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JP2005317168A - Optical pickup device - Google Patents

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JP2005317168A
JP2005317168A JP2004203157A JP2004203157A JP2005317168A JP 2005317168 A JP2005317168 A JP 2005317168A JP 2004203157 A JP2004203157 A JP 2004203157A JP 2004203157 A JP2004203157 A JP 2004203157A JP 2005317168 A JP2005317168 A JP 2005317168A
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JP
Japan
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light
optical
pickup device
optical pickup
source unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004203157A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuya Sakamoto
勝也 坂本
Hidekazu Totsuka
英和 戸塚
Yuichi Shin
勇一 新
Kohei Ota
耕平 大田
Kiyoshi Yamashita
潔 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to JP2004203157A priority Critical patent/JP2005317168A/en
Publication of JP2005317168A publication Critical patent/JP2005317168A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device capable of appropriately performing shaping of a cross-sectional shape of each light flux and conversion of intensity distribution even if a light source unit is used in which a plurality of light emitting points are adjacently provided. <P>SOLUTION: The optical pickup unit 10 is configured with a light source unit 20 in which a plurality of light emitting points emitting lights in different wavelengths are adjacently provided, a beam shaping element 40 for shaping the light flux to have a divergence angle different from that at the incidence, a coupling element 12, and an objective optical element 15 for converging the emitted light flux from the coupling element on a recording face of an optical information recording medium for forming a condensing spot. The distance from each light emitting point to a surface of a protection layer for protecting the recording surface is stabilized irrespective of kinds of the optical information recording medium, and the condensing spot is formed by using a light flux of a long wavelength for the optical information recording medium with a thick protection layer while using a light flux of a short wavelength for the optical information recording medium with a thin protection layer. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、2種類以上の光情報記録媒体間での互換性を有する光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an optical pickup device having compatibility between two or more types of optical information recording media.

近年、2種類以上の光情報記録媒体(光ディスク)の記録面に対して、二つ以上の光源からそれぞれ異なる波長の光束を出射して一つの対物レンズにより集光させることで、各光ディスクに対する読み取りや書き込みを行ういわゆる互換性を有する光ピックアップ装置が各種提案されている。
光ピックアップ装置の光源としては一般的にレーザダイオード(半導体レーザ)が用いられている。半導体レーザは活性領域の縦横の比率が異なることからビーム発散角(半値全角)が接合面に対して垂直方向と水平方向で異なり、光軸に垂直な面での断面形状が楕円状になると共にガウシアン分布等の不均一な強度分布を有する場合が多い。
そこで、光束の断面形状を楕円形から円形へ整形する技術や、不均一な強度分布をほぼ均一な強度分布に変換する技術が開示されている(例えば、特許文献1及び2参照。)。
特開平6−294940号公報 特開2000−089161号公報
In recent years, light beams having different wavelengths are emitted from two or more light sources onto a recording surface of two or more types of optical information recording media (optical disks) and collected by one objective lens, thereby reading each optical disk. Various so-called compatible optical pickup devices for performing writing and writing have been proposed.
A laser diode (semiconductor laser) is generally used as the light source of the optical pickup device. Since semiconductor lasers have different vertical and horizontal ratios of the active region, the beam divergence angle (full width at half maximum) differs in the vertical and horizontal directions with respect to the bonding surface, and the cross-sectional shape in the plane perpendicular to the optical axis becomes elliptical It often has a non-uniform intensity distribution such as a Gaussian distribution.
Therefore, a technique for shaping the cross-sectional shape of the light beam from an ellipse to a circle and a technique for converting a non-uniform intensity distribution into a substantially uniform intensity distribution are disclosed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
JP-A-6-294940 JP 2000-089161 A

ところで、近年の光ピックアップ装置の小型化及び高機能化の要求に伴い、高出力の複数のレーザダイオードを近接して配置することでこれらダイオードを一体化(1ユニット化)した光源(以下、「光源ユニット」という。)が用いられる場合がある。
光源ユニットを用いた光ピックアップ装置では、各光束の発光点がほぼ同じ位置になるため、光路長(物像間距離)がほぼ等しくなり、光学系倍率もほぼ等しくなる。
By the way, with recent demands for miniaturization and high functionality of optical pickup devices, a light source (hereinafter referred to as “one unit”) in which a plurality of high-power laser diodes are arranged in close proximity to each other. "Light source unit") may be used.
In the optical pickup device using the light source unit, the light emission points of the respective light fluxes are at substantially the same position, so that the optical path lengths (distances between object images) are substantially equal, and the optical system magnification is also substantially equal.

ここで、例えばCD(コンパクトディスク)用に用いる波長780nmの光束と、DVD(デジタルヴァーサタイルディスク)用に用いる波長650nmの光束とを比較すると発散角はほぼ等しくなるが、対物レンズの開口数(NA)はDVDに対するものがCDに対するものよりも大きいので、光学系倍率がDVDとCDとでほぼ等しいという条件下では、DVD用の光束のリム強度が、規格上必要とされる強度(60〜70%程度)を下回るという問題が生じる。   Here, for example, when a light beam having a wavelength of 780 nm used for a CD (compact disk) and a light beam having a wavelength of 650 nm used for a DVD (digital versatile disk) are compared, the divergence angles are almost equal, but the numerical aperture of the objective lens ( NA) is larger for DVD than for CD, so under the condition that the optical system magnification is almost equal between DVD and CD, the rim intensity of the luminous flux for DVD is the intensity required from the standard (60- The problem of being less than about 70%) arises.

ところが、上記特許文献1及び2に開示された技術は主に1種類の光束のみを用いる、互換性を持たない光ピックアップ装置に関する技術であり、波長が異なる2種類以上の光束を用いる互換性を有する光ピックアップ装置に適用することは困難である。また、特許文献1には1個以上のダイオードレーザを持つ光学装置にも適用可能である旨の記載はあるが、光源として各光束の光学系倍率が等しくなる光源ユニットを用いた場合における上記問題点の解決方法については記載されていない。   However, the technologies disclosed in Patent Documents 1 and 2 are technologies related to an incompatible optical pickup apparatus that mainly uses only one type of light beam, and is compatible with the use of two or more types of light beams having different wavelengths. It is difficult to apply to an optical pickup device having the above. In addition, Patent Document 1 describes that the present invention can be applied to an optical apparatus having one or more diode lasers. However, the above problem in the case where a light source unit in which the optical system magnification of each light beam is equal is used as a light source. It does not describe how to solve the point.

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットを用いた場合でも、各光束の断面形状の整形及び強度分布の変換を適切に行うことが可能な光ピックアップ装置を提供することである。   An object of the present invention is to take the above-mentioned problems into consideration, and even when using a light source unit in which a plurality of light emitting points are provided close to each other, it is possible to appropriately shape the cross-sectional shape of each light beam and convert the intensity distribution. An optical pickup device that can be performed is provided.

以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is directed to a light source unit in which a plurality of light emitting points emitting light having different wavelengths are provided in close proximity, and an emitted light beam from the light source unit with respect to an optical axis. A beam shaping element that shapes a divergence angle different from the incident angle in at least one of a first direction perpendicular to the first direction and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the respective light emitting points.

なお、本明細書中において、「各発光点から記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となる」とは、光ピックアップ装置の構造上、第1光束を出射する発光点から保護層の表面までの直線距離と、第2光束を出射する発光点から保護層の表面までの直線距離とが同一に保たれるという意味である。ここで、各発光点や光情報記録媒体を回転自在に保持する回転駆動装置等の組み付け誤差に起因して、上記距離が厳密な意味では同一といえないケースが想定されるが、このように組み付け誤差に起因して上記距離に変化が生じている場合でも、本明細書中では上記距離は同一であるとする。
また、一般的な光源ユニットとしては、別体のレーザダイオードを近接して位置に並べて実装して構成されるタイプや、一つの基板上に異なる材料からなるレーザダイオードを複数形成したタイプが知られており、本明細書中の光源ユニットには、これらを含むものとする。
In this specification, “the distance from each light emitting point to the surface of the protective layer that protects the recording surface is constant regardless of the type of the optical information recording medium” means that the structure of the optical pickup device This means that the linear distance from the light emitting point that emits one light beam to the surface of the protective layer and the linear distance from the light emitting point that emits the second light beam to the surface of the protective layer are kept the same. Here, due to the assembly error of each light emitting point and the rotation drive device that rotatably holds the optical information recording medium, it is assumed that the distance is not the same in the strict sense. In the present specification, it is assumed that the distance is the same even when the distance is changed due to an assembly error.
Also, as a general light source unit, a type in which separate laser diodes are arranged close to each other and mounted, or a type in which a plurality of laser diodes made of different materials are formed on one substrate is known. These are included in the light source unit in this specification.

また、光情報記録媒体とはCD、DVDの他に、光源波長や保護基板厚が異なる種々の規格の光ディスク、例えばCD−R,RW(追記型コンパクトディスク)、VD(ビデオディスク)、MD(ミニディスク)、MO(光磁気ディスク)などの一般的な光ディスクを含み、更に、情報の記録/再生用の光源として、波長400nm程度の青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザを使用する高密度光ディスクも含むものとする。高密度光ディスクとしては、NA0.85程度の対物光学系により情報の記録/再生を行い、保護層の厚さが0.1mm程度である規格の光ディスクの他に、NA0.65の対物光学系により情報の記録/再生を行い、保護層の厚さが0.6mm程度である規格の光ディスク(以下、HD−DVDという。)も含むものとする。   In addition to CD and DVD, optical information recording media include optical discs of various standards having different light source wavelengths and protective substrate thicknesses, such as CD-R, RW (recordable compact disc), VD (video disc), MD ( High-density optical discs including general optical discs such as mini discs and MO (magneto-optical discs), and further using a blue-violet semiconductor laser or blue-violet SHG laser having a wavelength of about 400 nm as a light source for recording / reproducing information. Shall also be included. As a high-density optical disc, information is recorded / reproduced by an objective optical system having an NA of about 0.85. In addition to a standard optical disc having a protective layer thickness of about 0.1 mm, an objective optical system having an NA of 0.65 is used. It also includes a standard optical disc (hereinafter referred to as HD-DVD) in which information is recorded / reproduced and the thickness of the protective layer is about 0.6 mm.

請求項2記載の発明は、異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの発光点の各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
請求項1又は2に記載の発明によれば、複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットを用いることにより各光束の光学系倍率が等しくなる場合でも、各光束の断面形状を任意の形状に整形することが可能となり、各光束の品位を高め、良好な集光スポットの形成を実現できる。
The invention according to claim 2 is a light source unit in which at least two light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point of the two light emitting points to the surface of the protective layer that protects the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
For the two optical information recording media having different protective layer thicknesses, the first of the light beams emitted from the two light emitting points having the longer wavelength is different from the optical information recording medium having the thicker protective layer. The condensing spot is formed using a light beam, and the second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points is used for the optical information recording medium having the thinner protective layer. A light spot is formed.
According to the invention described in claim 1 or 2, even when the optical system magnification of each light beam becomes equal by using a light source unit in which a plurality of light emitting points are provided close to each other, the cross-sectional shape of each light beam can be arbitrarily set. It can be shaped into a shape, the quality of each light beam can be improved, and a good condensing spot can be formed.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
請求項3又は4に記載の発明によれば、前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とを一体化することで光ピックアップ装置を小型化できる。
A third aspect of the present invention is the optical pickup device according to the first or second aspect, wherein the beam shaping element and the coupling element are integrated.
The invention according to claim 4 is the optical pickup device according to claim 1 or 2, wherein the beam shaping element and the coupling element are composed of one element having both functions. It is characterized by.
According to invention of Claim 3 or 4, an optical pick-up apparatus can be reduced in size by integrating the said beam shaping element and the said coupling element.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明によれば、各光学素子をプラスチックで製造することによりガラスで製造する場合と比較して製造が容易になると共に製造コストを抑えることができる。
A fifth aspect of the present invention is the optical pickup device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the beam shaping element and the objective optical element are separated. .
Invention of Claim 6 is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-5, Comprising: All of the said beam shaping element, the said coupling element, and the said objective optical element are plastics. It is characterized by.
According to the invention described in claim 6, by manufacturing each optical element with plastic, it becomes easier to manufacture and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case of manufacturing with optical glass.

請求項7記載の発明は、異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the light source unit in which a plurality of light emitting points emitting light having different wavelengths are provided close to each other, and the outermost effective diameter outer periphery of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is substantially Gaussian. A light intensity distribution conversion element for converting the light intensity of the light beam passing through the section into a desired light intensity between 45% and 95% of the light intensity of the light beam passing through the optical axis position;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the respective light emitting points.

請求項8記載の発明は、異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is a light source unit in which at least two light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
Two optical information in which the distance from each of the two light emitting points to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium, and the thickness of the protective layer is different For the recording medium, the focused spot is formed by using the first light beam having a long wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points with respect to the optical information recording medium having the thicker protective layer. And the focused spot is formed on the optical information recording medium with the thinner protective layer by using a second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points. To do.

請求項7又は8に記載の発明によれば、複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットを用いることにより各光束の光学系倍率が等しくなる場合でも、各光束の不均一な強度分布を略均一な強度分布に変換することが可能となり、各光束の品位を高め、良好な集光スポットの形成を実現できる。   According to the invention described in claim 7 or 8, even when the optical system magnification of each light beam becomes equal by using a light source unit in which a plurality of light emitting points are provided close to each other, non-uniform intensity distribution of each light beam. Can be converted into a substantially uniform intensity distribution, the quality of each light beam can be improved, and the formation of a good condensing spot can be realized.

請求項9記載の発明は、請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする。
請求項10記載の発明は、請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
請求項9又は10に記載の発明によれば、前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とを一体化することで光ピックアップ装置を小型化できる。
請求項11記載の発明は、請求項7〜10のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the optical pickup device according to claim 7 or 8, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are integrated.
A tenth aspect of the invention is the optical pickup device according to the seventh or eighth aspect, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are constituted by one element having both functions. It is characterized by being.
According to invention of Claim 9 or 10, an optical pick-up apparatus can be reduced in size by integrating the said light intensity distribution conversion element and the said coupling element.
An eleventh aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the seventh to tenth aspects, wherein the light intensity distribution conversion element and the objective optical element are separated. And

請求項12記載の発明は、請求項7〜11のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする。
請求項12に記載の発明によれば、各光学素子をプラスチックで製造することによりガラスで製造する場合と比較して製造が容易になると共に製造コストを抑えることができる。
A twelfth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the seventh to eleventh aspects, wherein the light intensity distribution conversion element, the coupling element, and the objective optical element are all made of plastic. It is characterized by being.
According to the twelfth aspect of the present invention, by manufacturing each optical element with plastic, manufacturing becomes easier and manufacturing cost can be reduced as compared with the case of manufacturing with optical glass.

