるが、希望のレンズ駆動に応じた電極数、電極パターン、その組合せを決めればよく、例えば半径方向のみの精度が要求されるのであればX軸方向に2分割のみの電極パターンを用いればよい。
図9は液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。図10は電極上面から見た様子を示す図である。電極8015a、8015b、8015c、8015dを選択的にコントロールすることにより、小滴8013がXY方向に位置変化できることは上記のとおりである。図7、8においてはレンズに平行光が入射した場合を説明したが、図9、10では、例えば半導体レーザから出射した光がレンズによってカップリングした場合の説明に相当する。即ち、液体レンズのXY方向移動は、固体レンズ8012に対しては光軸がずれた状態となり、結果、レンズ透過光ビームを屈折させる。この関係を利用して、コリメートレンズ透過光の傾角調整などが行える。
また図3〜図10のように、液体レンズの構成としては1液に限定されず、図11のように導電性液体である小滴8013の周辺に絶縁性液体8021を保持部材8022とガラス基板8023により構成されるユニット内に充填したような構成であってもよい。絶縁性液体8021と導電性の小滴8013は共に透明であり、互いに混合することなく、異なった屈折率をもち、ほぼ等しい密度の値をもっていればよい。また図12のように導電性液体である小滴8013の周辺を、絶縁性液体8021を薄膜状に覆うような構成であってもよい。
FIG. 7 is a view for explaining the movement of the liquid lens portion in the optical axis vertical plane. FIG. 8 is a view showing a state viewed from the upper surface of the electrode. The electrodes 8015a, 8015b, 8015c, and FIG. 7 are diagrams for explaining that the position of the droplet 8013 can be changed in the XY direction by selectively controlling 8015d. When V4 is made larger than the others, it moves in the direction of a droplet 8013a as shown in FIG. The movement of the liquid lens in the X and Y directions causes a change in spherical shape deviated from the optical axis to the transmitted wavefront passing through the solid lens 8012. As a result, coma aberration changes occur as a whole lens. By utilizing this coma aberration change, coma aberration of the optical system can be corrected when the lens is mounted on an arbitrary optical system, in the present invention, an optical pickup.
In FIG. 4, the number of electrodes is four, but the number of electrodes, the electrode pattern, and the combination according to the desired lens drive may be determined. For example, if accuracy only in the radial direction is required, the electrode is divided into two in the X-axis direction. Only an electrode pattern may be used.
FIG. 9 is a diagram for explaining the movement of the liquid lens portion in the plane perpendicular to the optical axis. FIG. 10 is a view showing a state viewed from the upper surface of the electrode. As described above, the position of the droplet 8013 can be changed in the XY direction by selectively controlling the electrodes 8015a, 8015b, 8015c, and 8015d. Although FIGS. 7 and 8 describe the case where parallel light is incident on the lens, FIGS. 9 and 10 correspond to the case where the light emitted from the semiconductor laser is coupled by the lens, for example. That is, the movement of the liquid lens in the X and Y directions causes the optical axis to be shifted with respect to the solid lens 8012. As a result, the lens transmitted light beam is refracted. Using this relationship, the tilt angle of the light transmitted through the collimator lens can be adjusted.
3 to 10, the configuration of the liquid lens is not limited to one liquid. As shown in FIG. 11, the insulating liquid 8021 is disposed around the droplet 8013 which is a conductive liquid, and the holding member 8022 and the glass substrate. A configuration in which a unit constituted by 8023 is filled may be used. The insulating liquid 8021 and the conductive droplet 8013 are both transparent, and need only have values of almost the same density with different refractive indexes without being mixed with each other. Further, as shown in FIG. 12, the insulating liquid 8021 may be covered in a thin film around the droplet 8013 which is a conductive liquid.

図13は本発明の一実施例に係るレンズの集光特性を示す図である。図13のレンズは、使用波長:410nm、焦点距離f:1.218mmである。
図14は図13のレンズの数値データを示す図である。図14中の記号は、以下の通りである。「OBJ」は物点(光源としての半導体レーザ)を意味するが、光学ユニットへの入射ビームは「無限系」であり、曲率半径:RDYおよび厚さ:THIの「INFINITY(無限大)」は光源が無限遠にあることを意味する。なお、特に断らない限り、長さの次元を持つ量の単位は「mm」である。「S1(STO)」は入射瞳面を表し、「S2」〜「S3」は液体レンズ7001、「S4」〜「S5」は固体レンズ7002を表し、「S2」は光学ユニットの光源側面、「S5」は集光側を意味する。「S2」の厚さ1mmが液体レンズ7001の小滴厚を意味する。「S3」の厚さ0.1mmは液体レンズの基板厚を表す。「S6」は同記録面に合致した面である。「WL:波長」は使用波長(410nm)を表す。
なお固定レンズ面の非球面形状は、光軸方向の座標:X、光軸直交方向の座標:Y、近軸曲率半径:R、円錐定数:K、高次の係数:A、B、C、D、E、F、…を用いて、周知の非球面式を、
X=(Y2/R)/[1+(1−(1+K)Y/R21/2]+AY4+BY6+CY8+DY10+・・・・(1)
で表される。
このような光学ユニットにおいて、具体的に焦点距離を変化させた場合を、図15に示す。横軸に液体レンズ7001の曲率半径を、縦軸に焦点距離を示す。曲率半径の変化により焦点距離が小さくなることがわかる。
一方、図16は、コマ収差の変化事例であり、横軸に液体レンズ7001のX方向位置を、縦軸にコマ収差を示す。シフトによりコマ収差が増大している様子がわかる。
さらに、図18は、図13のレンズでは集光している様を示しているのに対し、光源からの発散ビームを平行光に変換している様を示している。ここで、図17は液体レンズ7001のX方向位置を変化させたときの透過ビームの傾斜角変化を示している。以上のような現象を光ピックアップの部品組付に用いる。
FIG. 13 is a diagram showing the light condensing characteristics of a lens according to an embodiment of the present invention. The lens in FIG. 13 has a working wavelength: 410 nm and a focal length f: 1.218 mm.
FIG. 14 is a diagram showing numerical data of the lens of FIG. The symbols in FIG. 14 are as follows. “OBJ” means an object point (semiconductor laser as a light source), but the incident beam to the optical unit is “infinite system”, and “INFINITY (infinity)” with a radius of curvature: RDY and a thickness: THI is It means that the light source is at infinity. Unless otherwise specified, the unit of the quantity having the dimension of length is “mm”. “S1 (STO)” represents the entrance pupil plane, “S2” to “S3” represent the liquid lens 7001, “S4” to “S5” represent the solid lens 7002, “S2” represents the light source side surface of the optical unit, “ “S5” means the light collecting side. A thickness of 1 mm of “S2” means the droplet thickness of the liquid lens 7001. The thickness of “S3” of 0.1 mm represents the substrate thickness of the liquid lens. “S6” is a surface that matches the recording surface. “WL: Wavelength” represents a used wavelength (410 nm).
The aspherical shape of the fixed lens surface is: coordinate in the optical axis direction: X, coordinate in the optical axis orthogonal direction: Y, paraxial radius of curvature: R, conic constant: K, higher order coefficients: A, B, C, Using D, E, F,...
X = (Y 2 / R) / [1+ (1− (1 + K) Y / R 2 ) 1/2 ] + AY 4 + BY 6 + CY 8 + DY 10 +... (1)
It is represented by
FIG. 15 shows a case where the focal length is specifically changed in such an optical unit. The abscissa indicates the radius of curvature of the liquid lens 7001 and the ordinate indicates the focal length. It can be seen that the focal length is reduced by the change in the radius of curvature.
On the other hand, FIG. 16 is an example of coma aberration change, where the horizontal axis indicates the X-direction position of the liquid lens 7001 and the vertical axis indicates the coma aberration. It can be seen that the coma increases due to the shift.
Further, FIG. 18 shows that the lens of FIG. 13 is focused, whereas the divergent beam from the light source is converted into parallel light. Here, FIG. 17 shows a change in the tilt angle of the transmitted beam when the position of the liquid lens 7001 in the X direction is changed. The above phenomenon is used for assembling parts of the optical pickup.

図19は本発明の第1の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図26の従来例と異なる点は、コリメートレンズ2002として固体レンズと液体レンズからなる前述のレンズを用いている点である。これにより、コリメートレンズセルと半導体レーザホルダを不要とするとともに、これらの位置調整を行うための治具装置も不要とすることができた。またセルやホルダの削減によりハウジング自体のサイズダウンも可能となった。図19の破線200は図26のハウジングサイズを示す。
また光学部品としては、半導体レーザ2001と、半導体レーザ2001より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ2002と、三角形状をしたビーム整形プリズム2003と、偏光ビームスプリッタ2004と、1/4波長板2005と、偏向ミラー2006と、対物レンズ2007と、光記録媒体2008と、検出レンズ2009と、受光素子2010により構成される。
そして半導体レーザ2001の放射光は、コリメートレンズ2002によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム2003によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ2004を透過し、1/4波長板2005を通過し円偏光とされ、偏向ミラー2006に光路90°偏向され、対物レンズ2007に入射し、光記録媒体2008上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体2008から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板2005を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ2004で反射され、検出レンズ2009で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子2010に至る。受光素子2010からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
FIG. 19 is a configuration diagram of an optical pickup according to the first embodiment of the present invention. A difference from the conventional example of FIG. 26 is that the above-described lens composed of a solid lens and a liquid lens is used as the collimating lens 2002. This eliminates the need for the collimating lens cell and the semiconductor laser holder, and also eliminates the need for a jig device for adjusting the position of these. The size of the housing itself can be reduced by reducing the number of cells and holders. A broken line 200 in FIG. 19 indicates the housing size in FIG.
The optical components include a semiconductor laser 2001, a collimating lens 2002 that converts the radiation emitted from the semiconductor laser 2001 into a parallel light beam, a triangular beam shaping prism 2003, a polarizing beam splitter 2004, 1 / A four-wavelength plate 2005, a deflection mirror 2006, an objective lens 2007, an optical recording medium 2008, a detection lens 2009, and a light receiving element 2010 are configured.
The emitted light of the semiconductor laser 2001 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2002 and then enters the beam shaping prism. In general, since the emitted light of a semiconductor laser has a horizontal radiation angle narrower than a vertical radiation angle, a cross section perpendicular to the optical axis of parallel light is elliptical. Therefore, by expanding the horizontal beam of parallel light by the shaping prism 2003 having a triangular prism shape, a cross section perpendicular to the optical axis of the elliptical parallel light approaches a circle. Then, the light passes through the polarizing beam splitter 2004, passes through the quarter-wave plate 2005, becomes circularly polarized light, is deflected by 90 ° in the optical path to the deflecting mirror 2006, enters the objective lens 2007, and is collected as a minute spot on the optical recording medium 2008. Be lit. Information is reproduced, recorded or erased by this spot. The light reflected from the optical recording medium 2008 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, and again becomes substantially parallel light, passes through the wave plate 2005, becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and is reflected by the polarization beam splitter 2004. The light is converged by the detection lens 2009 and reaches the light receiving element 2010 having a plurality of light receiving segments. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 2010.

さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図19および図20のフローにより組付手順を説明する。
まずハウジング2030にビーム整形プリズム2003、偏光ビームスプリッタ2004、1/4波長板2005、偏向ミラー2006、半導体レーザ2001、コリメートレンズ2002を接着固定する(工程201)。これらはハウジング2030に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
次に受光素子2010を受光素子ホルダ2015aに接着固定(工程202)し、検出レンズ2009をレンズセル2014aに接着固定(工程204)する。そして、ホルダ2015aとセル2014aをハウジング2030に仮止めする(工程203、205)。ホルダ2015aは、光軸垂直面内で受光素子2010と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこに受光素子を挿入した状態で固定される。さらにホルダには孔2015b、cが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング2030に対して移動させるように使用する。
またレンズセル2014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらにセルには孔2014bが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング2030に対して移動させるように使用する。
Now, components mounted on such an optical pickup are required to be assembled with high accuracy in order to reproduce or write information from an optical recording medium. Hereinafter, the assembly procedure will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 19 and 20.
First, the beam shaping prism 2003, the polarizing beam splitter 2004, the quarter wavelength plate 2005, the deflection mirror 2006, the semiconductor laser 2001, and the collimator lens 2002 are bonded and fixed to the housing 2030 (step 201). These are provided with positioning references on the housing 2030, and are bonded and fixed in accordance with these references.
Next, the light receiving element 2010 is bonded and fixed to the light receiving element holder 2015a (step 202), and the detection lens 2009 is bonded and fixed to the lens cell 2014a (step 204). Then, the holder 2015a and the cell 2014a are temporarily fixed to the housing 2030 (steps 203 and 205). The holder 2015a is bonded to the light receiving element 2010 in a plane perpendicular to the optical axis, and a plate-like member has a window, and is fixed in a state where the light receiving element is inserted therein. Further, the holder is provided with holes 2015b and c, which are used to move the holder relative to the housing 2030 in the plane perpendicular to the optical axis by inserting the tip of the assembly jig into the hole. .
The lens cell 2014a is a cylindrical lens holding member extending in the optical axis direction, is held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and is integrally formed as a single component. The cell is further provided with a hole 2014b which is used to move the cell relative to the housing 2030 in the direction of the optical axis by inserting the tip of an assembling jig, for example, an eccentric pin. To do.

また図28により、レーザチップ2の発光点26の位置はベース3の中心線35に対して80μmくらいまでのばらつきを持っている。また図29により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施形態では、レンズ2002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図19紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する(工程206)。具体的にはハウジング2030を設置する治具(不図示)の設置面上をオートリメータ(不図示)などで観測しておき、その後、ハウジング2030を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
引き続いて、半導体レーザ2001を発光させ、コリメートレンズ2002を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μm〜数10μmの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム2003は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図19のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ2002と半導体レーザ2001の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施形態では、レンズ2002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ(不図示)により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
Further, according to FIG. 28, the position of the light emitting point 26 of the laser chip 2 has a variation up to about 80 μm with respect to the center line 35 of the base 3. In addition, it is generally known from FIG. 29 that coma and astigmatism increase as the image height increases. It is known that when there is coma or astigmatism, a spot image condensed on the optical recording medium is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, since a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 2002, the displacement of the liquid lens in the optical axis vertical plane (XY) is given as a relative state between the solid lens and the liquid lens. Thus, the direction of the beam after transmission is controlled. For example, when the lower surface of the housing in FIG. 19 is used as the reference surface of the pickup, the rising light is adjusted to be substantially perpendicular to the reference surface (step 206). Specifically, an installation surface of a jig (not shown) for installing the housing 2030 is observed with an autoremeter (not shown) or the like, and then the housing 2030 is installed, the semiconductor laser is turned on, and the deflection mirror is used. It is possible to ensure vertical rising light by making it coincide with the installation surface while observing the rising light with auto collimator.
Subsequently, adjustment is performed to cause the semiconductor laser 2001 to emit light and to remove astigmatism of the laser light that has passed through the collimator lens 2002. In general, the emitted light of a semiconductor laser has an astigmatic difference that the light emitting point position is shifted between the horizontal direction and the vertical direction. The light emitting point position in the vertical direction is almost at the laser emitting end face, but the light emitting point position in the horizontal direction is often moved inward from the emitting end face in units of several μm to several tens of μm. For this reason, when the emitted light is collected, astigmatism occurs also at the condensing point, and it becomes difficult to form a minute spot. On the other hand, the beam shaping prism 2003 causes astigmatism in transmitted light when incident light deviates from parallel light and becomes convergent light or divergent light. For this reason, the optical pickup configured as shown in FIG. 19 shifts the incident light to the shaping prism from the parallel light by changing the interval between the collimating lens 2002 and the semiconductor laser 2001, and cancels the astigmatism of the objective lens incident beam. Although correction is performed, in this embodiment, a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 2002. Therefore, the parallel distance of the transmitted beam is changed by changing the focal length of the liquid lens instead of the lens interval. You can control the degree.
Specifically, it is only necessary to use an autocollimator (not shown) used for the laser emission light adjustment described above so that the parallel light is obtained while observing the rising light from the deflection mirror. Alternatively, a wavefront aberration measurement interferometer or the like may be disposed instead of the autocollimator so as to minimize astigmatism.

以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整(コリメートレンズ調整)の実施により求められた、液体レンズ最良位置(XY)および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図26の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの2部品の可動が必要であったのに対し、本実施例では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
次に対物レンズ2007をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定(工程207)する。そして、アクチュエータの支持基台である2013aと仮組みしたものを、ハウジング上に仮設置する(工程208、209)。
また図12により、半導体レーザ1のレーザチップ2はベース3上に実装されて、窓ガラス付きキャップ4で封止されている。レーザチップ2から出射されるレーザ光5の出射方向(強度分布中心)6は、ベース3の垂線に対して約3°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図19において、半導体レーザ2001の出射方向(強度分布中心)が対物レンズ2007とコリメートレンズ2006の共通の光軸に対してずれていると受光素子2010に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子2010における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向(強度分布中心)を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズ支持基台2013aをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで支持基台2013aを保持しながら光軸垂直面内でハウジング2030に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、支持基台2013aをハウジングに接着してやればよい(工程210)。
As described above, the liquid lens is cured at the liquid lens best position (XY) and the focal length obtained by adjusting the tilt angle of the beam before entering the objective lens and adjusting the astigmatism (collimating lens adjustment). . If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.
In the conventional example of FIG. 26, it is necessary to move the two components of the semiconductor laser and the collimating lens. In this embodiment, however, only the liquid lens part of the collimating lens needs to be adjusted. In addition, since the electrical adjustment is performed, the optical pickup can be reduced in size and jigs can be eliminated.
Next, the objective lens 2007 is bonded and fixed at a position where an opening for passing the optical path of the actuator is formed (step 207). And what was temporarily assembled with 2013a which is a support base of an actuator is temporarily installed on a housing (process 208,209).
12, the laser chip 2 of the semiconductor laser 1 is mounted on the base 3 and sealed with a cap 4 with a window glass. The emission direction (intensity distribution center) 6 of the laser light 5 emitted from the laser chip 2 has a variation of about 3 ° with respect to the perpendicular of the base 3. As a result, the light quantity of the semiconductor laser is shifted from the optical axis. In FIG. 19, if the emission direction (intensity distribution center) of the semiconductor laser 2001 is shifted with respect to the common optical axis of the objective lens 2007 and the collimator lens 2006, the intensity distribution of the laser light reaching the light receiving element 2010 is shifted. In addition, problems such as occurrence of an offset in the output signal, particularly a track shift signal and a focus shift signal that use a change in light intensity distribution in the light receiving element 2010 are likely to occur. For this reason, it is desired to adjust the emission direction (intensity distribution center) to coincide with the optical axis of the objective lens.
Specifically, after the objective lens support base 2013a is temporarily installed on the housing, the objective lens is moved relative to the housing 2030 in the plane perpendicular to the optical axis while holding the support base 2013a with an arm (not shown) or the like. What is necessary is just to search for the position where the light quantity distribution of the transmitted light is maximized or the position where the balance of the light quantity distribution is equal. At that position, the support base 2013a may be bonded to the housing (step 210).

アクチュエータの構成は前述した図30を参照し、支持基台1013aを2013aと符号を変えて説明する。アクチュエータ2013bには孔部55が設けられている。この孔部55は、後述する角度調整ネジ11を挿通するために設けられるものであり、これら孔部55の位置は、例えば、それぞれの孔部55が、アクチュエータ2013bの開口部27の中心点を内心にもつ正三角形の頂点となるようにされる。このアクチュエータ2013bには後述のようにして球面座金6が取り付けられる。光学ピックアップでは、孔部55が上述したように設けられることで、角度調整ネジ11によるアクチュエータ2013bと支持基台2013aとの固定が3点で行われる。
また球面座金6は、中央にボビン23の開口部26と同等の直径の開口部28を有するリング状の金属であり、外形に球面の一部である取付基準面49を有する。また、この球面座金6は、開口部28の中心とアクチュエータ2013bの開口部26の中心とが一致するように位置決めされ固定される。この固定は、例えば接着による。
次に、支持基台2013aは、開口部29、取付基準面48、ネジ穴56を有する。開口部29は、鉛直下方より入射するレーザ光と同等の直径を有する。取付基準面48は、球面座金6の取付基準面49と同一の球面を有する凹部によって形成され、これにより凸とされる球面座金6の取付基準面49と、凹とされる取付基準面48が一致するようにされる。また、ネジ穴56は、角度調整ネジ11を螺合するために設けられるものであり、支持基台2013aに対してアクチュエータ2013bが、上述したように球面座金6の取付基準面49と支持基台2013aの取付基準面48で接して配置された際に、上述した孔部55に対応する位置となるようにされる。
このように構成されるアクチュエータ2013bと支持基台2013aとは、図30に示すようにして角度調整ネジ11によって取り付けられる。図示するように、角度調整ネジ11はアクチュエータ2013bの孔部55に挿通された後、アクチュエータ2013bの下面側でスプリング70を挿通した状態で支持基台2013aのネジ穴56に螺合される。
The structure of the actuator will be described with reference to FIG. A hole 55 is provided in the actuator 2013b. The hole portions 55 are provided for inserting angle adjusting screws 11 described later. The positions of the hole portions 55 are, for example, the positions of the hole portions 55 at the center point of the opening portion 27 of the actuator 2013b. It is made to be the vertex of an equilateral triangle in the center. The spherical washer 6 is attached to the actuator 2013b as described later. In the optical pickup, the hole 55 is provided as described above, so that the actuator 2013b and the support base 2013a are fixed by the angle adjusting screw 11 at three points.
The spherical washer 6 is a ring-shaped metal having an opening 28 having a diameter equivalent to that of the opening 26 of the bobbin 23 at the center, and has an attachment reference surface 49 that is a part of a spherical surface. The spherical washer 6 is positioned and fixed so that the center of the opening 28 coincides with the center of the opening 26 of the actuator 2013b. This fixing is, for example, by adhesion.
Next, the support base 2013 a has an opening 29, a mounting reference surface 48, and a screw hole 56. The opening 29 has a diameter equivalent to that of the laser beam incident from below vertically. The mounting reference surface 48 is formed by a concave portion having the same spherical surface as the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6, and the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 that is convex by this and the mounting reference surface 48 that is concave are formed. To be matched. The screw hole 56 is provided for screwing the angle adjusting screw 11, and the actuator 2013 b is attached to the support base 2013 a and the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 and the support base as described above. When arranged in contact with the attachment reference surface 48 of 2013a, the position corresponds to the hole 55 described above.
The actuator 2013b and the support base 2013a configured as described above are attached by the angle adjusting screw 11 as shown in FIG. As shown in the drawing, after the angle adjusting screw 11 is inserted into the hole 55 of the actuator 2013b, the angle adjusting screw 11 is screwed into the screw hole 56 of the support base 2013a in a state where the spring 70 is inserted on the lower surface side of the actuator 2013b.

