JP3987259B2

JP3987259B2 - Optical pickup device

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Publication number: JP3987259B2
Application number: JP36999499A
Authority: JP
Inventors: 淳一北林
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2019-12-27
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、Ｓ−ＤＶＤ等、使用する波長の異なる複数規格の光ディスク（記録媒体）を記録・再生する光ディスクドライブ装置における光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録媒体である光ディスクの規格にはＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等の従来からのＣＤ系の光ディスクと、ＤＶＤ、Ｓ−ＤＶＤ等の高密度化を実現したＤＶＤ系の光ディスクがあり、記録・再生に用いる半導体レーザ（ＬＤ）光源の波長は、例えばＣＤ系は７８０ｎｍ、ＤＶＤ系は６５０ｎｍである。
従って、１台の光ディスクドライブ装置で、ＣＤ系とＤＶＤ系の光ディスクをそれぞれ記録・再生するには波長の異なる２種類の光源を必要とした。そして近年、この２種類の光源を１パッケージに封入して、光ピックアップ等の小型化を目指したものが見られる（例えば、特開平９−１２０５６８号公報、特開平１０−３３４４９４号公報、特開平１０−９７７３１号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平９−１２０５６８号公報には、データの記録再生を行うために必要なレーザ光の波長が互いに異なる第１及び第２の光記録媒体面に対してデータの記録再生を行う記録再生装置に用いられるレーザモジュールが記載されており、このレーザモジュールは、２つの半導体レーザ（ＬＤ）と受光素子、ホログラム素子等を一体に集積したものである。そして２つのＬＤからの光束は、プリズムやミラーで反射して合成されるように構成されている。
ところが、レーザモジュールのパッケージ等に封入するプリズムやミラーは小さいために加工精度が悪く、反面、ＬＤチップと比較すると大きいためにパッケージ等の容量が大きくなってしまい、温度変動や振動等の環境変動に弱くなるという欠点がある。
また、ミラーによる反射の時は、２つのＬＤの光軸は完全には一致しない。この結果、対物レンズには傾いた光束が入射することになり、光記録媒体面上の光スポットにコマ収差が発生して信号が劣化するという欠点がある。
【０００４】
特開平１０−３３４４９４号公報には、ディスク基板の厚みや記録密度等の規格の異なる光ディスクの記録や再生が可能な光ピックアップが記載されており、この光ピックアップでは、複合プリズムを用いて、２つのＬＤからの光束を一致させている。
しかし、この複合プリズムを用いた合成では、ホログラムや波長分離膜などの各種光学素子をプリズム内に形成する構成のため、複合プリズムの構成が複雑で大型化するという欠点がある。
【０００５】
特開平１０−９７７３１号公報には、異なる基板厚に対して互換性を持ちながら高い記録密度の記録／再生又は消去を１台の装置で行うことが可能な光ピックアップ装置が記載されており、この光ピックアップ装置では、λ／２板相当の液晶素子と偏光ビームスプリッタにより、２光源の光軸合わせを行っている。
しかし、この構成では、部品点数が増えて装置が大型化し、コストアップになるという欠点がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的は、上記従来技術の欠点を解決し、ＣＤ系とＤＶＤ系の両方の規格の光ディスク（記録媒体）を記録・再生できる小型・高性能の光ディスクドライブ装置用の光ピックアップ装置を実現することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明では、互いに近接して配置され、射出光束の偏光方向が同一方向の２つの光源のうちの１つを選択し、その選択された光源からの射出光束をコリメートレンズにより集光した後、対物レンズにより記録媒体の記録面に集光して光スポットを形成させる光ピックアップ装置において、上記コリメートレンズと上記対物レンズの中間に２つの液晶素子と複屈折素子とを設置し、上記光源の選択と同期して上記２つの液晶素子のそれぞれを駆動または非駆動して、上記２つの光源からの光束の光軸の傾きを一致させて上記対物レンズに入射させ、かつ上記記録媒体の記録面からの反射光を常に同一の受光素子上に導くようにしたことを特徴としている。
また、請求項２に係る発明では、請求項１の構成の光ピックアップ装置において、２つの光源からの射出光束の偏光方向が互いに直角である場合には、液晶素子の数は１つであることを特徴としている。
さらに請求項３に係る発明では、請求項１の構成の光ピックアップ装置において、複屈折素子がコリメートレンズの後側焦点付近に配置されることにより、２つの光源の光軸が傾かず、かつ光軸方向にずれることなく対物レンズに入射することを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る発明では、互いに近接して配置され、射出光束の偏光方向が同一方向の２つの光源のうちの１つを選択し、その選択された光源からの射出光束をコリメートレンズにより集光した後、対物レンズにより記録媒体の記録面に集光して光スポットを形成させる光ピックアップ装置において、上記光源と上記コリメートレンズの中間に２つの液晶素子と一軸性結晶とを設置し、上記光源の選択と同期して上記２つの液晶素子のそれぞれを駆動または非駆動して、上記２つの光源からの光束の光軸が傾かず、かつ光軸直交方向にずれることなく上記コリメートレンズ及び上記対物レンズに入射させ、かつ上記記録媒体の記録面からの反射光を常に同一の受光素子上に導くようにしたことを特徴としている。
また、請求項５に係る発明では、請求項４の構成の光ピックアップ装置において、２つの光源からの射出光束の偏光方向が互いに直角である場合には、液晶素子の数は１つであることを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作及び作用を、図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
（実施例１）
まず本発明の第一の実施例について説明する。
図１は本発明の第一の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。この光ピックアップ装置は、２つの光源を有する光源装置１と、多分割受光素子１ｐ、ホログラム１ｈ、コリメートレンズ２、２つの液晶素子３，５、複屈折素子４、波長フィルタ６、対物レンズ７、２つの液晶素子の駆動回路３１，５１等を備えており、光源装置１の２つの光源のうちの１つを選択して駆動することにより、ＤＶＤ系とＣＤ系の両方の規格の光ディスク（記録媒体）８，８’に対して記録・再生できるように構成されている（請求項１）。
【００１３】
光源装置１のパッケージ内には、光源として波長の異なる２つの半導体レーザ（ＬＤ）チップ１ａ，１ｂが封入されており、また、このパッケージ内には、信号検出用の多分割受光素子１ｐも封入されている。さらに光源装置１の射出面側にはホログラム１ｈが設置されている。そして、ＤＶＤ系の光ディスク８を記録・再生する時は、波長６５０ｎｍのＬＤチップ１ａが選択されて駆動される。また、ＣＤ系の光ディスク８’を記録・再生する時は、波長７８０ｎｍのＬＤチップ１ｂが選択されて駆動される。
ここで図１の構成の光ピックアップ装置では、２つのＬＤチップ１ａ，１ｂの射出光束の偏光方向は同一方向であり、その偏光方向は両方共に図１の紙面方向とする。また、コリメートレンズ２の光軸は、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａの光軸と一致しており、コリメートレンズ２と対物レンズ７の中間の光軸上には２つの液晶素子３，５と複屈折素子４とが設置されている。