請求項13記載の発明は、異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
The invention according to claim 13 is a light source unit in which a plurality of light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the respective light emitting points.

請求項13に記載の発明によれば、複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットを用いることにより各光束の光学系倍率が等しくなる場合でも、各光束の断面形状を任意の形状に整形することが可能であると共に、不均一な強度分布を略均一な強度分布に変換することが可能となり、各光束の品位を高め、良好な集光スポットの形成を実現できる。   According to the invention described in claim 13, even when the optical system magnification of each light beam becomes equal by using a light source unit provided with a plurality of light emitting points close to each other, the cross-sectional shape of each light beam can be set to an arbitrary shape. In addition to being able to be shaped, it is possible to convert a non-uniform intensity distribution into a substantially uniform intensity distribution, thereby improving the quality of each light beam and realizing a good focused spot formation.

請求項14記載の発明は、異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの発光点の各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする。
The invention according to claim 14 is a light source unit in which at least two light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point of the two light emitting points to the surface of the protective layer that protects the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
For the two optical information recording media having different protective layer thicknesses, the first of the light beams emitted from the two light emitting points having the longer wavelength is different from the optical information recording medium having the thicker protective layer. The condensing spot is formed using a light beam, and the second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points is used for the optical information recording medium having the thinner protective layer. A light spot is formed.

請求項15記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする。
請求項16記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
請求項17記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子とが一体化されていることを特徴とする。
The invention according to claim 15 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the coupling element are integrated. To do.
The invention according to claim 16 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the coupling element have one function. It is composed of elements.
The invention according to claim 17 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element are integrated.

請求項18記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
請求項19記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子とカップリング素子とが一体化されていることを特徴とする。
請求項20記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
The invention according to claim 18 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element are constituted by one element having both functions. It is characterized by being.
A nineteenth aspect of the present invention is the optical pickup device according to the thirteenth or fourteenth aspect, wherein the beam shaping element and the coupling element are integrated.
The invention according to claim 20 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the beam shaping element and the coupling element are constituted by one element having both functions. It is characterized by.

請求項21記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする。
請求項22記載の発明は、請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする。
請求項15〜22に記載の発明によれば、一体化により光ピックアップ装置を小型化できる。
A twenty-first aspect of the present invention is the optical pickup device according to the thirteenth or fourteenth aspect, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are integrated.
The invention according to claim 22 is the optical pickup device according to claim 13 or 14, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are constituted by one element having both functions. It is characterized by being.
According to invention of Claim 15-22, an optical pick-up apparatus can be reduced in size by integration.

請求項23記載の発明は、請求項13〜22のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする。
請求項24記載の発明は、請求項13〜22のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光強度分布変換素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする。
The invention according to claim 23 is the optical pickup device according to any one of claims 13 to 22, wherein the beam shaping element and the objective optical element are separated. .
A twenty-fourth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the thirteenth to twenty-second aspects, wherein the light intensity distribution conversion element and the objective optical element are separated. And

請求項25記載の発明は、請求項13〜24のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子、前記光強度分布変換素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする。
請求項25に記載の発明によれば、各光学素子をプラスチックで製造することによりガラスで製造する場合と比較して製造が容易になると共に製造コストを抑えることができる。
請求項26記載の発明は、請求項1〜25のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記対物光学素子の光学面上に、入射光束に対して所定の光路差を付与する第1光路差付与構造を備えることを特徴とする。
請求項27記載の発明は、請求項26に記載の光ピックアップ装置であって、前記第1光路差付与構造が回折構造であることを特徴とする。
Invention of Claim 25 is the optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 13-24,
The beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, the coupling element, and the objective optical element are all made of plastic.
According to the 25th aspect of the present invention, it is possible to manufacture each optical element with plastic, thereby facilitating the manufacturing and reducing the manufacturing cost as compared with the case of manufacturing with optical glass.
A twenty-sixth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to twenty-fifth aspects, wherein a predetermined optical path difference is imparted to the incident light beam on the optical surface of the objective optical element. A first optical path difference providing structure is provided.
A twenty-seventh aspect of the present invention is the optical pickup device according to the twenty-sixth aspect, wherein the first optical path difference providing structure is a diffractive structure.

請求項28記載の発明は、請求項26又は27に記載の光ピックアップ装置であって、前記第1光路差付与構造により、使用環境の温度変動及び/又は入射光束の波長変動による波面収差及び/又は非点収差の劣化の発生が抑制されることを特徴とする。
請求項29記載の発明は、請求項1〜28のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記対物光学素子が出射光束の開口制限機能を有することを特徴とする。
請求項30記載の発明は、請求項29に記載の光ピックアップ装置であって、前記開口制限機能が、前記対物光学素子の光学面上の所定領域に形成されて入射光束に対して所定の光路差を付与することによりこの光束をフレア化させる第2光路差付与構造により実現されることを特徴とする。
A twenty-eighth aspect of the present invention is the optical pickup device according to the twenty-sixth or twenty-seventh aspect, wherein the first optical path difference providing structure causes a wavefront aberration and / or due to a temperature variation of a use environment and / or a wavelength variation of an incident light beam. Alternatively, the occurrence of astigmatism degradation is suppressed.
A twenty-ninth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to twenty-eighth aspects, wherein the objective optical element has an aperture limiting function for an emitted light beam.
The invention according to a thirty-third aspect is the optical pickup device according to the twenty-ninth aspect, wherein the aperture limiting function is formed in a predetermined region on the optical surface of the objective optical element and has a predetermined optical path with respect to an incident light beam. This is realized by a second optical path difference providing structure that flares the light flux by providing a difference.

請求項31記載の発明は、請求項1〜30のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行なう際の前記対物光学素子の光軸方向の位置を基準位置とした場合に、
前記第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なう際に、前記対物光学素子を前記基準位置に対して相対的に前記光源ユニット側に移動させることを特徴とする。
請求項31に記載の発明によれば、各光情報記録媒体の保護層の厚みが異なることに起因して発生する収差を抑えることができる。
A thirty-first aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to thirty-first aspects, wherein the focused optical spot is formed by using the first light flux. When the position in the optical axis direction is the reference position,
When forming the condensing spot using the second light flux, the objective optical element is moved relative to the reference position toward the light source unit.
According to the thirty-first aspect of the present invention, it is possible to suppress aberration that occurs due to the difference in the thickness of the protective layer of each optical information recording medium.

請求項32記載の発明は、請求項1〜31のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第2光束の前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、該第2光束の前記第1方向のリム強度が45〜95%の範囲内であることを特徴とする。
請求項32に記載の発明によれば、第2光束をDVDに対して好適に用いることが出来る。
A thirty-second aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to third aspects, wherein the second light flux is perpendicular to the optical axis at the time when the second light flux is emitted from the light source unit. The in-plane cross-sectional shape is an elliptical shape in which the first direction is a short diameter and the second direction is a long diameter, and the rim intensity in the first direction of the second light flux is within a range of 45 to 95%. It is characterized by being.
According to the thirty-second aspect of the present invention, the second light flux can be suitably used for a DVD.

請求項33記載の発明は、請求項1〜32のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第2光束を出射する発光点が光軸に一致するように配置されることを特徴とする。
請求項33に記載の発明によれば、第2光束に生じる収差を抑えることが出来る。
請求項34記載の発明は、請求項1〜33のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、光学系倍率が3〜5倍の範囲内であることを特徴とする。
A thirty-third aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to thirty-second aspects, wherein the light emitting point that emits the second light flux is arranged so as to coincide with the optical axis. Features.
According to the thirty-third aspect of the present invention, it is possible to suppress aberration that occurs in the second light flux.
A thirty-fourth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to thirty-third aspects, wherein the optical system magnification is in a range of 3 to 5 times.

請求項35記載の発明は、請求項1〜34のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記受光部は、前記第1光束の反射光と前記第2光束の反射光を共に受光するよう共用されることを特徴とする。
請求項35に記載の発明によれば、第1光束用の受光部と第2光束用の受光部を共用することができ、光ピックアップ装置の製造コストの削減及び小型化を実現できる。
請求項36記載の発明は、請求項1〜35のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記第1光束と前記第2光束の光路を、これら光束が前記ビーム整形素子又は前記光強度分布変換素子に入射する前の時点で一致させる光路合成手段を有することを特徴とする。
請求項36に記載の発明によれば、光束の斜入射を防止でき、コマ収差を抑えることができる。
A thirty-fifth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to thirty-fourth aspects, wherein the light-receiving unit combines the reflected light of the first light beam and the reflected light of the second light beam. It is commonly used to receive light.
According to the thirty-fifth aspect of the present invention, the light receiving unit for the first light beam and the light receiving unit for the second light beam can be shared, so that the manufacturing cost and size reduction of the optical pickup device can be realized.
A thirty-sixth aspect of the invention is the optical pickup device according to any one of the first to thirty-fifth aspects, wherein an optical path of the first light flux and the second light flux is transmitted through the beam shaping element or the light beam. It has an optical path synthesizing means for matching at the time before entering the light intensity distribution conversion element.
According to the thirty-sixth aspect of the present invention, the oblique incidence of the light beam can be prevented and the coma aberration can be suppressed.

請求項37記載の発明は、請求項1〜36のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子又は前記光強度分布変換素子が、通過光束のうち任意の光束に対して光学的作用を与える波長選択性を有することを特徴とする。
請求項37に記載の発明によれば、波長選択性を有することにより、光源ユニットから波長が異なる複数種類の光束が出射される場合でも、各光束毎に断面形状の整形や光強度分布の変換を行うことができる。
The invention according to claim 37 is the optical pickup device according to any one of claims 1 to 36, wherein the beam shaping element or the light intensity distribution conversion element is used for an arbitrary light flux among the passing light fluxes. It has a wavelength selectivity that gives an optical action.
According to the thirty-seventh aspect of the present invention, even when a plurality of types of light beams having different wavelengths are emitted from the light source unit due to the wavelength selectivity, cross-sectional shape shaping and light intensity distribution conversion are performed for each light beam. It can be performed.

請求項38記載の発明は、請求項37に記載の光ピックアップ装置であって、前記光学的作用が、光束の斜入射により発生するコマ収差を抑える作用及び/又は前記第1光束と前記第2光束との波長差により発生する非点収差を抑える作用であることを特徴とする。
請求項39記載の発明は、請求項38に記載の光ピックアップ装置であって、前記第1光束のみに対して前記光学的作用が与えられることを特徴とする。
請求項40記載の発明は、請求項38又は39に記載の光ピックアップ装置であって、前記波長選択性が、入射光束に対して所定の光路差を付与する第3光路差付与構造により実現されることを特徴とする。
A thirty-eighth aspect of the invention is the optical pickup device according to the thirty-seventh aspect, wherein the optical action is an action of suppressing coma generated by oblique incidence of a light beam and / or the first light beam and the second light beam. It is an action that suppresses astigmatism generated due to a wavelength difference with the light beam.
A thirty-ninth aspect of the invention is the optical pickup apparatus according to the thirty-eighth aspect, wherein the optical action is given only to the first light flux.
The invention according to claim 40 is the optical pickup device according to claim 38 or 39, wherein the wavelength selectivity is realized by a third optical path difference providing structure that provides a predetermined optical path difference to the incident light flux. It is characterized by that.

請求項41記載の発明は、請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第3方向に沿って直線状に伸びる第1光学機能部を、前記第3方向に対して垂直な第4方向に連続的に配置してなるコマ収差補正構造を備えることを特徴とする。
請求項42記載の発明は、請求項41に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第4方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 41 is the optical pickup device according to claim 40, wherein the third optical path difference providing structure is linear on the optical surface along a third direction perpendicular to the optical axis. It has a coma aberration correction structure in which the extending first optical function unit is continuously arranged in a fourth direction perpendicular to the third direction.
The invention according to claim 42 is the optical pickup device according to claim 41, wherein when the arrangement direction of the light emitting points provided in the light source unit is defined as a fifth direction, the fourth direction and the fifth direction. The absolute value of the angle formed by the direction is 30 degrees or less.

請求項43記載の発明は、請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第6方向に沿って直線状に伸びる第2光学機能部を、前記第6方向に対して垂直な第7方向に連続的に配置してなる非点収差補正構造を備えることを特徴とする。
請求項44記載の発明は、請求項43に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第7方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であることを特徴とする。
The invention according to claim 43 is the optical pickup device according to claim 40, wherein the third optical path difference providing structure is linearly formed on the optical surface along a sixth direction perpendicular to the optical axis. An astigmatism correction structure is provided in which the extending second optical function unit is continuously arranged in a seventh direction perpendicular to the sixth direction.
The invention according to claim 44 is the optical pickup device according to claim 43, wherein when the arrangement direction of the light emitting points provided in the light source unit is defined as a fifth direction, the seventh direction and the fifth direction are defined. The absolute value of the angle formed by the direction is 30 degrees or less.

請求項45記載の発明は、請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第3方向に沿って直線状に伸びる第1光学機能部を、前記第3方向に対して垂直な第4方向に連続的に配置してなるコマ収差補正構造と、光学面上に光軸に対して垂直な第6方向に沿って直線状に伸びる第2光学機能部を、前記第6方向に対して垂直な第7方向に連続的に配置してなる非点収差補正構造とを備えることを特徴とする。
請求項46記載の発明は、請求項45に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第4方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であり、前記第7方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であり、前記第4方向と前記第7方向とが成す角の絶対値が15度以下であることを特徴とする。
カップリング素子と光強度分布変換素子とを一体化した光学素子を用いる場合、光源ユニットから出射される2種類の光束(第1光束と第2光束)の波長が異なることに起因して、当該光学素子の屈折率が変化した非点収差が発生し、また、これら光束を出射する発光点のうち、一方を光軸上に配置した場合、他方から出射される光束は軸外光となり、これに起因した非点収差が発生する。従って、請求項40〜46に記載の発明のように、ビーム整形素子や光強度分布変換素子の光学面に、第3光路差付与構造として上記コマ収差補正構造や非点収差補正構造を設けることで、これらコマ収差や非点収差を抑えることができる。
The invention according to a 45th aspect is the optical pickup device according to the 40th aspect, wherein the third optical path difference providing structure is linearly formed along a third direction perpendicular to the optical axis on the optical surface. A coma correction structure in which the extending first optical function unit is continuously arranged in a fourth direction perpendicular to the third direction, and a sixth direction perpendicular to the optical axis on the optical surface. And an astigmatism correction structure in which the second optical function unit extending linearly is continuously arranged in a seventh direction perpendicular to the sixth direction.
The invention according to claim 46 is the optical pickup device according to claim 45, wherein when the arrangement direction of the light emitting points provided in the light source unit is defined as a fifth direction, the fourth direction and the fifth direction. The absolute value of the angle formed by the direction is 30 degrees or less, the absolute value of the angle formed by the seventh direction and the fifth direction is 30 degrees or less, and the fourth direction and the seventh direction are formed. The absolute value of the corner is 15 degrees or less.
When using an optical element in which the coupling element and the light intensity distribution conversion element are integrated, the two types of light beams (first light beam and second light beam) emitted from the light source unit are different in wavelength. Astigmatism occurs when the refractive index of the optical element changes, and when one of the light emitting points that emit these light beams is arranged on the optical axis, the light beam emitted from the other becomes off-axis light. Astigmatism due to the occurrence occurs. Accordingly, the coma aberration correcting structure and the astigmatism correcting structure are provided as the third optical path difference providing structure on the optical surface of the beam shaping element and the light intensity distribution converting element as in the inventions of claims 40 to 46. Thus, coma and astigmatism can be suppressed.

