JP2007073114A - 対物レンズユニット及びその製造方法、並びに光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】互換用途で使用される光ピックアップ装置用の対物レンズユニットであって、小型で高精度の結像を可能にし、簡単で低コストの反射防止を実現する対物レンズユニットを提供すること。
【解決手段】仕様が異なる第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とを隣接配置した複合対物レンズ２０を用いているので、第１及び第２レンズ部２１，２２のいずれかを光路上の動作配置することによって、ＢＤ用とＤＶＤ用の情報記録面において規格に適合するスポットを形成することができる。また、第１レンズ部２１の光学面２１ａ，２１ｂと第２レンズ部２２の光学面２２ａ，２２ｂとに、第１波長λ１のレーザ光と第２波長λ２のレーザ光とに適合する共通の反射防止コート５３が設けられているので、第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とに一括して反射防止コート５３を形成することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光ピックアップ用の対物系として好適な対物レンズユニットやその製造方法に関し、さらに、かかる対物レンズユニットを備えた光ピックアップ装置に関する。

これまで、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）等の光情報記録媒体に対して情報の再生・記録を行うための各種光ピックアップ装置が開発・製造され、一般に普及している。なお、「情報の再生・記録」とは、情報についての再生及び／又は記録を意味する。かかる光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズとして、複数のレンズ素子をホルダにはめ込んで固定した複合対物レンズが存在し、異種記録媒体に対して容易に情報の再生・記録を行うことができるようになっている（特許文献１参照）。また、同様の対物レンズとして、複数のレンズ素子を合体して一体成形した複合対物レンズも存在し、この場合、複合対物レンズが一体成形によって小型化され組立工程も簡単なものとなる（特許文献２〜５参照）。また、焦点距離の異なる２つのマイクロレンズを相対的に低屈折率のガラス基板に埋め込むように形成した対物レンズも存在する（特許文献６参照）。
特開２００１−６７７００号公報 特開平９−１１５１７０号公報 特開平９−３０６０１２号公報 特開平１０−２７５３５６号公報 特開平９−６３０８３号公報 特開２０００−９０４７２号公報

しかし、複数のレンズ素子をホルダにはめ込んで固定した複合対物レンズでは、対物レンズが大型化し組立工程も複雑化し易く、特に複数のレンズ素子間の調心が容易でなくなる。

一方、複数のレンズ素子を合体して一体成形した複合対物レンズの場合、対物レンズを比較的小型化し易く組立工程も簡単で低コストにできるが、近接配置される各レンズ素子の光学面にそれぞれの使用波長に適合した個別の反射防止膜を形成することが容易でない。現実的には、一方のレンズ素子をマスクで保護しつつ他方のレンズ素子の光学面に多層膜を形成し、上記他方のレンズ素子をマスクで保護しつつ上記一方のレンズ素子の光学面に多層膜を形成するといった製造方法が用いられる。ここで、遮蔽が確実なマスクの場合、マスクの付け替えが容易でなくなり、付け替えが容易なマスクの場合、一方のレンズ素子の成膜に際して不要な成分が他方のレンズ素子に付着する可能性が高まる。

また、２つのマイクロレンズを相対的に低屈折率のガラス基板に埋め込むように形成した対物レンズの場合、加工工程が極めて複雑であり、結果的に得られる対物レンズに設定できる光学特性の自由度も制限されてしまう。さらに、各マイクロレンズの光学面に個別の反射防止膜を形成することも容易でない。

そこで、本発明は、互換用途で使用される光ピックアップ装置用の対物レンズユニットであって、小型で高精度の結像を可能にし、簡単で低コストの反射防止を実現する対物レンズユニットを提供することを目的とする。

また、本発明は、互換用の光ピックアップ装置であって、低コストで高い記録・再生精度を実現する光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

また、簡単で低コストの反射防止を実現する対物レンズユニットの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップ装置用の対物レンズユニットは、第１波長の光で使用される第１レンズ部と、第１波長と異なる第２波長の光で使用される第２レンズ部とを備え、第１レンズ部と第２レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットであって、第１レンズ部の光学面と第２レンズ部の光学面とに、第１波長の光と第２波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられている。