【００１４】
次に図２を参照して図１に示す構成の光ピックアップ装置の動作を説明する。
まず、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａからの射出光束は、コリメートレンズ２で平行光に変換されて光軸は傾かずに、第１の液晶素子３に入射する。第１の液晶素子３はＤＶＤ用のＬＤチップ１ａが点灯しているときには、図２（ａ）に示すように駆動回路３１により非動作状態（ｏｆｆ）となり入射光の偏光方向を９０°回転させる。また、複屈折素子４は、例えばローションプリズムなどの複屈折プリズムであり、図２（ａ）に示すように紙面垂直方向の偏光成分（常光）を素通しする。
第２の液晶素子５はＬＤチップ１ａが点灯しているときには、図２（ａ）に示すように駆動回路５１により動作状態（ｏｎ）となり、入射光の偏光方向を回転させることなく素通しする。そして、第２の液晶素子５を通過したＬＤチップ１ａからの光束は、さらに波長フィルタ６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ７に入射する。
【００１５】
対物レンズ７はＤＶＤ用に設計されており、ＬＤチップ１ａからの光束を集光して、図１の実線で示すＤＶＤ系の厚さ０．６ｍｍの光ディスク８の記録面上に光スポットを形成する。そして、光ディスク８の記録面からの反射光は、第２の液晶素子５と複屈折プリズム４を素通りして、第１の液晶素子３により再び紙面方向の偏光となる。そして、第１の液晶素子３を通過した反射光は次にコリメートレンズ２を透過して、ホログラム１ｈにより回折して多分割受光素子１ｐ上に到達し、多分割受光素子１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００１６】
次にＣＤ用の光源である波長７８０ｎｍのＬＤチップ１ｂの発光点は、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａの発光点及びコリメートレンズ２の光軸からはある距離だけ離れているので、コリメートレンズ２通過後の光軸は傾いてしまう。そこで、第１の液晶素子３はＣＤ用のＬＤチップ１ｂが点灯しているときには、図２（ｂ）に示すように駆動回路３１により動作状態（ｏｎ）となるようにし、入射光の偏光方向を変えることなく素通しする。複屈折プリズム４は、偏光面が紙面方向である光束（異常光）の光軸の傾きを変えるように作用し、この複屈折プリズム４は、貼り合せる材質や結晶の光学軸の設定により、常光と異常光の分離角を設計できるので、複屈折プリズム４透過後のＬＤチップ１ｂからの光束の光軸方向を、ＬＤチップ１ａからの光束の光軸方向に一致させることができる。
第２の液晶素子５はＬＤチップ１ｂが点灯しているときには、図２（ｂ）に示すように駆動回路５１により非動作状態（ｏｆｆ）となり入射光の直線偏光を円偏光に変換する。そして、第２の液晶素子５を通過したＬＤチップ１ｂからの光束は、波長フィルタ６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ７に入射する。
【００１７】
対物レンズ７はＤＶＤ用に設計されてはいるが、開口数が小さい時や図示しないホログラム素子などを用いることにより、破線で示すＣＤ系の厚さ１．２ｍｍの光ディスク８’の記録面上に球面収差の補正された光スポットを形成する。
そして、光ディスク８’の記録面からの反射光は、第２の液晶素子５により紙面垂直方向の偏光に変換されるので、複屈折プリズム４と第１の液晶素子３を素通りして、ＬＤチップ１ａの光束と同様にホログラム１ｈにより回折して多分割受光素子１ｐ上に到達し、多分割受光素子１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００１８】
尚、図１の光ピックアップ装置においては、通常の対物レンズのフォーカス用・トラッキング用のアクチュエータ、ディスク回転機構、シーク機構、信号検出回路などを備えているが、これらの図示は省略する。
【００１９】
次に図１に示す構成の光ピックアップ装置において、通常、２つのＬＤチップ１ａ，１ｂは光源装置１内の同一平面上にダイボンド実装されるが、予めＤＶＤ用のＬＤチップ１ａとＣＤ用のＬＤチップ１ｂの偏光方向が直交するように封入されている場合、あるいは２つのＬＤチップ１ａ，１ｂから射出される光束の偏光方向が元々直交している場合には、第１の液晶素子３及びその駆動回路３１は不要であり、液晶素子の数は１つでよい（請求項２）。従って、この場合には構成を簡易化でき、光ピックアップ装置の小型化を図れる。
【００２０】
また、図１に示す構成の光ピックアップ装置においては、複屈折素子４がコリメートレンズ２の後側焦点付近に配置されることにより、図１に示すように、２つのＬＤチップ１ａ，１ｂからの光束の光軸が傾かず、かつ光軸方向にずれることなく対物レンズ７に入射することができる（請求項３）。従って、この場合には対物レンズ７に入射する光軸の傾きと光軸方向のずれをなくすことができるので、光ディスクの記録面上にコマ収差のない良好な光スポットを形成することができ、記録再生性能を向上することができる。
【００２１】
（実施例２）
次に本発明の第二の実施例について説明する。
図３は本発明の第二の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。この光ピックアップ装置は、２つの光源を有する光源装置１と、多分割受光素子１ｐ、ホログラム１ｈ、２つの液晶素子３，５、一軸性結晶１４、コリメートレンズ２、波長フィルタ６、対物レンズ７、２つの液晶素子の駆動回路３１，５１等を備えており、光源装置１の２つの光源のうちの１つを選択して駆動することにより、ＤＶＤ系とＣＤ系の両方の規格の光ディスク８，８’に対して記録・再生できるように構成されている（請求項４）。
【００２２】
光源装置１のパッケージ内には、光源として波長の異なる２つの半導体レーザ（ＬＤ）チップ１ａ，１ｂが封入されており、また、このパッケージ内には、信号検出用の多分割受光素子１ｐも封入されている。さらに光源装置１の射出面側にはホログラム１ｈが設置されている。そして、ＤＶＤ系の光ディスク８を記録・再生する時は、波長６５０ｎｍのＬＤチップ１ａが選択されて駆動される。また、ＣＤ系の光ディスク８’を記録・再生する時は、波長７８０ｎｍのＬＤチップ１ｂが選択されて駆動される。
ここで図３の構成の光ピックアップ装置では、２つのＬＤチップ１ａ，１ｂの射出光束の偏光方向は同一方向であり、その偏光方向は両方共に図３の紙面方向とする。また、コリメートレンズ２の光軸は、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａの光軸と一致しており、光源装置１とコリメートレンズ２の中間の光軸上には２つの液晶素子３，５と一軸性結晶１４とが配置されている。
一軸性結晶１４は材質や厚み、結晶の光学軸の設定により、常光と異常光のシフト量を設計できるので、一軸性結晶透過後のＣＤ用のＬＤチップ１ｂからの光束の光軸を、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａからの光束の光軸に一致させることができる。
【００２３】
次に図４を参照して図３に示す構成の光ピックアップ装置の動作を説明する。
まず、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａからの射出光束は、光軸は傾かずに第１の液晶素子３に入射する。第１の液晶素子３はＤＶＤ用のＬＤチップ１ａが点灯しているときには、図４（ａ）に示すように駆動回路３１により非動作状態（ｏｆｆ）となり入射光の偏光方向を９０°回転させる。また、一軸性結晶１４は図４（ａ）に示すように紙面垂直方向の偏光成分（常光）を素通しするように設定されている。