請求項47記載の発明は、請求項1〜6、13〜46のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットから出射された時点での前記各光束の光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、前記ビーム整形素子により整形された後の光束の前記第1方向の発散角をD1とし、前記第2方向の発散角をD2とした場合に、1.0<D2/D1<2.0を満たすことを特徴とする。
但し、D1、D2は各光束の光強度がピークに対して50%となる位置における角度とする。
請求項48記載の発明は、請求項7〜46のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットから出射された時点での前記各光束の光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、前記光強度分布変換素子により変換された後の光束の前記第1方向のリム強度が45〜95%の範囲内であることを特徴とする。
A 47th aspect of the present invention is the optical pickup device according to any one of the 1st to 6th and 13th to 46th aspects of the present invention, with respect to the optical axis of each light beam at the time of emission from the light source unit. The cross-sectional shape in a vertical plane is an elliptical shape in which the first direction is the short diameter and the second direction is the long diameter, and the divergence of the light beam after being shaped by the beam shaping element in the first direction When the angle is D1 and the divergence angle in the second direction is D2, 1.0 <D2 / D1 <2.0 is satisfied.
However, D1 and D2 are angles at positions where the light intensity of each light beam is 50% of the peak.
A 48th aspect of the present invention is the optical pickup device according to any one of the 7th to 46th aspects, wherein the surface is perpendicular to the optical axis of each of the luminous fluxes when the light is emitted from the light source unit. The cross-sectional shape inside is an elliptical shape in which the first direction is the short diameter and the second direction is the long diameter, and the rim intensity in the first direction of the light flux after being converted by the light intensity distribution conversion element is It is characterized by being in the range of 45-95%.

請求項49記載の発明は、請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子がシリンドリカルレンズであり、前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向と前記ビーム整形素子の軸方向とが一致することを特徴とする。
請求項50に記載の発明は、請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが備える前記各発光点を含む平面の鉛直方向に対して、前記ビーム整形素子の光軸を傾斜させることを特徴とする。
請求項51に記載の発明は、請求項50に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子の光軸の傾斜方向が、前記各発光点の配列方向と一致することを特徴とする。
A 49th aspect of the present invention is the optical pickup device according to any one of the 1st to 6th and 13th to 47th aspects, wherein the beam shaping element is a cylindrical lens, and each of the light emission units included in the light source unit. The arrangement direction of the points is coincident with the axial direction of the beam shaping element.
The invention according to claim 50 is the optical pickup device according to any one of claims 1 to 6 and 13 to 47, wherein the light source unit includes the light emitting points with respect to a vertical direction of a plane. Then, the optical axis of the beam shaping element is inclined.
The invention according to claim 51 is the optical pickup device according to claim 50, characterized in that an inclination direction of an optical axis of the beam shaping element coincides with an arrangement direction of the light emitting points.

請求項52に記載の発明は、請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子は、入射面に対して出射面が相対的に傾斜した楔形状であることを特徴とする。
請求項53に記載の発明は、請求項52に記載の光ピックアップ装置であって、前記入射面に対する前記出射面の相対的な傾斜方向が、前記各発光点の配列方向と一致することを特徴とする。
The invention according to Claim 52 is the optical pickup device according to any one of Claims 1-6, 13-47, wherein the beam shaping element has an exit surface relatively to the entrance surface. It is characterized by an inclined wedge shape.
The invention according to claim 53 is the optical pickup device according to claim 52, wherein a relative inclination direction of the exit surface with respect to the entrance surface coincides with an arrangement direction of the light emitting points. And

請求項54に記載の発明は、請求項1〜53のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、少なくとも前記第1光束と前記第2光束の光路を一致させる光合成手段を有することを特徴とする。
請求項55に記載の発明は、請求項54に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが備える前記各発光点を含む平面の鉛直方向に対して、前記光合成手段を通過した後の前記第1光束及び前記第2光束の光路を傾斜させることを特徴とする。
請求項56に記載の発明は、請求項54又は55に記載の光ピックアップ装置であって、前記光合成手段は、入射面に対して出射面が相対的に傾斜した楔形状であることを特徴とする。
The invention according to claim 54 is the optical pickup device according to any one of claims 1 to 53, further comprising light combining means for matching at least the optical paths of the first light flux and the second light flux. Features.
The invention according to claim 55 is the optical pickup device according to claim 54, wherein the light after passing through the light combining means with respect to a vertical direction of a plane including the light emitting points provided in the light source unit. The optical paths of the first light flux and the second light flux are inclined.
The invention according to claim 56 is the optical pickup device according to claim 54 or 55, characterized in that the light synthesizing means has a wedge shape in which the exit surface is inclined relative to the entrance surface. To do.

請求項57に記載の発明は、請求項49〜56のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子は、前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が楕円形状である前記各光束を拡径して出射することを特徴とする。
請求項58に記載の発明は、請求項49〜56のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子は、前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が楕円形状である前記各光束を縮径して出射することを特徴とする。
The invention according to Claim 57 is the optical pickup device according to any one of Claims 49 to 56, wherein the beam shaping element is relative to the optical axis at the time when the light is emitted from the light source unit. Each of the light beams having an elliptical cross-sectional shape in a vertical plane is expanded and emitted.
The invention according to Claim 58 is the optical pickup device according to any one of Claims 49 to 56, wherein the beam shaping element is relative to the optical axis at the time of emission from the light source unit. Each of the light beams having an elliptical cross-sectional shape in a vertical plane is reduced in diameter and emitted.

請求項59に記載の発明は、請求項37〜58のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、前記光情報記録媒体の種類に応じて移動させるアクチュエータを有することを特徴とする。
請求項60に記載の発明は、請求項59に記載の光ピックアップ装置であって、前記アクチュエータが、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、光軸に沿った方向に移動させることを特徴とする。
請求項61に記載の発明は、請求項59又は60に記載の光ピックアップ装置であって、前記アクチュエータが、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、光軸に対して垂直な方向に移動させることを特徴とする。
請求項62に記載の発明は、請求項59〜61のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記アクチュエータが、圧電アクチュエータであることを特徴とする。
The invention according to claim 59 is the optical pickup device according to any one of claims 37 to 58, wherein at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element is used as the optical information. It has an actuator that moves according to the type of the recording medium.
The invention according to claim 60 is the optical pickup device according to claim 59, wherein the actuator moves at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element along the optical axis. It is made to move to.
The invention according to claim 61 is the optical pickup device according to claim 59 or 60, wherein the actuator moves at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution converting element with respect to the optical axis. And moving in a vertical direction.
The invention described in Item 62 is the optical pickup device described in any one of Items 59-61, wherein the actuator is a piezoelectric actuator.

請求項59に記載のように、アクチュエータを用いてビーム整形素子や光強度分布変換素子を移動させることによって、これら光学素子にから射出される光束に対して例えば、発散角変化や位相差付与などの光学的作用を与え、収差を補正することが可能となる。
請求項60に記載のように、アクチュエータを用いてビーム整形素子や光強度分布変換素子を光軸に沿った方向に移動させることにより、入射光束の波長差により発生する非点収差を補正することが可能となる。
請求項61に記載のように、アクチュエータを用いてビーム整形素子や光強度分布変換素子を光軸に対して垂直な方向に移動させることにより、光束が光学素子に対して斜入射することに起因したコマ収差を補正することが可能となる。
The beam shaping element and the light intensity distribution conversion element are moved using an actuator as described in claim 59, so that, for example, a divergence angle change or a phase difference is applied to the light beam emitted from these optical elements. Thus, it becomes possible to correct aberrations.
The astigmatism caused by the wavelength difference of the incident light beam is corrected by moving the beam shaping element or the light intensity distribution conversion element in the direction along the optical axis using the actuator as described in claim 60. Is possible.
The light beam is obliquely incident on the optical element by moving the beam shaping element or the light intensity distribution conversion element in a direction perpendicular to the optical axis using the actuator as described in claim 61. It is possible to correct the coma aberration.

請求項63に記載の発明は、請求項1〜62のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、前記光源ユニットが、異なる波長で発光する3つの発光点を近接配置して構成されており、前記各発光点が一直線上に配列されていることを特徴とする。
請求項64に記載の発明は、請求項63に記載の光ピックアップ装置であって、前記3つの発光点のうち波長が最も短い第3光束を出射する発光点を、前記光源ユニットの前記光軸に最も近い位置に配置することを特徴とする。
請求項64に記載の発明によれば、波長が最も短い第3光束を出射する発光点を光源ユニットの光軸に最も近い位置に配置することにより、一般的に波面収差の値が最も大きくなる発光点を軸上に配置することになるので、実際の光ピックアップ装置使用時における各発光点からの光束の波面収差量を全体として抑制することができ、光ピックアップ装置の像高特性を良好なものにできる。
The invention according to Claim 63 is the optical pickup device according to any one of Claims 1 to 62, wherein the light source unit is configured by closely arranging three light emitting points that emit light at different wavelengths. The light emitting points are arranged on a straight line.
The invention according to claim 64 is the optical pickup device according to claim 63, wherein the light emitting point that emits the third light flux having the shortest wavelength among the three light emitting points is defined as the optical axis of the light source unit. It arrange | positions in the position nearest to.
According to the invention of claim 64, the wavefront aberration value is generally maximized by arranging the light emitting point that emits the third light flux having the shortest wavelength at the position closest to the optical axis of the light source unit. Since the light emitting point is arranged on the axis, the amount of wavefront aberration of the light beam from each light emitting point when using the actual optical pickup device can be suppressed as a whole, and the image height characteristic of the optical pickup device is excellent. Can be a thing.

本発明によれば、複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットを用いた場合でも、各光束の断面形状の整形及び強度分布の変換を適切に行うことが可能な光ピックアップ装置を得られる。   According to the present invention, even when a light source unit in which a plurality of light emitting points are provided close to each other is used, an optical pickup device capable of appropriately shaping the cross-sectional shape of each light beam and converting the intensity distribution is obtained. It is done.

以下、図を参照して本発明の光ピックアップ装置10を実施するための形態について詳細に説明する。本実施の形態の光ピックアップ装置は、DVD/CD間で互換性を有するものであるが、これに限らず、高密度光ディスク/DVD間で互換性を有する構成や、高密度光ディスク/DVD/CDの3種類の光ディスク間で互換性を有する構成としてもよい。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the optical pickup device 10 of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The optical pickup device of the present embodiment has compatibility between DVDs / CDs. However, the optical pickup device is not limited to this, and a configuration having compatibility between high density optical disks / DVDs, and high density optical disks / DVD / CDs. The three types of optical discs may be compatible.

図1に示すように、光ピックアップ装置10は、光源ユニット20、光強度分布変換素子30、ビーム整形素子40、ビームスプリッタ11、カップリング素子12(本実施の形態においてはコリメータ)、1/4波長板13、絞り部材14、対物レンズ15、シリンドリカルレンズ16、凹レンズ17、光センサ18(受光部)等により概略構成されている。
なお、光ピックアップ装置10に用いられている光学素子のうち、ビームスプリッタ11を除く全ての光学素子はプラスチックから構成されている。
As shown in FIG. 1, the optical pickup device 10 includes a light source unit 20, a light intensity distribution conversion element 30, a beam shaping element 40, a beam splitter 11, a coupling element 12 (collimator in the present embodiment), 1/4. A wave plate 13, a diaphragm member 14, an objective lens 15, a cylindrical lens 16, a concave lens 17, an optical sensor 18 (light receiving unit), and the like are roughly configured.
Of the optical elements used in the optical pickup device 10, all the optical elements except the beam splitter 11 are made of plastic.

光源ユニット20は、CD用として用いられる波長λ1の光束(第1光束)を出射する第1レーザダイオード21(発光点)と、DVD用として用いられる波長λ2の光束(第2光束、λ2<λ1)を出射する第2レーザダイオード22とをY方向に近接して配置することで一体化した構成となっている。なお、符号23は各レーザダイオード21、22を内部に格納する筐体を指す。   The light source unit 20 includes a first laser diode 21 (light emitting point) that emits a light beam having a wavelength λ1 (first light beam) used for a CD, and a light beam (second light beam, λ2 <λ1) that is used for a DVD. ), And the second laser diode 22 that emits light in the Y direction. Reference numeral 23 denotes a housing for storing the laser diodes 21 and 22 therein.

このような光源ユニット20を用いる場合、各光束の発光点がほぼ一致するため、光路長(物像間距離)がほぼ等しくなり、光学系倍率もほぼ等しくなる。なお、光学系倍率は3〜5倍の範囲内であることが好ましい。
また、光軸上に配置される第2レーザダイオード22に対してわずかにY方向にずれた位置に配置される第1レーザダイオード21からの第1光束は、図1中に点線で示すように各光学素子に対して斜入射することになる。
When such a light source unit 20 is used, since the light emission points of the respective light beams are substantially coincident, the optical path lengths (distances between object images) are substantially equal, and the optical system magnification is also substantially equal. The optical system magnification is preferably in the range of 3 to 5 times.
Further, the first light flux from the first laser diode 21 arranged at a position slightly shifted in the Y direction with respect to the second laser diode 22 arranged on the optical axis is as shown by a dotted line in FIG. The incident light is obliquely incident on each optical element.

また、図2に示すように、光源ユニット20から出射される光束(第1光束及び第2光束)は、光軸Lに対して垂直な第1方向(Y方向)と、光軸LとY方向の両方に対して垂直な第2方向(X方向)に関して異なる発散角を有しており、光束のXY断面はY方向を短径、X方向を長径とする略楕円形状となっている。なお、図2中には光源ユニット20及び光強度分布変換素子30の図示を省略している。   Further, as shown in FIG. 2, the light beams (first light beam and second light beam) emitted from the light source unit 20 are in a first direction (Y direction) perpendicular to the optical axis L, and the optical axes L and Y. It has different divergence angles with respect to the second direction (X direction) perpendicular to both directions, and the XY cross section of the light beam has a substantially elliptical shape with the Y direction as the minor axis and the X direction as the major axis. In FIG. 2, the light source unit 20 and the light intensity distribution conversion element 30 are not shown.