上記対物レンズユニットは、対物レンズが第１レンズ部と第２レンズ部とを隣接配置した一体型（一体成形）のものであるので、第１及び第２レンズ部のどちらを光路上に配置するかによって、規格が異なる２種の光情報記録媒体に対して、簡易に情報の再生・記録を行うことができる。しかも、本対物レンズユニットの場合、第１レンズ部の光学面と第２レンズ部の光学面とに、第１波長の光と第２波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられているので、第１レンズ部と第２レンズ部とに一括して反射防止膜を形成することができる。これにより、第１レンズ部と第２レンズ部とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防止膜を形成することができる。

また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記対物レンズユニットにおいて、第１レンズ部と第２レンズ部とを相互に位置決めして保持する連結部をさらに備える。この場合、対物レンズユニットの製造時や使用時において、第１レンズ部と第２レンズ部とを、両者の干渉を避けつつ適当な状態に支持することができる。なお、この場合も第１レンズ部と連結部と、第２レンズ部とは一体成形により形成される。

本発明の別の態様では、第１波長が、３９０〜４２０ｎｍの範囲内にある。この場合、第１レンズ部により、近紫外又は青色の光を用いて高密度で情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、ＢＤ（ブルーレイ・ディスク）やＨＤ−ＤＶＤの規格に対応する波長を含むものとなっている。

本発明のさらに別の態様では、第２波長が、６３０〜６８０ｎｍの範囲内にある。この場合、第２レンズ部により、赤色の光を用いて情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、ＤＶＤの規格に対応する波長を含むものとなっている。

本発明のさらに別の態様では、第２波長が、６７０〜８００ｎｍの範囲内にある。この場合、第２レンズ部により、近赤外の光を用いて情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、ＣＤの規格に対応する波長を含むものとなっている。

なお、対物レンズユニットは、レンズ等の光学用途に通常使用可能な種々の樹脂から形成することができる。特に、脂環式構造を有する重合体を含有する樹脂を用いることが好ましく、その中でも、環状オレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。

また、以上のような樹脂の材料として、アサーマル樹脂を用いることもできる。アサーマル樹脂は、母材となる樹脂に例えば３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料である。アサーマル樹脂は、通常の光学用途の樹脂に比べ、温度変化に対する屈折率変化が小さいという特徴を有するので、第１レンズ部や第２レンズ部に位相構造を形成した場合、位相構造による温度特性の改善効果を控えめにすることが可能となり、それによって、位相構造による波長特性の劣化を低減したり、光学素子の設計自由度を拡げたり、製造誤差や組立精度の許容範囲を拡大したりすることができる。

一般に、透明な樹脂材料に粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末を透過光束の波長より小さい平均粒径が例えば３０ｎｍ以下の微粒子とすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることが分かってきた。このような現象を利用することにより、温度特性が異なる材料を巨視的に均一に混合することができ、屈折率や根熱膨張の温度変化が顕著になることを抑制することができ、このような人為的な温度特性抑制効果を持たせた材料をアサーマル樹脂という。アサーマル樹脂としては、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率よりも大きい屈折率変化率を有する平均粒径が３０ｎｍ以下の微粒子を分散させた材料であることが好ましい。なお、屈折率変化率が大きいとは、母材となる樹脂の屈折率変化率の符号が負である場合には、それよりもゼロに近い、負の屈折率変化率であるもの及び符号が正である屈折率変化率であるものの両者を含むものである。

本発明のさらに別の態様では、第１レンズ部及び第２レンズ部の少なくとも一方を直接的又は間接的に支持するホルダをさらに備える。この場合、ホルダを介して第１レンズ部や第２レンズ部を変位させることができ、対物レンズユニットの駆動や取り扱いの便宜を図ることができる。

本発明に係る光ピックアップ装置は、（ａ）上述の対物レンズユニットと、（ｂ）第１レンズ部を介して第１光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第１光情報記録媒体に情報を書き込み、第２レンズ部を介して第２光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第２光情報記録媒体に情報を書き込む光学装置とを備える。

上記光ピックアップ装置では、上述の対物レンズユニットを用いており、規格が異なる第１及び第２光情報記録媒体に対して簡易に情報の再生・記録を行うことができる。また、第１レンズ部と第２レンズ部とに設けられている共通の反射防止膜は、比較的簡単かつ低コストで製造されるにも拘らず、一括成膜の結果として比較的高性能なものとなっており、高精度で情報の再生・記録を行うことができる。