第２の液晶素子５はＬＤチップ１ａが点灯しているときには、図４（ａ）に示すように駆動回路５１により動作状態（ｏｎ）となり、入射光の偏光方向を回転させることなく素通しする。そして、第２の液晶素子５を通過したＬＤチップ１ａからの光束は、コリメートレンズ２により平行光となり、さらに波長フィルタ６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ７に入射する。
【００２４】
対物レンズ７はＤＶＤ用に設計されており、ＬＤチップ１ａからの光束を集光して、図３の実線で示すＤＶＤ系の厚さ０．６ｍｍの光ディスク８の記録面上に光スポットを形成する。そして、光ディスク８の記録面からの反射光は、コリメートレンズ２により収束光となり、第２の液晶素子５と一軸性結晶１４を素通りして、第１の液晶素子３により再び紙面方向の偏光となる。そして、第１の液晶素子３を通過した反射光は、ホログラム１ｈにより回折して多分割受光素子１ｐ上に到達し、多分割受光素子１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００２５】
次にＣＤ用の光源である波長７８０ｎｍのＬＤチップ１ｂの発光点は、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａの発光点及びコリメートレンズ２の光軸からはある距離だけ離れているので、コリメートレンズ２通過後の光軸は傾いてしまう。そこで、第１の液晶素子３はＣＤ用のＬＤチップ１ｂが点灯しているときには、図４（ｂ）に示すように駆動回路３１により動作状態（ｏｎ）となるようにし、入射光の偏光方向を変えることなく素通しする。一軸性結晶１４は、偏光面が紙面方向である光束（異常光）の光軸をシフトするように設定されているので、一軸性結晶透過後のＣＤ用のＬＤチップ１ｂからの光束の光軸を、ＤＶＤ用のＬＤチップ１ａからの光束の光軸に一致させることができる。
第２の液晶素子５はＬＤチップ１ｂが点灯しているときには、図４（ｂ）に示すように駆動回路５１により非動作状態（ｏｆｆ）となり入射光の直線偏光を円偏光に変換する。そして、第２の液晶素子５を通過したＬＤチップ１ｂからの光束は、コリメートレンズ２により平行光となり、さらに波長フィルタ６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ７に入射する。
【００２６】
対物レンズ７はＤＶＤ用に設計されてはいるが、開口数が小さい時や図示しないホログラム素子などを用いることにより、破線で示すＣＤ系の厚さ１．２ｍｍの光ディスク８’の記録面上に球面収差の補正された光スポットを形成する。
そして、光ディスク８’の記録面からの反射光は、コリメートレンズ２により収束光となり、第２の液晶素子５により紙面垂直方向の偏光に変換されるので、一軸性結晶１４と第１の液晶素子３を素通りして、ＬＤチップ１ａの光束と同様にホログラム１ｈにより回折して多分割受光素子１ｐ上に到達し、多分割受光素子１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００２７】
尚、図３の光ピックアップ装置においては、通常の対物レンズのフォーカス用・トラッキング用のアクチュエータ、ディスク回転機構、シーク機構、信号検出回路などを備えているが、これらの図示は省略する。
【００２８】
次に図３に示す構成の光ピックアップ装置において、通常、２つのＬＤチップ１ａ，１ｂは光源装置１内の同一平面上にダイボンド実装されるが、予めＤＶＤ用のＬＤチップ１ａとＣＤ用のＬＤチップ１ｂの偏光方向が直交するように封入されている場合、あるいは２つのＬＤチップ１ａ，１ｂから射出される光束の偏光方向が元々直交している場合には、第１の液晶素子３及びその駆動回路３１は不要であり、液晶素子の数は１つでよい（請求項５）。従って、この場合には構成を簡易化でき、光ピックアップ装置の小型化を図れる。
【００２９】
（実施例３）
次に参考例として第三の実施例について説明する。
図５は第三の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。図５に示すように、この光ピックアップ装置は、２つの光源装置１０１，１０２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０３、コリメートレンズ１０４、液晶素子１０５、波長フィルタ１０６、対物レンズ１０７等から構成され、２つの光源装置１０１，１０２のうちの１つを選択して駆動することにより、ＤＶＤ系とＣＤ系の両方の規格の光ディスク１０８，１０８’に対して記録・再生できるように構成されている。また、本実施例では、液晶素子１０５はコリメートレンズ１０４と対物レンズ１０７の中間に設置され、２つの光源装置１０１，１０２の選択と同期して液晶素子１０５を駆動または非駆動して、光ディスク１０８（又は１０８’）の記録面からの反射光を常に同一の受光素子１０１ｐ上に導くようにしている。
【００３０】
第１の光源装置１０１のパッケージ内には、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）チップ１０１ａと、信号検出用の多分割受光素子１０１ｐが封入されており、この光源装置１０１の射出面側にはホログラム１０１ｈが設置されている。また、第２の光源装置１０２のパッケージ内には、光源としての半導体レーザ（ＬＤ）チップ１０２ａが封入されている。そして、ＤＶＤ系の光ディスク１０８を記録・再生する時は、波長６５０ｎｍのＬＤチップ１０１ａが選択されて駆動される。また、ＣＤ系の光ディスク１０８’を記録・再生する時は、波長７８０ｎｍのＬＤチップ１０２ａが選択されて駆動される。尚、この選択駆動の関係は、ＤＶＤ用とＣＤ用を入れ替えても構わないが、取りあえず本実施例ではこのように仮定する。
【００３１】
次に図６を参照して図５に示す構成の光ピックアップ装置の動作を説明する。
まず、図５及び図６（ａ）に示すように、ＤＶＤ用のＬＤチップ１０１ａからの射出光束は、その偏光方向が紙面方向なので、偏光ビームスプリッタ１０３を透過してコリメートレンズ１０４により平行光にコリメートされ、液晶素子１０５に入射する。液晶素子１０５は、ＬＤチップ１０１ａの選択に同期して動作状態（ｏｎ）となるため、ＬＤチップ１０１ａからの光束は偏光状態を変えることなく液晶素子１０５を素通りする。
そして、液晶素子１０５を通過したＬＤチップ１０１ａからの光束は、さらに波長フィルタ１０６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ１０７に入射する。
【００３２】
対物レンズ１０７はＤＶＤ用に設計されており、ＬＤチップ１０１ａからの光束を集光して、図５の実線で示すＤＶＤ系の厚さ０．６ｍｍの光ディスク１０８の記録面上に光スポットを形成する。そして、光ディスク１０８の記録面からの反射光は、液晶素子１０５を素通りしてコリメートレンズ１０４により収束光となり、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、ホログラム１０１ｈにより回折して多分割受光素子１０１ｐ上に到達し、多分割受光素子１０１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００３３】
次に図５及び図６（ｂ）に示すように、ＣＤ用の光源である波長７８０ｎｍのＬＤチップ１０２ａからの射出光束は、その偏光方向が紙面垂直方向なので、偏光ビームスプリッタ１０３で反射してコリメートレンズ１０４により平行光にコリメートされ、液晶素子１０５に入射する。液晶素子１０５は、ＬＤチップ１０２ａの選択に同期して非動作状態（ｏｆｆ）となるため、ＬＤチップ１０２ａからの直線偏光の光束は円偏光に変換される。
そして、液晶素子１０５を通過したＬＤチップ１０２ａからの光束は、さらに波長フィルタ１０６により予め設定された開口径に制限されて対物レンズ１０７に入射する。
【００３４】
