JP4138605B2 - Optical pickup - Google Patents
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この発明は、光ディスクなどの記録媒体への記録および/または光ディスクなどの記録媒体の再生が可能な光ピックアップに関する。 The present invention relates to an optical pickup capable of recording on a recording medium such as an optical disk and / or reproducing a recording medium such as an optical disk.
光ディスクへの記録密度の高度化に伴い、種々の規格の光ディスクが使用されている。たとえば、波長780nmの光で信号の記録および再生を行うCD(コンパクトディスク)ファミリーのほか、波長650nmの光で信号の記録および再生を行うDVD(デジタルビデオディスク)に関連する複数の規格の光ディスクも用いられている。さらに、DVDの対物レンズのNA(numerical aperture:開口数)はそのままで、波長405nmの光で信号の記録および再生を行なうようにした規格や、また、同じ405nmの波長の光を用いるが、光ディスクのカバーガラス厚さを0.1mmと薄くし、また対物レンズのNAを0.85と高くした、Blu-ray Disk(登録商標 以下BDと称す)も登場している。これら複数の種類の光ディスクを一台で記録および再生する光ピックアップが必要となっており、いくつかの提案がなされている。 As the recording density of optical discs increases, optical discs of various standards are used. For example, in addition to a CD (compact disc) family that records and reproduces signals with light having a wavelength of 780 nm, optical discs of a plurality of standards related to a DVD (digital video disc) that records and reproduces signals with light having a wavelength of 650 nm are also available. It is used. Furthermore, the standard of recording and reproducing signals with light having a wavelength of 405 nm and the light having the same wavelength of 405 nm are used without changing the NA (numerical aperture) of the DVD objective lens. Also, Blu-ray Disk (registered trademark, hereinafter referred to as BD), which has a cover glass thickness as thin as 0.1 mm and an objective lens with an NA as high as 0.85, has appeared. An optical pickup for recording and reproducing these plural types of optical discs by one unit is necessary, and several proposals have been made.
その提案の傾向は2つの方向性に分かれている。一つは、カバーガラス厚さの差が、従来の互換技術範囲に収まるような光ディスクのみに対応する方向である。もう一つは、集光レンズのNAが0.85と高く、カバーガラスの厚さが0.1mmと薄い、BDにまで対応できるようにする方向である。この場合には、従来の互換技術の範囲を超えたピックアップを構成することとなる。 The proposal trend is divided into two directions. One is a direction corresponding only to an optical disc in which the difference in the cover glass thickness falls within the conventional compatible technology range. The other is a direction in which the NA of the condensing lens is as high as 0.85 and the cover glass is as thin as 0.1 mm so that it can cope with BD. In this case, a pickup that exceeds the range of the conventional compatible technology is configured.
前者の方向の技術として、特許文献1に開示された、3つの光源を一つの光ピックアップとして構成するものがある。この光ピックアップでは、波長430nm、635nm、および、780nmの光源を用いている。特許文献1に開示された光源401は、図21に示すように、それぞれ波長の異なる3つの光源401aから401cまで光源を一つにまとめたものであり、この光源401から出射した光を、1個の対物レンズ404で集光している。ただし、この場合、対物レンズ404が1個であるため、対物レンズ404のNAと、光源の波長と、カバーガラス厚さとの関係は一つの組み合わせに決まってしまう。すなわち、波長430nmに対しては、対物レンズのNAが0.65、カバーガラス厚さが0.3mmとなり、波長635nmに対しては、対物レンズのNAが0.65、カバーガラス厚さが0.6mmとなり、波長780nmに対しては、対物レンズのNAが0.65、カバーガラス厚さが1.2mmとなる。
As a technique in the former direction, there is one in which three light sources disclosed in
一方で、0.1mmの厚さのカバーガラスを有する、BDのような光ディスクにも対応できるようにした光ピックアップを構成する技術として、2つの対物レンズを備えたものが提案されている。すなわち、0.1mmの厚さのカバーガラスを有する、BDのような光ディスクに対しては、その他の厚さのカバーガラスを有する光ディスクを記録または再生する場合と異なる対物レンズを用いて、記録または再生させるようにしている。また、光学系についても2つに分けて、レンズ駆動装置であるアクチュエータに2つの異なるレンズを搭載することも提案されている。このものにあっては、一方の光学系はBDに特化させる。
たとえばBD、DVDおよびCDのように、読み出し波長およびカバーガラスの厚さが互いに異なる光ディスクの記録または再生を、一つの光ピックアップで行なう場合について検討する。 For example, a case where recording or reproduction of optical disks having different readout wavelengths and different cover glass thicknesses such as BD, DVD, and CD is performed with one optical pickup will be considered.