本発明の具体的な態様では、上記光ピックアップ装置において、対物レンズユニットを駆動して第１及び第２レンズ部を変位させる駆動装置をさらに備える。この場合、第１及び第２レンズ部間の切替が可能になるとともに、各レンズ部についてトラッキングやフォーカシングが可能になる。

本発明に係る対物レンズユニットの製造方法は、第１波長の光で使用される第１レンズ部と、第１波長と異なる第２波長の光で使用される第２レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットの製造方法であって、第１レンズ部の光学面と第２レンズ部の光学面とに、第１波長の光と第２波長の光とに適合する共通の反射防止膜を一括して成膜することを特徴とする。

上記対物レンズユニットの製造方法では、第１レンズ部の光学面と第２レンズ部の光学面とに双方に適合する共通の反射防止膜を一括して設けることができるので、第１レンズ部と第２レンズ部とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防止膜を形成することができる。よって、この対物レンズユニットを光ピックアップ装置に組み込んだ場合、規格が異なる第１及び第２光情報記録媒体に対して高精度で情報の再生・記録を行うことができる。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る対物レンズユニットを図面を参照しつつ説明する。なお、図１（ａ）及び（ｂ）は、第１実施形態の対物レンズユニットを説明する平面図及び側面図であり、図１（ｃ）は、上記対物レンズユニットを構成する複合対物レンズの側面図である。

図１（ａ）等に示す対物レンズユニット１０は、光ディスク（不図示）に対向して配置される対物光学系である複合対物レンズ２０と、この複合対物レンズ２０を支持して複合対物レンズ２０とともに変位するホルダ部材３０と、コイル等からなりホルダ部材３０の側面に固定される２つのアクチュエータ部分７１とを備える。

複合対物レンズ２０は、入射光を比較的小さいスポット径で不図示の光ディスク中に設けられた情報記録面に集光可能な第１レンズ部２１と、入射光を比較的大きいスポット径で別タイプの光ディスク中に設けられた情報記録面に集光可能な第２レンズ部２２とを含む。両レンズ部２１，２２は、連結部２３によって周囲から支持・固定されており、各自の光軸ＯＡ１，ＯＡ２に垂直な特定平面（図１（ａ）の紙面に平行な面）に略沿って隣接した状態で配置されている。複合対物レンズ２０は、プラスチック材料等の各種材料で形成された単一の部品であり、第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とが連結部２３を介して一体化されている。

第１レンズ部２１は、第１波長λ１すなわちＢＤ用の波長４０５ｎｍの第１レーザ光を対象として設計されている。つまり、図１（ｃ）に示すように、第１レンズ部２１の第１光学面２１ａ側から例えば光軸ＯＡ１に沿って光軸ＯＡ１に平行な波長４０５ｎｍの第１レーザ光の光束が入射すると、第１レンズ部２１の第２光学面２１ｂ側からレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、光軸ＯＡ１上の焦点位置Ｆ１に集光し、ここに比較的小さな集光スポットを形成する。

第２レンズ部２２は、第２波長λ２すなわちＤＶＤ用の波長６５５ｎｍの第２レーザ光を対象として設計されている。つまり、図１（ｃ）に示すように、第２レンズ部２２の第１光学面２２ａ側から例えば光軸ＯＡ２に沿って光軸ＯＡ２に平行な波長６５５ｎｍの第２レーザ光の光束が入射すると、第２レンズ部２２の第２光学面２２ｂ側から波長６５５ｎｍのレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、光軸ＯＡ２上の焦点位置Ｆ２に集光し、ここに比較的大きな集光スポットを形成する。

以下、第１及び第２レンズ部２１、２２を含む複合対物レンズ２０を製造するための材料について説明する。すなわち、複合対物レンズ２０は、光学用途に通常使用可能なプラスチック材料から形成することができる。プラスチック材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂（日本ゼオン社製のゼオネックス樹脂等）、環状オレフィンコポリマー樹脂等の透明な樹脂材料がある。また、ガラス材料としては、周知の光学用ガラス、例えばＭ−ＢａＣＤ５Ｎ（商品名、ＨＯＹＡ（株）製）等が用いられる。

また、複合対物レンズ２０の材料として、アサーマル樹脂を用いることもできる。アサーマル樹脂は、母材となる樹脂材料に例えば３０ｎｍ以下の粒子を分散させた材料である。一般に、母材となる樹脂材料は、温度が上昇することにより、屈折率が低下してしまうが、無機粒子を分散、混合することによって材料全体としての屈折率変化を低減することができる。

