JP2009272004A - 収差補正装置および光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成により、円滑に、収差の補正や広がり角の調整を行い得る収差補正装置および光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】第１レンズ１０４を保持する第１ホルダ１０５がモータ１０２によって光軸方向に移動される。第１ホルダ１０５が移動されると、第１ホルダ１０５裏面の突起１０５ｄと第２ホルダ１０９のカム溝１０９ａとの作用により、モータ１０２の駆動力が第２ホルダ１０９に伝達され、第２レンズ１０８が光軸Ｌ１中に移動される。さらに第１ホルダ１０５が移動されると、突起１０５ｄと第３ホルダ１１２のカム溝１１２ａとの作用により、モータ１０２の駆動力が第３ホルダ１１２に伝達され、第３レンズ１１１が光軸Ｌ１中に移動される。
【選択図】図６

Description

本発明は、収差補正装置およびそれを備える光ピックアップ装置に関し、特に、カバー厚の異なる数種のディスクに対応可能な互換型の光ピックアップ装置およびそのための収差補正装置に用いて好適なものである。

現在、光ディスクには、ＣＤ（Compact Disc）の他、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（ブルーレイディスク）等、種々のディスクが存在する。これらのディスクは、互いにカバー厚（基板の厚み）が相違し、また、使用されるレーザ光の波長と開口数（ＮＡ）が相違する。このため、ディスク毎に、球面収差の発生具合が異なる。さらに、１枚のディスク中に複数の記録層が積層されたマルチレイヤータイプのディスクでは、カバー層表面から各記録層までの距離が相違するため、どの記録層を記録再生対象とするかに応じて、球面収差の発生具合が相違する。

このように、球面収差の発生具合は、ＣＤ／ＤＶＤ／ＢＤの間で相違し、また、シングルレイヤータイプかマルチレイヤータイプかによっても相違する。よって、異なる種類のディスクに対応可能な互換型の光ピックアップ装置では、それぞれのディスクに応じて適宜収差補正手段を切り替える必要がある。

また、一つの対物レンズによってＣＤ用のレーザ光とＤＶＤおよびＢＤ用のレーザ光を収束させる場合には、ＣＤ用レーザ光を平行光よりも広がった状態（有限共役系）で対物レンズに入射させる必要がある。よって、ＣＤを互換の対象とする光ピックアップ装置では、上記収差補正の他に、ＣＤ用レーザ光を平行光よりも広げるための構成が必要となる。

球面収差を補正し、あるいは、レーザ光の広がり具合を調整するための手段として、レンズを光軸方向に移動させる構成を用いることができる。この場合、たとえば、コリメートレンズを光軸方向に変位させる駆動機構や、凹レンズと凸レンズの組合せからなるエキスパンダが用いられる。この他、液晶レンズ等を用いて、収差補正を行うこともできる。
特開２００８−６５８８８号公報 特開２００５−１２９２０４号公報 特開２００６−２５２６１６号公報

互換型の光ピックアップ装置において、上記収差補正や広がり角の変更を１枚のレンズを駆動させることにより行おうとすると、レンズの移動ストロークが大きくなる。この場合、レンズは、レーザ光が広がった光路中において移動されるため、このようにレンズの移動ストロークが大きくなると、レンズに入射するレーザ光の光量が低下し、レーザ光の利用効率が低下するとの問題が生じる。この問題は、収差や広がり角の調整量に応じて、他のレンズを挿脱しあるいは光軸方向に移動させることにより解消できる。しかし、こうすると、別途、他のレンズを駆動するための駆動手段が必要となり、構成の複雑化とコストの上昇を招いてしまう。

本発明は、かかる問題を解消するためになされたものであり、簡素な構成により、円滑に、収差の補正や広がり角の調整を行い得る収差補正装置および光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、収差補正装置に関する。この収差補正装置は、第１の位相変換素子を光軸方向に移動可能に支持する第１の支持機構と、第２の位相変換素子を前記第１の位相変換素子の光軸に掛かる第１の位置と前記光軸から外れる第２の位置との間で移動可能に支持する第２の支持機構と、前記第１の位相変換素子を前記光軸方向に駆動する駆動手段と、前記第１の位相変換素子が第１の位相調整範囲と第２の位相調整範囲との間のストロークを移動するときに前記駆動手段から前記第１の位相変換素子に付与される駆動力を前記第２の位相変換素子に伝達して前記第１の位相変換素子を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる伝達手段とを有する。

この態様によれば、駆動手段からの駆動力が伝達手段によって第２の位相変換素子に伝達されるため、一つの駆動手段によって第１の位相変換素子と第２の位相変換素子が駆動される。よって、第２の位相変換素子を駆動するための駆動手段を省略することができ、構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。

なお、第１の態様では、第２の位相変換素子が第１の位相変換素子の光軸に対して挿脱されることにより、収差補正素子を通過した後のレーザ光の位相状態が変化し、これにより、球面収差の補正具合やレーザ光の広がり角が調整される。

第１の態様に係る収差補正装置において、前記伝達手段は、前記第１の支持機構と前記第２の支持機構との間に配されたカム機構を備える構成とすることができる。

また、第１の態様に係る収差補正装置において、第３の位相変換素子を前記光軸に掛かる第３の位置と前記光軸から外れる第４の位置との間で移動可能に支持する第３の支持機構をさらに備える構成とすることができる。この場合、前記伝達手段は、前記第１の位相変換素子が前記第２の位相調整範囲と前記第２の位相調整範囲に対して前記第１の位相調整範囲から離れた位置にある第３の位相調整範囲との間のストロークを移動するときに前記駆動手段からの駆動力を前記第３の位相変換素子に伝達して前記第３の位相変換素子を前記第３の位置と前記第４の位置との間で移動させる構成とすることができる。