まず、特許文献1に記載された高密度DVD、DVDおよびCDの3種類の光ディスクに対して、一つの対物レンズで対応するようにピックアップを構成する場合には、対物レンズが1個であるため、上述のように、対物レンズのNAと波長とカバーガラス厚さとの関係は一つの組み合わせに決まる。そのため、このままでは、波長が405nm、対物レンズのNAが0.85、カバーガラス厚さが0.1mmであるBDには、対応できないことは明らかである。また、特許文献1に記載の技術の延長で考えると、カバーガラスの厚さや、対物レンズのNAの違いを補償するため、光学位相補償素子を光学系に挿入する方法が考えられる。カバーガラスの厚さはBDの0.1mmに対して、DVD、CDでは0.6mm、1.2mmであり、BDに比べて6倍または12倍と大きく異なる。また、対物レンズのNAも異なる。これらの要因により、全ての光ディスクを記録、または再生するための波面変換機能を持たせようとすると、それに適したレンズ系は極めて複雑なものとなる。
First, when the pickup is configured so as to correspond to the three types of optical disks of high density DVD, DVD and CD described in
一方、BDのためには独立の光学系を構成し、その他の光ディスク用の異なる光学系を別途設けて、光学系を2つに分離しておき、2個のレンズをアクチュエータに搭載する方法についても、次のような問題がある。2個のレンズを駆動するためには、レンズホルダー部が重くなり、アクチュエータに要求される性能が厳しくなる。さらに、カバーガラスの厚さが薄いBDに対しては、高NAのレンズで集光するので、光ディスクの近傍でアクチュエータを追従させる必要がある。これに対し、DVD、CDでは、BDの場合よりも光ディスクから離れた位置でアクチュエータを追従させる必要がある。アクチュエータにおいては、BDの記録および再生に対しての性能を実現するために、最も高い追従性能が要求されるが、この性能を実現しつつ、これら追従位置の違いに対応するのは、設計上の制約が多く極めて困難である。また、BD単独用に構成する場合より、アクチュエータが、さらに大型化するという問題も生じる。 On the other hand, a method of configuring an independent optical system for BD, separately providing different optical systems for other optical disks, separating the optical system into two, and mounting two lenses on the actuator However, there are the following problems. In order to drive two lenses, the lens holder portion becomes heavy, and the performance required for the actuator becomes severe. Further, for a BD having a thin cover glass, since the light is condensed by a high NA lens, it is necessary to cause the actuator to follow in the vicinity of the optical disk. On the other hand, in DVD and CD, it is necessary to follow the actuator at a position farther from the optical disc than in the case of BD. The actuator is required to have the highest tracking performance in order to achieve the performance for recording and playback of BDs. There are a lot of restrictions and it is extremely difficult. Further, there is a problem that the actuator is further increased in size as compared with the case where it is configured for BD alone.
したがって、この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、互いに異なる3種類の波長の光源を有する光ピックアップにおいて、アクチュエータなどのレンズ駆動装置の大型化を招くことなく、適合する記録再生波長の異なる各種ディスクの記録および/または再生を行なうことができる光ピックアップを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and in an optical pickup having light sources of three different wavelengths, suitable recording without incurring an increase in the size of a lens driving device such as an actuator. An object of the present invention is to provide an optical pickup capable of recording and / or reproducing various disks having different reproduction wavelengths.
この発明に基づいた光ピックアップに従えば、カバーガラスの厚さおよび適合する光の波長がそれぞれ異なる第1の光ディスク、第2の光ディスクおよび第3の光ディスクに対し、各光ディスクに適合した波長の光を出射して情報を記録または再生するように光ピックアップを構成している。そして、上記第1の光ディスクに適合する波長の光を出射する第1の光源と、上記第1の光源からの出射光を上記第1の光ディスクに集光する第1の集光レンズと、上記第1の集光レンズを磁石によって駆動するレンズ駆動装置と、上記レンズ駆動装置の磁石を直接支持するベース部と、上記第1の光ディスクからの反射光を上記第1の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第1の光分岐部と、上記第1の光分岐部からの分岐光を検出する第1の受光素子とを有する第1の光学系を備えている。また、上記第2の光ディスクに適合する波長の光を出射する第2の光源と、上記第3の光ディスクに適合する波長の光を出射する第3の光源と、上記第2の光源からの出射光および第3の光源からの出射光をそれぞれ第2の光ディスクおよび第3の光ディスクに集光する第2の集光レンズと、上記第2の集光レンズの集光位置を変化させる光制御部と、上記第2の光ディスクおよび上記第3の光ディスクからの反射光を上記第2の光源および上記第3の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第2の光分岐部と、上記第2の光分岐部からの分岐光を検出する第2の受光素子とを有する第2の光学系を備えている。さらに、上記第2の光学系は、第2の光源から第2の集光レンズまでの光軸および第3の光源から第2の集光レンズまでの光軸が上記ベース部を前記ベース部の表面に略垂直な方向に貫通する貫通穴を通過するように構成されており、上記光制御部が上記ベース部の上記貫通穴の内部に格納されている。 According to the optical pickup based on the present invention, the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc, which have different cover glass thicknesses and different wavelengths of light, can be used. The optical pickup is configured to emit information and record or reproduce information. A first light source that emits light having a wavelength suitable for the first optical disc; a first condenser lens that condenses the light emitted from the first light source on the first optical disc; A lens driving device that drives the first condenser lens with a magnet, a base portion that directly supports the magnet of the lens driving device, reflected light from the first optical disc, and output light from the first light source; A first optical system having a first light branching portion that branches in different directions and a first light receiving element that detects branched light from the first light branching portion is provided. In addition, a second light source that emits light having a wavelength suitable for the second optical disk, a third light source that emits light having a wavelength suitable for the third optical disk, and an output from the second light source. A second condensing lens that condenses the emitted light and the emitted light from the third light source on the second optical disc and the third optical disc, respectively, and a light control unit that changes the condensing position of the second condensing lens A second light branching unit for branching reflected light from the second optical disk and the third optical disk in a direction different from that of the light emitted from the second light source and the third light source; A second optical system having a second light receiving element for detecting the branched light from the light branching unit. Further, in the second optical system, the optical axis from the second light source to the second condensing lens and the optical axis from the third light source to the second condensing lens define the base portion of the base portion. The light control unit is configured to pass through a through hole penetrating in a direction substantially perpendicular to the surface, and the light control unit is stored in the through hole of the base unit.