アサーマル樹脂を用いる場合、従来は−１．２×１０^−４程度であった屈折率変化を、絶対値で８×１０^−５未満に抑えることができるが、屈折率変化を絶対値でさらに６×１０^−５未満にすることで、複合対物レンズ２０の性能をより高めることができる。

さらに好ましくは、屈折率変化を絶対値で４×１０^−５未満にするのがよい。複合対物レンズ２０の材料として、母材となる樹脂材料に対し、３０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０〜１５ｎｍの微粒子であって、母材の屈折率変化を相殺する傾向の屈折率特性を有する無機粒子等からなる微粒子を分散させた材料を利用することで、屈折率の温度依存性が無いか、あるいは温度依存性を低減した光学素子を提供できる。

また、母材に分散させる微粒子は、無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることがより好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることがさらに好ましい。

無機物であることは、高分子有機化合物である母材となる樹脂との反応が低く抑えられる観点から好ましく、また酸化物であることによって、レーザ光照射等の実使用に伴う劣化を防ぐことができる。特に、高温化や、レーザ光を照射されるという過酷な条件において、樹脂の酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物の微粒子であれば、酸化による劣化を防ぐことができる。

また、その他の要因による樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤を樹脂材料中に添加することも勿論可能である。

アサーマル樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂に、酸化ニオブ（Ｎｂ_２０_５）の微粒子を分散させる。体積比で、母材となる樹脂は８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる等の技術により、必要な分散状態を生じさせることができる。酸化ニオブの代わりに、酸化シリコン（Ｓｉ０_２）の微粒子を用いてもよい。

母材となる樹脂材料と粒子との混合・分散の工程は、複合対物レンズ２０の射出成形時にインラインで行うことが好ましい。いいかえると、混合・分散した後は、複合対物レンズ２０に成形される迄、冷却・固化されないようにすることが好ましい。

なお、上記の体積比は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類の微粒子をブレンドして分散させることも可能である。すなわち、上記の例では、体積比は８０：２０、すなわち４：１であるが、９０；１０（９：１）から６０：４０（３：２）までの間で適宜調整可能である。９：１よりも微粒子の量を多くすることにより温度変化抑制の効果が大きくなり、逆に３：２よりも微粒子の量を少なくすることにより光学素子の成形性に問題が生じることがなく好ましい。

第１及び第２レンズ部２１、２２には、対象波長が異なるにも拘わらず共通の反射防止膜が形成されている。すなわち、図２（ａ）に示すように、第１レンズ部２１のレンズ本体２１ｄの表面には、波長λ１＝４０５ｎｍの第１レーザ光と、波長λ２＝６５５ｎｍの第２レーザ光との双方に関して反射防止機能を有する反射防止コート（反射防止膜）５３が設けられており、第１レンズ部２１の第１光学面２１ａを構成する。また、図２（ｂ）に示すように、第２レンズ部２２のレンズ本体２２ｄの表面にも、波長λ１＝４０５ｎｍの第１レーザ光と、波長λ２＝６５５ｎｍの第２レーザ光との双方に関して反射防止機能を有する反射防止コート（反射防止膜）５３が設けられており、第２レンズ部２２の第１光学面２２ａを構成する。

なお、反射防止コート５３は、厳密に波長４０５ｎｍの第１レーザ光に限らず、波長λ１＝３９０〜４２０ｎｍの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射防止を達成するものとできる。また、反射防止コート５３は、厳密に波長６５５ｎｍの第２レーザ光に限らず、波長λ２＝６３０〜６８０ｎｍの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射防止を達成するものとできる。

以上は、第１及び第２レンズ部２１，２２の第１光学面２１ａ，２２ａ側の説明であったが、第１及び第２レンズ部２１，２２の第２光学面２１ｂ，２２ｂ側にも同様の成膜を行うことができる。

反射防止コート５３は、複数の材料層を積層することによって構成され、各層の干渉作用によって目的とする第１及び第２波長λ１，λ２のレーザ光を同時に低損失で透過させる。これら複数の層をレンズ本体２１ｄ，２２ｄの表面に近い方から第１層、第２層…第５層としたときに、第１層は低屈折率材料から、第２層は高屈折率材料から、第３層は中屈折率材料から、第４層は低屈折率材料から、第５層は中屈折率材料から形成されている。これらの層の膜厚は、第１層が８１．２〜１１３ｎｍ、第２層が１０８．７〜１５３ｎｍ、第３層が９７．６〜１３６ｎｍ、第４層が２１．６〜３０ｎｍ、第５層が７１．０〜９９．０ｎｍとなっている。