以上のようにすることで、3つの角度調整ネジ11のそれぞれの締め具合を変えることによって、球面座金6の取付基準面49が、対物レンズ2007の例えば主点を中心とする球面内において、支持基台2013aの取付基準面48上を摺動するようになり、支持基台2013aに対するアクチュエータ2013bの傾き角を調整することが可能となる。そして、この角度調整ネジの螺合される位置は、上述したアクチュエータ2013bの孔部55の位置、つまり、開口部26、29の中心点を内心とする正三角形の頂点とされるため、この3本のネジを調整することにより、アクチュエータ2013bと支持基台2013aとの傾き角をいかなる方向にも自由に調整することが可能となるのである。そして、このように角度調整ネジ11を調節してアクチュエータ2013bと支持基台2013aとの傾きを調整できる。
また対物レンズ2007はそれ自体が収差をもつことが知られている。そのうち、コマ収差成分については、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルさせることが可能である。これについては、前記の支持基台2013aとアクチュエータ2013bとから構成される傾き調整機構を用いてやればよく、観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい(工程211)。
尚、工程211は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程206でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
As described above, by changing the tightening degree of each of the three angle adjusting screws 11, the mounting reference surface 49 of the spherical washer 6 is supported within the spherical surface centered on the principal point of the objective lens 2007, for example. It slides on the mounting reference surface 48 of the base 2013a, and the inclination angle of the actuator 2013b with respect to the support base 2013a can be adjusted. The position where the angle adjusting screw is screwed is the position of the hole 55 of the actuator 2013b described above, that is, the apex of an equilateral triangle centering on the center point of the openings 26 and 29. By adjusting the screws, the inclination angle between the actuator 2013b and the support base 2013a can be freely adjusted in any direction. And the inclination of the actuator 2013b and the support base 2013a can be adjusted by adjusting the angle adjusting screw 11 in this way.
Further, it is known that the objective lens 2007 itself has an aberration. Among them, the coma aberration component can be canceled by tilting the objective lens with respect to the incident optical axis. For this, an inclination adjusting mechanism composed of the support base 2013a and the actuator 2013b may be used. As an observation method, coma aberration, a spot image condensed on the disk surface, or the like may be used. . For coma, the minimum value may be aimed at, and for the spot, the sidelobe component should be minimized (step 211).
Note that in step 211, not only the objective lens but also coma aberration that the incident beam already has can be corrected. For example, the coma remaining in the transmitted beam in step 206 can also be reduced here.

一般に、光記録媒体2008は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ2007と光記録媒体2008の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体2008上の記憶密度を高めるため、光記録媒体2008上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体2008からの反射光の光路中には、受光素子2010への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ2009が設けられている。光記録媒体2008の位置が対物レンズ2007によって結ばれる半導体レーザ2001の像の位置からずれると、受光素子2010の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子2010上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから変化する。公知の方法で受光素子2010上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ2007の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体2008は対物レンズ2007によって結ばれる半導体レーザ2001の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子2010が正確に半導体レーザ2001と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図19においては、検出レンズ2009はレンズセル2014に保持され、レンズセル2014の光軸方向の移動により、受光素子2010が半導体レーザ2001の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。   In general, the distance between the objective lens 2007 and the optical recording medium 2008 is not constant due to external vibration or surface contact with the optical recording medium 2008. However, in order to increase the storage density on the optical recording medium 2008, it is necessary to accurately focus the spot on the optical recording medium 2008. In the optical path of the reflected light from the optical recording medium 2008, there is provided a detection lens 2009 on which a convex lens surface that collects the reflected light to the light receiving element 2010 and a cylindrical lens surface that gives astigmatism to the reflected light are formed. Yes. When the position of the optical recording medium 2008 is deviated from the position of the image of the semiconductor laser 2001 connected by the objective lens 2007, the position of the light receiving element 2010 and the position where the reflected light is condensed are displaced, and the spot shape on the light receiving element 2010 is changed. It changes because astigmatism is given by the cylindrical lens. A change in the spot shape on the light receiving element 2010 is detected by a known method, detected as a focus error signal, and the position of the objective lens 2007 is corrected based on the focus error signal. Thus, the optical recording medium 2008 is always controlled to be positioned at the position of the image of the semiconductor laser 2001 connected by the objective lens 2007. In order to perform the above operation, the light receiving element 2010 must be accurately positioned in a conjugate position with the semiconductor laser 2001, and an adjustment mechanism for correcting the influence due to an assembly error or the like is generally provided. It is. That is, in FIG. 19, the detection lens 2009 is held by the lens cell 2014, and the optical pickup device is assembled so that the light receiving element 2010 is conjugated to the semiconductor laser 2001 by the movement of the lens cell 2014 in the optical axis direction. It is sometimes adjusted.

また受光素子は、複数のセグメント(不図示)を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
また検出レンズ2009と受光素子2010の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体2008からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル2014aと受光素子ホルダ2015aを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル2014a、ホルダ2015aをネジや接着によりハウジング2030に固定する(工程212)。
尚、レンズセル2014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔2014bに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング2030に対して移動させる。また受光素子ホルダ2015aついては、ホルダ2015a上に孔2015b、cを設けておき、その孔上に調整用アーム2024aとして2本棒状部材の先端断面形状がV字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをXY面内で移動させればよい。
The light receiving element has a plurality of segments (not shown), and a predetermined light amount distribution needs to be incident on each segment, and the light receiving element holder can be moved in the plane perpendicular to the optical axis. It is installed in.
The detection lens 2009 and the light receiving element 2010 may be adjusted at the same time, and may be adjusted so that the signal becomes the best while detecting the reflected light from the optical recording medium 2008. For example, after roughly adjusting the lens cell 2014a and the light receiving element holder 2015a so that the signal light quantity becomes maximum, the focus signal amplitude and the track error signal amplitude become maximum and the offset becomes zero while actually applying the servo. Just drive into the position. In the best position, the cell 2014a and the holder 2015a are fixed to the housing 2030 by screws or adhesion (step 212).
The lens cell 2014a is a cylindrical lens holding member extending in the optical axis direction. The lens cell 2014a is held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and is integrally formed as a single component. By inserting an eccentric pin as an assembly jig into the hole 2014b and rotating it, the cell is moved relative to the housing 2030 in the optical axis direction. As for the light receiving element holder 2015a, holes 2015b and c are provided on the holder 2015a, and a claw having a tip surface having a V-shaped tip section of the two rod-like members is inserted into the holes as the adjusting arm 2024a. The holder may be moved in the XY plane.

図21は本発明の第2の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図19の第1の実施形態に対して、コリメートレンズの他に対物レンズについても固体レンズと液体レンズを組合せたレンズを用いている。これにより、図26の従来例や図19の第1の実施形態に示されていた支持基台とレンズ保持部から形成されていた2部位を1部位にすることができ、ピックアップの薄型化が可能となる。また、図26の従来例や図19の第1の実施形態のアクチュエータ構成においては、レンズチルト調整を行うのに3点のネジ締め調整を行う治具が必要であったが、これを無くすことができる。さらに図26の従来例や図19の第1の実施形態では治具を挿入するためにハウジング上に十分なスペースが要求されていたが、これも排除できるためピックアップとしての小型化も可能となる。尚、図21の破線は図26のハウジングサイズを示す。
光学部品としては、半導体レーザ3001と、半導体レーザ3001より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ3002と、三角形状をしたビーム整形プリズム3003と、偏光ビームスプリッタ3004と、1/4波長板3005と、偏向ミラー3006と、対物レンズ3007と、光記録媒体3008と、検出レンズ3009と、受光素子3010により構成されている。
半導体レーザ3001の放射光は、コリメートレンズ3002によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム3003によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ3004を透過し、1/4波長板3005を通過し円偏光とされ、偏向ミラー3006に光路90°偏向され、対物レンズ3007に入射し、光記録媒体3008上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体3008から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板3005を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ3004で反射され、検出レンズ3009で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子3010に至る。受光素子3010からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
FIG. 21 is a configuration diagram of an optical pickup according to the second embodiment of the present invention. In contrast to the first embodiment of FIG. 19, a lens in which a solid lens and a liquid lens are combined is used as the objective lens in addition to the collimating lens. Thereby, the two parts formed from the support base and the lens holding part shown in the conventional example of FIG. 26 and the first embodiment of FIG. 19 can be made into one part, and the thickness of the pickup can be reduced. It becomes possible. Further, in the conventional example of FIG. 26 and the actuator configuration of the first embodiment of FIG. 19, a jig for adjusting screw tightening at three points is necessary for adjusting the lens tilt. Can do. Further, in the conventional example of FIG. 26 and the first embodiment of FIG. 19, a sufficient space on the housing is required for inserting the jig, but this can also be eliminated, and the pickup can be downsized. . 21 indicates the housing size of FIG.
As optical components, there are a semiconductor laser 3001, a collimating lens 3002 for converting radiated light emitted from the semiconductor laser 3001 into a parallel light beam, a triangular beam shaping prism 3003, a polarizing beam splitter 3004, and a quarter. It comprises a wave plate 3005, a deflection mirror 3006, an objective lens 3007, an optical recording medium 3008, a detection lens 3009, and a light receiving element 3010.
The emitted light of the semiconductor laser 3001 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 3002, and then enters the beam shaping prism. In general, since the emitted light of a semiconductor laser has a horizontal radiation angle narrower than a vertical radiation angle, a cross section perpendicular to the optical axis of parallel light is elliptical. Therefore, by expanding the horizontal beam of parallel light by the shaping prism 3003 having a triangular prism shape, a cross section perpendicular to the optical axis of the elliptical parallel light approaches a circle. Then, the light passes through the polarizing beam splitter 3004, passes through the quarter-wave plate 3005, becomes circularly polarized light, is deflected by 90 ° to the deflecting mirror 3006, enters the objective lens 3007, and is collected as a minute spot on the optical recording medium 3008. Lighted. Information is reproduced, recorded or erased by this spot. The light reflected from the optical recording medium 3008 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, and again becomes substantially parallel light, passes through the wave plate 3005, becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and is reflected by the polarizing beam splitter 3004. The light is converged by the detection lens 3009 and reaches the light receiving element 3010 having a plurality of light receiving segments. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 3010.

さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図21および図22のフローにより組付手順を説明する。
ハウジング3030にビーム整形プリズム3003、偏光ビームスプリッタ3004、1/4波長板3005、偏向ミラー3006、半導体レーザ3001、コリメートレンズ3002を接着固定する(工程301)。これらはハウジング3030に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
次に受光素子3010を受光素子ホルダ3015aに接着固定(工程302)し、検出レンズ3009をレンズセル3014aに接着固定(工程304)する。そして、ホルダ3015aとセル3014aをハウジング3030に仮止めする(工程303、305)。
ホルダ3015aは、光軸垂直面内で受光素子3010と接着されるものであり、板状の部材に窓が空いており、そこに受光素子を挿入した状態で固定される。さらにホルダには孔3015b、cが設けられているが、これは組付治具の先端をこの孔に挿入してホルダを光軸垂直面内で、ハウジング3030に対して移動させるように使用する。
レンズセル3014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。さらにセルには孔3014bが設けられているが、これは組付治具、例えば偏芯ピンの先端をこの孔に挿入してセルを光軸方向で、ハウジング3030に対して移動させるように使用する。
Now, components mounted on such an optical pickup are required to be assembled with high accuracy in order to reproduce or write information from an optical recording medium. Hereinafter, the assembly procedure will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 21 and 22.
The beam shaping prism 3003, the polarization beam splitter 3004, the quarter wavelength plate 3005, the deflection mirror 3006, the semiconductor laser 3001, and the collimator lens 3002 are bonded and fixed to the housing 3030 (step 301). These are provided with positioning references on the housing 3030, and are fixedly bonded in accordance with these references.
Next, the light receiving element 3010 is bonded and fixed to the light receiving element holder 3015a (step 302), and the detection lens 3009 is bonded and fixed to the lens cell 3014a (step 304). Then, the holder 3015a and the cell 3014a are temporarily fixed to the housing 3030 (steps 303 and 305).
The holder 3015a is bonded to the light receiving element 3010 in the plane perpendicular to the optical axis, and has a window in a plate-like member, and is fixed with the light receiving element inserted therein. Further, the holder is provided with holes 3015b and c, which are used to move the holder relative to the housing 3030 in the plane perpendicular to the optical axis by inserting the tip of the assembly jig into the hole. .
The lens cell 3014a is a cylindrical lens holding member extending in the optical axis direction, and is held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and is integrally formed as a single component. The cell is further provided with a hole 3014b, which is used to move the cell relative to the housing 3030 in the direction of the optical axis by inserting an assembly jig, for example, the tip of an eccentric pin into the hole. To do.

また図28により、レーザチップ2の発光点26の位置はベース3の中心線35に対して80μmくらいまでのばらつきを持っている。また図29により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施例では、レンズ3002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図21紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する(工程306)。
具体的にはハウジング3030を設置する治具(不図示)の設置面上をオートリメータ(不図示)などで観測しておき、その後、ハウジング3030を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
引き続いて、半導体レーザ3001を発光させ、コリメートレンズ3002を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μm〜数10μmの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム3003は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図21のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ3002と半導体レーザ3001の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施例では、レンズ3002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ(不図示)により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
Further, according to FIG. 28, the position of the light emitting point 26 of the laser chip 2 has a variation up to about 80 μm with respect to the center line 35 of the base 3. In addition, it is generally known from FIG. 29 that coma and astigmatism increase as the image height increases. It is known that when there is coma or astigmatism, a spot image condensed on the optical recording medium is deteriorated. Therefore, in this embodiment, a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 3002. Therefore, the displacement in the optical axis vertical plane (XY) of the liquid lens is given as a relative state between the solid lens and the liquid lens. Thus, the direction of the beam after transmission is controlled. For example, when the lower surface of the housing in FIG. 21 is used as the reference surface of the pickup, the rising light is adjusted to be substantially perpendicular to the reference surface (step 306).
Specifically, an installation surface of a jig (not shown) for installing the housing 3030 is observed with an autoremeter (not shown) or the like, and then the housing 3030 is installed, the semiconductor laser is turned on, and the deflection mirror is used. It is possible to ensure vertical rising light by making it coincide with the installation surface while observing the rising light with auto collimation.
Subsequently, adjustment is performed to cause the semiconductor laser 3001 to emit light and to remove astigmatism of the laser light that has passed through the collimator lens 3002. In general, the emitted light of a semiconductor laser has an astigmatic difference that the light emitting point position is shifted between the horizontal direction and the vertical direction. The light emitting point position in the vertical direction is almost at the laser emitting end face, but the light emitting point position in the horizontal direction is often moved inward from the emitting end face in units of several μm to several tens of μm. For this reason, when the emitted light is collected, astigmatism occurs also at the condensing point, and it becomes difficult to form a minute spot. On the other hand, the beam shaping prism 3003 causes astigmatism in transmitted light when incident light deviates from parallel light and becomes convergent light or divergent light. For this reason, in the optical pickup configured as shown in FIG. 21, the incident light to the shaping prism is shifted from the parallel light by changing the distance between the collimating lens 3002 and the semiconductor laser 3001, thereby canceling the astigmatism of the objective lens incident beam. Although correction is performed, in this embodiment, since a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 3002, the parallel of the transmitted beam is changed by changing the focal length of the liquid lens instead of the lens interval. You can control the degree.
Specifically, it is only necessary to use an autocollimator (not shown) used for the laser emission light adjustment described above so that the parallel light is obtained while observing the rising light from the deflection mirror. Alternatively, a wavefront aberration measurement interferometer or the like may be disposed instead of the autocollimator so as to minimize astigmatism.

以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整(コリメートレンズ調整)の実施により求められた、液体レンズ最良位置(XY)および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図26の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの2部品の可動が必要であったのに対し、本実施形態では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
次に対物レンズ3007をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定(工程307)し、ハウジング上に仮設置する(工程308)。
図28を参照すると、半導体レーザ1のレーザチップ2はベース3上に実装されて、窓ガラス付きキャップ4で封止されている。レーザチップ2から出射されるレーザ光5の出射方向(強度分布中心)6は、ベース3の垂線に対して約3°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図21において、半導体レーザ3001の出射方向(強度分布中心)が対物レンズ3007とコリメートレンズ3006の共通の光軸に対してずれていると受光素子3010に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子3010における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向(強度分布中心)を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズアクチュエータ3013bをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで3013bを保持しながら光軸垂直面内でハウジング3030に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、アクチュエータ3013bをハウジングに接着してやればよい(工程309)。
As described above, the liquid lens is cured at the liquid lens best position (XY) and the focal length obtained by adjusting the tilt angle of the beam before entering the objective lens and adjusting the astigmatism (collimating lens adjustment). . If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.
In the conventional example of FIG. 26, it is necessary to move the two components of the semiconductor laser and the collimating lens. However, in this embodiment, only the liquid lens portion of the collimating lens needs to be adjusted, and the displacement method is also a mechanical method. In addition, since the electrical adjustment is performed, it is possible to reduce the size of the optical pickup and eliminate the need for a jig.
Next, the objective lens 3007 is adhered and fixed at a position where an opening for passing the optical path of the actuator is formed (step 307), and temporarily installed on the housing (step 308).
Referring to FIG. 28, the laser chip 2 of the semiconductor laser 1 is mounted on a base 3 and sealed with a cap 4 with a window glass. The emission direction (intensity distribution center) 6 of the laser light 5 emitted from the laser chip 2 has a variation of about 3 ° with respect to the perpendicular of the base 3. As a result, the light quantity of the semiconductor laser is shifted from the optical axis. In FIG. 21, if the emission direction (intensity distribution center) of the semiconductor laser 3001 is deviated from the common optical axis of the objective lens 3007 and the collimating lens 3006, the intensity distribution of the laser light reaching the light receiving element 3010 is deviated. In addition, problems such as occurrence of an offset in an output signal, particularly a track shift signal and a focus shift signal using the light intensity distribution change in the light receiving element 3010 are likely to occur. For this reason, it is desired to adjust the emission direction (intensity distribution center) to coincide with the optical axis of the objective lens.
Specifically, after the objective lens actuator 3013b is temporarily installed on the housing, it is moved relative to the housing 3030 in the plane perpendicular to the optical axis while holding 3013b with an arm (not shown), and the light amount distribution of the objective lens transmitted light. What is necessary is just to search for a position where the maximum value is obtained, or a position where the balance of the light quantity distribution is uniform. At that position, the actuator 3013b may be bonded to the housing (step 309).

また対物レンズ3007はそれ自体が収差をもつことが知られている。このコマ収差補正方法として、図19の第1の実施形態においては、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルしていた。結果、図30のようなアクチュエータ構造を必要とした。しかしながら、本実施形態では、レンズ3007として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより、集光スポットのコマ調整を行う。観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい(工程310)。
尚、工程310は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程306でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
以上の液体レンズ最良位置(XY)で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
Further, it is known that the objective lens 3007 itself has an aberration. As the coma aberration correcting method, in the first embodiment of FIG. 19, the objective lens is canceled by tilting with respect to the incident optical axis. As a result, an actuator structure as shown in FIG. 30 was required. However, in this embodiment, since a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 3007, an optical axis vertical position (XY) displacement of the liquid lens is given as a relative state between the solid lens and the liquid lens. As a result, frame adjustment of the focused spot is performed. As an observation method, coma aberration, a spot image condensed on the disk surface, or the like may be used. For coma, the minimum value may be aimed at, and for the spot, the sidelobe component should be minimized (step 310).
In step 310, not only the objective lens but also the coma aberration that the incident beam already has can be corrected. For example, coma remaining in the transmitted beam in step 306 can also be reduced here.
The liquid lens is cured at the above-described liquid lens best position (XY). If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.