上記光ピックアップにおいては、第1の光学系と第2の光学系とで異なる集光レンズを用い、そのレンズの駆動装置も異なるものとした。たとえば、BDに対応する高NAの集光レンズを備えた光学系を、第1の光学系とし、CDやDVDなどに対応する光学系を第2の光学系とすることができ、この場合には、第1の光学系における高NAの集光レンズは、レンズ駆動装置により単独で駆動されるので、レンズ駆動装置の性能を最大限に生かすことができる。 In the optical pickup described above, different condensing lenses are used for the first optical system and the second optical system, and the driving devices for the lenses are also different. For example, an optical system having a high NA condensing lens corresponding to BD can be used as the first optical system, and an optical system corresponding to CD, DVD, or the like can be used as the second optical system. Since the high-NA condenser lens in the first optical system is driven independently by the lens driving device, the performance of the lens driving device can be maximized.
また、第1の光学系を駆動するレンズ駆動装置を支持するベース部を、第2の光学系の光軸の少なくとも一部が通過し、光制御部の少なくとも一部がベース部に固定されているので、光ピックアップをコンパクトに構成することができる。また、ベース部を基準に、第1の光学系および第2の光学系の位置決めが可能となるので、その取付けが容易である。 Further, at least a part of the optical axis of the second optical system passes through the base part that supports the lens driving device that drives the first optical system, and at least a part of the light control part is fixed to the base part. Therefore, the optical pickup can be made compact. Further, since the first optical system and the second optical system can be positioned with reference to the base portion, the mounting thereof is easy.
上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第2の光源、上記第3の光源、上記第2の集光レンズ、上記第2の光分岐部および上記第2の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、上記磁石は、上記ベース部に固定されている。 Preferably, in the optical pickup, the light control unit is configured such that the second light source, the third light source, the second condenser lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or An indirectly fixed housing part and a magnet for generating a magnetic force for driving the housing part are included, and the magnet is fixed to the base part.
この構成によると、ベース部に固定した磁石により、第2の光学系の全体が固定された筐体部を駆動させるので、第2の光学系全体を駆動させることができる。 According to this configuration, the casing fixed to the entire second optical system is driven by the magnet fixed to the base, so that the entire second optical system can be driven.
上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第2の光源、上記第3の光源、上記第2の光分岐部および上記第2の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を駆動するための磁力を発生させる磁石とを含み、上記第2の集光レンズを保持するレンズホルダ、および、上記磁石は、上記ベース部に固定されている。 Preferably, in the optical pickup, the light control unit includes a housing in which the second light source, the third light source, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or indirectly fixed. A lens holder for holding the second condenser lens, and the magnet are fixed to the base portion.
この構成によると、第2の集光レンズを、レンズホルダを介してベース部に固定するので、光制御部はレンズを駆動しない。これにより、可動部における重心が低くなり、より安定したフォーカス方向への制御が可能となる。 According to this configuration, since the second condenser lens is fixed to the base portion via the lens holder, the light control unit does not drive the lens. As a result, the center of gravity of the movable portion is lowered, and more stable control in the focus direction is possible.
上記光ピックアップにおいてさらに好ましくは、上記筐体部は、上記ベース部に対して軸を介して摺動可能となるように構成されており、上記軸は、ベース部に連結されていると共に、上記軸の少なくとも一部は、上記ベース部に格納されている。 More preferably, in the optical pickup, the housing portion is configured to be slidable via a shaft with respect to the base portion, and the shaft is coupled to the base portion, and At least a part of the shaft is stored in the base portion.
この構成によると、筐体部が、ベース部に連結された軸により位置決めされる。第1の光学系の集光レンズを駆動するレンズ駆動装置は、ベース部に固定されており、第1の光学系と第2の光学系とで基準を共有できる。これにより第1の光学系と第2の光学系における光軸のずれなどを、さらに小さくすることができる。また軸は、少なくともその一部がベース部に格納されているので、光ピックアップをコンパクトに構成することができる。 According to this configuration, the casing portion is positioned by the shaft connected to the base portion. The lens driving device that drives the condenser lens of the first optical system is fixed to the base portion, and the first optical system and the second optical system can share a reference. Thereby, the shift of the optical axis in the first optical system and the second optical system can be further reduced. Further, since at least a part of the shaft is stored in the base portion, the optical pickup can be configured compactly.
上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第2の光源、上記第3の光源、上記第2の集光レンズ、上記第2の光分岐部および上記第2の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記筐体部を一軸方向に駆動するための磁力を発生させる磁石と、上記筐体部に内蔵された上記第2の光源および上記第3の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子とを含み、上記筐体部の移動を上記第2の光学系の光軸に平行な方向のみに制限するガイド部と、上記磁石と、上記光偏向素子を制御する制御部とが、上記ベース部に固定されている。 Preferably, in the optical pickup, the light control unit is configured such that the second light source, the third light source, the second condenser lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or From the indirectly fixed casing, the magnet for generating magnetic force for driving the casing in a uniaxial direction, the second light source and the third light source built in the casing An optical deflection element that changes the direction of the emitted light of the first optical system, the guide unit limiting movement of the housing unit only to a direction parallel to the optical axis of the second optical system, the magnet, and the optical deflection. A control unit for controlling the element is fixed to the base unit.
この構成によると、ガイド部により、筐体部の移動を第2の光学系の光軸に平行な方向に制限するので、第2の光学系の、フォーカス方向におけるさらに安定した制御が可能となる。また、一方向にのみ対応すれば足りるので、ベース部に固定する磁石などの配置を簡易化することができる。 According to this configuration, the guide unit restricts the movement of the housing unit in a direction parallel to the optical axis of the second optical system, so that more stable control of the second optical system in the focus direction is possible. . Moreover, since it is sufficient to deal with only one direction, it is possible to simplify the arrangement of magnets and the like that are fixed to the base portion.
