(57)【要約】【課題】従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置を提供すること。【解決手段】レンズホルダを球面収差補正レンズの光軸方向に移動可能に支持する支持機構を備え、支持機構はガイドレールと、ガイドレールにそって摺動するガイド部とを備え、球面収差補正レンズが動作する範囲において、球面収差補正レンズが最も立ち上げミラーに接近した際に、ガイド部が立ち上げミラー反射面の側面に収まるように、ガイドレールの端部が立ち上げミラー反射面の側面に配置する。【選択図】図１
2009087382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの出射光を情報記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
前記対物レンズにより前記情報記録面に集光された光ビームの球面収差を補正する球面収差補正レンズと、
前記球面収差補正レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動可能に支持する支持機構と、
前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動する駆動手段と、
前記球面収差補正レンズを通過した前記出射光を略直角に偏向し前記対物レンズの入射面に導く立ち上げミラーとを備えた光ピックアップであって、
前記支持機構はガイドレールと、
前記ガイドレールにそって摺動するガイド部とを備え、
前記球面収差補正レンズが動作する範囲において、前記球面収差補正レンズが最も前記立ち上げミラーに接近した際に、前記ガイド部が立ち上げミラー反射面の側面に収まるように、前記ガイドレールの端部が前記立ち上げミラー反射面の側面に配置されたことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
前記支持機構は、前記立ち上げミラー側面より記球面収差補正レンズの光軸方向に平行に延出された少なくとも１つの案内溝と、前記案内溝を摺動し、前記レンズホルダに接合された軸である請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記球面収差補正レンズは前記光源からの前記出射光を平行光に変換するコリメートレンズである請求項１または請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記球面収差補正レンズは前記光源からの前記出射光のビーム径を変換するビームエキスパンダである請求項１または請求項２記載の光ピックアップ。
【請求項５】
コリメートレンズには色補正素子がついている請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項６】
コリメートレンズは高さ方向にカットした形状である請求項３記載の光ピックアップ。
【請求項７】
ビームエキスパンダには色補正素子がついている請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項８】
ビームエキスパンダは高さ方向にカットした形状である請求項４記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記駆動手段は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記駆動手段は、超音波モータであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記情報記録媒体は２層以上の情報記録層を備える請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の光ピックアップを備えた光ディスクドライブ装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の光ディスクドライブを備えた光情報装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置を構成するレンズを光軸方向に移動可能にするレンズ駆動装置を用いた球面収差補正手段、およびその球面収差補正手段を用いた光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録媒体として光ディスクを使用して情報信号の記録または再生を行う分野においては、高精細な静止画や動画等を扱うために、小型且つ大容量の光ディスク装置の開発が進んでいる。
【０００３】
光ディスク装置は、光ディスクの情報記録面上にビームスポットを形成するための光ピックアップを備えている。この光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームは、情報記録層を保護する透明な保護基板層を通過する際に球面収差を発生する。