図3(a)は、光強度分布変換素子30へ入射する前の光束に関して、光強度の最大値を100%とした場合における、光軸からの高さ(Y方向の距離)に応じた光強度の変化率の一例を示すグラフである。グラフより光束がガウシアン分布を持つことが分かる。
また、ガウシアン分布を持つ出射光束のうち、光強度分布変換素子30の有効径最外周部(図3(a)中にDで示す)を通過する光束の光強度(リム強度)は、光軸位置を通過する光束の光強度(100%)の約35%となっていることが分かる。
FIG. 3A shows light corresponding to the height (distance in the Y direction) from the optical axis when the maximum value of the light intensity is 100% with respect to the light flux before entering the light intensity distribution conversion element 30. It is a graph which shows an example of the rate of change of intensity. It can be seen from the graph that the luminous flux has a Gaussian distribution.
Of the outgoing light flux having a Gaussian distribution, the light intensity (rim intensity) of the light flux passing through the outermost peripheral portion of the effective diameter of the light intensity distribution conversion element 30 (indicated by D in FIG. 3A) is the optical axis. It can be seen that it is about 35% of the light intensity (100%) of the light beam passing through the position.

次に、以上のように構成された光ピックアップ装置10の動作について説明する。
光源ユニット20から出射された第1光束は、まず光強度分布変換素子30において光強度分布が変換され、次にビーム整形素子40において断面形状が整形されて出射される。なお、この際の光強度分布変換素子30及びビーム整形素子40による光束に対する作用については後述する。
Next, the operation of the optical pickup device 10 configured as described above will be described.
The first light flux emitted from the light source unit 20 is first converted in light intensity distribution by the light intensity distribution conversion element 30, and then emitted after the cross-sectional shape is shaped by the beam shaping element 40. In addition, the effect | action with respect to the light beam by the light intensity distribution conversion element 30 and the beam shaping element 40 in this case is mentioned later.

次に、この光束はビームスプリッタ11を経てコリメータ12を透過し平行光束となる。そして1/4波長板13を通過して絞り部材14によって絞られ、対物レンズ15によりCDの保護基板50を介して記録面51上に集光スポットを形成する。
なお、この際の対物レンズ15の光軸方向(Z方向)の位置を基準位置P1とする。
Next, the light beam passes through the collimator 12 via the beam splitter 11 and becomes a parallel light beam. Then, the light passes through the quarter-wave plate 13 and is narrowed by the diaphragm member 14, and a focused spot is formed on the recording surface 51 by the objective lens 15 via the CD protective substrate 50.
In this case, the position of the objective lens 15 in the optical axis direction (Z direction) is defined as a reference position P1.

そして、記録面51で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ15、絞り部材14、1/4波長板13、コリメータ12を通過して、ビームスプリッタ11で分岐される。そして、シリンドリカルレンズ16により非点収差が与えられ、凹レンズ17を経て、光センサ18上ヘ入射し、光センサ18から出力される信号を用いて、CDに記録された情報の読取信号が得られるようになっている。
光源ユニット20から出射された第2光束も、第1光束と同様に、まず光強度分布変換素子30において光強度分布が変換され、次にビーム整形素子40において断面形状が整形された状態で出射される。この際の光強度分布変換素子30及びビーム整形素子40による光束に対する作用については後述する。
Then, the light beam modulated and reflected by the information pits on the recording surface 51 passes again through the objective lens 15, the diaphragm member 14, the quarter wavelength plate 13, and the collimator 12 and is branched by the beam splitter 11. Then, astigmatism is given by the cylindrical lens 16, enters the optical sensor 18 through the concave lens 17, and a read signal of information recorded on the CD is obtained using a signal output from the optical sensor 18. It is like that.
Similarly to the first light beam, the second light beam emitted from the light source unit 20 is first converted in the light intensity distribution conversion element 30 and then output in a state in which the cross-sectional shape is shaped in the beam shaping element 40. Is done. The effect of the light intensity distribution conversion element 30 and the beam shaping element 40 on the light flux at this time will be described later.

次に、この光束はビームスプリッタ11を経てコリメータ12を透過し平行光束となる。そして1/4波長板13を通過して絞り部材14によって絞られ、対物レンズ15によりDVDの保護基板60を介して記録面61上に集光スポットを形成する。
この時点では、対物レンズ15は、図示しないアクチュエータにより、基準位置P1に対して光源ユニット20側(P2)に移動している。これにより、CDとDVDとで保護層(保護基板)の厚みが異なることに起因して発生する収差を抑える構成となっている。
Next, the light beam passes through the collimator 12 via the beam splitter 11 and becomes a parallel light beam. Then, the light passes through the quarter-wave plate 13 and is narrowed by the diaphragm member 14, and a focused spot is formed on the recording surface 61 by the objective lens 15 via the DVD protective substrate 60.
At this time, the objective lens 15 is moved to the light source unit 20 side (P2) with respect to the reference position P1 by an actuator (not shown). Thereby, it is the structure which suppresses the aberration which arises because the thickness of a protective layer (protective substrate) differs by CD and DVD.

そして、記録面61で情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ15、絞り部材14、1/4波長板13、コリメータ12を通過して、ビームスプリッタ11で分岐される。そして、シリンドリカルレンズ16により非点収差が与えられ、凹レンズ17を経て、第1光束と共通の光センサ18上ヘ入射し、光センサ18から出カされる信号を用いて、DVDに記録された情報の読取信号が得られるようになっている。   Then, the light beam modulated and reflected by the information pits on the recording surface 61 passes again through the objective lens 15, the diaphragm member 14, the quarter wavelength plate 13, and the collimator 12 and is branched by the beam splitter 11. Then, astigmatism is given by the cylindrical lens 16, passes through the concave lens 17, enters the optical sensor 18 common to the first light beam, and is recorded on the DVD using a signal output from the optical sensor 18. An information read signal can be obtained.

図1に示すように、本実施の形態における光強度分布変換素子30は単玉の非球面レンズからなる。
光強度分布変換素子30の入射面31は、光軸Lに対して対称な非球面に形成されており、近軸の曲率半径が負となるように設計されている。
光強度分布変換素子30の出射面32も同様に、光軸Lに対して対称な非球面に形成されており、近軸の曲率半径が負となるように、さらに、出射面32の曲率半径の絶対値が入射面31の曲率半径の絶対値より小さくなるように設計されている。
As shown in FIG. 1, the light intensity distribution conversion element 30 in the present embodiment is composed of a single aspheric lens.
The incident surface 31 of the light intensity distribution conversion element 30 is formed as an aspherical surface symmetrical with respect to the optical axis L, and is designed so that the paraxial radius of curvature is negative.
Similarly, the exit surface 32 of the light intensity distribution conversion element 30 is formed as an aspherical surface symmetric with respect to the optical axis L, and further the radius of curvature of the exit surface 32 so that the paraxial curvature radius is negative. Is designed to be smaller than the absolute value of the radius of curvature of the incident surface 31.

また、光強度分布変換素子30に関して、入射光束の光軸Lからの距離(高さ)をH1、高さH1の位置を通過した光束が光軸Lと成す角をθ1、焦点距離をF1とし、正弦条件不満足量S1を、S1=H1/(F1×sinθ1)−1と規定した場合に、S1>0となるように、つまり正弦条件を満たさないように設計されている。
なお、光学系を構成するレンズ群を、意図的に正弦条件を満たさないように設計することで光束の強度分布を変更する技術については、例えば特開昭63−188115号公報などに開示されており周知であるため、詳しい説明は省略する。
Further, regarding the light intensity distribution conversion element 30, the distance (height) from the optical axis L of the incident light beam is H1, the angle formed by the light beam passing through the position of the height H1 with the optical axis L is θ1, and the focal length is F1. When the sine condition dissatisfaction amount S1 is defined as S1 = H1 / (F1 × sin θ1) −1, it is designed so that S1> 0, that is, the sine condition is not satisfied.
A technique for changing the intensity distribution of the light beam by intentionally designing the lens group constituting the optical system so as not to satisfy the sine condition is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-188115. Since it is well known, detailed description is omitted.

このように、光強度分布変換素子30の正弦条件不満足量S1が正となるように設計することにより、光強度分布変換素子30の入射面31に等間隔の光束密度で光束が入射した場合、光束は出射面32側において光軸Lから離れた領域の光束密度が大きくなるように(密となるように)、逆に、光軸Lに近い領域の光束密度が小さくなるように(疎となるように)整形されて出射されることになる。   In this way, when the light intensity distribution conversion element 30 is designed so that the unsatisfactory sine condition S1 of the light intensity distribution conversion element 30 is positive, when light beams are incident on the incident surface 31 of the light intensity distribution conversion element 30 at equal intervals, On the exit surface 32 side, the light flux is increased so that the light flux density in the region away from the optical axis L is increased (dense), and conversely, the light flux density in the region close to the optical axis L is decreased (sparsely). It will be shaped and emitted.

これにより、図3(b)に示すように、ガウシアン分布を持つ出射光束のうち、光強度分布変換素子30の有効径最外周部(Dで示す)を通過する光束のリム強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の約85%と実用上十分な光強度に変換することができる。
なお、第2光束のX方向のリム強度は45〜95%の範囲内になることが好ましい。
As a result, as shown in FIG. 3B, the rim intensity of the light beam that passes through the effective diameter outermost peripheral portion (indicated by D) of the light intensity distribution conversion element 30 among the emitted light beam having a Gaussian distribution is expressed as the optical axis. About 85% of the light intensity of the light beam passing through the position can be converted to a practically sufficient light intensity.
The rim intensity in the X direction of the second light flux is preferably in the range of 45 to 95%.

図2に示すように、ビーム整形素子40は、その入射面41のYZ平面に関する曲率半径が無限大、XZ平面に関する曲率半径がr(r≠∞)で表される球面状の屈折面で構成されている。
また、ビーム整形素子40により整形された後の光束のY方向の発散角をD1とし、X方向の発散角をD2とした場合に、1.0<D2/D1<2.0を満たすように、ビーム整形素子40の入射面41と出射面42が設計されている。
As shown in FIG. 2, the beam shaping element 40 is composed of a spherical refractive surface whose incidence surface 41 has an infinite curvature radius with respect to the YZ plane and whose curvature radius with respect to the XZ plane is represented by r (r ≠ ∞). Has been.
Further, when the divergence angle in the Y direction of the light beam shaped by the beam shaping element 40 is D1 and the divergence angle in the X direction is D2, 1.0 <D2 / D1 <2.0 is satisfied. The entrance surface 41 and the exit surface 42 of the beam shaping element 40 are designed.

従って、断面が略楕円形状の入射光束に対して入射面41と出射面42とで屈折作用を与え、X方向及びY方向に関して入射時と異なる発散角で出射することで、光束の断面形状を任意の形状(例えば円形)となるように整形して出射することができる。   Therefore, the incident surface 41 and the exit surface 42 are refracted with respect to an incident light beam having a substantially elliptical cross section, and are emitted at a divergence angle different from that at the time of incidence in the X direction and the Y direction. It can be shaped and emitted so as to have an arbitrary shape (for example, a circle).

以上のように、本実施の形態に示した光ピックアップ装置10によれば、複数の発光点が一体化されることで各光束の光学系倍率が等しくなる光源ユニット20を用いた場合でも、各光束の断面形状を任意の形状に整形することが可能であると共に、不均一な強度分布を略均一な強度分布に変換することが可能となり、各光束の品位を高め、良好な集光スポットの形成を実現できる。   As described above, according to the optical pickup device 10 shown in the present embodiment, even when the light source unit 20 in which a plurality of light emitting points are integrated and the optical system magnification of each light beam becomes equal is used, It is possible to shape the cross-sectional shape of the light beam into an arbitrary shape, and to convert a non-uniform intensity distribution into a substantially uniform intensity distribution, improving the quality of each light beam, Formation can be realized.

なお、本発明の光ピックアップ装置10は、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更可能である。
例えば、上記実施の形態においては光ピックアップ装置10がビーム整形素子40と光強度分布変換素子30の両者を有するものとしたが、これに限らず、いずれか一方のみを有する構成であってもよい。
また、ビーム整形素子40と光強度分布変換素子30とカップリング素子12とがそれぞれ別体の光学素子として配置される構成としたが、これに限らず、例えば光強度分布変換素子30に出射光束の発散角を変換する機能も持たせることにより光強度分布変換素子30とカップリング素子12を一体の構成にしたり、図4に示すように、これら3つの素子全てを一体の構成にするなど、適宜変更可能である。
The optical pickup device 10 of the present invention can be changed as appropriate within the scope of the gist of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the optical pickup device 10 includes both the beam shaping element 40 and the light intensity distribution conversion element 30. However, the present invention is not limited to this, and may have a configuration including only one of them. .
In addition, the beam shaping element 40, the light intensity distribution conversion element 30, and the coupling element 12 are arranged as separate optical elements. However, the present invention is not limited to this. The light intensity distribution conversion element 30 and the coupling element 12 can be configured as an integral structure by also having a function of converting the divergence angle, and as shown in FIG. It can be changed as appropriate.

また、対物レンズ15の光学面上に、入射光束に対して所定の光路差を付与する第1光路差付与構造(図示略)を形成してもよい。第1光路差付与構造としては、例えば、光軸を中心とした鋸歯状の回折輪帯や光軸を中心とした複数の輪帯面が光軸にほぼ平行な段差を介して連続する段差構造からなる回折構造、あるいは、光軸を中心とした複数の輪帯面が光軸にほぼ平行な段差を介して連続し、各輪帯を通過した光束が各光情報記録媒体の記録面上において位相がほぼ揃う位相シフト構造等が挙げられる。
これにより、例えば回折輪帯による回折光を用いて、使用環境の温度変動及び/又は光束の波長変動による波面収差及び/又は非点収差の劣化を抑えることができる。
Also, a first optical path difference providing structure (not shown) that provides a predetermined optical path difference to the incident light beam may be formed on the optical surface of the objective lens 15. As the first optical path difference providing structure, for example, a sawtooth-shaped diffractive annular zone centered on the optical axis or a step structure in which a plurality of annular zone surfaces centered on the optical axis are continued through steps substantially parallel to the optical axis. A plurality of zonal planes centered on the optical axis are continuous through a step substantially parallel to the optical axis, and the light flux that has passed through each zonal zone is recorded on the recording surface of each optical information recording medium. Examples include a phase shift structure in which the phases are substantially aligned.
Thereby, for example, using the diffracted light from the diffraction ring zone, it is possible to suppress the deterioration of the wavefront aberration and / or astigmatism due to the temperature fluctuation of the use environment and / or the wavelength fluctuation of the light beam.