一般に、光記録媒体3008は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ3007と光記録媒体3008の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体3008上の記憶密度を高めるため、光記録媒体3008上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体3008からの反射光の光路中には、受光素子3010への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ3009が設けられている。光記録媒体3008の位置が対物レンズ3007によって結ばれる半導体レーザ3001の像の位置からずれると、受光素子3010の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子3010上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子3010上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ3007の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体3008は対物レンズ3007によって結ばれる半導体レーザ3001の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子3010が正確に半導体レーザ3001と共役な位置になくてはならず、組み立て誤差などによる影響を補正するための調整機構が設けられているのが一般的である。すなわち、図21においては、検出レンズ3009はレンズセル3014に保持され、レンズセル3014の光軸方向の移動により、受光素子3010が半導体レーザ3001の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
また受光素子は、複数のセグメント(不図示)を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があり、受光素子を光軸垂直面内に移動可能なように受光素子ホルダに設置されてなる。
検出レンズ3009と受光素子3010の調整は同時に行ってやればよく、光記録媒体3008からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル3014aと受光素子ホルダ3015aを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。最良位置において、セル3014a、ホルダ3015aをネジや接着によりハウジング3030に固定する(工程311)。
尚、レンズセル3014aは、光軸方向に延びる円筒状のレンズ保持部材であり、レンズの外周がセルに内接するようにして保持され、一体的に単一部品として形成される。組付治具である偏芯ピンを孔3014bに挿入して回転させることでセルを光軸方向で、ハウジング3030に対して移動させる。また受光素子ホルダ3015aついては、ホルダ3015a上に孔3015b、cを設けておき、その孔上に調整用アーム3024aとして2本棒状部材の先端断面形状がV字状の先端面を有する爪を挿入してホルダをXY面内で移動させればよい。
In general, in the optical recording medium 3008, the distance between the objective lens 3007 and the optical recording medium 3008 is not constant due to vibration from the outside or touching itself. However, in order to increase the storage density on the optical recording medium 3008, it is necessary to accurately focus the spot on the optical recording medium 3008. In the optical path of the reflected light from the optical recording medium 3008, there is provided a detection lens 3009 on which a convex lens surface that collects the reflected light to the light receiving element 3010 and a cylindrical lens surface that gives astigmatism to the reflected light are formed. Yes. When the position of the optical recording medium 3008 deviates from the position of the image of the semiconductor laser 3001 connected by the objective lens 3007, a deviation occurs between the position of the light receiving element 3010 and the reflected light condensing position, and the spot shape on the light receiving element 3010 is changed. It changes because astigmatism is given by the cylindrical lens. A change in the spot shape on the light receiving element 3010 is detected by a known method, detected as a focus error signal, and the position of the objective lens 3007 is corrected based on the focus error signal. Thus, the optical recording medium 3008 is always controlled to be positioned at the position of the image of the semiconductor laser 3001 connected by the objective lens 3007. In order to perform the above operation, the light receiving element 3010 must be accurately positioned in a conjugate position with the semiconductor laser 3001, and an adjustment mechanism for correcting the influence of an assembly error or the like is generally provided. It is. That is, in FIG. 21, the detection lens 3009 is held by the lens cell 3014, and the optical pickup device is assembled so that the light receiving element 3010 is positioned at a conjugate position of the semiconductor laser 3001 by the movement of the lens cell 3014 in the optical axis direction. It is sometimes adjusted.
The light receiving element has a plurality of segments (not shown), and a predetermined light amount distribution needs to be incident on each segment, and the light receiving element holder can be moved in the plane perpendicular to the optical axis. It is installed in.
The detection lens 3009 and the light receiving element 3010 may be adjusted at the same time, and may be adjusted so that the signal becomes the best while detecting the reflected light from the optical recording medium 3008. For example, after roughly adjusting the lens cell 3014a and the light receiving element holder 3015a so that the signal light amount becomes maximum, the focus signal amplitude and the track error signal amplitude become maximum and the offset becomes zero while actually applying the servo. Just drive into the position. At the best position, the cell 3014a and the holder 3015a are fixed to the housing 3030 by screws or adhesion (step 311).
The lens cell 3014a is a cylindrical lens holding member extending in the optical axis direction, and is held so that the outer periphery of the lens is inscribed in the cell, and is integrally formed as a single component. The eccentric pin, which is an assembly jig, is inserted into the hole 3014b and rotated to move the cell relative to the housing 3030 in the optical axis direction. For the light receiving element holder 3015a, holes 3015b and 30c are provided on the holder 3015a, and a claw having a tip surface with a V-shaped tip section of the two rod-like members is inserted into the holes as the adjustment arm 3024a. The holder may be moved in the XY plane.

図23は本発明の第3の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。図19、図21の第1、第2の実施形態に対して、コリメートレンズ、対物レンズレンズの他に検出レンズについても固体レンズと液体レンズを組合せたレンズを用いている。これにより、図26の従来例や図19、図21の第1、第2の実施形態に対して、検出レンズセルと受光素子ホルダを不要とするとともに、これらの位置調整を行うための治具装置も不要とできた。またセルやホルダの削減によりハウジング自体のサイズダウンも可能となった。図23の破線は図26のハウジングサイズを示す。
光学部品としては、半導体レーザ4001と、半導体レーザ4001より放射される放射光を平行な光束に変換するコリメートレンズ4002と、三角形状をしたビーム整形プリズム4003と、偏光ビームスプリッタ4004と、1/4波長板4005と、偏向ミラー4006と、対物レンズ4007と、光記録媒体4008と、検出レンズ4009と、受光素子4010で構成される。図26の従来例や図19、図21の第1、第2の実施形態と異なる点は、検出レンズとして液体レンズと固体レンズを組合せたものを使用している点である。
半導体レーザ4001の放射光は、コリメートレンズ4002によって平行光束に変換された後、ビーム整形プリズムに入射する。一般に半導体レーザの出射光は水平方向の放射角が垂直方向の放射角より狭いため、平行光の光軸に対して直角な断面は楕円形となる。そこで三角柱形状をした整形プリズム4003によって平行光の水平方向のビームを拡大することにより、楕円形の平行光の光軸に対して直角な断面が円形に近づく。そして偏光ビームスプリッタ4004を透過し、1/4波長板4005を通過し円偏光とされ、偏向ミラー4006に光路90°偏向され、対物レンズ4007に入射し、光記録媒体4008上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。光記録媒体4008から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、波長板4005を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ4004で反射され、検出レンズ4009で収束光とされ、複数の受光セグメントを有する受光素子4010に至る。受光素子4010からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
FIG. 23 is an optical pickup configuration diagram according to the third embodiment of the present invention. In contrast to the first and second embodiments shown in FIGS. 19 and 21, in addition to the collimating lens and the objective lens, the detection lens uses a combination of a solid lens and a liquid lens. This eliminates the need for the detection lens cell and the light receiving element holder as compared with the conventional example of FIG. 26 and the first and second embodiments of FIGS. No equipment was needed. The size of the housing itself can be reduced by reducing the number of cells and holders. The broken line in FIG. 23 indicates the housing size in FIG.
As optical components, there are a semiconductor laser 4001, a collimating lens 4002 for converting radiated light emitted from the semiconductor laser 4001 into a parallel light beam, a triangular beam shaping prism 4003, a polarizing beam splitter 4004, and a quarter. It comprises a wave plate 4005, a deflection mirror 4006, an objective lens 4007, an optical recording medium 4008, a detection lens 4009, and a light receiving element 4010. A difference from the conventional example of FIG. 26 and the first and second embodiments of FIGS. 19 and 21 is that a combination of a liquid lens and a solid lens is used as a detection lens.
The emitted light of the semiconductor laser 4001 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 4002 and then enters the beam shaping prism. In general, since the emitted light of a semiconductor laser has a horizontal radiation angle narrower than a vertical radiation angle, a cross section perpendicular to the optical axis of parallel light is elliptical. Therefore, by expanding the horizontal beam of parallel light by the shaping prism 4003 having a triangular prism shape, a cross section perpendicular to the optical axis of the elliptical parallel light approaches a circle. Then, the light passes through the polarizing beam splitter 4004, passes through the quarter-wave plate 4005, becomes circularly polarized light, is deflected by 90 ° to the deflecting mirror 4006, enters the objective lens 4007, and is collected as a minute spot on the optical recording medium 4008. Be lit. Information is reproduced, recorded or erased by this spot. The light reflected from the optical recording medium 4008 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, becomes again substantially parallel light, passes through the wave plate 4005, becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and is reflected by the polarizing beam splitter 4004. The light is converged by the detection lens 4009 and reaches a light receiving element 4010 having a plurality of light receiving segments. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 4010.

さて、このような光ピックアップに搭載されている部品は、光記録媒体から情報の再生、或いは書込みを行うために高精度な組付が必要とされる。以下、図23および図24のフローにより組付手順を説明する。
まずハウジング4030にビーム整形プリズム4003、偏光ビームスプリッタ4004、1/4波長板4005、偏向ミラー4006、半導体レーザ4001、コリメートレンズ4002、受光素子4010、検出レンズ4009を接着固定する(工程401)。これらはハウジング4030に位置決め基準が設けられており、これらの基準に合わせて接着固定される。
また図28により、レーザチップ2の発光点26の位置はベース3の中心線35に対して80μmくらいまでのばらつきを持っている。また図29により、像高が増えるとコマ収差と非点収差が増加することが一般に知れている。コマ収差や非点収差があると光記録媒体に集光されるスポット像が劣化することが知られている。そこで、本実施形態では、レンズ4002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールを行っている。例えばハウジングの図23紙面下側をピックアップの基準面とした場合、該基準面に対して立上光が略垂直となるように調整する(工程402)。
具体的にはハウジング4030を設置する治具(不図示)の設置面上をオートリメータ(不図示)などで観測しておき、その後、ハウジング4030を設置し、半導体レーザを点灯させて偏向ミラーからの立上光をオートコリメートで観測しながら、前記設置面と一致させることにより垂直立上光を確保することが可能である。
Now, components mounted on such an optical pickup are required to be assembled with high accuracy in order to reproduce or write information from an optical recording medium. Hereinafter, the assembly procedure will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, the beam shaping prism 4003, the polarizing beam splitter 4004, the quarter wavelength plate 4005, the deflection mirror 4006, the semiconductor laser 4001, the collimator lens 4002, the light receiving element 4010, and the detection lens 4009 are bonded and fixed to the housing 4030 (step 401). These are provided with positioning references in the housing 4030, and are bonded and fixed in accordance with these references.
Further, according to FIG. 28, the position of the light emitting point 26 of the laser chip 2 has a variation up to about 80 μm with respect to the center line 35 of the base 3. In addition, it is generally known from FIG. 29 that coma and astigmatism increase as the image height increases. It is known that when there is coma or astigmatism, a spot image condensed on the optical recording medium is deteriorated. Therefore, in the present embodiment, since the lens 4002 is a combination of a solid lens and a liquid lens, a displacement in the optical axis vertical plane (XY) of the liquid lens is given as a relative state between the solid lens and the liquid lens. Thus, the direction of the beam after transmission is controlled. For example, when the lower surface of the housing in FIG. 23 is used as the reference surface of the pickup, the rising light is adjusted to be substantially perpendicular to the reference surface (step 402).
Specifically, an installation surface of a jig (not shown) for installing the housing 4030 is observed with an auto-remeter (not shown) or the like, and then the housing 4030 is installed, the semiconductor laser is turned on, and the deflection mirror is used. It is possible to ensure vertical rising light by making it coincide with the installation surface while observing the rising light with auto collimator.