対物レンズ１０７はＤＶＤ用に設計されてはいるが、開口数が小さい時や図示しないホログラム素子などを用いることにより、破線で示すＣＤ系の厚さ１．２ｍｍの光ディスク１０８’の記録面上に球面収差の補正された光スポットを形成する。そして、光ディスク１０８の記録面からの反射光は、液晶素子１０５により紙面方向の直線偏光に変換されるので、コリメートレンズ１０４により収束光となり、偏光ビームスプリッタ１０３を透過し、ホログラム１０１ｈにより回折して多分割受光素子１０１ｐ上に到達し、多分割受光素子１０１ｐにより検出されて、図示しない信号検出回路により、情報信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等の各種信号を発生する。
【００３５】
尚、図５の光ピックアップ装置においては、通常の対物レンズのフォーカス用・トラッキング用のアクチュエータ、ディスク回転機構、シーク機構、信号検出回路などを備えているが、これらの図示は省略する。
【００３６】
（実施例４）
次に参考例として第四の実施例について説明する。
図７は第四の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。図７に示すように、この光ピックアップ装置は、２つの光源装置１０１，１０２、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０３、コリメートレンズ１０４、液晶素子１０５、波長フィルタ１０６、対物レンズ１０７等から構成され、２つの光源装置１０１，１０２のうちの１つを選択して駆動することにより、ＤＶＤ系とＣＤ系の両方の規格の光ディスク１０８，１０８’に対して記録・再生できるように構成されている。また、本実施例では、液晶素子１０５は偏光ビームスプリッタ１０３とコリメートレンズ１０４の中間に設置され、２つの光源装置１０１，１０２の選択と同期して液晶素子１０５を駆動または非駆動して、光ディスク１０８（又は１０８’）の記録面からの反射光を常に同一の受光素子１０１ｐ上に導くようにしている。
尚、その他の構成や動作は図５、図６に示した第三の実施例と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明では、互いに近接して配置され、射出光束の偏光方向が同一方向の２つの光源１ａ，１ｂのうちの１つを選択し、その選択された光源１ａ（又は１ｂ）からの射出光束をコリメートレンズ２により集光した後、対物レンズ７により記録媒体８（又は８’）の記録面に集光して光スポットを形成させる光ピックアップ装置において、上記コリメートレンズ２と上記対物レンズ７の中間に２つの液晶素子３，５と複屈折素子４とを設置し、上記光源１ａ，１ｂの選択と同期して上記２つの液晶素子３，５のそれぞれを駆動または非駆動して、上記２つの光源１ａ，１ｂからの光束の光軸の傾きを一致させて上記対物レンズ７に入射させ、かつ上記記録媒体８（又は８’）の記録面からの反射光を常に同一の受光素子１ｐ上に導くようにしたことにより（図１、図２）、
▲１▼２つの光源（半導体レーザチップ）や受光素子を１パッケージに封入した際に、パッケージ内部にはプリズムや反射ミラーを設ける必要がないので、光源ユニットが小型化し、環境安定性に優れる、
▲２▼対物レンズに入射する光軸を揃え、光軸の傾きをなくすことができるので、記録媒体の記録面上にコマ収差のない良好な光スポットを形成でき、記録再生性能に優れる、
▲３▼２つの光源の光軸が一致して検出系に入射するので、共通の受光素子を用いてオフセットのないフォーカス信号や、トラック信号を得ることができる、
▲４▼液晶素子や複屈折素子は平行光路中に配置されているので収差を発生せず、反射光量損が少ない、
などの効果が得られる。
【００３８】
請求項２に係る発明では、請求項１の構成の光ピックアップ装置において、２つの光源からの射出光束の偏光方向が互いに直角である場合には、液晶素子の数は１つであることを特徴としているので、請求項１の構成よりも液晶素子及びその駆動回路の数を少なくでき、光ピックアップ装置を簡易な構成とすることができ、光学系全体を小型化することができる。
また、請求項３に係る発明では、請求項１の構成の光ピックアップ装置において、複屈折素子がコリメートレンズの後側焦点付近に配置されることにより、２つの光源の光軸が傾かず、かつ光軸方向にずれることなく対物レンズに入射することを特徴としているので、対物レンズに入射する光軸の傾きと光軸直交方向のずれをなくすことができるので、請求項１の構成よりもさらに記録媒体の記録面上にコマ収差のない良好な光スポットを形成することができ、記録再生性能を向上することができる。
【００３９】
請求項４に係る発明では、互いに近接して配置され、射出光束の偏光方向が同一方向の２つの光源１ａ，１ｂのうちの１つを選択し、その選択された光源１ａ（又は１ｂ）からの射出光束をコリメートレンズ２により集光した後、対物レンズ７により記録媒体８（又は８’）の記録面に集光して光スポットを形成させる光ピックアップ装置において、上記光源１ａ，１ｂと上記コリメートレンズ２の中間に２つの液晶素子３，５と一軸性結晶１４とを設置し、上記光源１ａ，１ｂの選択と同期して上記２つの液晶素子３，５のそれぞれを駆動または非駆動して、上記２つの光源１ａ，１ｂからの光束の光軸が傾かず、かつ光軸直交方向にずれることなく上記コリメートレンズ２及び上記対物レンズ７に入射させ、かつ上記記録媒体８（又は８’）の記録面からの反射光を常に同一の受光素子１ｐ上に導くようにしたことにより（図３、図４）、請求項１と同様の効果に加えて、
▲１▼コリメートレンズに入射する光軸も揃えることができるので、請求項１の構成よりもさらに記録媒体の記録面上にコマ収差のない良好な光スポットを形成することができ、記録再生性能の更なる向上を図ることができる、
▲２▼液晶素子や一軸性結晶は、発散光路中に配置されているので小型化できる、などの効果が得られる。
【００４０】
請求項５に係る発明では、請求項４の構成の光ピックアップ装置において、２つの光源からの射出光束の偏光方向が互いに直角である場合には、液晶素子の数は１つであることを特徴としているので、請求項４の構成よりも液晶素子及びその駆動回路の数を少なくでき、光ピックアップ装置を簡易な構成とすることができ、光学系全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す光ピックアップ装置の動作の説明図である。
【図３】本発明の第二の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図４】図３に示す光ピックアップ装置の動作の説明図である。
【図５】本発明の第三の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。
【図６】図５に示す光ピックアップ装置の動作の説明図である。
【図７】本発明の第四の実施例を示す光ピックアップ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，１０１，１０２：光源装置
１ａ，１０１ａ：ＤＶＤ用の半導体レーザ（ＬＤ）チップ
１ｂ，１０２ａ：ＣＤ用の半導体レーザ（ＬＤ）チップ
１ｈ，１０１ｈ：ホログラム
１ｐ，１０１ｐ：多分割受光素子
２，１０４：コリメートレンズ
３，５，１０５：液晶素子
４：複屈折素子（複屈折プリズム）
６，１０６：波長フィルタ
７，１０７：対物レンズ
８，１０８：ＤＶＤ系の光ディスク（記録媒体）
８’，１０８’：ＣＤ系の光ディスク（記録媒体）
１４：一軸性結晶
３１，５１，１５１：駆動回路
１０３：偏光ビームスプリッタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device in an optical disk drive apparatus for recording / reproducing a plurality of standard optical disks (recording media) having different wavelengths to be used, such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), and an S-DVD.