【０００４】
特許文献１では、この球面収差を補正するために、球面収差補正用のレンズ群を設け、そのレンズ群における逐次的な１対のレンズ要素の面の間に可変の空隙を形成し、機械的手法によって空隙間隔を可変する装置が開示されている。
【０００５】
図６は特許文献１における従来のレンズ駆動装置を光ピックアップに適用した例であり、図６（ａ）は前記光ピックアップの平面図、（ｂ）は前記光ピックアップの側面図である。
【０００６】
同図において、１４は光ディスク、１は光源であるレーザダイオード、２はコリメートレンズ、３はビームスプリッタ、４は立ち上げミラー、５は対物レンズ、６は検出レンズ、７は光電変換素子などからなる光検出器である。
【０００７】
前記光ディスク１４に対する記録／再生を行うとき、前記レーザダイオード１から出射した光ビームは、前記ビームスプリッタ３、前記コリメートレンズ２を通過し、前記立ち上げミラー４により前記光ディスク１４方向へ偏向され、前記対物レンズ５により光スポットとして前記光ディスク１４上に集光される。前記光ディスク１４からの反射ビームは、前記対物レンズ５を通り、前記立ち上げミラー４で偏向されて前記コリメートレンズ２を通り、前記ビームスプリッタ３で偏向されて、前記検出レンズ６で前記ディテクタ７の受光面に集光される。
【０００８】
コリメートレンズ２はレンズホルダ８に保持されており、前記レンズホルダ８は一対のガイド軸９、摺動軸１０にて支持されている。前記ガイド軸９は軸保持体１３により保持され、前記摺動軸１０は前記レンズホルダ８に固定されており、前記コリメートレンズ２の光軸に対して前記ガイド軸９、および、前記摺動軸１０の軸方向が平行になるように配置されている。
【０００９】
前記球面収差を補正するために前記コリメートレンズ２を光軸方向に移動させる場合、図示しないギヤ、ステッピングモータなどからなる駆動手段により、前記摺動軸１０が、前記軸保持体１３における軸受孔部に対しスラスト方向に摺動する。
【特許文献１】特開２００４−７７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記従来の技術により光ピックアップ装置の球面収差補正を行うことができるが、近年、光情報記録媒体の高密度化を実現するために、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体の開発が進められており、さらに大きな球面収差補正を行う必要性が生じている。また、複数種類の光情報記録媒体の記録および再生に対応するため光学系構成もより複雑になり、部品点数が増加する一方、光ピックアップ自体はより小型となることを要求されており、狭小な部品配置スペースにおいて球面収差補正を行うことができるように光ピックアップを構成する必要が生じている。さらに、次世代の技術として、多様な保護層厚みを有する多層記録ディスクも提案されており、より補正範囲の広い球面収差補正機構が光ピックアップに要望されつつある。
【００１１】
本発明は、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の光ピックアップは、光源からの出射光を情報記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、前記対物レンズにより前記情報記録面に集光された光ビームの球面収差を補正する球面収差補正レンズと、前記球面収差補正レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動可能に支持する支持機構と、前記レンズホルダを前記球面収差補正レンズの光軸方向に移動する駆動手段と、前記球面収差補正レンズを通過した前記出射光を略直角に偏向し前記対物レンズの入射面に導く立ち上げミラーとを備えた光ピックアップであって、前記支持機構はガイドレールと、前記ガイドレールにそって摺動するガイド部とを備え、前記球面収差補正レンズが動作する範囲において、前記球面収差補正レンズが最も前記立ち上げミラーに接近した際に、前記ガイド部が立ち上げミラー反射面の側面に収まるように、前記ガイドレールの端部が前記立ち上げミラー反射面の側面に配置されたことを特徴とする光ピックアップである。
【００１３】
これにより、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、前記従来の技術よりもさらに小型で、補正範囲の広いレンズ駆動装置、そのレンズ駆動装置を用いた球面収差補正装置、および、その球面収差補正装置を用いた光ピックアップ装置、および、前記光ピックアップ装置を備えた光ディスクドライブ、および、前記光ディスクドライブを備えた光情報装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る光ピックアップついて、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明に係る光ピックアップの実施の形態１を説明するための図であり、図１（ａ）は光ピックアップの平面図、図１（ｂ）は前記光ピックアップの側面図である。