また、対物レンズ15の光学面上の所定領域に、入射光束に対して所定の光路差を付与することによりこの光束をフレア化させる第2光路差付与構造(図示略)を設けてもよい。第2光路差付与構造としては、上記第1光路差付与構造と同様の回折構造や位相シフト構造等が挙げられる。これにより、対物レンズ15に入射する光束のうち、所定領域を通過する光束をフレア光とし、集光スポットの形成に寄与させない、いわゆる開口制限機能を持たせることが出来る。   In addition, a second optical path difference providing structure (not shown) may be provided in a predetermined region on the optical surface of the objective lens 15 so that a predetermined optical path difference is applied to the incident light beam to flare the light beam. Examples of the second optical path difference providing structure include the same diffraction structure and phase shift structure as the first optical path difference providing structure. Thereby, among the light beams incident on the objective lens 15, a light beam that passes through a predetermined region is made flare light, and a so-called aperture limiting function that does not contribute to the formation of a condensed spot can be provided.

また、上記実施の形態においては、第1光束が各光学素子に対して斜入射する構成としたが、これに限らず、第1光束と第2光束の光路を、これら光束がビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30に入射する前の時点で一致させる光路合成手段(図示略)を配置してもよい。光路合成手段としては、例えば特開平11−232685号公報に開示されているビーム整形素子のような、集積プリズムを用いた光学系を利用できる。これにより、光束の斜入射を防止し、コマ収差を抑えることができる。   In the above-described embodiment, the first light beam is obliquely incident on each optical element. However, the present invention is not limited to this, and the light beam passes through the optical paths of the first light beam and the second light beam. Alternatively, optical path synthesis means (not shown) for matching at the time before entering the light intensity distribution conversion element 30 may be arranged. As the optical path combining means, for example, an optical system using an integrated prism such as a beam shaping element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-232685 can be used. Thereby, the oblique incidence of the light beam can be prevented and the coma aberration can be suppressed.

また、ビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30が、通過光束のうち任意の光束に対して光学的作用を与える波長選択性を有するものとしてもよい。
また、光学的作用としては光束の斜入射により発生するコマ収差を抑える作用や、第1光束と第2光束との波長差により発生する非点収差を抑える作用が挙げられる。
波長選択性は、例えば入射光束に対して所定の光路差を付与する第3光路差付与構造をビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30の光学面に形成することにより実現されるものであり、第3光路差付与構造としては、上記第1光路差付与構造と同様の回折構造や位相シフト構造が挙げられる。
Further, the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30 may have a wavelength selectivity that gives an optical action to an arbitrary light beam among the passing light beams.
Further, the optical action includes an action of suppressing coma aberration generated by oblique incidence of the light beam and an action of suppressing astigmatism generated by the wavelength difference between the first light beam and the second light beam.
The wavelength selectivity is realized, for example, by forming a third optical path difference providing structure that gives a predetermined optical path difference to the incident light beam on the optical surface of the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30. Examples of the third optical path difference providing structure include a diffraction structure and a phase shift structure similar to the first optical path difference providing structure.

また、第3光路差付与構造としては、図5に示すように、ビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30の光学面上に、光軸Lに対して垂直な方向(第3方向)に沿って直線状に伸びる第1光学機能部70を第3方向に対して垂直な方向(第4方向)に連続的に配置する構造(コマ収差補正構造)が挙げられる。この場合、図6及び図7に示すように、光源ユニット20が備える第1レーザダイオード21と第2レーザダイオード22の配列方向(第5方向)と、前記第4方向とが成す角度θの絶対値を30度以下とする、即ち、略一致させることが好ましい。なお、図7に示すように、第5方向を基準として半時計回りの方向を角度θの正方向とする。上述のように、第2レーザダイオード22は光軸L上に配置されるのに対して、第1レーザダイオード21はY方向(図6では第5方向)にわずかにずれて配置されるので、第1レーザダイオード21からの第1光束は各光学素子に対して斜入射することになり、この斜入射に起因したコマ収差が発生する。そこで、ビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30に第3光路差付与構造を設け、第4方向に連続的に形成した第1光学機能部70を通過する第1光束に所定の光路差を付与することで、上記コマ収差を補正することができる。   Moreover, as a 3rd optical path difference providing structure, as shown in FIG. 5, on the optical surface of the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30, it is perpendicular | vertical to the optical axis L (3rd direction). A structure (coma aberration correction structure) in which the first optical function unit 70 extending linearly along the direction is continuously arranged in a direction perpendicular to the third direction (fourth direction) can be given. In this case, as shown in FIGS. 6 and 7, the absolute angle θ formed by the arrangement direction (fifth direction) of the first laser diode 21 and the second laser diode 22 included in the light source unit 20 and the fourth direction is provided. It is preferable that the value be 30 degrees or less, that is, approximately match. As shown in FIG. 7, the counterclockwise direction with respect to the fifth direction is defined as the positive direction of the angle θ. As described above, the second laser diode 22 is arranged on the optical axis L, whereas the first laser diode 21 is arranged slightly shifted in the Y direction (fifth direction in FIG. 6). The first light flux from the first laser diode 21 is obliquely incident on each optical element, and coma aberration due to this oblique incidence occurs. Therefore, a third optical path difference providing structure is provided in the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30, and a predetermined optical path difference is given to the first light flux passing through the first optical function unit 70 formed continuously in the fourth direction. By providing the above-mentioned coma aberration, the coma aberration can be corrected.

また、同様に、第3光路差付与構造として、ビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30の光学面上に、光軸Lに対して垂直な方向(第6方向)に沿って直線状に伸びる第2光学機能部71を第6方向に対して垂直な方向(第7方向)に連続的に配置する構造(非点収差補正構造)を設けても良い。この場合、上記第5方向と、第7方向とが成す角度θの絶対値を30度以下、即ち、略一致させることが好ましい。そして、第2光学機能部71を通過する各光束に所定の光路差を付与することで、第1レーザダイオード21からの第1光束と第2レーザダイオード22からの第2光束との波長差により発生する非点収差を補正することができる。
なお、上記コマ収差補正構造と非点収差補正構造を同一の光学面上に設けても良い。この場合、第4方向と第7方向とが成す角の絶対値を15度以下とすることが好ましい。これにより、上記コマ収差と非点収差を共に実用上支障が生じない程度に抑えることができる。
Similarly, as the third optical path difference providing structure, on the optical surface of the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30, linearly along the direction perpendicular to the optical axis L (sixth direction). A structure (astigmatism correction structure) in which the extending second optical function unit 71 is continuously arranged in a direction perpendicular to the sixth direction (seventh direction) may be provided. In this case, it is preferable that the absolute value of the angle θ formed by the fifth direction and the seventh direction be 30 degrees or less, that is, substantially coincide. Then, by giving a predetermined optical path difference to each light beam passing through the second optical function unit 71, a wavelength difference between the first light beam from the first laser diode 21 and the second light beam from the second laser diode 22 is obtained. Astigmatism that occurs can be corrected.
The coma aberration correcting structure and the astigmatism correcting structure may be provided on the same optical surface. In this case, the absolute value of the angle formed by the fourth direction and the seventh direction is preferably 15 degrees or less. Thereby, both the coma aberration and the astigmatism can be suppressed to such an extent that no practical trouble occurs.

また、所定波長の光束のみを通過させ、他の光束は反射する機能を有した多層膜を光学面に塗布することにより波長選択性を実現してもよい。あるいは光学面の形状を光軸を中心とした非対称にすることにより実現してもよい。
これにより、例えば、光源ユニット20から波長が異なる複数種類の光束が出射される場合でも、各光束毎に断面形状の整形や光強度分布の変換を行うことができる。
また、ビーム整形素子40の形状は、例えばトロイダル形状、シリンドリカル形状、楔形状など、適宜変更可能である。
Alternatively, wavelength selectivity may be realized by applying a multilayer film having a function of allowing only a light beam having a predetermined wavelength to pass and reflecting another light beam to the optical surface. Or you may implement | achieve by making the shape of an optical surface into asymmetrical centering on an optical axis.
Thereby, for example, even when a plurality of types of light beams having different wavelengths are emitted from the light source unit 20, the cross-sectional shape can be shaped and the light intensity distribution can be converted for each light beam.
Further, the shape of the beam shaping element 40 can be appropriately changed, for example, a toroidal shape, a cylindrical shape, a wedge shape, or the like.

ビーム整形素子40の光学面の形状をシリンドリカル形状とする場合には、光源ユニット20が備える第1レーザダイオード21と第2レーザダイオード22の配列方向(第5方向、図6を参照)と、ビーム整形素子40の軸方向を一致させることが好ましい。特に、光ピックアップ装置10がHD−DVD/DVD間で互換性を有するものとした場合、HD−DVDとDVDに対する対物レンズ15の開口数NAは共に0.65程度であるため、光強度分布変換素子30は必ずしも必要ではなく、シリンドリカル形状のビーム整形素子40の軸方向と、第1レーザダイオード21と第2レーザダイオード22の配列方向(第5方向)とを一致させることで上記コマ収差及び非点収差を補正することができる。   When the shape of the optical surface of the beam shaping element 40 is a cylindrical shape, the arrangement direction of the first laser diode 21 and the second laser diode 22 provided in the light source unit 20 (fifth direction, see FIG. 6), the beam It is preferable to match the axial direction of the shaping element 40. In particular, when the optical pickup device 10 is compatible between HD-DVD / DVD, the numerical aperture NA of the objective lens 15 for HD-DVD and DVD is both about 0.65. The element 30 is not necessarily required. By aligning the axial direction of the cylindrical beam shaping element 40 and the arrangement direction (fifth direction) of the first laser diode 21 and the second laser diode 22, the coma aberration and non-existence can be reduced. Point aberration can be corrected.

また、ビーム整形素子40の形状を、その入射面に対して出射面が相対的に傾斜する楔形状とする場合には、入射面に対する出射面の相対的な傾斜方向を上記第5方向と一致させることが好ましい。
また、ビーム整形素子40の光軸を、上記第5方向を含む平面の鉛直方向に対して、傾斜させる構成としても良く、この場合、ビーム整形素子の光軸の傾斜方向を上記第5方向と一致させることが好ましい。
Further, when the shape of the beam shaping element 40 is a wedge shape in which the exit surface is inclined relative to the entrance surface, the relative inclination direction of the exit surface with respect to the entrance surface coincides with the fifth direction. It is preferable to make it.
The optical axis of the beam shaping element 40 may be inclined with respect to the vertical direction of the plane including the fifth direction. In this case, the inclination direction of the optical axis of the beam shaping element is the fifth direction. It is preferable to match.

なお、HD−DVD/DVD間で互換性を有する光ピックアップ装置10の場合、コリメータ12とビーム整形素子40とを別体に配置することが好ましい。この場合のビーム整形素子40の種類としては、光源ユニット20から出射された時点での光軸Lに対して垂直な面内での断面形状が楕円形状である光束を拡径して出射するタイプと縮径して出射するタイプがあるが、拡径するタイプを用いる場合、非点収差を小さくすることができるという利点があるが、ビーム整形素子40からの出射時点の発散角が大きくなり、この光束を平行光化させるコリメータ12の焦点距離が短くなることから、コリメータ12に上記第3光路差付与構造を設けることが好ましく、縮径するタイプを用いる場合、非点収差を小さくすることができるという利点があるが、ビーム整形素子40からの出射時点の発散角が小さくなり、コリメータ12の焦点距離が長くなることから、ビーム整形素子40に上記第3光路差付与構造を設けることが好ましい。
また、少なくとも第1光束と第2光束の光路を一致させる光合成手段を光ピックアップ装置の光学系中に配置しても良く、この場合、上記第5方向を含む平面の鉛直方向に対して、光合成手段を通過した後の第1光束及び第2光束の光路を傾斜させることが好ましい。この場合の光合成手段の形状としては、その入射面に対して出射面が相対的に傾斜した楔形状とすることが好ましい。
In the case of the optical pickup device 10 having compatibility between HD-DVD / DVD, it is preferable to dispose the collimator 12 and the beam shaping element 40 separately. As a type of the beam shaping element 40 in this case, a type in which a light beam having an elliptical cross section in a plane perpendicular to the optical axis L at the time of emission from the light source unit 20 is expanded and emitted. However, when using a type that expands the diameter, there is an advantage that astigmatism can be reduced, but the divergence angle at the time of emission from the beam shaping element 40 is increased, Since the focal length of the collimator 12 for collimating the light beam is shortened, it is preferable to provide the collimator 12 with the third optical path difference providing structure. When using a diameter reducing type, astigmatism can be reduced. However, since the divergence angle at the time of emission from the beam shaping element 40 becomes small and the focal length of the collimator 12 becomes long, the beam shaping element 40 has the above-mentioned third. It is preferable to provide a road difference providing structure.
In addition, a light combining means that at least matches the optical paths of the first light beam and the second light beam may be arranged in the optical system of the optical pickup device. In this case, the light combining is performed with respect to the vertical direction of the plane including the fifth direction. It is preferable to incline the optical paths of the first light flux and the second light flux after passing through the means. The shape of the light combining means in this case is preferably a wedge shape in which the exit surface is inclined relative to the entrance surface.

また、上述のように、光強度分布変換素子30又はビーム整形素子40が有する、光束の斜入射により発生するコマ収差を抑える作用や、第1光束と第2光束との波長差により発生する非点収差を抑える作用を達成させる手段として、アクチュエータによりビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30を所定方向に移動させる方法が挙げられる。
例えば、図8は、図1の光ピックアップ装置10の構成に、ビーム整形素子40を光軸方向に移動させるためのアクチュエータを追加した光ピックアップ装置を示すものである。
In addition, as described above, the light intensity distribution conversion element 30 or the beam shaping element 40 has an effect of suppressing coma aberration generated by the oblique incidence of the light beam, or non-generation caused by the wavelength difference between the first light beam and the second light beam. As a means for achieving the effect of suppressing the point aberration, there is a method of moving the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30 in a predetermined direction by an actuator.
For example, FIG. 8 shows an optical pickup device in which an actuator for moving the beam shaping element 40 in the optical axis direction is added to the configuration of the optical pickup device 10 of FIG.

アクチュエータとしては、例えば、従来の回転型モータや、特開平6−123830号公報に開示されているような圧電アクチュエータが挙げられる。
ビーム整形素子40を光軸方向に移動させることにより、第1レーザダイオード21からの第1光束と第2レーザダイオード22からの第2光束との波長差により発生する非点収差を補正することが可能となる。なお、光強度分布変換素子30を光軸方向に移動させた場合も同様の効果を得られる。
Examples of the actuator include a conventional rotary motor and a piezoelectric actuator as disclosed in JP-A-6-123830.
By moving the beam shaping element 40 in the optical axis direction, astigmatism caused by the wavelength difference between the first light flux from the first laser diode 21 and the second light flux from the second laser diode 22 can be corrected. It becomes possible. The same effect can be obtained when the light intensity distribution conversion element 30 is moved in the optical axis direction.