引き続いて、半導体レーザ4001を発光させ、コリメートレンズ4002を通過したレーザ光の非点収差を除去する調整を行う。一般に半導体レーザの出射光は水平方向と垂直方向とで発光点位置がずれるという非点隔差を有している。垂直方向の発光点位置は、ほぼレーザ出射端面にあるが、水平方向の発光点位置は数μm〜数10μmの単位で出射端面よりも内側に移動していることが多い。このため、出射光を集光する場合に、集光点においても非点収差が生じて微小スポットを形成することが難しくなる。一方、ビーム整形プリズム4003は、入射光が平行光からずれて収束光または発散光になると透過光に非点収差を生じる。このため、図23のように構成された、光ピックアップでは、コリメートレンズ4002と半導体レーザ4001の間隔を変えて整形プリズムへの入射光を平行光からずらし、対物レンズ入射ビームの非点収差を打ち消す補正が行われているが、本実施例では、レンズ4002として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより透過ビームの平行度をコントロールできる。
具体的には、前述のレーザ出射光調整に用いたようなオートコリメータ(不図示)により、偏向ミラーからの立上光を観測しながら平行光となるようにすればよい。或いはオートコリメータの代わりに波面収差測定用の干渉計などを配置して非点収差最小となるようにしてもよい。
以上のとおり、対物レンズ入射前ビームの傾角調整と、非点収差調整(コリメートレンズ調整)の実施により求められた、液体レンズ最良位置(XY)および焦点距離の状態で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
図26の従来例では半導体レーザとコリメートレンズの2部品の可動が必要であったのに対し、本実施例では、コリメートレンズの液体レンズ部のみの調整で済み、その変位方法もメカニカルな方法ではなく電気的な調整であるため、光ピックアップの小型化、治具不要化などが図れる。
Subsequently, adjustment is performed to cause the semiconductor laser 4001 to emit light and to remove astigmatism of the laser light that has passed through the collimator lens 4002. In general, the emitted light of a semiconductor laser has an astigmatic difference that the light emitting point position is shifted between the horizontal direction and the vertical direction. The light emitting point position in the vertical direction is almost at the laser emitting end face, but the light emitting point position in the horizontal direction is often moved inward from the emitting end face in units of several μm to several tens of μm. For this reason, when the emitted light is collected, astigmatism occurs also at the condensing point, and it becomes difficult to form a minute spot. On the other hand, the beam shaping prism 4003 causes astigmatism in transmitted light when incident light deviates from parallel light and becomes convergent light or divergent light. Therefore, in the optical pickup configured as shown in FIG. 23, the interval between the collimating lens 4002 and the semiconductor laser 4001 is changed to shift the incident light to the shaping prism from the parallel light, thereby canceling the astigmatism of the objective lens incident beam. Although correction is performed, in this embodiment, a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 4002. Therefore, the parallel distance of the transmitted beam is changed by changing the focal length of the liquid lens instead of the lens interval. You can control the degree.
Specifically, it is only necessary to use an autocollimator (not shown) used for the laser emission light adjustment described above so that the parallel light is obtained while observing the rising light from the deflection mirror. Alternatively, a wavefront aberration measurement interferometer or the like may be disposed instead of the autocollimator so as to minimize astigmatism.
As described above, the liquid lens is cured at the liquid lens best position (XY) and the focal length obtained by adjusting the tilt angle of the beam before entering the objective lens and adjusting the astigmatism (collimating lens adjustment). . If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.
In the conventional example of FIG. 26, it is necessary to move the two components of the semiconductor laser and the collimating lens. In this embodiment, however, only the liquid lens part of the collimating lens needs to be adjusted. In addition, since the electrical adjustment is performed, the optical pickup can be reduced in size and jigs can be eliminated.

次に対物レンズ4007をアクチュエータの光路を通すための開口が形成された位置に接着固定(工程403)し、ハウジング上に仮設置する(工程405)。
図28により、半導体レーザ1のレーザチップ2はベース3上に実装されて、窓ガラス付きキャップ4で封止されている。レーザチップ2から出射されるレーザ光5の出射方向(強度分布中心)6は、ベース3の垂線に対して約3°くらいまでのばらつきを持っている。結果、半導体レーザの光量は光軸とずれている。図23において、半導体レーザ4001の出射方向(強度分布中心)が対物レンズ4007とコリメートレンズ4006の共通の光軸に対してずれていると受光素子4010に到達するレーザ光の強度分布がずれてしまい、出力信号、特に受光素子4010における光の強度分布変化を利用するトラックずれ信号やフォーカスずれ信号にオフセットが発生するなどの問題が発生しやすい。このため、出射方向(強度分布中心)を対物レンズの光軸に一致させるように調整することが望まれる。
具体的には対物レンズアクチュエータ4013bをハウジング上に仮設置した後、不図示のアームなどで4013bを保持しながら光軸垂直面内でハウジング4030に対して相対移動させ、対物レンズ透過光の光量分布が最大となる位置、或いは光量分布のバランスが均等となる位置を探してやればよい。その位置において、アクチュエータ4013bをハウジングに接着してやればよい(工程405)。
Next, the objective lens 4007 is adhered and fixed at a position where an opening for passing the optical path of the actuator is formed (step 403), and temporarily installed on the housing (step 405).
28, the laser chip 2 of the semiconductor laser 1 is mounted on the base 3 and sealed with a cap 4 with a window glass. The emission direction (intensity distribution center) 6 of the laser light 5 emitted from the laser chip 2 has a variation of about 3 ° with respect to the perpendicular of the base 3. As a result, the light quantity of the semiconductor laser is shifted from the optical axis. In FIG. 23, if the emission direction (intensity distribution center) of the semiconductor laser 4001 is deviated from the common optical axis of the objective lens 4007 and the collimating lens 4006, the intensity distribution of the laser light reaching the light receiving element 4010 is deviated. In addition, problems such as occurrence of an offset in an output signal, in particular, a track shift signal or a focus shift signal using a light intensity distribution change in the light receiving element 4010 are likely to occur. For this reason, it is desired to adjust the emission direction (intensity distribution center) to coincide with the optical axis of the objective lens.
Specifically, after the objective lens actuator 4013b is temporarily installed on the housing, it is moved relative to the housing 4030 in the optical axis vertical plane while holding the arm 4013b by an arm (not shown), and the light quantity distribution of the objective lens transmitted light. What is necessary is just to search for the position where the maximum is or the position where the balance of the light quantity distribution is equal. At that position, the actuator 4013b may be bonded to the housing (step 405).

また対物レンズ4007はそれ自体が収差をもつことが知られている。このコマ収差補正方法として、図19の第1の実施形態においては、対物レンズを入射光軸に対してチルトさせることでキャンセルしていた。結果、図30のようなアクチュエータ構造を必要とした。しかしながら、本実施形態では、レンズ4007として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより、集光スポットのコマ調整を行う。
観測方法としてはコマ収差やディスク面上に集光されたスポット像などを用いればよい。コマ収差についてはその最小値を目指せばよく、スポットについてはサイドローブ成分を最小とすればよい(工程406)。なお、工程406は、対物レンズのみならず、入射ビームがすでに持っているコマ収差も補正することができる。例えば工程402でその透過ビームに残留したコマ収差もここで低減できる。
以上の液体レンズ最良位置(XY)で液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
一般に、光記録媒体4008は、外部からの振動あるいは、自身の面触れにより、対物レンズ4007と光記録媒体4008の距離は一定ではない。ところが、光記録媒体4008上の記憶密度を高めるため、光記録媒体4008上に正確にスポット集光される必要がある。光記録媒体4008からの反射光の光路中には、受光素子4010への反射光を集光する凸レンズ面と反射光に非点収差を与えるシリンドリカルレンズ面が形成された検出レンズ4009が設けられている。光記録媒体4008の位置が対物レンズ4007によって結ばれる半導体レーザ4001の像の位置からずれると、受光素子4010の位置と反射光の集光位置にずれが発生し、受光素子4010上のスポット形状がシリンドリカルレンズで非点収差が与えられていることから、変化する。公知の方法で受光素子4010上のスポット形状の変化を検出し、フォーカスエラー信号として検出し、フォーカスエラー信号に基づき、対物レンズ4007の位置を補正する。これにより、常に光記録媒体4008は対物レンズ4007によって結ばれる半導体レーザ4001の像の位置に位置するように制御されている。以上の動作を行うためには、受光素子4010が正確に半導体レーザ4001と共役な位置になくてはならない。
Further, it is known that the objective lens 4007 itself has an aberration. As the coma aberration correcting method, in the first embodiment of FIG. 19, the objective lens is canceled by tilting with respect to the incident optical axis. As a result, an actuator structure as shown in FIG. 30 was required. However, in this embodiment, since the lens 4007 is a combination of a solid lens and a liquid lens, the optical lens vertical plane position (XY) displacement is given as the relative state of the solid lens and the liquid lens. As a result, frame adjustment of the focused spot is performed.
As an observation method, coma aberration, a spot image condensed on the disk surface, or the like may be used. It is only necessary to aim for the minimum value of the coma aberration, and it is sufficient to minimize the side lobe component for the spot (step 406). In step 406, not only the objective lens but also coma aberration that the incident beam already has can be corrected. For example, the coma remaining in the transmitted beam in step 402 can also be reduced here.
The liquid lens is cured at the above-described liquid lens best position (XY). If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.
In general, in the optical recording medium 4008, the distance between the objective lens 4007 and the optical recording medium 4008 is not constant due to vibration from the outside or touching itself. However, in order to increase the storage density on the optical recording medium 4008, it is necessary to accurately focus the spot on the optical recording medium 4008. In the optical path of the reflected light from the optical recording medium 4008, there is provided a detection lens 4009 on which a convex lens surface for collecting the reflected light to the light receiving element 4010 and a cylindrical lens surface for giving astigmatism to the reflected light are formed. Yes. When the position of the optical recording medium 4008 is deviated from the position of the image of the semiconductor laser 4001 connected by the objective lens 4007, a deviation occurs between the position of the light receiving element 4010 and the reflected light condensing position, and the spot shape on the light receiving element 4010 is changed. It changes because astigmatism is given by the cylindrical lens. A change in the spot shape on the light receiving element 4010 is detected by a known method, detected as a focus error signal, and the position of the objective lens 4007 is corrected based on the focus error signal. Thus, the optical recording medium 4008 is always controlled to be positioned at the position of the image of the semiconductor laser 4001 connected by the objective lens 4007. In order to perform the above operation, the light receiving element 4010 must be accurately positioned in a conjugate position with the semiconductor laser 4001.