こうすると、第３の位相変換素子を駆動するための駆動手段をも省略することができ、さらなる構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。この構成では、第２の位相変換素子の他に、第３の位相変換素子が第１の位相変換素子の光軸に対して挿脱されることにより、収差補正素子を通過した後のレーザ光の位相状態をさらに変化させることができ、これにより、球面収差の補正具合やレーザ光の広がり角の調整範囲をさらに拡張されることができる。

なお、この構成において、前記伝達手段は、前記第１の位相変換素子に一体的に配された突起と、前記第２の位相変換素子と前記第３の位相変換素子にそれぞれ一体的に配されるとともに前記突起とそれぞれ係合するカム溝とを備える構成とすることができる。こうすると、一つの突起と２つのカム溝によって伝達手段を構成できるため、伝達手段の構成を簡素なものとすることができる。

上記において、前記第１の位相変換素子は、たとえば、レンズとすることができる。また、上記第２および第３の位相変換素子も、レンズとすることができる。この他、これら位相変調素子として、レーザ光の波面状態を変化させるホログラム素子等を用いることもできる。

本発明の第２の態様は、光ピックアップ装置に関する。この光ピックアップ装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を収束させる対物レンズと、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、上記第１の態様または上記具体的構成を有する収差補正装置とを備える。ここで、前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記レーザ光が前記光軸方向に通過するよう配置されている。

本発明の第３の態様は、光ピックアップ装置に関する。この光ピックアップ装置は、第１のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光と波長が異なる第２のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を収束させる対物レンズと、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、上記第１の態様または上記具体的構成を有する収差補正装置とを備える。ここで、前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光が前記光軸方向に通過するよう、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光の共通光路中に配置されている。

本発明の第４の態様は、光ピックアップ装置に関する。この光ピックアップ装置は、
第１のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光と波長が異なる第２のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光の両方と波長が異なる第３のレーザ光を発する第３のレーザ光源と、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および前記第３のレーザ光を収束させる対物レンズと、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および前記第３のレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、上記第１の態様または上記具体的構成を有する収差補正装置とを備える。ここで、前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および第３のレーザ光が前記光軸方向に通過するよう、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および第３のレーザ光の共通光路中に配置されている。

第２ないし第４の態様に係る光ピックアップ装置によれば、上記第１の態様または上記具体的構成を有する収差補正装置を備えるため、簡素な構成にて円滑に、収差補正を行うことができる。

第３の態様において、たとえば、第１のレーザ光を用いる場合と第２のレーザ光を用いる場合とで収差の発生具合やレーザ光の広がり具合が異なるような場合にも、第２の位相変換素子をレーザ光の光路中に挿脱し、あるいは、これに加えて第３の位相変換素子を挿脱させることにより、円滑に、収差の補正あるいはレーザ光の広がり具合の調整を行うことができる。また、マルチレイヤータイプのディスクに対しても、第２の位相変換素子をレーザ光の光路中に挿脱し、あるいは、これに加えて第３の位相変換素子を挿脱させることにより、円滑に、収差の補正を行うことができる。

第４の態様において、たとえば、第１のレーザ光、第２のレーザ光あるいは第３のレーザ光を用いる場合に、収差の発生具合やレーザ光の広がり具合が異なるような場合にも、第２の位相変換素子をレーザ光の光路中に挿脱し、あるいは、これに加えて第３の位相変換素子を挿脱させることにより、円滑に、収差の補正あるいはレーザ光の広がり具合の調整を行うことができる。また、マルチレイヤータイプのディスクに対しても、第２の位相変換素子をレーザ光の光路中に挿脱し、あるいは、これに加えて第３の位相変換素子を挿脱させることにより、円滑に、収差の補正を行うことができる。

以上のように、本発明によれば、簡素な構成により、円滑に、収差の補正や広がり角の調整を行い得る収差補正装置および光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、本発明の一つの実施形態を例示するものであって、本発明ないし各構成要件の用語の意義は、以下の実施の形態に記載されたものに制限されるものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。

＜実施例１＞
図１および図２に実施例１に係る収差補正装置の構成を示す。図１は、収差補正装置を上側から見たときの斜視図、図２は、第１ホルダ１０５と第２ホルダ１０９の部分を裏側から見たときの要部斜視図である。

図示の如く、収差補正装置は、支持シャーシ１０１と、モータ１０２と、リードスクリュー１０３と、第１レンズ１０４と、第１ホルダ１０５と、ガイドシャフト１０６、１０７と、第２レンズ１０８と、第２ホルダ１０９と、ガイドシャフト１１０とを備えている。

支持シャーシ１０１は、ベース（図示せず）に装着される。支持シャーシ１０１には、互いに対向する一対の壁部１０１ａ、１０１ｂが配されており、このうち壁部１０１ａにモータ１０２が装着されている。モータ１０２の回転軸にはリードスクリュー１０３の一端が装着されており、リードスクリュー１０３の他端は、軸受けを介して壁部１０１ｂに装着されている。