なお、高屈折率材料としては、例えば、酸化セリウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどがある。また、中屈折率材料としては、例えば、酸化アルミニウムや酸化イットリウム、弗化鉛、弗化セリウムなどが挙げられる。また、低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、弗化アルミニウム、氷晶石などがある。なお、これらの材料は１種類で用いられることにより、単独成分からなる層を構成することとしてもよいし、複数種類で用いられることにより、複数成分からなる層を構成することとしてもよい。また、複数種類の材料を用いる場合にとしては、混合物を蒸着材料とする場合や、別々の材料を同時に蒸着材料とする場合などがある。

以上説明した反射防止コート５３の構成は単なる例示であり、膜厚や層数等は目的とする波長を透過できるように適宜変更することができる。

図３は、図２（ａ）、（ｂ）に示す反射防止コート５３を成膜するための装置を概念的に説明する図である。この成膜装置９０は、スパッタ型の成膜装置であり、基板保持装置９１と、膜材料射出部９２と、制御装置９３とを備える。なお、これらのうち、基板保持装置９１及び膜材料射出部９２は、低圧のガス雰囲気下で成膜等を可能にする真空容器９５内に収納されている。

ここで、基板保持装置９１は、複合対物レンズ２０の母材であるワークＷを保持してワークＷとともに回転するチャック９１ａと、チャック９１ａを回転軸ＲＡのまわりに所望の速度で回転させる回転機構９１ｂとからなる。膜材料射出部９２は、ワークＷの上面に複数種の薄膜を順次積層するため、３つの異なる第１〜第３ターゲットユニット９２ａ，９２ｂ，９２ｃを備える。これらのターゲットユニット９２ａ，９２ｂ，９２ｃは、図では明らかでないが、基板保持装置９１の回転軸ＲＡを中心として対称的に配置されている。各ターゲットユニット９２ａ，９２ｂ，９２ｃは、異なる成膜材料からなる異種のターゲットＴＡａ，ＴＡｂ，ＴＡｃをそれぞれ内蔵しており、対応する成膜材料の粒子をそれぞれ発生する。このような成膜粒子は、ターゲットＴＡａ，ＴＡｂ，ＴＡｃを射出して、軸線Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３及びその周囲にほぼ沿って飛行し、ワークＷの上面全体に比較的均一に入射する。なお、各ターゲットＴＡａ，ＴＡｂ，ＴＡｃは、上述の反射防止コート５３を構成する低屈折率材料、高屈折率材料、及び中屈折率材料からそれぞれ形成されたものである。膜材料射出部９２を動作させて成膜を行う際には、基板保持装置９１が、チャック９１ａに固定されたワークＷを回転軸ＲＡのまわりに回転させ、ワークＷ上面に堆積される薄膜の膜厚の均一化を図る。また、ワークＷ上面に、低屈折率材料、高屈折率材料、及び中屈折率材料を順次成膜する場合、制御装置９３の制御下で、動作するターゲットＴＡａ，ＴＡｂ，ＴＡｃを切り替えつつ、回転するワークＷ上に組成及び屈折率の異なる膜材料を順次供給する。

なお、図３の成膜装置９０は、単なる例示であって、図２（ａ）、（ｂ）に示す反射防止コート５３は、真空蒸着法、ＣＶＤ法、大気圧プラズマ法等を含む各種成膜方法によって成膜することができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の対物レンズユニット１０では、仕様が異なる第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とを隣接配置した複合対物レンズ２０を用いている。これにより、第１及び第２レンズ部２１，２２のいずれかを光路上の動作配置することによって、ＢＤの情報記録面とＤＶＤの情報記録面とにおいて、それぞれ規格に適合するスポットを形成することができる。また、本実施形態の対物レンズユニット１０の場合、第１レンズ部２１の第１光学面２１ａと第２レンズ部２２の第１光学面２２ｂとに、第１波長λ１のレーザ光と第２波長λ２のレーザ光とに適合する共通の反射防止膜すなわち反射防止コート５３が設けられているので、第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とに一括して反射防止コート５３を形成することができる。これにより、第１レンズ部２１と第２レンズ部２２とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防コート５３を形成することができる。