[0002]
[Prior art]
There are two types of optical disc standards for recording media: conventional CD-type optical discs such as CD, CD-R, and CD-RW, and DVD-type optical discs that achieve high density such as DVD and S-DVD. The wavelength of the semiconductor laser (LD) light source used for reproduction is, for example, 780 nm for the CD system and 650 nm for the DVD system.
Accordingly, two types of light sources having different wavelengths are required to record and reproduce each of the CD-type and DVD-type optical discs with a single optical disc drive apparatus. In recent years, it has been observed that these two types of light sources are sealed in one package to reduce the size of an optical pickup or the like (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-120568, 10-334494, and 10-97731 etc.).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-120568 discloses a recording / reproducing apparatus for recording / reproducing data on the first and second optical recording medium surfaces having different wavelengths of laser beams necessary for recording / reproducing data. A laser module to be used is described, and this laser module is obtained by integrating two semiconductor lasers (LD), a light receiving element, a hologram element and the like. The light beams from the two LDs are reflected and synthesized by a prism or mirror.
However, since the prisms and mirrors enclosed in the package of the laser module are small, the processing accuracy is poor. On the other hand, since they are large compared to the LD chip, the capacity of the package becomes large, and environmental fluctuations such as temperature fluctuations and vibrations occur. Has the disadvantage of becoming weaker.
Further, when reflected by a mirror, the optical axes of the two LDs do not completely coincide. As a result, a tilted light beam enters the objective lens, and there is a drawback that coma aberration occurs in the light spot on the surface of the optical recording medium and the signal deteriorates.
[0004]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-334494 describes an optical pickup capable of recording and reproducing optical discs having different standards such as the thickness and recording density of a disc substrate. The light beams from the two LDs are matched.
However, the synthesis using this composite prism has a drawback that the configuration of the composite prism is complicated and large because various optical elements such as holograms and wavelength separation films are formed in the prism.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-97731 describes an optical pickup device capable of performing recording / reproducing or erasing with a high recording density with a single device while being compatible with different substrate thicknesses. In this optical pickup device, the optical axes of two light sources are aligned by a liquid crystal element equivalent to a λ / 2 plate and a polarizing beam splitter.
However, this configuration has the disadvantage that the number of parts increases, the apparatus becomes larger, and the cost increases.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to solve the above-described drawbacks of the prior art, and to achieve a compact and high performance capable of recording and reproducing optical discs (recording media) of both CD and DVD standards. An optical pickup device for an optical disc drive apparatus is realized.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a means for achieving the above object, in the invention according to claim 1, one of the two light sources arranged close to each other and having the same polarization direction of the emitted light beam is selected and the selected light source is selected. In an optical pickup device for condensing a light beam emitted from a light source by a collimator lens and then condensing the light beam on a recording surface of a recording medium by an objective lens to form a light spot, two liquid crystals are provided between the collimator lens and the objective lens. An element and a birefringence element are installed, and each of the two liquid crystal elements is driven or not driven in synchronization with the selection of the light source, and the inclinations of the optical axes of the light beams from the two light sources are made to coincide with each other. It is characterized in that it is incident on the objective lens and the reflected light from the recording surface of the recording medium is always guided onto the same light receiving element.
In the invention according to claim 2, in the optical pickup device having the structure according to claim 1, when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other, the number of liquid crystal elements is one. It is characterized by.
Further, in the invention according to claim 3, in the optical pickup device having the structure according to claim 1, the birefringent element is disposed in the vicinity of the rear focal point of the collimating lens, so that the optical axes of the two light sources are not inclined and the light It is characterized by being incident on the objective lens without being displaced in the axial direction.
[0008]
In the invention according to claim 4, one of the two light sources arranged close to each other and having the same polarization direction of the emitted light beam is selected, and the emitted light beam from the selected light source is collected by the collimator lens. In an optical pickup device that forms a light spot by condensing on the recording surface of the recording medium by the objective lens after the light, two liquid crystal elements and a uniaxial crystal are installed between the light source and the collimating lens, Each of the two liquid crystal elements is driven or not driven in synchronization with the selection of the light source, and the collimating lens and the optical axis of the light flux from the two light sources are not tilted and are not shifted in the direction perpendicular to the optical axis. It is characterized in that it is incident on the objective lens and the reflected light from the recording surface of the recording medium is always guided onto the same light receiving element.
In the invention according to claim 5, in the optical pickup device having the structure according to claim 4, when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other, the number of liquid crystal elements is one. It is characterized by.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the configuration, operation and action of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
[0012]
Example 1
First, a first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a first embodiment of the present invention. This optical pickup device includes a light source device 1 having two light sources, a multi-segment light receiving element 1p, a hologram 1h, a collimating lens 2, two liquid crystal elements 3 and 5, a birefringent element 4, a wavelength filter 6, an objective lens 7, Two liquid crystal element drive circuits 31, 51, etc. are provided. By selecting and driving one of the two light sources of the light source device 1, optical discs of both DVD and CD standards (recording) (Medium) 8, 8 'can be recorded / reproduced (claim 1).
[0013]
In the package of the light source device 1, two semiconductor laser (LD) chips 1a and 1b having different wavelengths are encapsulated as light sources, and a multi-divided light receiving element 1p for signal detection is also encapsulated in the package. Has been. Further, a hologram 1 h is installed on the light exit surface side of the light source device 1. When recording / reproducing the DVD optical disk 8, the LD chip 1a having a wavelength of 650 nm is selected and driven. Further, when recording / reproducing the CD optical disk 8 ', the LD chip 1b having a wavelength of 780 nm is selected and driven.
Here, in the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 1, the polarization directions of the light beams emitted from the two LD chips 1a and 1b are the same, and both the polarization directions are the same as those in FIG. The optical axis of the collimating lens 2 coincides with the optical axis of the LD chip 1a for DVD, and the two liquid crystal elements 3 and 5 are birefringent on the optical axis between the collimating lens 2 and the objective lens 7. The element 4 is installed.
[0014]
Next, the operation of the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG.
First, the light beam emitted from the LD chip 1a for DVD is converted into parallel light by the collimator lens 2 and enters the first liquid crystal element 3 without tilting the optical axis. When the DVD LD chip 1a is lit, the first liquid crystal element 3 is turned off by the drive circuit 31 as shown in FIG. 2A and rotates the polarization direction of incident light by 90 °. . The birefringent element 4 is a birefringent prism such as a lotion prism, for example, and allows a polarized component (ordinary light) in the direction perpendicular to the paper surface to pass through as shown in FIG.
When the LD chip 1a is lit, the second liquid crystal element 5 is turned on by the drive circuit 51 as shown in FIG. 2A and passes through without rotating the polarization direction of incident light. Then, the light beam from the LD chip 1 a that has passed through the second liquid crystal element 5 is further limited to an aperture diameter set in advance by the wavelength filter 6 and enters the objective lens 7.
[0015]
The objective lens 7 is designed for DVD, and collects the light beam from the LD chip 1a to form a light spot on the recording surface of the DVD-type optical disk 8 having a thickness of 0.6 mm shown by the solid line in FIG. To do. Then, the reflected light from the recording surface of the optical disk 8 passes through the second liquid crystal element 5 and the birefringent prism 4 and becomes polarized again in the paper direction by the first liquid crystal element 3. The reflected light that has passed through the first liquid crystal element 3 is then transmitted through the collimating lens 2, diffracted by the hologram 1h, reaches the multi-divided light receiving element 1p, is detected by the multi-divided light receiving element 1p, Various signals such as an information signal, a focus error signal, and a track error signal are generated by a signal detection circuit (not shown).