第１ホルダ１０５は、第１レンズ１０４を保持する。第１ホルダ１０５は、貫通孔１０５ｂとＵ字状の溝１０５ｃがそれぞれガイドシャフト１０６、１０７に係合することにより、第１レンズ１０４の光軸方向（図中Ｄ１方向）に変位可能となっている。ガイドシャフト１０６、１０７は、互いに平行な状態で、両端がベース（図示せず）に装着されている。第１ホルダ１０５にはネジ孔１０５ａが形成されており、このネジ孔１０５ａにリードスクリュー１０３が噛合している。よって、モータ１０２が駆動されると、第１ホルダ１０５はガイドシャフト１０６、１０７に沿って移動し、これに伴って第１レンズ１０４が光軸方向（Ｄ１方向）に移動する。

第２ホルダ１０９は、第２レンズ１０８を保持する。図１に示すアセンブル状態において、第２レンズ１０８の光軸は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１と平行となっている。第２ホルダ１０９は、支持シャーシ１０１と第１ホルダ１０５によって挟まれており、また、貫通孔を有する係合部１０９ｂ、１０９ｃがそれぞれガイドシャフト１１０に係合している。ガイドシャフト１１０は、両端がベース（図示せず）に装着されている。こうして、第２ホルダ１０８は、第２レンズ１０８の光軸に垂直な方向（図中Ｄ２方向）に移動可能となっている。

図２に示すように、第１ホルダ１０５の裏面には突起１０５ｄが形成されており、この突起１０５ｄが第２ホルダ１０９に形成されたカム溝１０９ａに係合している。カム溝１０９ａは、その両端が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に平行となっており、中央が光軸Ｌ１に傾斜している。よって、突起１０５ｄがカム溝１０９ａ中央の傾斜部分と係合しつつ第１ホルダ１０５が図１中Ｄ１方向に移動すると、第２ホルダ１０９が、図１中のＤ２方向に移動する。

なお、突起１０５ｄは円柱形状となっており、その径が、カム溝１０９ａの幅と略同じとなっている。このように突起１０５ｄの径が設定されているため、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの直線部分にあるときに、第２ホルダ１０８がＤ２方向に変位するのが規制され、第２ホルダ１０９を所期の位置に正確に位置づけることができる。

次に、図３を参照して、収差補正装置の動作について説明する。

同図（ａ）は、第２レンズ１０８が図１の位置にあるとき状態を示している。この状態において、第２レンズ１０８は、第１レンズ１０４の光軸から退避した位置にある。このとき、第１レンズ１０４を通過したレーザ光は、第２レンズ１０８に入射することなく、第１レンズ１０４のみからレンズ作用を受ける。

同図（ａ）の状態において、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの直線部分（ストローク範囲Ａ）を移動しても、第２ホルダ１０９が移動することはない。すなわち、突起１０５ｄがストローク範囲Ａを移動する場合は、第１レンズ１０４のみが光軸Ｌ１方向に移動する。したがって、レーザ光の光軸を光軸Ｌ１に整合させると、突起１０５ｄがストローク範囲Ａを移動する間は、第１レンズ１０４のレンズ作用のみにより、レーザ光に対する収差補正が行われる。

同図（ａ）の状態から、第１ホルダ１０５が図中Ｄ３方向に駆動され、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの傾斜部分（ストローク範囲Ｂ）を移動すると、突起１０５ｄによってカム溝１０９ａが押され、モータ１０２の駆動力が第２ホルダ１０９に伝達される。これにより、第２ホルダ１０９は図中Ｄ４方向に移動し、これに伴って第２レンズ１０８が同図（ｂ）の位置に位置づけられる。このとき、第２レンズ１０８の光軸は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に一致し、したがって、レーザ光は、第１レンズ１０４の他、第２レンズ１０８からもレンズ作用を受けるようになる。したがって、レーザ光に対する収差補正能力は、同図（ａ）の場合の収差補正能力から、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８との組み合わせからなる収差補正能力へと変化する。

同図（ｂ）の状態において、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの直線部分（ストローク範囲Ｃ）を移動しても、第２ホルダ１０９が移動することはない。すなわち、突起１０５ｄがストローク範囲Ｃを移動する場合は、第１レンズ１０４のみが光軸Ｌ１方向に移動する。したがって、突起１０５ｄがストローク範囲Ｃを移動する間は、第１レンズ１０４が光軸Ｌ１方向に移動されることによって、レーザ光に対する収差補正が行われる。

なお、同図（ｂ）の状態から、第１ホルダ１０５が同図（ａ）の位置に移動されると、上記と逆の動作が行われ、第２レンズ１０８が第１レンズ１０４の光軸から退避する。このように、第１ホルダ１０５が移動されることにより、光軸Ｌ１に対する第２レンズ１０８の挿脱が行われる。

以上、本実施例によれば、モータ１０２からの駆動力が伝達手段突起１０５ｄとカム溝１０９ａによって第２ホルダ１０９に伝達されるため、一つのモータ１０２によって第１レンズ１０４と第２レンズ１０８を駆動することができる。よって、第２レンズ１０８を駆動するための駆動手段を省略することができ、構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。

なお、上記では、図３（ａ）の状態と図３（ｂ）の状態とで収差の補正能力が変化するとの説明を行ったが、たとえば、同図（ａ）の状態にあるときにレーザ光が平行光よりも広がり、同図（ｂ）の状態にあるときにレーザ光が略平行光となるといったように、第２レンズ１０８の挿脱によってレーザ光の広がり具合を調整するようにすることもできる。