また、例えば、図9は、図1の光ピックアップ装置10の構成に、ビーム整形素子40を光軸に対して垂直方向に移動させるためのアクチュエータを追加した光ピックアップ装置を示すものである。
ビーム整形素子40を光軸に対して垂直方向に移動させることにより、第1レーザダイオード21からの第1光束が各光学素子に対して斜入射することに起因したコマ収差を補正することが可能となる。なお、光強度分布変換素子30を光軸方向に移動させた場合も同様の効果を得られる。
For example, FIG. 9 shows an optical pickup device in which an actuator for moving the beam shaping element 40 in a direction perpendicular to the optical axis is added to the configuration of the optical pickup device 10 of FIG.
By moving the beam shaping element 40 in the direction perpendicular to the optical axis, it is possible to correct coma caused by the oblique incidence of the first light beam from the first laser diode 21 on each optical element. It becomes. The same effect can be obtained when the light intensity distribution conversion element 30 is moved in the optical axis direction.

また、上述のように、第3光路差付与構造をビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30に設けることでも、上記コマ収差や非点収差を抑える効果を得られるので、第3光路差付与構造を設けたビーム整形素子40又は光強度分布変換素子30を、更にアクチュエータを用いて光軸方向や光軸垂直方向に移動させることで、コマ収差や非点収差を抑える効果をより向上させることができる。   In addition, as described above, providing the third optical path difference providing structure in the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30 can also provide the effect of suppressing the coma and astigmatism. The effect of suppressing coma and astigmatism is further improved by moving the beam shaping element 40 or the light intensity distribution conversion element 30 provided with the structure in the optical axis direction or the optical axis vertical direction using an actuator. Can do.

また、本実施の形態の光ピックアップ装置10はDVD/CD間で互換性を有するものであるが、高密度光ディスク/DVD/CD間で互換性を有する光ピックアップ装置とする場合には、例えば、図10に示すような構成をとることができる。   In addition, the optical pickup device 10 of the present embodiment has compatibility between DVD / CD, but when the optical pickup device has compatibility between high-density optical disc / DVD / CD, for example, A configuration as shown in FIG. 10 can be adopted.

図10に示す光ピックアップ装置は、光源ユニット20、ビーム整形素子40、ビームスプリッタ11、カップリング素子12(本実施の形態においてはコリメータ)、1/4波長板13、絞り部材14、対物レンズ15、シリンドリカルレンズ16、凹レンズ17、光センサ18(受光部)等により概略構成されており、光強度分布変換素子を備えない構成となっている。   The optical pickup device shown in FIG. 10 includes a light source unit 20, a beam shaping element 40, a beam splitter 11, a coupling element 12 (collimator in the present embodiment), a quarter wavelength plate 13, a diaphragm member 14, and an objective lens 15. The cylindrical lens 16, the concave lens 17, the optical sensor 18 (light receiving unit), and the like are roughly configured, and the optical intensity distribution conversion element is not provided.

光源ユニット20は、CD用として用いられる波長λ1の光束(第1光束)を出射する第1レーザダイオード21(発光点)と、DVD用として用いられる波長λ2の光束(第2光束、λ2<λ1)を出射する第2レーザダイオード22と、高密度光ディスクとしてのHD−DVD用として用いられる波長λ3の光束(第3光束、λ3<λ2)を出射する第3レーザダイオード24とを、一直線上(Y方向)に近接して配置することで一体化した構成となっている。なお、符号23は各レーザダイオード21、22、24を内部に格納する筐体を指す。
そして、各レーザダイオード21、22、24のうち波長が最も短い第3光束を出射する第3レーザダイオード24を、光源ユニット20の光軸Lに最も近い位置(図10では光軸上)に配置している。
The light source unit 20 includes a first laser diode 21 (light emitting point) that emits a light beam having a wavelength λ1 (first light beam) used for CD and a light beam (second light beam, λ2 <λ1) that is used for DVD. ) And a third laser diode 24 that emits a light beam having a wavelength λ3 (third light beam, λ3 <λ2) that is used for HD DVD as a high-density optical disk. It is an integrated configuration by being arranged close to (Y direction). Reference numeral 23 denotes a housing for storing the laser diodes 21, 22, and 24 therein.
The third laser diode 24 that emits the third light beam having the shortest wavelength among the laser diodes 21, 22, and 24 is disposed at a position closest to the optical axis L of the light source unit 20 (on the optical axis in FIG. 10). doing.

このような光源ユニット20を用いる場合、各光束の発光点がほぼ一致するため、光路長(物像間距離)がほぼ等しくなり、光学系倍率もほぼ等しくなる。
また、波面収差の値が最も大きくなる第3レーザダイオード24を軸上に配置することになるので、実際の光ピックアップ装置使用時における各発光点からの光束の波面収差量を全体として抑制することができ、光ピックアップ装置の像高特性を良好なものにできる。
なお、図10中、符合62はHD−DVDの保護基板を指し、符号63はHD−DVDの記録面を指す。
When such a light source unit 20 is used, since the light emission points of the respective light beams are substantially coincident, the optical path lengths (distances between object images) are substantially equal, and the optical system magnification is also substantially equal.
In addition, since the third laser diode 24 having the largest wavefront aberration value is arranged on the axis, the amount of wavefront aberration of the light flux from each light emitting point when the actual optical pickup device is used is suppressed as a whole. And the image height characteristics of the optical pickup device can be improved.
In FIG. 10, reference numeral 62 indicates an HD-DVD protective substrate, and reference numeral 63 indicates an HD-DVD recording surface.

次に、実施例について説明する。
[実施例1]
本実施例における光ピックアップ装置は図4に示したものと同様の構成となっている。具体的には、光ピックアップ装置はCD/DVD間で互換性を有するものであり、CD用として波長785nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードとDVD用として波長655nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードが光源ユニット内に格納されており、光源ユニットから出射された各光束が、ビーム整形素子と光強度分布変換素子とコリメータ(カップリング素子)とが一体化された素子を通過し、その後、ビームスプリッタ、1/4波長板を通過して絞り部材によって光束径を絞られ、対物レンズを介して各光ディスクの記録面上に集光するようになっている。
Next, examples will be described.
[Example 1]
The optical pickup device in the present embodiment has the same configuration as that shown in FIG. Specifically, the optical pickup device is compatible between CD / DVD, and emits a first laser diode that emits a first light beam with a wavelength of 785 nm for CD and a second light beam with a wavelength of 655 nm for DVD. The second laser diode is stored in the light source unit, and each light beam emitted from the light source unit passes through an element in which a beam shaping element, a light intensity distribution conversion element, and a collimator (coupling element) are integrated. Then, after passing through the beam splitter and the quarter-wave plate, the diameter of the light beam is reduced by the stop member, and the light is condensed on the recording surface of each optical disc via the objective lens.

各光学素子のレンズデータを表1、表2に示す。

Figure 2005317168
Figure 2005317168
Tables 1 and 2 show lens data of each optical element.
Figure 2005317168
Figure 2005317168

表1に示すように、波長655nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.000)となる光軸上に配置され、波長785nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.110)となるY軸方向(上記第5方向)にずれた位置に配置されている。
ビーム整形素子と光強度分布変換素子とコリメータとが一体化された素子の入射面(第1面)は、数1式に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定されるアナモフィック非球面で構成されている。

Figure 2005317168
なお、以下に示す各表において例えば「−5.1300E−01」は「−5.1300×10-1」を意味する。 As shown in Table 1, the second laser diode that emits the second light beam with a wavelength of 655 nm is disposed on the optical axis where the coordinates (X, Y) = (0.000, 0.000), and the second laser diode with a wavelength of 785 nm. The first laser diode that emits one light beam is disposed at a position shifted in the Y-axis direction (the fifth direction) where coordinates (X, Y) = (0.000, 0.110).
The incident surface (first surface) of the element in which the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the collimator are integrated is an anamorphic non-standard that is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 1 and Table 2 are substituted into Formula 1. It consists of a spherical surface.
Figure 2005317168
In each table shown below, for example, “−5.1300E-01” means “−5.1300 × 10 −1 ”.

更に、第1面には、第3光路差付与構造として、数2式に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定される回折構造が形成されている。

Figure 2005317168
Furthermore, on the first surface, as the third optical path difference providing structure, a diffractive structure defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Tables 1 and 2 are substituted into Formula 2 is formed.
Figure 2005317168

ビーム整形素子と光強度分布変換素子とコリメータとが一体化された素子の出射面(第2面)は、数3式に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定されるYトロイダル面で構成されている。

Figure 2005317168
対物レンズの入射面は、光軸を中心として光軸からの高さhが0≦h≦0.982の範囲内となる同心円状の中央領域(第4面)と、第4面の周囲を覆い、光軸からの高さhが0.982<hとなる周辺領域(第4´面)に区分されている。
第4面は、数4式に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
Figure 2005317168
The exit surface (second surface) of the element in which the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the collimator are integrated is a Y toroidal defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 1 and Table 2 are substituted into Formula 3. It is composed of planes.
Figure 2005317168
The entrance surface of the objective lens has a concentric central region (fourth surface) in which the height h from the optical axis is in the range of 0 ≦ h ≦ 0.982 with the optical axis as the center, and the periphery of the fourth surface. It is divided into peripheral regions (fourth surface) where the height h from the optical axis is 0.982 <h.
The fourth surface is composed of an aspheric surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 1 and 2 into Formula 4.
Figure 2005317168

更に、第4面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定される。

Figure 2005317168
なお、表中、「基準波長」とあるのは、いわゆるブレーズ波長を指し、その波長の光束が入射した場合に回折構造により生じるある次数の回折光の回折効率が最大(例えば100%)となる波長のことである。
第4´面及び対物レンズの出射面(第5面)は、数4式に表1、表2に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。 Furthermore, a diffraction ring zone centered on the optical axis is formed on the fourth surface, and the pitch of the diffraction ring zone is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Tables 1 and 2 into the optical path difference function of Formula 5. The
Figure 2005317168
In the table, “reference wavelength” refers to a so-called blaze wavelength, and the diffraction efficiency of a certain order of diffracted light generated by the diffractive structure is maximized (for example, 100%) when a light beam of that wavelength is incident. It is a wavelength.
The 4 ′ surface and the exit surface (fifth surface) of the objective lens are composed of aspheric surfaces defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 1 and 2 into Formula 4.

図11はビーム整形素子と光強度分布変換素子とコリメータとが一体化された素子を通過する前の第2光束(波長λ=655nm)の放射特性を示すグラフであり、図12はビーム整形素子と光強度分布変換素子とコリメータとが一体化された素子を通過した後の第2光束の放射特性を示すグラフである。   FIG. 11 is a graph showing the radiation characteristics of the second light beam (wavelength λ = 655 nm) before passing through the element in which the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the collimator are integrated, and FIG. 12 shows the beam shaping element. 5 is a graph showing radiation characteristics of the second light flux after passing through an element in which the light intensity distribution conversion element and the collimator are integrated.

[実施例2]
本実施例における光ピックアップ装置は、光強度分布変換素子を備えない構成となっている。具体的には、光ピックアップ装置はHD−DVD/DVD間で互換性を有するものであり、DVD用として波長655nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードとHD−DVD用として波長407nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードが光源ユニット内に格納されており、光源ユニットから出射された各光束が、ビーム整形素子、ビームスプリッタ、コリメータ(カップリング素子)を順に通過して、絞り部材によって光束径を絞られ、対物レンズを介して各光ディスクの記録面上に集光するようになっている。
[Example 2]
The optical pickup device in the present embodiment is configured not to include a light intensity distribution conversion element. Specifically, the optical pickup device is compatible between HD-DVD / DVD, and a first laser diode that emits a first light beam with a wavelength of 655 nm for DVD and a first laser diode with a wavelength of 407 nm for HD-DVD. A second laser diode that emits two light beams is stored in the light source unit, and each light beam emitted from the light source unit sequentially passes through a beam shaping element, a beam splitter, and a collimator (coupling element), and thereby a diaphragm member The diameter of the light beam is narrowed down by this, and the light is condensed on the recording surface of each optical disk via the objective lens.

各光学素子のレンズデータを表3、表4に示す。

Figure 2005317168
Figure 2005317168
Tables 3 and 4 show lens data of each optical element.
Figure 2005317168
Figure 2005317168

表3に示すように、波長407nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.000)となる光軸上に配置され、波長655nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.110)となるY軸方向(上記第5方向)にずれた位置に配置されている。
ビーム整形素子の入射面(第3面)及び出射面(第4面)は、数3式に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定されるYトロイダル面で構成されている。
As shown in Table 3, the second laser diode that emits the second light flux with a wavelength of 407 nm is disposed on the optical axis at coordinates (X, Y) = (0.000, 0.000), and the second laser diode with a wavelength of 655 nm. The first laser diode that emits one light beam is disposed at a position shifted in the Y-axis direction (the fifth direction) where coordinates (X, Y) = (0.000, 0.110).
The incident surface (third surface) and the exit surface (fourth surface) of the beam shaping element are configured by Y toroidal surfaces defined by mathematical expressions in which the coefficients shown in Tables 3 and 4 are substituted into Equation (3).

コリメータの出射面(第8面)は、数4式に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
更に、第8面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定される。
対物レンズの入射面(第10面)は、数4式に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
The exit surface (eighth surface) of the collimator is formed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 3 and 4 into Formula 4.
Further, a diffraction ring zone centered on the optical axis is formed on the eighth surface, and the pitch of the diffraction ring zone is defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Tables 3 and 4 are substituted into the optical path difference function of Formula 5. The
The entrance surface (tenth surface) of the objective lens is formed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 3 and 4 into Formula 4.

更に、第10面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定される。
対物レンズの出射面(第11面)は、数4式に表3、表4に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
Further, a diffractive ring zone centered on the optical axis is formed on the tenth surface, and the pitch of the diffractive ring zone is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Tables 3 and 4 into the optical path difference function of Formula 5. The
The exit surface (eleventh surface) of the objective lens is composed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 3 and 4 into Formula 4.

[実施例3]
本実施例における光ピックアップ装置は、実施例2と同様に、光強度分布変換素子を備えない構成となっている。具体的には、光ピックアップ装置はHD−DVD/DVD間で互換性を有するものであり、DVD用として波長655nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードとHD−DVD用として波長407nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードが光源ユニット内に格納されており、光源ユニットから出射された各光束が、ビーム整形素子、ビームスプリッタ、コリメータ(カップリング素子)を順に通過して、絞り部材によって光束径を絞られ、対物レンズを介して各光ディスクの記録面上に集光するようになっている。
[Example 3]
As in the second embodiment, the optical pickup device in the present embodiment has a configuration that does not include the light intensity distribution conversion element. Specifically, the optical pickup device is compatible between HD-DVD / DVD, and a first laser diode that emits a first light beam with a wavelength of 655 nm for DVD and a first laser diode with a wavelength of 407 nm for HD-DVD. A second laser diode that emits two light beams is stored in the light source unit, and each light beam emitted from the light source unit sequentially passes through a beam shaping element, a beam splitter, and a collimator (coupling element), and thereby a diaphragm member The diameter of the light beam is narrowed down by this, and the light is condensed on the recording surface of each optical disk via the objective lens.