[0016]
Next, the light emission point of the LD chip 1b having a wavelength of 780 nm, which is a light source for CD, is separated from the light emission point of the LD chip 1a for DVD and the optical axis of the collimator lens 2 by a certain distance. The optical axis is tilted. Therefore, when the LD chip 1b for CD is lit, the first liquid crystal element 3 is turned on by the drive circuit 31 as shown in FIG. 2B, and the polarization direction of the incident light Pass through without changing. The birefringent prism 4 acts so as to change the inclination of the optical axis of a light beam (abnormal light) whose polarization plane is in the direction of the paper surface. The birefringent prism 4 is a normal light depending on the material to be bonded and the optical axis of the crystal. Therefore, the optical axis direction of the light beam from the LD chip 1b after passing through the birefringent prism 4 can be matched with the optical axis direction of the light beam from the LD chip 1a.
When the LD chip 1b is lit, the second liquid crystal element 5 is turned off by the drive circuit 51 as shown in FIG. 2B, and converts the linearly polarized light of the incident light into circularly polarized light. Then, the light beam from the LD chip 1 b that has passed through the second liquid crystal element 5 is limited to an aperture diameter set in advance by the wavelength filter 6 and enters the objective lens 7.
[0017]
Although the objective lens 7 is designed for a DVD, when the numerical aperture is small or a hologram element (not shown) is used, the objective lens 7 is formed on the recording surface of a CD-type optical disk 8 'having a thickness of 1.2 mm indicated by a broken line. A light spot with a corrected spherical aberration is formed.
Then, the reflected light from the recording surface of the optical disc 8 ′ is converted into polarized light in the direction perpendicular to the paper surface by the second liquid crystal element 5, so that it passes through the birefringent prism 4 and the first liquid crystal element 3 and passes through the LD chip. Similar to the light beam 1a, it is diffracted by the hologram 1h, reaches the multi-divided light receiving element 1p, is detected by the multi-divided light receiving element 1p, and an information signal, focus error signal, track error signal, etc. are detected by a signal detection circuit (not shown). Various signals are generated.
[0018]
The optical pickup apparatus of FIG. 1 includes a normal objective lens focusing / tracking actuator, a disk rotation mechanism, a seek mechanism, a signal detection circuit, and the like, which are not shown.
[0019]
Next, in the optical pickup apparatus having the configuration shown in FIG. 1, normally, the two LD chips 1a and 1b are die-bonded on the same plane in the light source device 1. However, the LD chip 1a for DVD and the LD for CD are preliminarily provided. When the chip 1b is sealed so that the polarization directions thereof are orthogonal to each other, or when the polarization directions of the light beams emitted from the two LD chips 1a and 1b are originally orthogonal, the first liquid crystal element 3 and its The drive circuit 31 is not necessary, and the number of liquid crystal elements may be one. Therefore, in this case, the configuration can be simplified and the optical pickup device can be downsized.
[0020]
Further, in the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 1, the birefringent element 4 is arranged near the rear focal point of the collimating lens 2, so that the two LD chips 1a and 1b are connected as shown in FIG. The light beam can be incident on the objective lens 7 without being inclined and without being shifted in the optical axis direction. Accordingly, in this case, since the inclination of the optical axis incident on the objective lens 7 and the deviation in the optical axis direction can be eliminated, a good light spot without coma aberration can be formed on the recording surface of the optical disk, Recording / reproducing performance can be improved.
[0021]
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a second embodiment of the present invention. This optical pickup device includes a light source device 1 having two light sources, a multi-segment light receiving element 1p, a hologram 1h, two liquid crystal elements 3 and 5, a uniaxial crystal 14, a collimator lens 2, a wavelength filter 6, an objective lens 7, Two liquid crystal element drive circuits 31, 51, etc. are provided. By selecting and driving one of the two light sources of the light source device 1, an optical disc 8 of both DVD and CD standards is provided. 8 'can be recorded / reproduced (claim 4).
[0022]
In the package of the light source device 1, two semiconductor laser (LD) chips 1a and 1b having different wavelengths are encapsulated as light sources, and a multi-divided light receiving element 1p for signal detection is also encapsulated in the package. Has been. Further, a hologram 1 h is installed on the light exit surface side of the light source device 1. When recording / reproducing the DVD optical disk 8, the LD chip 1a having a wavelength of 650 nm is selected and driven. Further, when recording / reproducing the CD optical disk 8 ', the LD chip 1b having a wavelength of 780 nm is selected and driven.
Here, in the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 3, the polarization directions of the emitted light beams of the two LD chips 1a and 1b are the same, and both the polarization directions are the paper surface direction of FIG. Further, the optical axis of the collimating lens 2 coincides with the optical axis of the LD chip 1a for DVD, and the two liquid crystal elements 3 and 5 are uniaxial on the optical axis between the light source device 1 and the collimating lens 2. Crystals 14 are arranged.
Since the uniaxial crystal 14 can be designed with a shift amount between ordinary light and extraordinary light by setting the material, thickness, and optical axis of the crystal, the optical axis of the light beam from the LD chip 1b for CD after passing through the uniaxial crystal is changed to DVD. It can be made to coincide with the optical axis of the light beam from the LD chip 1a for use.
[0023]
Next, the operation of the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG.
First, the light beam emitted from the LD chip 1a for DVD enters the first liquid crystal element 3 without tilting the optical axis. When the LD chip 1a for DVD is lit, the first liquid crystal element 3 is turned off by the drive circuit 31 as shown in FIG. 4A and rotates the polarization direction of incident light by 90 °. . Further, the uniaxial crystal 14 is set so as to pass through a polarized light component (ordinary light) in a direction perpendicular to the paper surface as shown in FIG.
When the LD chip 1a is lit, the second liquid crystal element 5 is turned on by the drive circuit 51 as shown in FIG. 4A and passes through without rotating the polarization direction of incident light. Then, the light beam from the LD chip 1 a that has passed through the second liquid crystal element 5 becomes parallel light by the collimator lens 2, and is incident on the objective lens 7 after being limited to a preset aperture diameter by the wavelength filter 6.
[0024]
The objective lens 7 is designed for DVD, and collects the light beam from the LD chip 1a to form a light spot on the recording surface of the DVD-type optical disk 8 having a thickness of 0.6 mm shown by the solid line in FIG. To do. Then, the reflected light from the recording surface of the optical disk 8 becomes convergent light by the collimator lens 2, passes through the second liquid crystal element 5 and the uniaxial crystal 14, and is again polarized in the paper plane direction by the first liquid crystal element 3. Become. Then, the reflected light that has passed through the first liquid crystal element 3 is diffracted by the hologram 1h, reaches the multi-divided light receiving element 1p, is detected by the multi-divided light receiving element 1p, and is signaled by a signal detection circuit (not shown). Various signals such as a focus error signal and a track error signal are generated.