上記光ピックアップにおいて好ましくは、上記光制御部は、上記第2の光源、上記第3の光源、上記第2の集光レンズ、上記第2の光分岐部および上記第2の受光素子が直接または間接的に固定された筐体部と、上記第2の光源および上記第3の光源からの出射光の方向を変化させる光偏向素子と、上記第2の光源および上記第3の光源からの出射光の広がりを変化させる波面変換素子とを含み、上記光偏向素子を制御する制御部と、上記筐体部とが上記ベース部に固定されている。 Preferably, in the optical pickup, the light control unit is configured such that the second light source, the third light source, the second condenser lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or A housing part that is indirectly fixed, a light deflection element that changes the direction of light emitted from the second light source and the third light source, and a light output from the second light source and the third light source. A control unit that includes a wavefront conversion element that changes the spread of incident light, controls the light deflection element, and the housing part is fixed to the base part.
この構成によると、第2の光学系を機械的に駆動させる装置が必要なくなるので、第2の光学系における、フォーカス方向およびラディアル方向の制御を簡便な構造で行なうことができる。 According to this configuration, an apparatus for mechanically driving the second optical system is not necessary, and thus the focus direction and the radial direction in the second optical system can be controlled with a simple structure.
本発明によると、互いに異なる3種類の波長の光源を有する光ピックアップにおいて、アクチュエータなどのレンズ駆動装置の大型化を招くことなく、適合する記録再生波長の異なる各種ディスクの記録および/または再生を行なうことができる。 According to the present invention, in an optical pickup having light sources of three different wavelengths, recording and / or reproduction of various disks having different suitable recording and reproducing wavelengths is performed without causing an increase in the size of a lens driving device such as an actuator. be able to.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1における光ピックアップについて、図1から図5を参照して説明する。なお、図1は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図2は、図1におけるII−II矢視断面図であり、図3は、図1におけるIII−III矢視端面図であり、図4は、図1におけるIV−IV矢視断面図であり、図5は、図1におけるV−V矢視断面図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the optical pickup according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is a plan view showing the structure of the optical pickup in the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is an arrow along the line III-III in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1, and FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG.
以下の説明においては、現在、光ピックアップとして主に使用されている光源の波長を考慮して説明する。本実施例では、一例として第1の光源にBDに対応する波長405nmのレーザを用い、第2の光源にDVDに対応する波長650nmの光源を用い、第3の光源にCDに対応する波長780nmの光源を用いる場合について説明する。また、第2の光源と、第3の光源とは、2種の異なる発光点を有する、2波長の単体レーザを光源として用いる場合について説明するが、それぞれ別体に構成された単体レーザを用いてもよい。 In the following description, the wavelength of a light source that is currently used mainly as an optical pickup will be considered. In this embodiment, as an example, a laser having a wavelength of 405 nm corresponding to BD is used as the first light source, a light source having a wavelength of 650 nm corresponding to DVD is used as the second light source, and a wavelength of 780 nm corresponding to CD is used as the third light source. A case of using the light source will be described. The second light source and the third light source will be described using a two-wavelength single laser having two different light emitting points as the light source. However, a single laser configured separately is used. May be.
図1に示すように、第1の光源1から出射した、波長405nmの光は、レンズ4(この例ではコリメータレンズ)で平行光となり、たとえばビームスプリッタからなる光分岐素子2を介して、第1の集光レンズ10により、光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光は、光分岐素子2で、今度は分岐され、集光レンズ5およびシリンドリカルレンズ6を介して、第1の受光素子3に入射する。第1の受光素子3としては、たとえば増幅回路内蔵型受光素子を用いることができる。
As shown in FIG. 1, light having a wavelength of 405 nm emitted from the first
この第1の集光レンズ10から光ディスクに出射する光の光軸の方向や、その光ディスクの半径方向に、第1の集光レンズ10を駆動するレンズ駆動装置は、ここではアクチュエータ40により構成されている。アクチュエータ40は、ベース部11上に磁石14を設け、図1に示すように、第1の集光レンズ10をレンズホルダー13に格納し、そのレンズホルダー13を給電基板15に付けられた4つの板バネ16で支持して構成している。以上説明したように、第1の光学系は構成されている。
The lens driving device for driving the
図2に示すように、ハウジング8を基準として、立ち上げミラー7のほか、ビームスプリッタからなる光分岐素子2や、レンズ4、光源1が配置されている。また、図2では図示しないが、第1の受光素子3、集光レンズ5およびシリンドリカルレンズ6もハウジング8を基準に配置される。図2に示すように、光源の存在する部分と、アクチュエータ40が存在する部分とは、図2における上下に離れて独立して存在しており、この上下方向、すなわちベース部11に略垂直な方向の光路長が長く構成されている。