各光学素子のレンズデータを表5、表6に示す。

Figure 2005317168
Figure 2005317168
Tables 5 and 6 show lens data of each optical element.
Figure 2005317168
Figure 2005317168

表5に示すように、波長407nmの第2光束を出射する第2レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.000)となる光軸上に配置され、波長655nmの第1光束を出射する第1レーザダイオードは座標(X,Y)=(0.000,0.110)となるY軸方向(上記第5方向)にずれた位置に配置されている。
ビーム整形素子の入射面(第3面)は、数6式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定されるXトロイダル面で構成されている。

Figure 2005317168
As shown in Table 5, the second laser diode that emits the second light flux with a wavelength of 407 nm is disposed on the optical axis at coordinates (X, Y) = (0.000, 0.000), and the second laser diode with a wavelength of 655 nm. The first laser diode that emits one light beam is disposed at a position shifted in the Y-axis direction (the fifth direction) where coordinates (X, Y) = (0.000, 0.110).
The incident surface (third surface) of the beam shaping element is composed of an X toroidal surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into Formula 6.
Figure 2005317168

更に、第3面には、第3光路差付与構造として、数2式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される回折構造が形成されている。この回折構造は、図5に示したような、光軸Lに対して垂直な方向(第3方向)に沿って直線状に伸びる第1光学機能部を第3方向に対して垂直な方向(第4方向)に連続的に配置する構造となっており、第4方向とX方向とが一致するようになっている。なお、図5では各第1光学機能部70は3段に分割されているが、本実施例における分割数は5段となっている。
ビーム整形素子の出射面(第4面)は、数6式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定されるXトロイダル面で構成されている。
Furthermore, on the third surface, as the third optical path difference providing structure, there is formed a diffractive structure defined by a mathematical formula in which the coefficients shown in Table 5 and Table 6 are substituted into Formula 2. As shown in FIG. 5, this diffractive structure has a first optical function unit extending linearly along a direction perpendicular to the optical axis L (third direction) in a direction perpendicular to the third direction ( The fourth direction is continuously arranged, and the fourth direction and the X direction coincide with each other. In FIG. 5, each first optical function unit 70 is divided into three stages, but the number of divisions in this embodiment is five.
The exit surface (fourth surface) of the beam shaping element is composed of an X toroidal surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into Formula 6.

コリメータの出射面(第8面)は、数4式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
更に、第8面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される。
対物レンズの入射面(第10面)は、数4式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
更に、第10面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される。
対物レンズの出射面(第11面)は、数4式に表5、表6に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
The exit surface (eighth surface) of the collimator is formed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into Formula 4.
Further, a diffraction ring zone centered on the optical axis is formed on the eighth surface, and the pitch of the diffraction ring zone is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into the optical path difference function of Formula 5. The
The entrance surface (tenth surface) of the objective lens is formed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into Formula 4.
Further, a diffractive ring zone centered on the optical axis is formed on the tenth surface, and the pitch of the diffractive ring zone is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Tables 5 and 6 into the optical path difference function of Formula 5. The
The exit surface (eleventh surface) of the objective lens is composed of an aspherical surface defined by mathematical formulas in which the coefficients shown in Tables 5 and 6 are substituted into Formula 4.

[実施例4]
本実施例における光ピックアップ装置は、実施例3と同様に、光強度分布変換素子を備えない構成となっている。具体的には、光ピックアップ装置は図10に示したようなHD−DVD/DVD/CD間で互換性を有するものであり、図4に示すピックアップ装置を変形したものである。
変形した点について説明すると、筐体23には、第1レーザダイオード21、第2レーザダイオード22、第3レーザダイオード24が格納されている。尚、図10の図面上、左側に配置されるのが、第1レーザダイオード21、右側に配置されるのが第2レーザダイオード22、中央に配置されるのが第3レーザダイオード24である。また、この実施例では、コリメータ12とビーム整形素子40は別体の光学素子として配置されている。
[Example 4]
As in the third embodiment, the optical pickup device in the present embodiment has a configuration that does not include a light intensity distribution conversion element. Specifically, the optical pickup device has compatibility between HD-DVD / DVD / CD as shown in FIG. 10, and is a modification of the pickup device shown in FIG.
The deformation will be described. The housing 23 stores the first laser diode 21, the second laser diode 22, and the third laser diode 24. 10, the first laser diode 21 is arranged on the left side, the second laser diode 22 is arranged on the right side, and the third laser diode 24 is arranged in the center. In this embodiment, the collimator 12 and the beam shaping element 40 are arranged as separate optical elements.

第1レーザダイオード21は、CD用として波長785nmの第1光束を出射する。第2レーザダイオード22は、DVD用として波長655nmの第2光束を出射する。第3レーザダイオード24は、HD−DVD用として波長408nmの第3光束を出射する。光源ユニット20から出射された各光束は、ビーム整形素子40、コリメータ12(カップリング素子)、ビームスプリッタ11を順に通過して、絞り部材14によって光束径が絞られ、対物レンズ15を介して各光ディスクの記録面51、61、63上に集光するようになっている。   The first laser diode 21 emits a first light beam having a wavelength of 785 nm for CD. The second laser diode 22 emits a second light beam having a wavelength of 655 nm for DVD. The third laser diode 24 emits a third light flux having a wavelength of 408 nm for HD-DVD. Each light beam emitted from the light source unit 20 sequentially passes through the beam shaping element 40, the collimator 12 (coupling element), and the beam splitter 11, and the diameter of the light beam is narrowed by the diaphragm member 14. The light is condensed on the recording surfaces 51, 61, 63 of the optical disk.

各光学素子のレンズデータを表7、表8に示す。

Figure 2005317168
Figure 2005317168
表7に示すように、波長408nmの第3光束を出射する第3レーザダイオード24は座標(X,Y)=(0.000、0.000)となる光軸上に配置され、波長655nmの第2光束を出射する第2レーザダイオード22は座標(X,Y)=(0.000,0.110)となるY軸方向(上記第5方向)にずれた位置に配置され、波長785nmの第1光束を出射する第1レーザダイオード24は座標(X,Y)=(0.000,−0.110)となるY軸方向(上記第5方向)にずれた位置に配置されている。 Tables 7 and 8 show lens data of each optical element.
Figure 2005317168
Figure 2005317168
As shown in Table 7, the third laser diode 24 that emits a third light flux with a wavelength of 408 nm is disposed on the optical axis at coordinates (X, Y) = (0.000, 0.000), and has a wavelength of 655 nm. The second laser diode 22 that emits the second light beam is disposed at a position shifted in the Y-axis direction (the fifth direction) where the coordinates (X, Y) = (0.000, 0.110), and has a wavelength of 785 nm. The first laser diode 24 that emits the first light flux is disposed at a position shifted in the Y-axis direction (the fifth direction) where the coordinates (X, Y) = (0.000, −0.110).

ビーム整形素子40の入射面(第1面)及び出射面(第2面)は、数3式に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定されるYトロイダル面で構成されている。更に、第3面及び第4面には回折構造が形成されており、数2の光路差関数に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定される。
コリメータ12の出射面(第4面)は、数4式に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
対物レンズ15の入射面(第6面)は、数4式に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。更に、第6面には光軸を中心とした回折輪帯が形成されており、回折輪帯のピッチは数5の光路差関数に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定される。
対物レンズ15の出射面(第7面)は、数4式に表7、表8に示す係数を代入した数式で規定される非球面で構成されている。
The incident surface (first surface) and the exit surface (second surface) of the beam shaping element 40 are configured by Y toroidal surfaces defined by mathematical expressions obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into Equation 3. . Further, diffractive structures are formed on the third surface and the fourth surface, and are defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into the optical path difference function of Formula 2.
The exit surface (fourth surface) of the collimator 12 is formed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into Formula 4.
The incident surface (sixth surface) of the objective lens 15 is composed of an aspheric surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into Formula 4. Further, a diffraction ring zone centered on the optical axis is formed on the sixth surface, and the pitch of the diffraction ring zone is defined by an equation obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into the optical path difference function of Formula 5. The
The exit surface (seventh surface) of the objective lens 15 is composed of an aspherical surface defined by mathematical formulas obtained by substituting the coefficients shown in Tables 7 and 8 into Formula 4.

本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. ビーム整形素子の形状を示す要部斜視図である。It is a principal part perspective view which shows the shape of a beam shaping element. 光強度分布を示すグラフ(a)及び(b)である。It is a graph (a) and (b) which shows light intensity distribution. 光ピックアップ装置の他の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the other structure of an optical pick-up apparatus. 第3光路差付与構造の形状を示すための正面図(a)及び平面図(b)である。It is the front view (a) and top view (b) for showing the shape of the 3rd optical path difference providing structure. 光源ユニットの構造を示すための正面図である。It is a front view for showing the structure of a light source unit. 第4方向(第7方向)と第5方向とが成す角θを説明するための図面である。It is drawing for demonstrating angle (theta) which a 4th direction (7th direction) and a 5th direction comprise. 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the optical pick-up apparatus which concerns on this invention. 放射特性を示すグラフである。It is a graph which shows a radiation characteristic. 放射特性を示すグラフである。It is a graph which shows a radiation characteristic.

符号の説明Explanation of symbols

12 カップリング素子
15 対物光学素子
18 受光部
20 光源ユニット
30 光強度分布変換素子
40 ビーム整形素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Coupling element 15 Objective optical element 18 Light-receiving part 20 Light source unit 30 Light intensity distribution conversion element 40 Beam shaping element

Claims (64)