図４は、図１に示す対物レンズユニット１０を組み込んだ光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。

この光ピックアップ装置において、各半導体レーザ６１Ｂ，６１Ｄからのレーザ光は、共用の対物レンズユニット１０を利用して光情報記録媒体である光ディスクＤＢ，ＤＤに照射され、各光ディスクＤＢ，ＤＤからの反射光は、共用の対物レンズユニット１０を介し、最終的に各光検出器６７Ｂ，６７Ｄに導かれる。なお、上述の半導体レーザ６１Ｂ，６１Ｄや光検出器６７Ｂ，６７Ｄのほか、偏光ビームスプリッタ６３Ｂ，６３Ｄ，６４Ｄ、シリンドリカルレンズ６５Ｂ，６５Ｄ、１／４波長板６９等を含む光学系は、各光ディスクＤＢ，ＤＤに対して情報の記録・再生を行うための光学装置として機能する。

ここで、第１半導体レーザ６１Ｂは、第１光ディスクＤＢの情報再生用の第１レーザ光（例えばＢＤ用で波長４０５ｎｍ）を発生し、この第１レーザ光は、第１の動作位置（実線）にある対物レンズユニット１０の第１レンズ部２１で集光され、ＮＡ０．８５相当のスポットが情報記録面ＭＢ上に形成される。第２半導体レーザ６１Ｄは、第２光ディスクＤＤの情報再生用の第２レーザ光（例えばＤＶＤ用で波長６５５ｎｍ）を発生し、その後第２レーザ光は、第２の動作位置（一点鎖線）にある対物レンズユニット１０の第２レンズ部２２で集光され、ＮＡ０．６５相当のスポットが情報記録面ＭＤ上に形成される。一方、第１光検出器６７Ｂは、第１光ディスクＤＢに記録された情報を光信号（例えばＢＤ用で波長４０５ｎｍ）として検出し、第２光検出器６７Ｄは、第２光ディスクＤＤに記録された情報を光信号（例えばＤＶＤ用で波長６５５ｎｍ）として検出する。なお、光源を第１半導体レーザ６１Ｂから第２半導体レーザ６１Ｄに切り替える際には、駆動装置であるアクチュエータ７３により対物レンズユニット１０をスライド移動させて（一点鎖線の位置）、第１レンズ部２１の代わりに第２レンズ部２２を光路上に配置する。

以下、図４の光ピックアップ装置の詳細な構造や具体的な動作について説明する。まず第１光ディスクＤＢを再生する場合、第１半導体レーザ６１Ｂから第１波長λ１＝４０５ｎｍの第１レーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ６２Ｂにより平行光束となる。この光束は、偏光ビームスプリッタ６３Ｂ，６４Ｄ、及び１／４波長板６９を透過した後、複合対物レンズ２０のうち対応する第１レンズ部２１により第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢに集光される。

情報記録面ＭＢで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び第１レンズ部２１等を透過して、偏光ビームスプリッタ６３Ｂに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ６５Ｂにより非点収差が与えられ、第１光検出器６７Ｂ上へ入射し、その出力信号を用いて、第１光ディスクＤＢに記録された情報の読み取り信号が得られる。

また、第１光検出器６７Ｂ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦（フォーカス）検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、アクチュエータ７３が、第１半導体レーザ６１Ｂからの光束を第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢ上に結像させるように、複合対物レンズ２０すなわち第１レンズ部２１を光軸方向に移動させるとともに、この第１半導体レーザ６１Ｂからの光束を所定のトラックに結像するように、同第１レンズ部２１を光軸に垂直な方向に移動させる。なお、フォーカシングやトラッキングを行うためのアクチュエータ７３は、対物レンズユニット１０のホルダ部材３０側に取り付けられた第１のアクチュエータ部分７１と、ホルダ部材３０や複合対物レンズ２０の移動を案内する支持装置７５側に取り付けられた第２のアクチュエータ部分７２とからなり、不図示の制御装置の制御下で動作する。

次に、第２光ディスクＤＤを再生する場合、第２半導体レーザ６１Ｄから第２波長λ２＝６５５ｎｍの第２レーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ６２Ｄにより平行光束となる。この光束は、偏光ビームスプリッタ６３Ｄを透過し、偏光ビームスプリッタ６４Ｄで反射され、１／４波長板６９を経た後、複合対物レンズ２０のうち対応する第２レンズ部２２により第２光ディスクＤＤの情報記録面ＭＤに集光される。