本実施形態では、レンズ4009として固体レンズと液体レンズを組合せたものを使用しているため、レンズ間隔ではなく液体レンズの焦点距離の変化させることにより受光素子4010が半導体レーザ4001の共役な位置になるように、光ピックアップ装置の組み立て時に調整している。
また受光素子は、複数のセグメント(不図示)を有するものであって、各セグメントに所定の光量分布が入射する必要があるが、これに対しては固体レンズと液体レンズの相対状態として液体レンズの光軸垂直面内位置(XY)変位を与えることにより透過後のビーム方向のコントロールが行うことで受光素子の各セグメントに所望の光量を割振ることが可能となっている。
これらの調整は、光記録媒体4008からの反射光を検知しながら、その信号が最良となるように調整してやればよい。例えば、その信号光量が最大となるようにレンズセル4014aと受光素子ホルダ4015aを粗調整した後に、サーボを実際にかけながら、フォーカス信号振幅やトラックエラー信号の振幅が最大、オフセットがゼロとなるような位置に追い込んでいけばよい。
以上の信号最良状態にある、液体レンズ位置(XY)と焦点距離において、液体レンズを硬化させてしまう。液体レンズとして、UV(紫外線)照射により硬化する樹脂を用いていればUV露光機により外部から液体レンズ部を照射し、熱硬化型の樹脂を用いていればヒータなどにより液体レンズ部を加熱すればよい。
In this embodiment, a combination of a solid lens and a liquid lens is used as the lens 4009. Therefore, the light receiving element 4010 is positioned at a conjugate position of the semiconductor laser 4001 by changing the focal length of the liquid lens instead of the lens interval. The adjustment is made at the time of assembling the optical pickup device.
The light receiving element has a plurality of segments (not shown), and a predetermined light quantity distribution needs to be incident on each segment. For this, the liquid lens is a relative state between the solid lens and the liquid lens. By controlling the beam direction after transmission by giving a displacement (XY) in the vertical plane of the optical axis, it is possible to allocate a desired light quantity to each segment of the light receiving element.
These adjustments may be made while detecting the reflected light from the optical recording medium 4008 so that the signal becomes the best. For example, after roughly adjusting the lens cell 4014a and the light receiving element holder 4015a so that the signal light quantity becomes maximum, the focus signal amplitude and the track error signal amplitude become maximum and the offset becomes zero while actually applying servo. Just drive into the position.
The liquid lens is cured at the liquid lens position (XY) and the focal length in the above-described best signal state. If a resin that cures by UV (ultraviolet) irradiation is used as the liquid lens, the liquid lens unit is irradiated from the outside by a UV exposure machine, and if a thermosetting resin is used, the liquid lens unit is heated by a heater or the like. That's fine.

図25は一実施形態に係る光情報処理装置のブロック図である。この光情報処理装置は、第1の実施形態〜第3の実施形態の光学記録媒体に対して、情報信号の記録及び再生を行う装置であり、上述した光ピックアップに相当する9001を備えて構成されている。そして光記録媒体9007を回転操作するスピンドルモータ9008と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ9001と、光ピックアップ9001を光記録媒体9007の内外周に移動操作するための送りモータ9002と、所定の変調及び復調処理を行う変復調回路9004と、光ピックアップ9001のサーボ制御などを行うサーボ制御回路9003と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ9006とを備えている。
次にその動作について説明する。スピンドルモータ9008は、サーボ制御回路9003により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体9007は、スピンドルモータ9008の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路9003により駆動制御される該スピンドルモータ9008によって、所定の回転数で回転操作される。
また光ピックアップ9001は、光記録媒体に対する情報信号の記録及び再生を行うとき、上述したように、回転駆動される光記録媒体9007に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ9001は、変復調回路9004に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路9005から入力され変復調回路9004によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ9001に供給される。光ピックアップ9001は、変復調回路9004から供給される信号に基づいて、光記録媒体9007に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ9001は、回転駆動される光記録媒体9007に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、当該再生信号が変復調回路9004に供給される。
また、この光ピックアップ9001は、サーボ制御回路9003にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体9007によって反射されて戻ってきた戻り光から、上述したように、フォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路9003に供給される。
FIG. 25 is a block diagram of an optical information processing apparatus according to an embodiment. This optical information processing apparatus is an apparatus for recording and reproducing information signals with respect to the optical recording media of the first to third embodiments, and is configured to include 9001 corresponding to the optical pickup described above. Has been. A spindle motor 9008 for rotating the optical recording medium 9007, an optical pickup 9001 used for recording and reproducing information signals, and a feed motor 9002 for moving the optical pickup 9001 to the inner and outer circumferences of the optical recording medium 9007. A modulation / demodulation circuit 9004 that performs predetermined modulation and demodulation processing, a servo control circuit 9003 that performs servo control of the optical pickup 9001, and a system controller 9006 that performs overall control of the optical information processing apparatus.
Next, the operation will be described. The spindle motor 9008 is driven and controlled by a servo control circuit 9003 and is driven to rotate at a predetermined rotational speed. In other words, the optical recording medium 9007 to be recorded and reproduced is chucked on the drive shaft of the spindle motor 9008 and rotated at a predetermined rotational speed by the spindle motor 9008 driven and controlled by the servo control circuit 9003. .
Further, as described above, the optical pickup 9001 irradiates laser light to the optical recording medium 9007 that is rotationally driven and detects the return light when recording and reproducing information signals on the optical recording medium. This optical pickup 9001 is connected to a modulation / demodulation circuit 9004. When recording an information signal, a signal input from the external circuit 9005 and subjected to predetermined modulation processing by the modulation / demodulation circuit 9004 is supplied to the optical pickup 9001. The optical pickup 9001 irradiates the optical recording medium 9007 with laser light that has been subjected to light intensity modulation, based on the signal supplied from the modulation / demodulation circuit 9004. Further, when reproducing the information signal, the optical pickup 9001 irradiates the rotationally driven optical recording medium 9007 with a laser beam having a constant output, and a reproduction signal is generated from the return light. The reproduction signal is supplied to the modem circuit 9004.
The optical pickup 9001 is also connected to a servo control circuit 9003. Then, as described above, the focus servo signal and the tracking servo signal are generated from the return light reflected and returned by the rotationally driven optical recording medium 9007 at the time of recording / reproducing the information signal. It is supplied to the control circuit 9003.

また変復調回路9004は、システムコントローラ9006及び外部回路9005に接続されている。この変復調回路9004は、情報信号を光記録媒体9007に記録するときには、システムコントローラ9006による制御のもとで、光記録媒体9007に記録する信号を外部回路9005から受け取り、当該信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路9004によって変調された信号は、光ピックアップ9001に供給される。また、この変復調回路9004は、情報信号を光記録媒体9007から再生するときには、システムコントローラ9006による制御のもとで、光記録媒体9007から再生された再生信号を光ピックアップ9001から受け取り、当該再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路9004によって復調された信号は、変復調回路9004から外部回路9005へ出力される。
また送りモータ9002は、情報信号の記録及び再生を行うとき、光ピックアップ9001を光記録媒体9007の径方向の所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路9003からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ9002は、サーボ制御回路9003に接続されており、サーボ制御回路9003により制御される。
またサーボ制御回路9003は、システムコントローラ9006による制御のもとで、光ピックアップ9001が光記録媒体9007に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ9002を制御する。また、サーボ制御回路9003は、スピンドルモータ9008にも接続されており、システムコントローラ9006による制御のもとで、スピンドルモータ9008の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路9003は、光記録媒体9007に対する情報信号の記録及び再生時に、該光記録媒体9007が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ9008を制御する。
また、サーボ制御回路9003は、光ピックアップ9001にも接続されており、情報信号の記録及び再生時には、光ピックアップ9001から再生信号及びサーボ信号を受け取り、当該サーボ信号に基づいて、光ピックアップ9001に搭載された2軸アクチュエータ9016によるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボの制御を行う。
The modem circuit 9004 is connected to the system controller 9006 and the external circuit 9005. When recording an information signal on the optical recording medium 9007, the modulation / demodulation circuit 9004 receives a signal to be recorded on the optical recording medium 9007 from the external circuit 9005 under the control of the system controller 9006. Apply modulation processing. The signal modulated by the modem circuit 9004 is supplied to the optical pickup 9001. Further, when reproducing the information signal from the optical recording medium 9007, the modem circuit 9004 receives the reproduction signal reproduced from the optical recording medium 9007 under the control of the system controller 9006, and receives the reproduction signal. Is subjected to predetermined demodulation processing. The signal demodulated by the modem circuit 9004 is output from the modem circuit 9004 to the external circuit 9005.
The feed motor 9002 is for moving the optical pickup 9001 to a predetermined radial position of the optical recording medium 9007 when recording and reproducing information signals, and is based on a control signal from the servo control circuit 9003. Driven. That is, the feed motor 9002 is connected to the servo control circuit 9003 and is controlled by the servo control circuit 9003.
The servo control circuit 9003 controls the feed motor 9002 so that the optical pickup 9001 is moved to a predetermined position facing the optical recording medium 9007 under the control of the system controller 9006. The servo control circuit 9003 is also connected to a spindle motor 9008 and controls the operation of the spindle motor 9008 under the control of the system controller 9006. That is, the servo control circuit 9003 controls the spindle motor 9008 so that the optical recording medium 9007 is rotationally driven at a predetermined rotational speed when information signals are recorded and reproduced on the optical recording medium 9007.
The servo control circuit 9003 is also connected to the optical pickup 9001. When recording and reproducing information signals, the servo control circuit 9003 receives a reproduction signal and a servo signal from the optical pickup 9001, and is mounted on the optical pickup 9001 based on the servo signal. The focus servo and tracking servo are controlled by the two-axis actuator 9016.

以上の通り本発明によれば、光ピックアップに搭載されているコリメートレンズ、或いは対物レンズは、樹脂あるいはガラスから形成された固体レンズと、固体レンズの一面に、複数の電極、絶縁層、紫外線硬化型或いは熱硬化型の導電性液体の小滴が順に積層された液体レンズとから構成されるので、光記録媒体に情報の記録或いは再生を行う光ピックアップとして、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの収差を抑制できるため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。
また、コリメートレンズが液体レンズにより構成されるので、光源の位置調整が不要となり、コリメートレンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、光源とコリメートレンズをハウジングに直接固定することができるためホルダやセルが不要となる。
また、検出レンズが液体レンズにより構成されるので、検出レンズの光学的な調整が電気的に外部から可能となり、メカ的には検出レンズをハウジングに直接固定することができるためセルが不要となる。
また、液体レンズは、導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体がこの導電性液体を覆うように配置されているので、絶縁性液体により導電性液体を封止することができ、安定した動作を保証することができる。
また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットの非点収差、或いは対物レンズ入射前ビームの非点収差を抑制できる。より具体的には、半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに半導体レーザやコリメートレンズ、或いは半導体レーザとコリメートレンズから構成されるユニットの位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
As described above, according to the present invention, the collimating lens or the objective lens mounted on the optical pickup includes a solid lens formed of resin or glass, a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet ray cured on one surface of the solid lens. Type or thermosetting type conductive liquid droplets are stacked in order, so as an optical pickup for recording or reproducing information on an optical recording medium, without a mechanical adjustment mechanism, Since the aberration of the spot condensed by the objective lens can be suppressed, the optical pickup can be reduced in size and thickness.
Moreover, since the collimating lens is composed of a liquid lens, it is not necessary to adjust the position of the light source, the optical adjustment of the collimating lens can be electrically performed from the outside, and the light source and the collimating lens can be directly fixed to the housing. Therefore, no holder or cell is required.
Further, since the detection lens is composed of a liquid lens, optical adjustment of the detection lens can be electrically performed from the outside, and a cell is unnecessary because the detection lens can be mechanically fixed directly to the housing. .
Further, since the liquid lens is arranged so as to cover the conductive liquid without being mixed with the conductive liquid and with the refractive index different from that of the conductive liquid, the conductive liquid is sealed with the insulating liquid. And stable operation can be guaranteed.
Further, as an assembling method of the optical pickup, it is possible to suppress the astigmatism of the spot collected by the objective lens or the astigmatism of the beam before entering the objective lens without using a mechanical adjustment mechanism. More specifically, a mechanical member for adjusting the position of a unit composed of a semiconductor laser, a collimating lens, or a unit composed of a semiconductor laser and a collimating lens becomes unnecessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. Further, the assembly equipment for position adjustment of the unit composed of the semiconductor laser, the collimator lens, or the unit composed of the semiconductor laser and the collimator lens becomes unnecessary, and the assembly equipment can be reduced.