＜実施例２＞
図４および図５に、本実施例に係る収差補正装置の構成を示す。図４は、アセンブル状態における収差補正装置の斜視図、図５は、収差補正装置の分解斜視図である。

本実施例では、上記実施例１に比べて、第３レンズ１１１が追加されている。第３レンズ１１１は、第３ホルダ１１２に保持されている。図４に示すアセンブル状態において、第３レンズ１１１の光軸は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１と平行となっている。第３ホルダ１１２は、第２ホルダ１０９と支持シャーシ１０１との間に配され、第２ホルダ１０９とともに、支持シャーシ１０１と第１ホルダ１０５によって挟まれている。また、第３ホルダ１１２には、貫通孔を有する係合部１１２ｂ、１１２ｃが配されており、これら係合部１１２ｂ、１１２ｃがそれぞれガイドシャフト１１３に係合している。ガイドシャフト１１３は、両端がベース（図示せず）に装着されている。こうして、第３ホルダ１１２は、第２ホルダ１０９と同様、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に垂直な方向（図１のＤ２方向）に移動可能となっている。

図５に示すように、第３ホルダ１１２にはカム溝１１２ａが形成されており、第１ホルダ１０５に配された突起１０５ｄが、第２ホルダ１０９に形成されたカム溝１０９ａと第３ホルダ１１２に形成されたカム溝１１２ａに係合している。カム溝１１２ａは、カム溝１０９ａと同様、その両端が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に平行となっており、中央が光軸Ｌ１に傾斜している。よって、突起１０５ｄがカム溝１１２ａ中央の傾斜部分と係合しつつ第１ホルダ１０５が光軸Ｌ１方向に移動すると、第３ホルダ１１２が、ガイドシャフト１１３に沿って移動する。

なお、突起１０５ｄは、上記実施例１にて説明した如く円柱形状となっており、カム溝１１２ａの幅は突起１０５ｄの径と略同じとなっている。このようにカム溝１１２ａの幅が設定されているため、突起１０５ｄがカム溝１１２ａの直線部分にあるときに、第３ホルダ１１２が図１のＤ２方向に変位するのが規制され、第３ホルダ１１２を所期の位置に正確に位置づけることができる。

なお、図５に示すように、第２ホルダ１０９に形成されたカム溝１０９ａは、上記実施例１の場合に比べて、レンズ１０８側の直線部分が長くなっている。これは、後述の如く、レンズ１０８を光軸Ｌ１に掛かる位置に移動させた後、さらに第１ホルダ１０５を移動させて、レンズ１１１を光軸Ｌ１に掛かる位置に移動させるためのものである。

本実施例では、図４の状態から第１ホルダ１０５がモータ１０２に接近する方向に移動すると、上記実施例１にて説明した如く、レンズ１０８が光軸Ｌ１に掛かる位置に移動される。図６（ａ）は、このときの状態を示す図である。この状態からさらに第１ホルダ１０５がモータ１０２に接近する方向（図中Ｄ５）に移動されると、突起１０５ｄとカム溝１１２ａの作用により、同図（ｂ）に示すごとく、第３ホルダ１１２がＤ７方向に移動し、第３レンズ１１１が光軸Ｌ１に掛かる位置に移動される。

したがって、本実施例では、レーザ光に対する収差補正能力が、図４の場合の収差補正能力から、図６（ａ）に示す第１レンズ１０４と第２レンズ１０８との組み合わせからなる収差補正能力へと変化し、さらに、図６（ｂ）に示す第１レンズ１０４、第２レンズ１０８および第３レンズ１１１の組み合わせからなる収差補正能力へと変化する。

次に、図７を参照して、収差補正装置の動作について説明する。

同図（ａ）は、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１が図４の位置にあるときの状態を示している。この状態において、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１から退避した位置にある。このとき、第１レンズ１０４を通過したレーザ光は、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１に入射することなく、第１レンズ１０４のみからレンズ作用を受ける。

同図（ａ）の状態において、突起１０５ｄがカム溝１０９ａ、１１２ａの直線部分（ストローク範囲Ｅ）を移動しても、第２ホルダ１０９と第３ホルダ１１２が移動することはない。すなわち、突起１０５ｄがストローク範囲Ｅを移動する場合は、第１レンズ１０４のみが光軸Ｌ１方向に移動する。したがって、レーザ光の光軸を光軸Ｌ１に整合させると、突起１０５ｄがストローク範囲Ｅを移動する間は、第１レンズ１０４のレンズ作用のみにより、レーザ光に対する収差補正が行われる。

同図（ａ）の状態から、第１ホルダ１０５が同図右方向に駆動され、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの傾斜部分を移動すると、上記実施例１と同様、突起１０５ｄによってカム溝１０９ａが押され、モータ１０２の駆動力が第２ホルダ１０９に伝達される。これにより、第２ホルダ１０９は、同図（ｂ）に示す如く、Ｄ６方向に移動し、これに伴って第２レンズ１０８が光軸Ｌ１に掛かる位置に位置づけられる。このとき、第２レンズ１０８の光軸は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に一致し、したがって、レーザ光は、第１レンズ１０４の他、第２レンズ１０８からもレンズ作用を受けるようになる。したがって、レーザ光に対する収差補正能力は、同図（ａ）の場合の収差補正能力から、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８との組み合わせからなる収差補正能力へと変化する。