【００１７】
同図において、１４は光ディスク、１は光源であるレーザダイオード、２はコリメートレンズ、３はビームスプリッタ、４は立ち上げミラー、５は対物レンズ、６は検出レンズ、７は光電変換素子などからなる光検出器である。
【００１８】
前記光ディスク１４に対する記録／再生を行うとき、前記レーザダイオード１から出射した光ビームは、前記ビームスプリッタ３、前記コリメートレンズ２を通過し、前記立ち上げミラー４により前記光ディスク１４方向へ偏向され、前記対物レンズ５により光スポットとして前記光ディスク１４上に集光される。これにより、前記光ディスク１４の情報記録面に情報が記録され、または、前記光ディスク１４の情報記録面に記録された情報を読み出す。
【００１９】
さらに、前記光ディスク１４からの反射ビームは、前記対物レンズ５を通り、前記立ち上げミラー４で偏向されて前記コリメートレンズ２を通り、前記ビームスプリッタ３で偏向されて、前記検出レンズ６で前記ディテクタ７の受光面に集光され、前記情報記録面からの情報が電気信号に変換される。
【００２０】
同図における光ピックアップでは、前記メートレンズ２移動により対物レンズ５へ入射する平行光束を収束させたり、発散させたりすることにより、前記光ディスク１４の護層厚みの違いや、光ピックアップが持つ球面収差に起因する、スポット位置での球面収差を許容値以下となるように調整する。
【００２１】
前記コリメートレンズ２を保持する前記レンズホルダ８を第１のガイド軸１１、および、第２のガイド軸１２にて支持しており、それぞれの軸は前記レンズホルダ８の移動を案内する案内軸となっている。
【００２２】
そして、前記第１のガイド軸および前記第２のガイド軸６は両端部が軸保持体１３に固定され、それぞれの前記ガイド軸は、前記コリメートレンズ２の光軸に対して軸方向が平行になるように配置されている。
【００２３】
前記コリメートレンズ２の光軸方向のガタによる傾きを小さく抑えるため、案内軸の受け部の長さを大きくとる必要があり、そのためにガイド部１５を設けているが、このガイド部を長くとるとコリメータ付近の部位に干渉し前記コリメートレンズ２の可動範囲を狭くしてしまうという欠点がある。そこで、図１においては従来例とは異なり、前記コリメートレンズ２が最も前記立ち上げミラー４側に接近した際に、前記ガイド部１１が前記立ち上げミラー４の側面に収まるよう、第１のガイド軸６の一端を前記立ち上げミラー４側面に配置する構成としている。
【００２４】
また、前記レンズホルダ８の、前記ビームスプリッタ３側の面は、突出がないような略平面構造となっており、前記コリメートレンズが前記立ち上げミラーから遠ざかる場合においても可動範囲が最大となる構造となっている。
【００２５】
図２は、コリメートレンズ移動時のレンズホルダ８の位置関係を具体的に示した平面図で、図２（ｂ）は前記コリメートレンズ２が略中央位置にある状態を示しており、図２（ａ）と図２（ｃ）は前記コリメートレンズ２がそれぞれ右側、左側にシフトした状態を示している。従来例と比較し、前記コリメートレンズ２の可動範囲が大きく、少ないスペースでもより大きな球面収差補正が可能となることがわかる。
【００２６】
このように、本実施形態では、コリメートレンズの移動量を大きく取ることができるため、従来例と同一なスペースにて比較した場合、球面収差補正量を大きくとることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態において図示はしていないが、前記コリメートレンズ２を移動させるための駆動力発生源としてはＤＣモータやステッピングモータなどを設けるのが一般的ではあるが、超音波モータを駆動動力発生源として用いればより小型でシンプルな構成が可能となる。
【００２８】
また、本実施の形態では球面収差補正を１枚（１群）のコリメートレンズで行ったが、レンズ２枚（２群）以上からなるビームエキスパンダにより球面収差補正を行ってもよく、この場合も同様である。この場合、前記ビームエキスパンダを構成する少なくとも１対のレンズ間隔を変えて光束を収束させたり、発散させたりすることにより、球面収差の調整を行う。
【００２９】
さらに、本実施例における光ピックアップを二層ディスクや、将来の三層以上の多層ディスクに適用すれば、光ピックアップを小型に構成することが可能となる。
【００３０】
本実施例では、レンズホルダ側にガイド部を設け、ガイド軸を摺動する構成としたが、レンズホルダ側にガイド軸を接合し、案内溝を前記ガイド軸が摺動する構成としてもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズおよびレンズホルダを概略的に示す図である。
【００３２】