情報記録面ＭＤで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び第２レンズ部２２等を透過して、偏光ビームスプリッタ６４Ｄで反射され偏光ビームスプリッタ６３Ｄに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ６５Ｄにより非点収差が与えられ、第２光検出器６７Ｄ上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディスクＤＤに記録された情報の読み取り信号が得られる。

また、第１光ディスクＤＢの場合と同様、第２光検出器６７Ｄ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、対物レンズユニット１０に付随するアクチュエータ７３により、フォーカシング及びトラッキングのために、複合対物レンズ２０すなわち第２レンズ部２２を移動させる。

なお、以上は光ディスクＤＢ，ＤＤから情報を再生する場合の説明であったが、半導体レーザ６１Ｂ，６１Ｄの出力を調整すること等により、光ディスクＤＢ，ＤＤに情報を記録することもできる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る対物レンズユニットついて説明する。なお、第２実施形態に係る対物レンズユニットは、第１実施形態の対物レンズユニットを変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図５は、本実施形態の対物レンズユニット１１０の平面図である。図示の対物レンズユニット１１０において、複合対物レンズ１２０の連結部１２３は、図１に示すホルダ部材３０を兼ねる構造となっている。つまり、この場合、複合対物レンズ１２０にアクチュエータ部分７１が直接取り付けられており、部品点数が低減され複合対物レンズとホルダとの接着工程が不要となるので、コストの低減を図ることができる。

なお、複合対物レンズ１２０の各レンズ部２１，２２については、両者の対象波長を共に透過させる多層膜が一括して形成される。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る対物レンズユニット及び光ピックアップ装置ついて説明する。なお、第３実施形態に係る対物レンズユニット等は、第１実施形態の対物レンズユニット等を変形したものであり、特に説明しない部分については、第１実施形態と同様であるものとする。

図６は、本実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。

この光ピックアップ装置において、各半導体レーザ６１Ｂ，６１Ｄ，６１Ｃからのレーザ光は、共用の対物レンズユニット２１０を利用して光情報記録媒体である光ディスクＤＢ，ＤＤ，ＤＣに照射され、各光ディスクＤＢ，ＤＤ，ＤＣからの反射光は、共用の対物レンズユニット２１０を介し、最終的に各光検出器６７Ｂ，６７Ｄ，６７Ｃに導かれる。なお、上述の半導体レーザ６１Ｂ，６１Ｄ，６１Ｃや光検出器６７Ｂ，６７Ｄ，６７Ｃのほか、偏光ビームスプリッタ６３Ｂ，６３Ｄ，６４Ｄ，６４Ｃ、シリンドリカルレンズ６５Ｂ，６５Ｄ、１／４波長板６９等を含む光学系は、各光ディスクＤＢ，ＤＤ，ＤＣに対して情報の記録・再生を行うための光学装置として機能する。

ここで、第１光ディスクＤＢや第２光ディスクＤＤに対して情報の記録・再生を行うための光学装置については、第１実施形態の場合と同様であるので、以下では説明を省略する。

第３半導体レーザ６１Ｃは、第３光ディスクＤＣの情報再生用の第３レーザ光（例えばＣＤ用で波長７８０ｎｍ）を発生し、その後レーザ光は、第２の動作位置にある対物レンズユニット２１０の第２レンズ部２２２で集光され、ＮＡ０．５３相当のスポットが情報記録面ＭＣ上に形成される。一方、第３光検出器６７Ｃは、第３光ディスクＤＣに記録された情報を光信号（例えばＣＤ用で波長７８０ｎｍ）として検出する。

以下、図６の光ピックアップ装置の詳細な構造や具体的な動作について説明する。第３光ディスクＤＣを再生する場合、第３半導体レーザ６１Ｃから例えば波長７８０ｎｍのレーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ６２Ｃにより平行光束となり、偏光ビームスプリッタ６３Ｃを透過し偏光ビームスプリッタ６４Ｃで反射等された後、複合対物レンズ２２０のうち対応する第２レンズ部２２２により第３光ディスクＤＣの情報記録面ＭＣに集光される。