同図（ｂ）の状態において、突起１０５ｄがカム溝１０９ａの直線部分（ストローク範囲Ｆ）を移動しても、第２ホルダ１０９が移動することはない。すなわち、突起１０５ｄがストローク範囲Ｆを移動する場合は、第１レンズ１０４のみが光軸Ｌ１方向に移動する。したがって、突起１０５ｄがストローク範囲Ｆを移動する間は、第１レンズ１０４が光軸Ｌ１方向に移動されることによって、レーザ光に対する収差補正が行われる。

さらに、同図（ｂ）の状態から、第１ホルダ１０５が同図右方向（Ｄ５）に駆動され、突起１０５ｄがカム溝１１２ａの傾斜部分を移動すると、突起１０５ｄによってカム溝１１２ａが押され、モータ１０２の駆動力が第３ホルダ１１２に伝達される。このとき、突起１０５ｄは、カム溝１０９ａの直線部分を移動するため、モータ１０２の駆動力が第２ホルダ１０９に伝達されることはない。このため、第２ホルダ１０９は、同図（ｂ）の位置のままとされ、同図（ｃ）に示す如く、第３ホルダ１１２のみがＤ７方向に移動する。

かかる第３ホルダ１１２の移動に伴って、第３レンズ１１１が光軸Ｌ１に掛かる位置に位置づけられる。このとき、第３レンズ１１１の光軸は、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に一致し、したがって、レーザ光は、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８の他、第３レンズ１１１からもレンズ作用を受けるようになる。したがって、レーザ光に対する収差補正能力は、同図（ｂ）の場合の収差補正能力から、さらに、第１レンズ１０４、第２レンズ１０８および第３レンズ１１１の組み合わせからなる収差補正能力へと変化する。

同図（ｃ）の状態において、突起１０５ｄがカム溝１１２ａの直線部分（ストローク範囲Ｇ）を移動しても、第３ホルダ１１２が移動することはない。すなわち、突起１０５ｄがストローク範囲Ｇを移動する場合は、第１レンズ１０４のみが光軸Ｌ１方向に移動する。したがって、突起１０５ｄがストローク範囲Ｇを移動する間は、第１レンズ１０４が光軸Ｌ１方向に移動されることによって、レーザ光に対する収差補正が行われる。

なお、同図（ｃ）の状態から、第１ホルダ１０５が同図（ａ）の位置に移動されると、上記と逆の動作が行われ、まず、第３のレンズ１１１が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１から退避し、次いで、第２レンズ１０８が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１から退避する。このように、第１ホルダ１０５が移動されることにより、光軸Ｌ１に対する第２レンズ１０８と第３レンズ１１１の挿脱が行われる。

以上、本実施例によれば、モータ１０２からの駆動力が突起１０５ｄとカム溝１０９ａ、１１２ａによって、適宜、第２ホルダ１０９と第３ホルダ１１２に伝達されるため、一つのモータ１０２によって第１レンズ１０４、第２レンズ１０８および第３レンズ１１１を駆動させることができる。よって、第２レンズ１０８および第３レンズ１１１を駆動するための駆動手段を省略することができ、構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。また、本実施例では、第３レンズ１１１が挿脱されるため、上記実施例１に比べて収差補正能力をさらに変化させることができる。

なお、上記では、図７（ａ）の状態と、図７（ｂ）および（ｃ）の状態とで収差の補正能力が変化するとの説明を行ったが、上記実施例１の場合と同様、たとえば、同図（ａ）の状態にあるときにレーザ光が平行光よりも広がり、同図（ｂ）の状態にあるときにレーザ光が略平行光となり、同図（ｃ）の状態にあるときにレーザ光が平行光よりも収束するといったように、第２レンズ１０８と第３のレンズ１１１の挿脱によってレーザ光の広がり具合を調整するようにすることもできる。

＜実施例３＞
本実施例は、上記実施例２に記載の収差補正装置を搭載した光ピックアップ装置の構成例を示すものである。本実施例は、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに対応可能な互換型の光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。

図８の如く、光ピックアップ装置は、半導体レーザ１１と、回折格子１２と、偏光ビームスプリッタ１３と、収差補正装置１４と、立ち上げミラー１５と、１／４波長板１６と、対物レンズ１７と、光軸補正素子１８と、アナモレンズ１９と、光検出器２０とを備えている。

半導体レーザ１１は、青色波長帯のレーザ光（以下、「ＢＤ用レーザ光」という）と、赤色波長帯のレーザ光（以下、「ＤＶＤ用レーザ光」という）と、赤外波長帯のレーザ光（以下、「ＣＤ用レーザ光」という）とをそれぞれ出射する３つの発光点を備えている。これらレーザ光は、発光点間のギャップだけ光軸がずれた状態で、同じ方向に出射される。半導体レーザ１１から出射された各レーザ光は、回折格子１２によって、メインビームと２つのサブビームに分割される。

その後、レーザ光は、偏光ビームスプリッタ１３の偏光面１３ａを透過し、収差補正装置１４の第１レンズ１０４に入射する。収差補正装置１４は、たとえば、ＢＤ用レーザ光の光軸が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に一致するように配置されている。この場合、ＤＶＤ用レーザ光の光軸とＣＤ用レーザ光の光軸は、ＢＤ用レーザ光の光軸に対するずれ量だけ、第１レンズ１０４の光軸からずれる。

収差補正装置１４は、上記実施例２に示す構成を有している。なお、図８には、図４の構成からガイドシャフト１０６、１０７、１１０、１１３を除いた構成が示されている。ここでは、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８は正のパワーを持つレンズであり、第３レンズ１１１は負のパワーを持つレンズである。各レンズによる作用は、追って詳述する。