As shown in FIG. 2, with respect to the
この図1および図2には図示していないが、光ディスクとしてBDを用いる場合は、レンズ4と光分岐素子2との間に、ビーム形状を変えるビーム整形プリズムを設けることもある。また、光分岐素子2は、PBS(polarized beam splitter(偏光ビームスプリッタ))となる。この他、4分の1波長板や、ビームエキスパンダー(又は収差補償用液晶素子)がPBSからなる光分岐素子2と第1の集光レンズ10との間に設けられる。この4分の1波長板でBDへ入射する光を円偏光にすることができ、ビームエキスパンダー(又は収差補償用液晶素子)でBDのカバーガラス厚さ誤差などで発生する球面収差といった余分の収差をキャンセルすることができる。さらに、第1の集光レンズは、NAが0.85と非常に高い対物レンズを用いる。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, when a BD is used as an optical disk, a beam shaping prism that changes the beam shape may be provided between the lens 4 and the optical branching
また、ベース部11には、第2の光学系を配設するための貫通穴12が形成されている。第2の光学系は、第2の光源または第3の光源からの光により光ディスクを再生するための光学系である。
The
図3に示すように、ベース部11の表面に略垂直な方向の貫通穴12を利用して、第2の光学系が形成されている。光源21は、第2の光源と第3の光源を兼ねており、光源21から2種の波長の光を出射することができる。光源21から出射した、波長650nmの光または波長780nmの光は、ここではNA変換レンズからなるレンズ24を介して、第2の集光レンズ20で光ディスクに集光される。ここでは、第2の集光レンズ20として、異なる波長の光を異なる位置に集光できる対物レンズを用いる。光ディスクに集光された光は反射され、反射した光は、第2の光分岐部としての回折素子22で回折され、第2の受光素子23に入射する。
As shown in FIG. 3, the second optical system is formed using a through
ここで、第2の受光素子23には、第2の光源からの光および第3の光源からの光の双方が入射する。また、この実施の形態では、第2の受光素子23は、光源21と共にパッケージ25に収納された、一体型の受発光ユニットにより構成されている。さらに回折素子22は、光ディスクとしてDVDも記録再生するので、4分の1波長板的な機能も有する液晶を用いた偏光依存性を有する回折素子(以下、偏光ホログラムと称す)であっても良い。この偏光ホログラムを用いることで、第2および第3の光源を兼ねた光源21を用いてDVDやCDを再生する場合の光学系を、より簡素にすることができる。なお、図4に示すように、第2の光学系を収納する筐体部26の外周には、コイル29が設けられており、これに通電することで、筐体部26が駆動される。
Here, both the light from the second light source and the light from the third light source are incident on the second
以下、本実施の形態の光ピックアップにおける、記録再生時の動作について説明する。図5に示すように、第1の光源1から出射された波長405nmの光は、これに対応する第1の集光レンズ10を介して、BD用の光ディスク51に集光する。この第1の集光レンズは、アクチュエータ40(図5ではレンズホルダー13の周辺のみ図示)により駆動される。また、第2、第3の光源を兼ねる光源21から出射された、波長650nmまたは780nmの光は、第2の集光レンズ20を介して光ディスク52(DVDやCD)に集光する。その光ディスク52からの反射光は、回折素子22で分岐されて、第2の受光素子23で検出される。
Hereinafter, the operation at the time of recording / reproducing in the optical pickup of the present embodiment will be described. As shown in FIG. 5, light having a wavelength of 405 nm emitted from the first
第1の集光レンズ10は、BDの記録および再生時に適切になるよう追従性が確保されたアクチュエータ40によって駆動される。そのため、アクチュエータ40の性能は、BDのみを再生する光ピックアップの性能と変らない性能を得ることができる。
The
一方、DVDや、CDを再生する場合は、光源21、第2の集光レンズ20、回折素子22および受光素子23からなる第2の光学系の主要部が筐体部26に収まっているので、第2の光学系を筐体部26ごとフォーカス方向や、ディスク半径方向に駆動する。
On the other hand, when reproducing a DVD or CD, the main part of the second optical system including the
この筐体部26の駆動装置(光制御部)は、ベース部11の表面に略垂直な方向に形成された貫通穴12に配設される。筐体部26の駆動は、ベース部11に取り付けられた磁石28と、筐体部26に巻きつけるように取り付けられているコイル29とにより行うことができる。また、筐体部26にはベース部11に形成された摺動軸30が貫通する摺動部27が設けられている。筐体部26は、摺動軸30の長手方向への直線移動および摺動軸30を中心とした回転移動が可能である。
The driving device (light control unit) of the
このように構成することで、高NAの第1の集光レンズ10を駆動するアクチュエータ40には何ら変更を加えることなく、第2の光学系にいて、フォーカス方向の制御、ラディアル方向への制御を行うことができる。これにより、第1の光学系におけるレンズ駆動装置の性能を最大限に生かすことができる。また、第2の光学系を駆動する光制御部を、アクチュエータ40を固定したベース部11に格納しているので、光ピックアップ全体の投影面積の拡大を最小限に抑えることができる。
With this configuration, the
また、摺動軸30はベース部11に連結して設けられており、アクチュエータ40のレンズホルダー13などもベース部11を基準に取り付けられる。従って、第1の集光レンズ10の光軸方向の動きと、第2の光学系の主要部を収納する筐体部26の光軸方向の動きのずれを小さくすることができる。
Further, the sliding
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について、図6から図8を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。実施の形態1と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図6は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図7は、図6におけるVII−VII矢視端面図であり、図8は、図6におけるVIII−VIII矢視断面の筐体部およびその周囲の構造を示す断面図である。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the description of the present embodiment, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described. Components having the same functions as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. Here, FIG. 6 is a plan view showing the structure of the optical pickup in the present embodiment, FIG. 7 is an end view taken along arrow VII-VII in FIG. 6, and FIG. 8 is a view taken along line VIII-VIII in FIG. It is sectional drawing which shows the housing | casing part of an arrow cross section, and the structure of the circumference | surroundings.