また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、対物レンズによって集光されるスポットのコマ収差を抑制できる。より具体的には、対物レンズのあおり調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに対物レンズあおり調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また、光ピックアップの組付方法として、メカニカルな調整機構を伴わずに、検出レンズによって集光される受光素子上のスポットが最適化できる。より具体的には、検出レンズの位置調整用のメカ部材が不要となる。このため、光ピックアップの小型化・薄型化が可能となる。さらに検出レンズ位置調整用組付設備が不要となり、組付設備の低減が図れる。
また、小型に構成された光ピックアップが搭載されるため、例えばハーフハイトやノートPC用途への搭載が困難であったものが、これが可能となるなどの効果が期待できる。
Further, as an assembly method of the optical pickup, the coma aberration of the spot condensed by the objective lens can be suppressed without involving a mechanical adjustment mechanism. More specifically, a mechanical member for adjusting the tilt of the objective lens is not necessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. In addition, the objective lens tilt adjustment assembly facility becomes unnecessary, and the assembly facility can be reduced.
Further, as an assembling method of the optical pickup, the spot on the light receiving element condensed by the detection lens can be optimized without a mechanical adjustment mechanism. More specifically, a mechanical member for adjusting the position of the detection lens becomes unnecessary. For this reason, the optical pickup can be reduced in size and thickness. Furthermore, the installation facility for adjusting the detection lens position is not necessary, and the assembly facility can be reduced.
In addition, since an optical pickup configured in a small size is mounted, for example, it is difficult to mount the optical pickup in a half-height or notebook PC application.

一般的な液体レンズを説明する図である。It is a figure explaining a general liquid lens. 絶縁層と小滴の間の角度と、電気毛管現象を説明する図である。It is a figure explaining the angle between an insulating layer and a droplet, and an electrocapillary phenomenon. 本発明の一実施形態に係るレンズの断面図である。It is sectional drawing of the lens which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明のガラス基板の両面に形成される透明電極の分割パターンを説明する図である。It is a figure explaining the division | segmentation pattern of the transparent electrode formed in both surfaces of the glass substrate of this invention. 液体レンズの焦点距離変化を説明する図である。It is a figure explaining the focal distance change of a liquid lens. 液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the liquid lens was seen from the electrode upper surface. 液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。It is a figure explaining the optical-axis vertical in-plane movement of a liquid lens part. 液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the liquid lens was seen from the electrode upper surface. 液体レンズ部の光軸垂直面内移動を説明する図である。It is a figure explaining the optical-axis vertical in-plane movement of a liquid lens part. 液体レンズを電極上面から見た様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the liquid lens was seen from the electrode upper surface. 液体レンズの他の構成図である。It is another block diagram of a liquid lens. 液体レンズの他の構成図である。It is another block diagram of a liquid lens. 本発明の一実施例に係るレンズの集光特性を示す図である。It is a figure which shows the condensing characteristic of the lens which concerns on one Example of this invention. 図13のレンズの数値データを示す図である。It is a figure which shows the numerical data of the lens of FIG. レンズ実施例の焦点距離変化を示す図である。It is a figure which shows the focal distance change of the lens Example. レンズ実施例のコマ収差変化を示す図である。It is a figure which shows the coma aberration change of a lens Example. レンズ実施例の傾角変化を示す図である。It is a figure which shows the inclination-angle change of a lens Example. 光源からの発散ビームを平行光に変換している様を示す図である。It is a figure which shows a mode that the divergent beam from a light source is converted into parallel light. 本発明の第1の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。1 is a configuration diagram of an optical pickup according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。It is an assembly flow diagram of the optical pickup according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。It is an optical pick-up block diagram which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。It is an assembly | attachment flowchart of the optical pick-up concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光ピックアップ構成図である。It is an optical pick-up block diagram which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光ピックアップの組付けフロー図である。It is an assembly | attachment flowchart of the optical pick-up concerning the 3rd Embodiment of this invention. 一実施形態に係る光情報処理装置のブロック図である。It is a block diagram of the optical information processing apparatus which concerns on one Embodiment. 従来の光ピックアップの構成図である。It is a block diagram of the conventional optical pick-up. 従来の光ピックアップの組付けフロー図である。It is an assembly flow diagram of a conventional optical pickup. 一般的な半導体レーザのパッケージ構成を示す図である。It is a figure which shows the package structure of a general semiconductor laser. 対物レンズの像高特性を示す図である。It is a figure which shows the image height characteristic of an objective lens. アクチュエータの構成図である。It is a block diagram of an actuator.

符号の説明Explanation of symbols

2001 半導体レーザ、2002 コリメートレンズ、2003 ビーム整形プリズム、2004 偏光ビームスプリッタ、2005 1/4波長板、2006 偏向ミラー、2007 対物レンズ、2008 光記録媒体、2009 検出レンズ、2010 受光素子   2001 Semiconductor laser, 2002 Collimate lens, 2003 Beam shaping prism, 2004 Polarization beam splitter, 2005 1/4 wavelength plate, 2006 Deflection mirror, 2007 Objective lens, 2008 Optical recording medium, 2009 Detection lens, 2010 Light receiving element

Claims (9)

光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、を備えた光ピックアップにおいて、
前記コリメートレンズ及び前記対物レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする光ピックアップ。
A light source, a collimating lens for converting divergent light emitted from the light source into parallel light, an objective lens for condensing a light beam on the optical recording medium, and a light receiving element for detecting reflected light from the optical recording medium, In an optical pickup equipped with
At least one of the collimating lens and the objective lens is formed by sequentially laminating a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet curable or thermosetting conductive liquid on one surface of a solid lens made of resin or glass. An optical pickup comprising a liquid lens.
前記コリメートレンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源及び前記コリメータレンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記光源を固定するホルダ及び前記コリメートレンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。   When the collimating lens is constituted by the liquid lens, the light source and the collimating lens are directly fixed to the housing of the optical pickup, thereby eliminating the need for a holder for fixing the light source and a cell for adjusting the collimating lens. The optical pickup according to claim 1. 光源と、該光源から出射された発散光を平行光に変換するコリメートレンズと、光記録媒体に光ビームを集光する対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光を検出する受光素子と、前記対物レンズと受光素子の間に配置され、前記受光素子へ向かう前記光記録媒体からの反射光を集光させる検出レンズと、を備えた光ピックアップにおいて、
前記コリメートレンズ、前記対物レンズ及び前記検出レンズの少なくともいずれか一のレンズは、樹脂あるいはガラスにより形成された固体レンズの一面に複数の電極、絶縁層及び紫外線硬化型もしくは熱硬化型の導電性液体が順に積層された液体レンズにより構成されていることを特徴とする光ピックアップ。
A light source, a collimating lens for converting divergent light emitted from the light source into parallel light, an objective lens for condensing a light beam on the optical recording medium, and a light receiving element for detecting reflected light from the optical recording medium, In an optical pickup comprising: a detection lens that is disposed between the objective lens and the light receiving element and collects reflected light from the optical recording medium toward the light receiving element.
At least one of the collimating lens, the objective lens, and the detection lens includes a plurality of electrodes, an insulating layer, and an ultraviolet curable or thermosetting conductive liquid on one surface of a solid lens formed of resin or glass. An optical pickup comprising: a liquid lens in which are sequentially stacked.
前記検出レンズを前記液体レンズにより構成した場合、前記光源、前記検出レンズを当該光ピックアップのハウジングに直接固定することにより、前記検出レンズを調整するセルを不要としたことを特徴とする請求項3に記載の光ピックアップ。   4. When the detection lens is constituted by the liquid lens, a cell for adjusting the detection lens is unnecessary by directly fixing the light source and the detection lens to a housing of the optical pickup. The optical pickup described in 1. 前記液体レンズは、前記導電性液体と混合することなく、且つ屈折率の異なる絶縁性液体が該導電性液体を覆うように配置されていることを特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の光ピックアップ。   5. The liquid lens is disposed so that an insulating liquid having a different refractive index covers the conductive liquid without mixing with the conductive liquid. The optical pickup described in 1. 請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記コリメートレンズが前記液体レンズにより構成された場合、該コリメートレンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度を変化させて前記対物レンズ入射ビームの非点収差量を調整すると共に、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させて前記対物レンズ入射ビームを傾角調整した状態で前記導電性液体を紫外線照射、或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
An adjustment method for an optical pickup according to any one of claims 1 to 5,
When the collimating lens is composed of the liquid lens, the adjustment of the collimating lens is performed by selectively changing a voltage value between each segment of the conductive liquid and the plurality of electrodes, so that the conductive liquid and the solid lens are adjusted. The astigmatism amount of the objective lens incident beam is adjusted by changing the contact angle between the contact surface with the lens, and the objective lens incident beam is tilted by changing the position in the optical axis vertical plane of the conductive liquid. An adjustment method, which is carried out by curing the conductive liquid by ultraviolet irradiation or heating in the adjusted state.
請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記対物レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該対物レンズのチルト調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、前記対物レンズが集光するスポット像のコマ収差量が調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
An adjustment method for an optical pickup according to any one of claims 1 to 5,
When the objective lens is constituted by the liquid lens, the tilt adjustment of the objective lens is performed by selectively changing a voltage value between each segment of the conductive liquid and the plurality of electrodes. The adjustment is performed by curing the conductive liquid by ultraviolet irradiation or heating in a state where the amount of coma of the spot image collected by the objective lens is adjusted while changing the position in the plane perpendicular to the optical axis. Method.
請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップの調整方法であって、
前記検出レンズが前記液体レンズにより構成された場合、該検出レンズの調整は、前記導電性液体と前記複数電極の各セグメント間の電圧値を選択的に変化させることにより、前記導電性液体と固体レンズとの接触面間の接触角度、及び当該導電性液体の光軸垂直面内位置を変化させながら、トラックエラー信号若しくはフォーカスエラー信号の振幅値が略最大となるように調整された状態で前記導電性液体を紫外線照射或いは加熱により硬化させて行なうことを特徴とする調整方法。
An adjustment method for an optical pickup according to any one of claims 1 to 5,
When the detection lens is constituted by the liquid lens, the adjustment of the detection lens is performed by selectively changing a voltage value between each segment of the conductive liquid and the plurality of electrodes, so that the conductive liquid and the solid lens are adjusted. While changing the contact angle between the contact surface with the lens and the position in the optical axis vertical plane of the conductive liquid, the track error signal or the focus error signal is adjusted so that the amplitude value of the focus error signal is substantially maximized. An adjustment method characterized in that the conductive liquid is cured by ultraviolet irradiation or heating.
光記録媒体に情報の記録、或いは再生を行う光情報処理装置であって、該光情報処理装置は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の光ピックアップを搭載していることを特徴とする光情報処理装置。   An optical information processing apparatus for recording or reproducing information on an optical recording medium, wherein the optical information processing apparatus includes the optical pickup according to any one of claims 1 to 5. An optical information processing apparatus.
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