収差補正装置１４を経由した各レーザ光は、１／４波長板１６によって円偏光に変換された後、対物レンズ１７に入射される。対物レンズ１７は、ＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光およびＣＤ用レーザ光をそれぞれＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤに適正に収束させ得るよう設計されている。なお、ＣＤ用レーザ光は、平行光から広がった状態（有限共役系）で対物レンズ１７に入射される。ＢＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光は、略平行光の状態（無限共役系）で対物レンズ１７に入射される。

なお、本実施例では、記録層を複数有するＢＤにも対応可能であることが想定されている。ＢＤ内に含まれる記録層の層数が増加すると、それに伴い、奥側の記録層における収差の発生度合いが大きくなる。このため、奥側の記録層を記録／再生する場合には、手前側の記録層を記録／再生する場合よりも、ＢＤ用レーザ光の焦点距離を長くする必要がある。このように焦点距離を長くするために、奥側の記録層を記録／再生する場合には、平行光よりもやや広がった状態で、ＢＤ用レーザ光が対物レンズ１７に入射される。ＢＤ用レーザ光の焦点距離の調整は、後述の如く、第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に対する第３レンズ１１１の挿脱により行われる。

対物レンズ１７と１／４波長板１６は、共通のレンズホルダ（図示せず）に装着されている。かかるレンズホルダには、フォーカス調整用コイルとトラッキング調整用のコイルが装着されており、これらコイルにフォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号が印加されることにより、対物レンズ１７が１／４波長板１６と一体的に、フォーカス方向とトラッキング方向に変位される。これにより、ＢＤ用レーザ光、ＤＶＤようレーザ光およびＣＤ用レーザ光が、ＢＤ、ＤＶＤおよびＣＤのトラック上を追従する。

ＢＤ、ＤＶＤまたはＣＤによって反射されたＢＤ用レーザ光、ＤＶＤ用レーザ光またはＣＤ用レーザ光は、上記光路を逆行し、偏光ビームスプリッタ１３の偏光面１３ａに入射する。このとき、これらレーザ光の偏光方向は、再度、１／４波長板１６を通ることにより、偏光面１３ａに対してＳ偏光となっており、よって、これらレーザ光は、偏光面１３ａによって反射される。しかる後、これらレーザ光は、反射面１３ｂによって反射され、光軸補正素子１８に入射される。

光軸補正素子１８は、波長選択性の回折格子によって構成され、ＤＶＤ用レーザ光とＣＤ用レーザ光の光軸をＢＤ用レーザ光の光軸に一致させる。しかる後、各レーザ光は、アナモレンズ１９によって非点収差が導入された後、光検出器２０上のセンサパターンへと導かれる。

次に、かかる光ピックアップ装置の動作について説明する。図８は、ＣＤに対して記録／再生を行う場合の光学系の状態を示す図である。この場合、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１が、第１のレンズ１０４の光軸から退避した位置に位置付けられる。半導体レーザ１１からは、ＣＤ用レーザ光が出射される。出射されたＣＤ用レーザ光は、第１レンズ１０４によって収束され、広がり状態が調整される。なお、第１レンズ１０４によって収束された後も、ＣＤ用レーザ光は、平行光から広がった状態となっている。こうして、ＣＤ用レーザ光は、広がり状態が調整された後、有限共役系にて対物レンズ１７に入射され、ＣＤ上に適正に収束される。

ＢＤまたはＤＶＤに記録／再生を行う場合、モータ１０２が駆動され、第１ホルダ１０５が図６（ａ）の位置に移動される。これにより、第２レンズ１０８が第１レンズ１０４の光軸に掛かる位置へと移動される。この状態において、半導体レーザ１１から、ＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光が出射される。出射されたＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８を透過することにより略平行な状態とされる。こうして、ＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光は、平行光とされた後、無限共役系にて対物レンズ１７に入射され、ＢＤまたはＤＶＤ上に収束される。

なお、この状態において、光検出器２０からの出力（たとえば再生ＲＦ信号）がモニタされ、当該出力が最良となるように、第１レンズ１０４が駆動される。この調整は、図７（ｂ）に示す移動ストロークＦの範囲で行われる。これにより、ＢＤ用レーザ光またはＤＶＤ用レーザ光に生じる収差が補正される。かかる収差補正は、特に、高開口数にてＢＤ用レーザ光をＢＤに導く際に必要となる。

この他、本実施例では、上記の如く記録層を複数有するＢＤに対応可能であることが想定されている。たとえば、ＢＤ内に含まれる記録層の層数が６層程度になると、上記の如く、奥側の記録層を記録／再生する場合に、ＢＤ用レーザ光の焦点距離を広げる必要がある。図８の構成では、かかる場合に、第１ホルダ１０５が移動され、図６に示すように、第３レンズ１１１が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に掛かる位置に移動される。

上記のように、第３レンズ１１１は、負のパワーを持っているため、図６（ｂ）の状態において、ＢＤ用レーザ光は、平行光よりもやや広がった状態となる。よって、ＢＤ用レーザ光の焦点距離は、図６（ａ）の場合よりも長くなり、その結果、ＢＤ用レーザ光は、奥側の記録層に円滑に収束されるようになる。なお、第３レンズ１１１のパワーは、ＢＤ用レーザ光の焦点距離を所期の距離だけ長くできるパワーに設定される。