[0025]
Next, the light emission point of the LD chip 1b having a wavelength of 780 nm, which is a light source for CD, is separated from the light emission point of the LD chip 1a for DVD and the optical axis of the collimator lens 2 by a certain distance. The optical axis is tilted. Therefore, when the LD chip 1b for CD is lit, the first liquid crystal element 3 is turned on by the drive circuit 31 as shown in FIG. 4B, and the polarization direction of the incident light Pass through without changing. Since the uniaxial crystal 14 is set so as to shift the optical axis of a light beam (abnormal light) whose polarization plane is the paper surface direction, the optical axis of the light beam from the CD LD chip 1b after transmission through the uniaxial crystal. Can be made to coincide with the optical axis of the light beam from the LD chip 1a for DVD.
When the LD chip 1b is lit, the second liquid crystal element 5 is inactivated (off) by the drive circuit 51 as shown in FIG. 4B, and converts the linearly polarized light of the incident light into circularly polarized light. Then, the light beam from the LD chip 1 b that has passed through the second liquid crystal element 5 becomes parallel light by the collimator lens 2, and is incident on the objective lens 7 after being limited to a preset aperture diameter by the wavelength filter 6.
[0026]
Although the objective lens 7 is designed for a DVD, when the numerical aperture is small or a hologram element (not shown) is used, the objective lens 7 is formed on the recording surface of a CD-type optical disk 8 'having a thickness of 1.2 mm indicated by a broken line. A light spot with a corrected spherical aberration is formed.
The reflected light from the recording surface of the optical disk 8 ′ becomes convergent light by the collimator lens 2 and is converted into polarized light in the direction perpendicular to the paper surface by the second liquid crystal element 5, so that the uniaxial crystal 14 and the first liquid crystal element 3 is diffracted by the hologram 1h in the same manner as the light flux of the LD chip 1a, reaches the multi-divided light receiving element 1p, is detected by the multi-divided light receiving element 1p, and an information signal, Various signals such as a focus error signal and a track error signal are generated.
[0027]
The optical pickup device shown in FIG. 3 includes a normal objective lens focusing / tracking actuator, disk rotation mechanism, seek mechanism, signal detection circuit, and the like, which are not shown.
[0028]
Next, in the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 3, the two LD chips 1a and 1b are usually die-bonded on the same plane in the light source device 1, but the LD chip 1a for DVD and the LD for CD are preliminarily mounted. When the chip 1b is sealed so that the polarization directions thereof are orthogonal to each other, or when the polarization directions of the light beams emitted from the two LD chips 1a and 1b are originally orthogonal, the first liquid crystal element 3 and its The drive circuit 31 is not necessary, and the number of liquid crystal elements may be one. Therefore, in this case, the configuration can be simplified and the optical pickup device can be downsized.
[0029]
  (Example 3)
  nextAs a reference exampleA third embodiment will be described.
  FIG.Is the firstIt is a schematic block diagram of the optical pick-up apparatus which shows a 3rd Example. As shown in FIG. 5, the optical pickup device includes two light source devices 101 and 102, a polarization beam splitter (PBS) 103, a collimator lens 104, a liquid crystal element 105, a wavelength filter 106, an objective lens 107, and the like. By selecting and driving one of the two light source devices 101 and 102, the optical discs 108 and 108 'of both DVD and CD standards can be recorded / reproduced. In the present embodiment, the liquid crystal element 105 is installed between the collimator lens 104 and the objective lens 107, and the liquid crystal element 105 is driven or not driven in synchronization with the selection of the two light source devices 101 and 102, so that the optical disk 108 is driven. The reflected light from the recording surface (or 108 ') is always guided onto the same light receiving element 101p.The
[0030]
In the package of the first light source device 101, a semiconductor laser (LD) chip 101a as a light source and a multi-divided light receiving element 101p for signal detection are encapsulated. 101h is installed. Further, a semiconductor laser (LD) chip 102 a as a light source is enclosed in the package of the second light source device 102. When recording / reproducing the DVD optical disk 108, the LD chip 101a having a wavelength of 650 nm is selected and driven. Further, when recording / reproducing the CD optical disk 108 ', the LD chip 102a having a wavelength of 780 nm is selected and driven. The selection drive relationship may be interchanged between the DVD and the CD, but this is assumed in this embodiment for the time being.
[0031]
Next, the operation of the optical pickup device having the configuration shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIGS. 5 and 6A, the light beam emitted from the LD chip 101a for DVD is transmitted through the polarization beam splitter 103 and converted into parallel light by the collimator lens 104 because the polarization direction is the paper surface direction. The light is collimated and enters the liquid crystal element 105. Since the liquid crystal element 105 is activated (on) in synchronization with the selection of the LD chip 101a, the light flux from the LD chip 101a passes through the liquid crystal element 105 without changing the polarization state.
Then, the light beam from the LD chip 101 a that has passed through the liquid crystal element 105 is further limited to a preset aperture diameter by the wavelength filter 106 and enters the objective lens 107.
[0032]
The objective lens 107 is designed for a DVD, and collects a light beam from the LD chip 101a to form a light spot on the recording surface of a DVD-based optical disk 108 having a thickness of 0.6 mm as shown by a solid line in FIG. To do. Then, the reflected light from the recording surface of the optical disk 108 passes through the liquid crystal element 105 and becomes convergent light by the collimating lens 104, passes through the polarization beam splitter 103, diffracts by the hologram 101h, and reaches the multi-divided light receiving element 101p. Then, it is detected by the multi-divided light receiving element 101p, and various signals such as an information signal, a focus error signal, and a track error signal are generated by a signal detection circuit (not shown).
[0033]
Next, as shown in FIGS. 5 and 6B, the light beam emitted from the LD chip 102a having a wavelength of 780 nm, which is a light source for CD, is reflected by the polarization beam splitter 103 because the polarization direction thereof is perpendicular to the paper surface. The collimated lens 104 collimates the parallel light and enters the liquid crystal element 105. Since the liquid crystal element 105 is in an inoperative state (off) in synchronization with the selection of the LD chip 102a, the linearly polarized light beam from the LD chip 102a is converted into circularly polarized light.
Then, the light beam from the LD chip 102 a that has passed through the liquid crystal element 105 is further limited to a preset aperture diameter by the wavelength filter 106 and enters the objective lens 107.
[0034]
Although the objective lens 107 is designed for a DVD, when the numerical aperture is small or by using a hologram element (not shown) or the like, the objective lens 107 is formed on the recording surface of a 1.2-mm-thick optical disk 108 'shown by a broken line. A light spot with a corrected spherical aberration is formed. The reflected light from the recording surface of the optical disk 108 is converted into linearly polarized light in the paper direction by the liquid crystal element 105, so that it becomes convergent light by the collimating lens 104, passes through the polarizing beam splitter 103, and is diffracted by the hologram 101h. The signal reaches the multi-divided light receiving element 101p, is detected by the multi-divided light receiving element 101p, and generates various signals such as an information signal, a focus error signal, and a track error signal by a signal detection circuit (not shown).
[0035]
The optical pickup device shown in FIG. 5 includes a normal objective lens focusing / tracking actuator, a disk rotation mechanism, a seek mechanism, a signal detection circuit, and the like, which are not shown.
[0036]
  Example 4
  nextAs a reference exampleA fourth embodiment will be described.