同図は、レンズホルダおよびコリメートレンズを光軸方向から見た図である。図３（ａ）はコリメートレンズのレンズ面が円形の場合のレンズホルダおよびコリメートレンズを示しており、従来例ではこの形状となる。
【００３３】
同図において、横方向がトラッキング方向に対応する場合、光学的に必要な前記コリメートレンズの有効径はトラッキング方向に比較してラジアル方向は少なくてよい。なぜなら、トラッキング制御時の、対物レンズのトラッキング方向の動き分（レンズシフト）を考慮する必要がないためである。
【００３４】
従って、コリメートレンズおよびレンズホルダの縦方向の一部を、図３（ｂ）のようにカットすることができ、これにより光ピックアップ全体の高さを少なくすることができるため、薄型の光ピックアップを構成することが可能となる。
【００３５】
カットする量としては、たとえば対物レンズのラジアル方向のレンズシフトの動作範囲の長さ分とする。また、レンズ形状が楕円形状であってもよい。
【００３６】
図３ではコリメートレンズの場合の例を挙げたが、球面収差補正レンズがビームエキスパンダの場合はビームエキスパンダレンズの形状を同様にすれば、光ピックアップ全体の高さを少なくすることができ、薄型の光ピックアップを構成することが可能となる。
【００３７】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズを概略的に示す図であり、同図において、コリメートレンズの入射面、または出射面に色収差補正用の回折光学素子２２が形成されている。
【００３８】
回折光学素子２２は、コリメートレンズに一体成形されてもよいし、異なる材料の回折光学素子２２をコリメートレンズ表面に取り付けてもよい。また、回折光学素子２２は入射面および出射面の両面に形成してもよい。
【００３９】
これにより、光源に波長変動がある場合や、光源波長に広がりがある場合も対物レンズの集光特性を良好に確保することが可能となる。
【００４０】
（実施の形態４）
図５は図１に示した光ピックアップの応用例を説明するための光ディスクドライブの構成を示す図であり、１６は図１に示す構成の光ピックアップユニット、１７は、光ピックアップユニット１６を光ディスク１４の径方向に移動させるシークモータ１８、リードスクリュー１９、ガイドレール２０などからなるピックアップ移動駆動機構、２１は光ディスク４０を回転駆動するスピンドルモータであり、光ピックアップ１６をシーク方向に移動させることで、光ディスク１４に対する情報の読み取り、および記録を行う。
【００４１】
同図の光ディスクドライブを光情報装置に適用すれば、小型で高性能な光情報装置の構成を実現することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の光ピックアップ、および光情報記録再生装置は、光磁気記録装置やＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク装置などの光ディスクを用いた光情報記録再生装置に対し有用である。また、ホログラム記録装置や将来の超高密度記録再生装置の光学系や装置用としても適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、この発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップの構造を示す概略図
【図２】図１に示した光ピックアップの動作を説明するための図
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズおよびレンズホルダを示す概略図
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップに適用可能なコリメートレンズおよびレンズホルダを示す概略図
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る、光ディスクドライブの構造を示す概略図
【図６】特許文献１に示した、従来の光ピックアップの構造を示す概略図
【符号の説明】
【００４４】
１    レーザダイオード
２    コリメートレンズ
３    ビームスプリッタ
４    立ち上げミラー
５    対物レンズ
６    検出レンズ
７    光検出器
８    レンズホルダ
９    ガイド軸
１０    摺動軸
１１    第１のガイド軸
１２    第２のガイド軸
１３    軸保持体
１４    光ディスク
１５    ガイド部
１６    光ピックアップユニット
１７    ピックアップ移動駆動機構
１８    シークモータ
１９    リードスクリュー
２０    ガイドレール
２１    スピンドルモータ
２２    回折光学素子
【図１】
2009087382.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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