なお、この状態においても、図６（ａ）の場合と同様、光検出器２０からの出力（たとえば再生ＲＦ信号）がモニタされ、当該出力が最良となるように、第１レンズ１０４が駆動される。この調整は、図７（ｃ）に示す移動ストロークＧの範囲で行われる。これにより、奥側の記録層に焦点合わせされたときにＢＤ用レーザ光に生じる収差が補正される。

なお、ここでは、ＢＤ内に複数の記録層が存在する場合について説明したが、ＤＶＤ内に複数の記録層が存在する場合も、ＤＶＤ用レーザ光の焦点距離を長くすることで、奥側の記録層に対する収差補正を円滑に行うことができる。この場合も、図４および図６と同様の収差補正装置を用いることができる。すなわち、第３レンズ１１１を挿脱することにより、奥側の記録層に対する収差補正を行うよう構成することができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、また、本発明の実施例も、上記の他に、種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施例３に係る光ピックアップ装置では、実施例２に係る収差補正装置を用いたが、記録層の多層化が進められていないディスクに対応可能とする場合には、実施例１に係る収差補正装置を用いるようにしても良い。

また、上記実施例２では、第３レンズ１１１を追加するようにしたが、たとえば、記録層の多層化が進んでさらにＢＤ用レーザ光の焦点距離を長くする必要が生じた場合には、さらに負のパワーを持つレンズを一つまたは複数個追加し、これらを光軸Ｌ１に挿脱させるようにしても良い。この場合も、追加のレンズの挿脱は、上記実施例１、２と同様、突起とカム溝の組み合わせによって行い得る。すなわち、追加のレンズを保持するホルダにカム溝を形成し、このカム溝に上記突起１０５ｄを係合させるようにすれば良い。

さらに、上記実施例３では、第１レンズ１０４をＣＤ用レーザ光の広がり状態の調整用に用いたが、たとえば、実施例１、２の収差補正装置をＢＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光について用いるような場合には、第１レンズ１０４にてこれらレーザ光を略平行光として対物レンズに無限共役系で入射させ、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１を、たとえば、記録層の積層化に応じたＢＤ用レーザ光の焦点距離調整のために用いるようにしても良い。この場合、第１レンズ１０４は正のパワーを持ち、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１は負のパワー持つよう調整される。

なお、上記実施例３では、第３レンズ１１１を負のパワーを持つレンズにて構成したが、これに替えて、ＢＤ用レーザ光の波面状態を曲面波に変換するホログラム素子を用いることもできる。

図９は、かかるホログラム素子の構成例を示す図である。なお、同図は、ホログラム素子１２０の中心を通る線にてホログラム素子１２０を切断したときの断面図である。ホログラム素子１２０は、透明基板１２０ａ上に同心円状にステップ型のホログラムパターン１２０ｂが一体形成された構成となっている。

かかるホログラム素子１２０は、ホログラムパターン１２０ｂが立ち上げミラー１５側を向くように、第３ホルダ１１２に保持される。上記実施例３と同様、第１ホルダ１０４の移動に伴って第３ホルダ１１２が移動し、ホログラム素子１２０が第１レンズ１０４の光軸Ｌ１に係る位置に移動されると、ホログラム素子１２０を透過した後のＢＤ用レーザ光の波面状態が、上記第３レンズ１１１（負のパワーを持つ）を透過したときと同じ作用を発揮する波面状態（球面波）に変換される。これにより、ＢＤ用レーザ光の焦点距離が長くなり、複数の記録層を有するＢＤに記録／再生を行う場合にも、奥側の記録層に対する収差補正を円滑に行うことができる。

同様に、実施例１、２における第２レンズ１０８を適宜ホログラム素子に置き換えることも可能である。ただし、第１レンズ１０４は移動ストロークが大きいため、レンズを用いるのが望ましい。

なお、請求項に記載の「第１の位相変換素子」、「第２の位相変換素子」および「第３の位相変換素子」は、レンズの他、かかるホログラム素子等の波面状態を変換する素子を広く含むものである。すなわち、これら「第１の位相変換素子」、「第２の位相変換素子」および「第３の位相変換素子」は、レーザ光の光路中に挿脱され、あるいは、レーザ光の光軸方向に移動されることにより、レーザ光の広がり具合または収差の発生状態を調整できる作用を発揮するものであれば良い。

この他、光ピックアップ装置の光学系は、図８の構成以外に種々の変更が可能である。たとえば、対物レンズを複数有し、このうち一方の対物レンズに入射されるレーザ光の光路中に、上記実施例１、２の収差補正装置を配するようにしても良い。この場合も、第２レンズ１０８および／または第３レンズ１１１を適宜ホログラム素子に置き換えることが可能である。本発明の収差補正装置は、一つの対物レンズに同時に入射する複数のレーザ光の共通光路に配される場合の他、如何なるレーザ光の光路中にも適宜配置可能であり、共通光路中のみならず、１種のレーザ光の光路中のみに配置することもできる。