  FIG.Is the firstIt is a schematic block diagram of the optical pick-up apparatus which shows the 4th Example. As shown in FIG. 7, this optical pickup device includes two light source devices 101 and 102, a polarizing beam splitter (PBS) 103, a collimating lens 104, a liquid crystal element 105, a wavelength filter 106, an objective lens 107, and the like. By selecting and driving one of the two light source devices 101 and 102, the optical discs 108 and 108 'of both DVD and CD standards can be recorded / reproduced. In the present embodiment, the liquid crystal element 105 is installed between the polarization beam splitter 103 and the collimating lens 104, and the liquid crystal element 105 is driven or not driven in synchronization with the selection of the two light source devices 101 and 102, so The reflected light from the recording surface 108 (or 108 ') is always guided onto the same light receiving element 101p.The
  Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment shown in FIGS.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to claim 1, one of the two light sources 1 a and 1 b arranged in the vicinity of each other and having the same polarization direction of the emitted light beam is selected, and the selected light source is selected. In the optical pickup device in which the emitted light beam from 1a (or 1b) is condensed by the collimator lens 2 and then condensed on the recording surface of the recording medium 8 (or 8 ′) by the objective lens 7 to form a light spot. Two liquid crystal elements 3 and 5 and a birefringent element 4 are installed between the collimating lens 2 and the objective lens 7, and the two liquid crystal elements 3 and 5 are respectively synchronized with selection of the light sources 1a and 1b. Driven or not driven, the optical axes of the light beams from the two light sources 1a and 1b are made to coincide with each other and enter the objective lens 7 and reflected from the recording surface of the recording medium 8 (or 8 '). Always the same light By that is guided onto the light receiving element 1p (1, 2),
(1) When two light sources (semiconductor laser chips) and light receiving elements are enclosed in one package, there is no need to provide a prism or a reflecting mirror inside the package, so the light source unit is downsized and has excellent environmental stability.
(2) Since the optical axis incident on the objective lens is aligned and the inclination of the optical axis can be eliminated, a good light spot without coma aberration can be formed on the recording surface of the recording medium, and the recording / reproducing performance is excellent.
(3) Since the optical axes of the two light sources coincide with each other and enter the detection system, it is possible to obtain a focus signal and a track signal without offset using a common light receiving element.
(4) Since the liquid crystal element and the birefringent element are arranged in the parallel optical path, no aberration occurs and the reflected light loss is small.
Effects such as can be obtained.
[0038]
According to a second aspect of the present invention, in the optical pickup device having the configuration of the first aspect, when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other, the number of liquid crystal elements is one. Therefore, the number of liquid crystal elements and their drive circuits can be reduced as compared with the configuration of claim 1, the optical pickup device can be simplified, and the entire optical system can be miniaturized.
Further, in the invention according to claim 3, in the optical pickup device having the structure according to claim 1, the birefringent element is disposed in the vicinity of the rear focal point of the collimator lens, so that the optical axes of the two light sources are not inclined, and Since the light is incident on the objective lens without being shifted in the optical axis direction, the inclination of the optical axis incident on the objective lens and the shift in the direction perpendicular to the optical axis can be eliminated. A good light spot without coma aberration can be formed on the recording surface of the recording medium, and the recording / reproducing performance can be improved.
[0039]
In the invention according to claim 4, one of the two light sources 1 a and 1 b that are arranged close to each other and have the same polarization direction of the emitted light beam is selected, and the selected light source 1 a (or 1 b) is selected. In the optical pickup device in which the emitted light beam is condensed by the collimator lens 2 and then condensed on the recording surface of the recording medium 8 (or 8 ′) by the objective lens 7 to form a light spot, the light sources 1a, 1b and Two liquid crystal elements 3 and 5 and a uniaxial crystal 14 are installed in the middle of the collimating lens 2, and each of the two liquid crystal elements 3 and 5 is driven or not driven in synchronization with the selection of the light sources 1a and 1b. Thus, the optical axes of the light beams from the two light sources 1a and 1b are incident on the collimating lens 2 and the objective lens 7 without being inclined and shifted in the direction orthogonal to the optical axis, and the recording medium 8 (or 8 ) By the reflected light from the recording surface at all times so as to guide the same light receiving element on 1p (Figure 3, Figure 4), in addition to the same effect as claim 1,
(1) Since the optical axis incident on the collimating lens can be aligned, a better light spot without coma aberration can be formed on the recording surface of the recording medium than in the structure of claim 1, and recording / reproducing performance can be achieved. Can be further improved,
{Circle around (2)} Since the liquid crystal element and the uniaxial crystal are arranged in the diverging light path, an effect such as reduction in size can be obtained.
[0040]
In the invention according to claim 5, in the optical pickup device having the structure according to claim 4, when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other, the number of liquid crystal elements is one. Therefore, the number of liquid crystal elements and their drive circuits can be reduced as compared with the configuration of claim 4, the optical pickup device can be simplified, and the entire optical system can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the operation of the optical pickup device shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a second embodiment of the present invention.
4 is an explanatory diagram of the operation of the optical pickup device shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a third embodiment of the present invention.
6 is an explanatory diagram of the operation of the optical pickup device shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device showing a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 101, 102: Light source device
1a, 101a: Semiconductor laser (LD) chip for DVD
1b, 102a: Semiconductor laser (LD) chip for CD
1h, 101h: Hologram
1p, 101p: Multi-segment light receiving element
2,104: Collimating lens
3, 5, 105: Liquid crystal element
4: Birefringent element (birefringent prism)
6,106: Wavelength filter
7, 107: Objective lens
8, 108: DVD optical disk (recording medium)
8 ', 108': CD optical disk (recording medium)
14: Uniaxial crystal
31, 51, 151: drive circuit
103: Polarizing beam splitter

Claims

Select one of the two light sources that are arranged close to each other and have the same polarization direction of the emitted light beam, collect the emitted light beam from the selected light source with a collimator lens, and then record it with the objective lens In the optical pickup device that forms a light spot by condensing on the recording surface of the medium,
Two liquid crystal elements and a birefringent element are installed between the collimating lens and the objective lens, and each of the two liquid crystal elements is driven or not driven in synchronization with the selection of the light source. An optical pickup device characterized in that the inclination of the optical axis of the light beam from the light beam is made incident on the objective lens and the reflected light from the recording surface of the recording medium is always guided onto the same light receiving element .

2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the number of liquid crystal elements is one when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other.

2. The optical pickup device according to claim 1, wherein the birefringent element is disposed in the vicinity of the rear focal point of the collimating lens, so that the optical axes of the two light sources are not inclined and are incident on the objective lens without being shifted in the optical axis direction. An optical pickup device.

Select one of the two light sources that are arranged close to each other and have the same polarization direction of the emitted light beam, collect the emitted light beam from the selected light source with a collimator lens, and then record it with the objective lens In the optical pickup device that forms a light spot by condensing on the recording surface of the medium,
Two liquid crystal elements and a uniaxial crystal are installed between the light source and the collimating lens, and each of the two liquid crystal elements is driven or not driven in synchronization with the selection of the light source. So that the optical axis of the luminous flux is incident on the collimating lens and the objective lens without being tilted and shifted in the direction orthogonal to the optical axis, and the reflected light from the recording surface of the recording medium is always guided onto the same light receiving element. An optical pickup device characterized by that.

5. The optical pickup device according to claim 4, wherein the number of liquid crystal elements is one when the polarization directions of the light beams emitted from the two light sources are perpendicular to each other.