本実施の形態における、光源1から出射する光を第1の集光レンズ10で集光し、光ディスクに記録再生する第1の光学系の構成は、実施の形態1と同一である。
In the present embodiment, the configuration of the first optical system that condenses the light emitted from the
第2の集光レンズ20を用いて、第2および第3の光源となる光源21からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第2の光学系の構成については、実施の形態1と異なる。図6に示すように、第2の集光レンズ20は、レンズホルダ31に固定されている。レンズホルダ31は、第2の集光レンズ20を直接保持する水平板と、その両端に接続され、水平板をベース部11に固定する垂直板とで構成されている。第2の集光レンズ20は、このようにレンズホルダ31で固定されることで、ベース部11に対し常に静止している。
Regarding the configuration of the second optical system that uses the
第2の光源と第3の光源を兼ねる光源21から出射した光は、NA変換レンズ24を介して、第2の集光レンズ20により光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光が回折素子22で分岐されて回折光となり、第2の受光素子23で受光される。このように構成された第2の光学系の主要部のうちで、第2の集光レンズ20を除く残り全てが、図7が示すように光源21と、受光素子23とを収納したパッケージ25とともに筐体部26に収納されて、一体に駆動される。
The light emitted from the
上記のように、第1の集光レンズ10を駆動するアクチュエータ40が固定されたベース部11には、第2の集光レンズ20を固定するレンズホルダ31を取り付けられる。これによりベース部11に設けられた貫通穴12は、実施の形態1における貫通穴よりも小さくすることができる。これは筐体部26が第2の集光レンズ20を格納しない構成としたことにより、筐体部26自体を実施の形態1の場合よりスリムに設計できるためである。
As described above, the
また、筐体部26の駆動は、実施の形態1と同様、ベース部11に磁石28を取り付け、筐体部26に取り付けられているコイル(図示せず)に通電することで行う。また、筐体部26には、実施の形態1と同様、ベース部11に形成された摺動軸30が貫通する摺動部27が設けられている。
Similarly to the first embodiment, the
この実施の形態の構成によると、可動部としての筐体部26の、摺動軸30に対する重心が低くなり、より安定したフォーカス方向への制御が可能になる。
According to the configuration of this embodiment, the center of gravity of the
また、実施の形態1と同様に、摺動軸30はベース部11に連結して形成され、アクチュエータ40のレンズホルダー13などもベース部11を基準に取り付けられる。従って、第1の集光レンズ10の光軸方向の動きと、筐体部26の光軸方向の動きのずれを小さくすることができる。
Similarly to the first embodiment, the sliding
(実施の形態3)
次に、実施の形態3について、図9から図13を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。実施の形態1と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図9は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図10は、図9におけるX−X矢視端面図であり、図11は、光デバイスの構造を示す拡大図であり、図12は、制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図であり、図13は、ベース部と筐体部との位置関係を示す平面図である。
(Embodiment 3)
Next,
本実施の形態においても、図9に示すように、光源1から出射する光を第1の集光レンズ10で集光し、光ディスクに記録再生する第1の光学系の構成は、実施の形態1と同一である。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 9, the configuration of the first optical system that condenses the light emitted from the
一方、第2の集光レンズ20を用いて、第2および第3の光源となる光源201からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第2の光学系の構成については、実施の形態1の構成と異なる。実施の形態3においては、光源201と一体に構成された光デバイス200を設けている。光デバイス200は、第2の光源と第3の光源を兼ねる光源201と、そこからの出射光を図11の矢印の方向(図11における左右方向)に動かす機能を有する、光偏向素子202とによって構成されている。光ディスクの半径方向の集光点の移動は、光源部分を構成する光デバイス200により実現している。すなわち、光源201から出射した光は、光デバイス200の内部を通過するが、その際光デバイス200からの出射位置を変化させることで、上記集光点を移動させている。
On the other hand, with respect to the configuration of the second optical system that uses the
ここで、第2の光源と第3の光源を兼ねる光源201から出射した光が、NA変換レンズ24を介して、第2の集光レンズ20で光ディスクに集光される。その光ディスクからの反射光が回折素子22で分岐されて回折光となり、第2の受光素子23で受光する。このように構成された第2の光学系の主要部が、筐体部26に収納されている。また、この筐体部26を駆動する駆動装置がベース部11と、筐体部26と、磁石28とで構成される。ただし、本実施の形態では、実施の形態1と異なり、筐体部26を駆動する上記駆動装置は、フォーカス方向の制御だけ行う。
Here, the light emitted from the
これに伴い、ベース部11に設けられた貫通穴12の内部において、貫通穴12の内側面と筐体部26との隙間は、貫通穴12の内側面が、筐体部26のガイド部となる程度にまで小さくしている。ここで、筐体部26と貫通穴12とによる傾き防止方向と、摺動軸30と摺動部27とによる傾き防止方向とを直交させるようにすることで、より傾きに強い摺動機構が実現する。この構造について、図13に基づき説明する。
Accordingly, in the through
図13におけるV方向については、貫通穴12と筐体部26との隙間をできるだけ小さくすることで、傾きを最小限にしている。ここでは、筐体部26の外面を、その水平断面が楕円となるように構成しており、V方向と直交する方向には、摺動を容易にするための比較的大きな隙間が形成されている。一方、摺動軸30と摺動部27とは、W方向の隙間をできるだけ小さくしており、これによりW方向の傾きを最小限にすることができる。このX方向とW方向とは直交するので、筐体部26はベース部11に対して傾きを最小限にすることができる。ここでは、筐体部26の外面および貫通穴12の内側面並びに摺動軸30および摺動部27によりガイド部が構成されている。この構成により、筐体部26の安定したフォーカス方向の駆動が可能になる。
In the V direction in FIG. 13, the inclination is minimized by making the gap between the through
光デバイス200を構成する光偏向素子202は、図11に示すように電気光学効果により、屈折部250aから250dの屈折率を変化させて光の進行方向を制御する素子であり、電極240への電圧印加により光の進行方向の制御がなされる。ここで、光偏向素子202を制御するため、ベース部11の裏面に制御部としての制御回路261が設けられている。制御回路261と光偏向素子202とは、レーザマウント部263を介して、ケーブル262により接続されている。
As shown in FIG. 11, the
光偏向素子202により、光の進行方向を変化させることで、第2の集光レンズ20から見ると相対的に光源が移動したようになる。これにより、第2の集光レンズ20から出射する光の集光点も移動することになる。従って、この移動方向を光ディスクのトラックに直角な方向に定めれば、光ディスクの半径方向、すなわちラディアル方向への集光点の位置制御が可能となる。
By changing the traveling direction of the light by the
(実施の形態4)
次に、実施の形態4について、図14から図20を用いて説明する。本実施の形態の説明においては、上記実施の形態1と異なる構成を中心に説明する。実施の形態1と同一の機能を有する構成については同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。ここで、図14は、本実施の形態における光ピックアップの構造を示す平面図であり、図15は、図14におけるXIV−XIV矢視端面図であり、図16は、光デバイスの構造を示す拡大図であり、図17は、波面変換素子の構造を示す斜視図であり、図18は、波面変換素子の機能を示す説明図であり、図19は、波面変換素子の一部を拡大した正面図であり、図20は、制御部と光デバイスの配線構造を示す拡大図である。
(Embodiment 4)
Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIGS. In the description of the present embodiment, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described. Components having the same functions as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. Here, FIG. 14 is a plan view showing the structure of the optical pickup in the present embodiment, FIG. 15 is an end view taken along arrow XIV-XIV in FIG. 14, and FIG. 16 shows the structure of the optical device. 17 is an enlarged view, FIG. 17 is a perspective view showing the structure of the wavefront conversion element, FIG. 18 is an explanatory view showing the function of the wavefront conversion element, and FIG. 19 is an enlarged view of a part of the wavefront conversion element. FIG. 20 is an enlarged view showing a wiring structure of the control unit and the optical device.
本実施の形態においても、図14に示すように、光源1から出射する光を第1の集光レンズ10で集光し、光ディスクに記録再生する第1の光学系の構成は、実施の形態1と同一である。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the configuration of the first optical system that condenses the light emitted from the
一方、第2の集光レンズ20を用いて、第2および第3の光源となる光源301からの出射光を光ディスクに集光して記録および再生を行う第2の光学系の構成については、実施の形態1の構成と異なる。実施の形態4においては、光源301と一体に構成された光デバイス300を設けている。
On the other hand, regarding the configuration of the second optical system that records and reproduces the light emitted from the
また、本実施の形態においては、筐体部26を機械的に駆動しない。このため、筐体部26は、ベース部11の貫通穴12に挿入された状態で、ベース部11に固定されている。また、本実施の形態の筐体部26には、上記実施の形態では筐体部26に設けていた、コイルも設けられていない。本実施の形態において、第2の集光レンズ20の集光点のフォーカス方向への制御(光ディスクへの集光点の光軸方向への制御)、および、ラディアル方向への制御(光ディスクへトラックを垂直に横断するように制御)は、光デバイス300により行われる。
Further, in the present embodiment, the
これにより、集光点のフォーカス方向への制御およびラディアル方向への制御が、最も簡易な形態で行える。さらに、ベース部11には、光デバイスの制御部のみ搭載すればよく、上記の実施の形態では設けていた摺動軸なども不要になるので、ベース部11のさらなる省スペース化となる。なお、この場合のフォーカス方向への集光点の制御は、先に述べた大きなカバーガラス厚さの差を補償することに比べて、その実現ははるかに容易である。
Thereby, control to the focus direction of a condensing point and control to a radial direction can be performed with the simplest form. Furthermore, it is only necessary to mount the control unit of the optical device on the
以下に、この光デバイス300の動作について説明する。図16に示すように、光デバイス300は、光源301と、光偏向素子302と、波面変換素子330とで構成されている。光偏向素子302は、上記実施の形態3の光デバイス200の光偏向素子202と同じ機能を有している。波面変換素子330は、図16に示すように、光源301からの出射光の広がり角を変える機能を有している。このように、広がり角を変えることで、NA変換レンズ24を通して、第2の集光レンズ20に入る光の波面の曲率も僅かに変えられ、それに伴い第2の集光レンズ20の集光点も光軸方向に移動することとなる。
The operation of this
ここで、波面変換素子330の一例について説明する。ここで説明する波面変換素子330は、液晶を用いたものである。波面変換素子330においては、入射する光に対して、その中心からの距離に応じて位相のずれを与える。そのため図17に示すように、同心円状に素子が配置されている。波面変換素子330に同じ位相で入射した光が平面波WFinであった場合でも、波面変換素子330を通過すると、出射する光は、図18に示すような球面波WFoに変化する。この素子としては、電気的に屈折率を変化させることができる微小な液晶セル331を、図19に示すようにマトリックス状に配置したものを用いることができる。
Here, an example of the
また、光偏向素子302と、波面変換素子330は、ベース311に設けた制御部としての制御回路361などにより、給電部340を介して制御される。図20に示すように、制御回路361にはケーブル362の一端が接続されている。ケーブル362の他端は、レーザマウント部363に接続され、制御回路361からの制御信号は、ケーブル362、レーザマウント部363を介して、図16に示す給電部340に伝送される。
Further, the
なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It does not become the basis of limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
1 第1の光源、3 第1の受光素子、10 第1の集光レンズ、11 ベース部、13 レンズホルダー、20 第2の集光レンズ、21,201,301 光源(第2の光源、第3の光源)、23 第2の受光素子、26 筐体部、28 磁石、30 摺動軸(軸)、31 レンズホルダ、40 アクチュエータ(レンズ駆動装置)、51,52 光ディスク、202,302 光偏向素子、261,361 制御回路(制御部)、330 波面変換素子。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1の光ディスクに適合する波長の光を出射する第1の光源と、前記第1の光源からの出射光を前記第1の光ディスクに集光する第1の集光レンズと、前記第1の集光レンズを磁石によって駆動するレンズ駆動装置と、前記レンズ駆動装置の磁石を直接支持するベース部と、前記第1の光ディスクからの反射光を前記第1の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第1の光分岐部と、前記第1の光分岐部からの分岐光を検出する第1の受光素子とを有する第1の光学系と、
前記第2の光ディスクに適合する波長の光を出射する第2の光源と、前記第3の光ディスクに適合する波長の光を出射する第3の光源と、前記第2の光源からの出射光および第3の光源からの出射光をそれぞれ第2の光ディスクおよび第3の光ディスクに集光する第2の集光レンズと、前記第2の集光レンズの集光位置を変化させる光制御部と、前記第2の光ディスクおよび前記第3の光ディスクからの反射光を前記第2の光源および前記第3の光源からの出射光と異なる方向に分岐する第2の光分岐部と、前記第2の光分岐部からの分岐光を検出する第2の受光素子とを有する第2の光学系とを備え、
前記第2の光学系は、第2の光源から第2の集光レンズまでの光軸および第3の光源から第2の集光レンズまでの光軸が前記ベース部を前記ベース部の表面に略垂直な方向に貫通する貫通穴を通過するように構成され、
前記光制御部が前記ベース部の前記貫通穴の内部に格納されている、光ピックアップ。 Light that records or reproduces information by emitting light of a wavelength suitable for each optical disc to the first optical disc, the second optical disc, and the third optical disc, each having a different cover glass thickness and different wavelength of the suitable light A pickup,