また、上記実施例３では、半導体レーザ１１から３種のレーザ光が出射されたが、半導体レーザ１１は、２種または１種のレーザ光を出射するものであっても良い。たとえば、光ピックアップ装置がＣＤとＤＶＤに対応可能なものであれば、半導体レーザ１１は、ＣＤ用レーザ光とＤＶＤ用レーザ光を出射するものに変更され得る。この場合、ＣＤ用レーザ光の広がり具合は、第１レンズ１０４にて調整される。また、ＤＶＤ用レーザ光は、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８の組み合わせによって平行光化され、さらに、第３レンズ１１１を組み合わせることにより、複数の記録層を有するＤＶＤに対する収差補正が可能となる。この場合、第１レンズ１０４と第２レンズ１０８は正のパワーを持ち、第３レンズ１１１は負のパワーを持つ。この場合も、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１をホログラム素子等の波面変換素子に置き換えることが可能である。

また、光ピックアップ装置がＢＤのみに対応可能であれば、半導体レーザ１１はＢＤ光のみを出射するものに変更される。この場合、ＢＤ用レーザ光は、第１レンズ１０４によって平行光化され、第２レンズ１０８が光路中に挿入されることにより、複数の記録層を有するＢＤに対する収差補正が可能となる。さらに多層化が進んだ場合には、第３レンズ１１１を組み合わせることにより、さらに奥側の記録層に対する収差補正が可能となる。この場合、第１レンズ１０４は正のパワーを持ち、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１は負のパワーを持つ。この場合も、第２レンズ１０８と第３レンズ１１１をホログラム素子等の波面変換素子に置き換えることが可能である。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

実施例１に係る収差補正装置の構成を示す斜視図 実施例１に係る収差補正装置の構成を示す要部斜視図 実施例１に係る収差補正装置の動作を説明する図 実施例２に係る収差補正装置の構成を示す斜視図 実施例２に係る収差補正装置の構成を示す分解斜視図 実施例２に係る収差補正装置の動作を説明する図 実施例２に係る収差補正装置の動作を説明する図 実施例３に係る光ピックアップ装置の光学系を示す斜視図 実施例３に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図

符号の説明

１０２ モータ
１０３ リードスクリュー
１０４ 第１レンズ
１０５ 第１ホルダ
１０５ｄ 突起
１０６、１０７ ガイドシャフト
１０８ 第２レンズ
１０９ 第２ホルダ
１０９ａ カム溝
１１０ ガイドシャフト
１１１ 第３レンズ
１１２ 第３ホルダ
１１２ａ カム溝
１１ 半導体レーザ
１４ 収差補正装置
１７ 対物レンズ

Claims (8)

1. 第１の位相変換素子を光軸方向に移動可能に支持する第１の支持機構と、
   第２の位相変換素子を前記第１の位相変換素子の光軸に掛かる第１の位置と前記光軸から外れる第２の位置との間で移動可能に支持する第２の支持機構と、
   前記第１の位相変換素子を前記光軸方向に駆動する駆動手段と、
   前記第１の位相変換素子が第１の位相調整範囲と第２の位相調整範囲との間のストロークを移動するときに前記駆動手段から前記第１の位相変換素子に付与される駆動力を前記第２の位相変換素子に伝達して前記第１の位相変換素子を前記第１の位置と前記第２の位置との間で移動させる伝達手段と、
   を有することを特徴とする収差補正装置。
2. 請求項１に記載の収差補正装置において、
   前記伝達手段は、前記第１の支持機構と前記第２の支持機構との間に配されたカム機構を備える、
   ことを特徴とする収差補正装置。
3. 請求項１または２に記載の収差補正装置において、
   第３の位相変換素子を前記光軸に掛かる第３の位置と前記光軸から外れる第４の位置との間で移動可能に支持する第３の支持機構をさらに備え、
   前記伝達手段は、前記第１の位相変換素子が前記第２の位相調整範囲と前記第２の位相調整範囲に対して前記第１の位相調整範囲から離れた位置にある第３の位相調整範囲との間のストロークを移動するときに前記駆動手段からの駆動力を前記第３の位相変換素子に伝達して前記第３の位相変換素子を前記第３の位置と前記第４の位置との間で移動させる、
   ことを特徴とする収差補正装置。
4. 請求項３に記載の収差補正装置において、
   前記伝達手段は、
   前記第１の位相変換素子に一体的に配された突起と、
   前記第２の位相変換素子と前記第３の位相変換素子にそれぞれ一体的に配されるとともに前記突起とそれぞれ係合するカム溝とを備える、
   ことを特徴とする収差補正装置。
5. 請求項１ないし４の何れか一項に記載の収差補正装置おいて、
   前記第１の位相変換素子はレンズである、
   ことを特徴とする収差補正装置。
6. レーザ光源と、
   前記レーザ光源から出射されたレーザ光を収束させる対物レンズと、
   前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、
   請求項１ないし５の何れか一項に記載の収差補正装置とを備え、
   前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記レーザ光が前記光軸方向に通過するよう配置されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 第１のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光と波長が異なる第２のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を収束させる対物レンズと、
   前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、
   請求項１ないし５の何れか一項に記載の収差補正装置とを備え、
   前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光が前記光軸方向に通過するよう、前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光の共通光路中に配置されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
8. 第１のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光と波長が異なる第２のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光および前記第２のレーザ光の両方と波長が異なる第３のレーザ光を発する第３のレーザ光源と、
   前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および前記第３のレーザ光を収束させる対物レンズと、
   前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および前記第３のレーザ光を前記対物レンズに導く光学系と、
   請求項１ないし５の何れか一項に記載の収差補正装置とを備え、
   前記収差補正装置は、前記第１の位相変換素子を前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および第３のレーザ光が前記光軸方向に通過するよう、前記第１のレーザ光、前記第２のレーザ光および第３のレーザ光の共通光路中に配置されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

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