異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which a plurality of light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the optical pickup device is characterized in that the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the light emitting points.
異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの発光点の各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which at least two light emitting points emitting at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point of the two light emitting points to the surface of the protective layer that protects the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
For the two optical information recording media having different protective layer thicknesses, the first of the light beams emitted from the two light emitting points having the longer wavelength is different from the optical information recording medium having the thicker protective layer. The condensing spot is formed using a light beam, and the second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points is used for the optical information recording medium having the thinner protective layer. An optical pickup device for forming a light spot.
請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 1 or 2,
An optical pickup device in which the beam shaping element and the coupling element are integrated.
請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 1 or 2,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element and the coupling element are constituted by one element having both functions.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-4,
An optical pickup device, wherein the beam shaping element and the objective optical element are separated.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする光ピックアップ装置。
An optical pickup device according to any one of claims 1 to 5,
All of the beam shaping element, the coupling element, and the objective optical element are made of plastic.
異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which a plurality of light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the optical pickup device is characterized in that the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the light emitting points.
異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which at least two light emitting points emitting at different wavelengths are provided close to each other;
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each of the two light emitting points to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
For the two optical information recording media having different protective layer thicknesses, the first of the light beams emitted from the two light emitting points having the longer wavelength is different from the optical information recording medium having the thicker protective layer. The condensing spot is formed using a light beam, and the second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points is used for the optical information recording medium having the thinner protective layer. An optical pickup device for forming a light spot.
請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 7 or 8,
The optical pickup device, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are integrated.
請求項7又は8に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 7 or 8,
The optical pick-up apparatus, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are constituted by one element having both functions.
請求項7〜10のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 7-10,
The optical pickup device, wherein the light intensity distribution conversion element and the objective optical element are separated.
請求項7〜11のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 7-11,
All of the light intensity distribution conversion element, the coupling element, and the objective optical element are made of plastic.
異なる波長で発光する複数の発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
前記保護層の厚い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い光情報記録媒体に対して、前記各発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which a plurality of light emitting points that emit light at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point to the surface of the protective layer protecting the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
The optical information recording medium having a thin protective layer is formed by using the first light beam having a long wavelength among the light beams emitted from the light emitting points to form an optical information recording medium having a thin protective layer. On the other hand, the optical pickup device is characterized in that the condensing spot is formed by using a second light beam having a short wavelength among the light beams emitted from the light emitting points.
異なる波長で発光する少なくとも2つの発光点が近接して設けられた光源ユニットと、
前記光源ユニットからの出射光束を、光軸に対して垂直な第1方向と、光軸と前記第1方向の両方に対して垂直な第2方向の2つの方向のうち少なくとも一方について、入射した際と異なる発散角に整形するビーム整形素子と、
前記光源ユニットからの強度分布が略ガウシアン分布である出射光束のうち、有効径最外周部を通過する光束の光強度を、光軸位置を通過する光束の光強度の45%〜95%の間の所望の光強度に変換する光強度分布変換素子と、
前記出射光束の発散角を変換するカップリング素子と、
前記カップリング素子からの出射光束を光情報記録媒体の記録面上に集光させて集光スポットを形成する対物光学素子と、
前記集光スポットからの反射光を受光して電気信号に変換する受光部とを有し、
前記2つの発光点の各発光点から前記記録面を保護する保護層の表面までの間隔が光情報記録媒体の種類によらず一定となるように設定されると共に、
保護層の厚みが異なる2つの光情報記録媒体に対しては、そのうちの前記保護層の厚い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の長い第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行ない、前記保護層の薄い方の光情報記録媒体に対して、前記2つの発光点からの出射光束のうち波長の短い第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source unit in which at least two light emitting points emitting at different wavelengths are provided close to each other;
The emitted light beam from the light source unit is incident in at least one of two directions, a first direction perpendicular to the optical axis and a second direction perpendicular to both the optical axis and the first direction. A beam shaping element that shapes the divergence angle different from the original,
Of the emitted light flux whose intensity distribution from the light source unit is approximately Gaussian distribution, the light intensity of the light flux that passes through the outermost peripheral portion of the effective diameter is between 45% and 95% of the light intensity of the light flux that passes through the optical axis position. A light intensity distribution conversion element that converts the light intensity to a desired light intensity;
A coupling element for converting a divergence angle of the emitted light beam;
An objective optical element that focuses a light beam emitted from the coupling element on a recording surface of an optical information recording medium to form a focused spot;
A light receiving unit that receives reflected light from the focused spot and converts it into an electrical signal;
The distance from each light emitting point of the two light emitting points to the surface of the protective layer that protects the recording surface is set to be constant regardless of the type of the optical information recording medium,
For the two optical information recording media having different protective layer thicknesses, the first of the light beams emitted from the two light emitting points having the longer wavelength is different from the optical information recording medium having the thicker protective layer. The condensing spot is formed using a light beam, and the second light beam having a short wavelength out of the light beams emitted from the two light emitting points is used for the optical information recording medium having the thinner protective layer. An optical pickup device for forming a light spot.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the coupling element are integrated.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, and the coupling element are constituted by one element having the respective functions.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element are integrated.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pick-up apparatus, wherein the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element are constituted by one element having both functions.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子とカップリング素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
An optical pickup device, wherein the beam shaping element and the coupling element are integrated.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element and the coupling element are constituted by one element having both functions.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが一体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pickup device, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are integrated.
請求項13又は14に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記カップリング素子とが、それぞれの機能を合わせもつ一つの素子で構成されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 13 or 14,
The optical pick-up apparatus, wherein the light intensity distribution conversion element and the coupling element are constituted by one element having both functions.
請求項13〜22のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 13 to 22,
An optical pickup device, wherein the beam shaping element and the objective optical element are separated.
請求項13〜22のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光強度分布変換素子と前記対物光学素子とが別体化されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 13 to 22,
The optical pickup device, wherein the light intensity distribution conversion element and the objective optical element are separated.
請求項13〜24のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子、前記光強度分布変換素子、前記カップリング素子及び前記対物光学素子の全てがプラスチック製であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 13 to 24,
All of the beam shaping element, the light intensity distribution conversion element, the coupling element, and the objective optical element are made of plastic.
請求項1〜25のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子の光学面上に、入射光束に対して所定の光路差を付与する第1光路差付与構造を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-25,
An optical pickup device comprising a first optical path difference providing structure for providing a predetermined optical path difference to an incident light beam on an optical surface of the objective optical element.
請求項26に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1光路差付与構造が回折構造であることを特徴とする光ピックアップ装置。
27. The optical pickup device according to claim 26, wherein
The optical pickup device, wherein the first optical path difference providing structure is a diffractive structure.
請求項26又は27に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1光路差付与構造により、使用環境の温度変動及び/又は入射光束の波長変動による波面収差及び/又は非点収差の劣化の発生が抑制されることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 26 or 27,
The optical pickup device according to claim 1, wherein the first optical path difference providing structure suppresses the occurrence of wavefront aberration and / or astigmatism degradation due to temperature fluctuations in a use environment and / or wavelength fluctuations of an incident light beam.
請求項1〜28のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記対物光学素子が出射光束の開口制限機能を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
An optical pickup device according to any one of claims 1 to 28, wherein:
An optical pickup device, wherein the objective optical element has an aperture limiting function for an emitted light beam.
請求項29に記載の光ピックアップ装置であって、
前記開口制限機能が、前記対物光学素子の光学面上の所定領域に形成されて入射光束に対して所定の光路差を付与することによりこの光束をフレア化させる第2光路差付与構造により実現されることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 29, wherein
The aperture limiting function is realized by a second optical path difference providing structure that is formed in a predetermined region on the optical surface of the objective optical element and flares the light flux by giving a predetermined optical path difference to the incident light flux. An optical pickup device.
請求項1〜30のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1光束を用いて前記集光スポットの形成を行なう際の前記対物光学素子の光軸方向の位置を基準位置とした場合に、
前記第2光束を用いて前記集光スポットの形成を行なう際に、前記対物光学素子を前記基準位置に対して相対的に前記光源ユニット側に移動させることを特徴とする光ピックアップ装置。
An optical pickup device according to any one of claims 1 to 30, wherein
When the position in the optical axis direction of the objective optical element when the focused spot is formed using the first light flux is a reference position,
An optical pickup device that moves the objective optical element toward the light source unit relative to the reference position when forming the focused spot using the second light flux.
請求項1〜31のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第2光束の前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、該第2光束の前記第1方向のリム強度が45〜95%の範囲内であることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-31,
The cross-sectional shape in a plane perpendicular to the optical axis at the time when the second light flux is emitted from the light source unit is an elliptical shape in which the first direction has a minor axis and the second direction has a major axis. An optical pickup device, wherein the rim intensity of the second light flux in the first direction is in the range of 45 to 95%.
請求項1〜32のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第2光束を出射する発光点が光軸に一致するように配置されることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 1 to 32,
An optical pickup device, wherein a light emitting point that emits the second light flux is arranged so as to coincide with an optical axis.
請求項1〜33のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
光学系倍率が3〜5倍の範囲内であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 1 to 33,
An optical pickup device having an optical system magnification within a range of 3 to 5 times.
請求項1〜34のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記受光部は、前記第1光束の反射光と前記第2光束の反射光を共に受光するよう共用されることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 1 to 34,
The optical receiver is shared so as to receive both the reflected light of the first light beam and the reflected light of the second light beam.
請求項1〜35のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1光束と前記第2光束の光路を、これら光束が前記ビーム整形素子又は前記光強度分布変換素子に入射する前の時点で一致させる光路合成手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to any one of claims 1 to 35,
An optical pickup device comprising optical path combining means for matching the optical paths of the first light flux and the second light flux before the light flux enters the beam shaping element or the light intensity distribution conversion element.
請求項1〜36のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子又は前記光強度分布変換素子が、通過光束のうち任意の光束に対して光学的作用を与える波長選択性を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
An optical pickup device according to any one of claims 1 to 36, wherein
The optical pick-up apparatus, wherein the beam shaping element or the light intensity distribution conversion element has wavelength selectivity for optically acting on an arbitrary light beam among the passing light beams.
請求項37に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光学的作用が、光束の斜入射により発生するコマ収差を抑える作用及び/又は前記第1光束と前記第2光束との波長差により発生する非点収差を抑える作用であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 37, wherein
The optical action is an action of suppressing coma generated by oblique incidence of a light beam and / or an action of suppressing astigmatism generated by a wavelength difference between the first light beam and the second light beam. Optical pickup device.
請求項38に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第1光束のみに対して前記光学的作用が与えられることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 38, wherein
An optical pickup device, wherein the optical action is given only to the first light flux.
請求項38又は39に記載の光ピックアップ装置であって、
前記波長選択性が、入射光束に対して所定の光路差を付与する第3光路差付与構造により実現されることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 38 or 39,
The optical pickup device, wherein the wavelength selectivity is realized by a third optical path difference providing structure that provides a predetermined optical path difference with respect to an incident light beam.
請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第3方向に沿って直線状に伸びる第1光学機能部を、前記第3方向に対して垂直な第4方向に連続的に配置してなるコマ収差補正構造を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 40, wherein
The third optical path difference providing structure has a first optical function unit extending linearly along a third direction perpendicular to the optical axis on an optical surface in a fourth direction perpendicular to the third direction. An optical pickup device comprising a coma aberration correcting structure formed continuously.
請求項41に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第4方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
42. The optical pickup device according to claim 41, comprising:
An optical pickup characterized in that an absolute value of an angle formed by the fourth direction and the fifth direction is 30 degrees or less when an arrangement direction of the light emitting points included in the light source unit is defined as a fifth direction. apparatus.
請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第6方向に沿って直線状に伸びる第2光学機能部を、前記第6方向に対して垂直な第7方向に連続的に配置してなる非点収差補正構造を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 40, wherein
The third optical path difference providing structure has a second optical function unit extending linearly along a sixth direction perpendicular to the optical axis on an optical surface in a seventh direction perpendicular to the sixth direction. An optical pickup device comprising an astigmatism correction structure arranged continuously.
請求項43に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第7方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 43, wherein
An optical pickup characterized in that an absolute value of an angle formed by the seventh direction and the fifth direction is 30 degrees or less when an arrangement direction of the light emitting points included in the light source unit is defined as a fifth direction. apparatus.
請求項40に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第3光路差付与構造は、光学面上に光軸に対して垂直な第3方向に沿って直線状に伸びる第1光学機能部を、前記第3方向に対して垂直な第4方向に連続的に配置してなるコマ収差補正構造と、光学面上に光軸に対して垂直な第6方向に沿って直線状に伸びる第2光学機能部を、前記第6方向に対して垂直な第7方向に連続的に配置してなる非点収差補正構造とを備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 40, wherein
The third optical path difference providing structure has a first optical function unit extending linearly along a third direction perpendicular to the optical axis on an optical surface in a fourth direction perpendicular to the third direction. A coma aberration correcting structure that is continuously arranged, and a second optical function unit that extends linearly along a sixth direction perpendicular to the optical axis on the optical surface, are perpendicular to the sixth direction. An optical pickup device comprising: an astigmatism correction structure continuously arranged in a seventh direction.
請求項45に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向を第5方向と規定したとき、前記第4方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であり、前記第7方向と前記第5方向とが成す角の絶対値が30度以下であり、前記第4方向と前記第7方向とが成す角の絶対値が15度以下であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 45, wherein
When the arrangement direction of the light emitting points included in the light source unit is defined as a fifth direction, an absolute value of an angle formed by the fourth direction and the fifth direction is 30 degrees or less, and the seventh direction and the An optical pickup device characterized in that an absolute value of an angle formed by the fifth direction is 30 degrees or less and an absolute value of an angle formed by the fourth direction and the seventh direction is 15 degrees or less.
請求項1〜6、13〜46のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットから出射された時点での前記各光束の光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、前記ビーム整形素子により整形された後の光束の前記第1方向の発散角をD1とし、前記第2方向の発散角をD2とした場合に、
1.0<D2/D1<2.0
を満たすことを特徴とする光ピックアップ装置。
但し、D1、D2は各光束の光強度がピークに対して50%となる位置における角度とする。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-6 and 13-46,
The cross-sectional shape in a plane perpendicular to the optical axis of each luminous flux at the time of emission from the light source unit is an elliptical shape having the first direction as the minor axis and the second direction as the major axis, When the divergence angle in the first direction of the light beam after being shaped by the beam shaping element is D1, and the divergence angle in the second direction is D2,
1.0 <D2 / D1 <2.0
An optical pickup device satisfying the requirements.
However, D1 and D2 are angles at positions where the light intensity of each light beam is 50% of the peak.
請求項7〜46のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットから出射された時点での前記各光束の光軸に対して垂直な面内での断面形状が、前記第1方向を短径、前記第2方向を長径とする楕円形状であり、前記光強度分布変換素子により変換された後の光束の前記第1方向のリム強度が45〜95%の範囲内であることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 7-46,
The cross-sectional shape in a plane perpendicular to the optical axis of each luminous flux at the time of emission from the light source unit is an elliptical shape having the first direction as the minor axis and the second direction as the major axis, An optical pickup device, wherein the rim intensity in the first direction of the light beam after being converted by the light intensity distribution conversion element is within a range of 45 to 95%.
請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子がシリンドリカルレンズであり、前記光源ユニットが備える前記各発光点の配列方向と前記ビーム整形素子の軸方向とが一致することを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-6 and 13-47,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element is a cylindrical lens, and an arrangement direction of the light emitting points provided in the light source unit coincides with an axial direction of the beam shaping element.
請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが備える前記各発光点を含む平面の鉛直方向に対して、前記ビーム整形素子の光軸を傾斜させることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-6 and 13-47,
An optical pickup device, wherein an optical axis of the beam shaping element is inclined with respect to a vertical direction of a plane including each light emitting point provided in the light source unit.
請求項50に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子の光軸の傾斜方向が、前記各発光点の配列方向と一致することを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 50, wherein
An optical pickup device, wherein an inclination direction of an optical axis of the beam shaping element coincides with an arrangement direction of the light emitting points.
請求項1〜6、13〜47のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、入射面に対して出射面が相対的に傾斜した楔形状であることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-6 and 13-47,
The optical pickup device, wherein the beam shaping element has a wedge shape in which an exit surface is inclined relative to an entrance surface.
請求項52に記載の光ピックアップ装置であって、
前記入射面に対する前記出射面の相対的な傾斜方向が、前記各発光点の配列方向と一致することを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 52, wherein
An optical pickup device characterized in that a relative inclination direction of the emission surface with respect to the incident surface coincides with an arrangement direction of the light emitting points.
請求項1〜53のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
少なくとも前記第1光束と前記第2光束の光路を一致させる光合成手段を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
54. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 53, wherein:
An optical pickup device comprising: a light combining unit that matches at least the optical paths of the first light beam and the second light beam.
請求項54に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが備える前記各発光点を含む平面の鉛直方向に対して、前記光合成手段を通過した後の前記第1光束及び前記第2光束の光路を傾斜させることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 54, wherein
An optical pickup device, wherein an optical path of the first light flux and the second light flux after passing through the light synthesizing unit is inclined with respect to a vertical direction of a plane including each light emitting point included in the light source unit.
請求項54又は55に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光合成手段は、入射面に対して出射面が相対的に傾斜した楔形状であることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 54 or 55,
The optical pickup device is characterized in that the light synthesizing means has a wedge shape in which an exit surface is inclined relative to an entrance surface.
請求項49〜56のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が楕円形状である前記各光束を拡径して出射することを特徴とする光ピックアップ装置。
57. The optical pickup device according to any one of claims 49 to 56, wherein:
The beam shaping element emits the light beam having an enlarged diameter in a plane perpendicular to the optical axis at the time of emission from the light source unit. Pickup device.
請求項49〜56のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子は、前記光源ユニットから出射された時点での光軸に対して垂直な面内での断面形状が楕円形状である前記各光束を縮径して出射することを特徴とする光ピックアップ装置。
57. The optical pickup device according to any one of claims 49 to 56, wherein:
The beam shaping element emits the light beams having a reduced diameter in a cross-sectional shape in a plane perpendicular to the optical axis at the time of emission from the light source unit. Pickup device.
請求項37〜58のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、前記光情報記録媒体の種類に応じて移動させるアクチュエータを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
59. The optical pickup device according to any one of claims 37 to 58, wherein:
An optical pickup device comprising: an actuator that moves at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element according to a type of the optical information recording medium.
請求項59に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータが、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、光軸に沿った方向に移動させることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 59, wherein
The optical pickup device, wherein the actuator moves at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element in a direction along an optical axis.
請求項59又は60に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータが、前記ビーム整形素子と前記光強度分布変換素子のうちの少なくとも一方を、光軸に対して垂直な方向に移動させることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical pickup device according to claim 59 or 60, wherein:
The optical pickup device, wherein the actuator moves at least one of the beam shaping element and the light intensity distribution conversion element in a direction perpendicular to an optical axis.
請求項59〜61のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータが、圧電アクチュエータであることを特徴とする光ピックアップ装置。
62. The optical pickup device according to any one of claims 59 to 61, wherein:
The optical pickup device, wherein the actuator is a piezoelectric actuator.
請求項1〜62のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置であって、
前記光源ユニットが、異なる波長で発光する3つの発光点を近接配置して構成されており、前記各発光点が一直線上に配列されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
It is an optical pick-up apparatus as described in any one of Claims 1-62,
The optical pickup device, wherein the light source unit is configured by arranging three light emitting points that emit light at different wavelengths close to each other, and the light emitting points are arranged in a straight line.
請求項63に記載の光ピックアップ装置であって、
前記3つの発光点のうち波長が最も短い第3光束を出射する発光点を、前記光源ユニットの前記光軸に最も近い位置に配置することを特徴とする光ピックアップ装置。
An optical pickup device according to claim 63, wherein
An optical pickup device, wherein a light emitting point that emits a third light flux having the shortest wavelength among the three light emitting points is disposed at a position closest to the optical axis of the light source unit.
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