A first light source that emits light having a wavelength suitable for the first optical disc, a first condenser lens that condenses the emitted light from the first light source on the first optical disc, and the first A lens driving device for driving the condenser lens of the lens with a magnet, a base portion directly supporting the magnet of the lens driving device , and a direction in which reflected light from the first optical disc is different from light emitted from the first light source A first optical system having a first light branching part that branches into a first light receiving part and a first light receiving element that detects a branched light from the first light branching part,
A second light source that emits light having a wavelength suitable for the second optical disk, a third light source that emits light having a wavelength suitable for the third optical disk, light emitted from the second light source, and A second condensing lens that condenses the emitted light from the third light source on the second optical disc and the third optical disc, respectively, a light control unit that changes the condensing position of the second condensing lens, A second light branching section for branching reflected light from the second optical disk and the third optical disk in a direction different from the light emitted from the second light source and the third light source; and the second light A second optical system having a second light receiving element for detecting branched light from the branching unit,
In the second optical system, the optical axis from the second light source to the second condensing lens and the optical axis from the third light source to the second condensing lens are arranged so that the base portion is on the surface of the base portion. Configured to pass through a through-hole penetrating in a substantially vertical direction ,
An optical pickup in which the light control unit is housed in the through hole of the base unit.
前記磁石は、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の光ピックアップ。 The light control unit includes a housing in which the second light source, the third light source, the second condensing lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or indirectly fixed. Including a body part and a magnet for generating a magnetic force for driving the housing part,
The optical pickup according to claim 1, wherein the magnet is fixed to the base portion.
前記第2の集光レンズを保持するレンズホルダ、および、前記磁石は、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の光ピックアップ。 The light control unit includes a housing unit in which the second light source, the third light source, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or indirectly fixed, and the housing unit Including a magnet for generating a magnetic force for driving
The optical pickup according to claim 1, wherein the lens holder that holds the second condenser lens and the magnet are fixed to the base portion.
前記筐体部の移動を前記第2の光学系の光軸に平行な方向のみに制限するガイド部と、前記磁石と、前記光偏向素子を制御する制御部とが、前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の光ピックアップ。 The light control unit includes a housing in which the second light source, the third light source, the second condenser lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or indirectly fixed. A body, a magnet for generating a magnetic force for driving the casing in a uniaxial direction, and a direction of light emitted from the second light source and the third light source built in the casing An optical deflection element to be
A guide unit that restricts movement of the housing unit only in a direction parallel to the optical axis of the second optical system, the magnet, and a control unit that controls the light deflection element are fixed to the base unit. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical pickup is provided.
の光源および前記第3の光源からの出射光の広がりを変化させる波面変換素子とを含み、
前記光偏向素子を制御する制御部と、前記筐体部とが前記ベース部に固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の光ピックアップ。 The light control unit includes a housing in which the second light source, the third light source, the second condensing lens, the second light branching unit, and the second light receiving element are directly or indirectly fixed. A body part, a light deflection element that changes the direction of light emitted from the second light source and the third light source, and the second
And a wavefront conversion element that changes a spread of light emitted from the third light source,
The optical pickup according to claim 1, wherein a control unit that controls the optical deflection element and the housing unit are fixed to the base unit.
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