情報記録面ＭＣで情報ビットにより変調されて反射された光束は、再び第２レンズ部２２２等を透過して、偏光ビームスプリッタ６４Ｃで反射されて偏光ビームスプリッタ６３Ｃに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ６５Ｃにより非点収差が与えられ、第３光検出器６７Ｃ上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第３光ディスクＤＣに記録された情報の読み取り信号が得られる。

また、第１及び第２光ディスクＤＢ，ＤＤの場合と同様、第３光検出器６７Ｃ上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、アクチュエータ７３により、フォーカシング及びトラッキングのために対物レンズユニット２１０すなわち第２レンズ部２２２を移動させる。

以上の３波共用の対物レンズユニット２１０において、第１及び第２レンズ部２２１，２２２には、共通の反射防止膜が形成されている。すなわち、第１レンズ部２１の表面には、波長λ１＝４０５ｎｍの第１レーザ光と、波長λ２＝６５５ｎｍの第２レーザ光と、波長λ３＝７８０ｎｍの第３レーザ光とに対して反射防止コートが設けられている。なお、両レンズ部２２１，２２２の反射防止コートは、上記のように正確なものである必要はなく、波長λ１＝３９０〜４２０ｎｍの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとでき、波長λ２＝６３０〜６８０ｎｍの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとでき、波長λ３＝６７０〜８００ｎｍの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとできる。

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記第１及び第３実施形態では、第１レンズ部２１，２２１によりＢＤに対する情報の再生・記録を行い、第２レンズ部２２，２２２によりＤＶＤやＣＤに対する情報の再生・記録を行っているが、第１レンズ部２１によりＨＤ−ＤＶＤに対する情報の再生・記録を行い、第２レンズ部２２によりＤＶＤやＣＤに対する情報の再生・記録を行うこともできる。

さらに、第１レンズ部２１によりＤＶＤに対する情報の再生・記録を行い、第２レンズ部２２によりＣＤに対する情報の再生・記録を行うこともできる。この場合、第１及び第２レンズ部２１、２２には、波長λ２＝６３０〜６８０ｎｍや波長λ３＝６７０〜８００ｎｍ、結果的に６３０〜８００ｎｍで共通して反射防止機能を有する反射防止コートが施される。

また、複合対物レンズ２０は、２つのレンズ部２１，２２を有する場合に限らず、３つ以上のレンズ部を有するものとでき、この場合、各レンズ部が対象とするすべてのレーザ光の波長に対する反射防止機能を有する反射防止膜を形成することになる。

（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態の対物レンズユニットの正面図及び側面図であり、（ｃ）は、複合対物レンズの側面図である。 （ａ）、（ｂ）は、図１に示す対物レンズユニットに形成する反射防止膜を説明する部分拡大断面図である。 図２に示す反射防止膜の成膜装置を説明する図である。 図１に示す対物レンズユニットを組み込んだ光ピックアップ装置の構成を示す図である。 第２実施形態の対物レンズユニットの構成を示す平面図である。 第３実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す平面図である。

符号の説明

１０，１１０…対物レンズユニット、 ２０，１２０，２２０…複合対物レンズ、 ２１，２２１…第１レンズ部、 ２２，２２２…第２レンズ部、 ２３…連結部、 ３０…ホルダ部材、 ６１Ｂ，６１Ｄ，６１Ｃ…半導体レーザ、 ６３Ｂ，６３Ｄ，６３Ｃ，６４Ｄ，６４Ｃ…偏光ビームスプリッタ、 ６７Ｂ，６７Ｄ，６７Ｃ…光検出器、 ７１，７２…アクチュエータ部分、 ７３…アクチュエータ、 ７５…支持装置、 ＤＢ，ＤＤ，ＤＣ…光ディスク、 ＭＢ，ＭＤ，ＭＣ…情報記録面

Claims (9)

1. 第１波長の光で使用される第１レンズ部と、前記第１波長と異なる第２波長の光で使用される第２レンズ部とを備え、前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットであって、
   前記第１レンズ部の光学面と前記第２レンズ部の光学面とに、前記第１波長の光と前記第２波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられている光ピックアップ装置用の対物レンズユニット。
2. 前記第１レンズ部と前記第２レンズ部とを相互に位置決めして保持する連結部をさらに備える請求項１記載の対物レンズユニット。
3. 前記第１波長は、３９０〜４２０ｎｍの範囲内にある請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の対物レンズユニット。
4. 前記第２波長は、６３０〜６８０ｎｍの範囲内にある請求項１から請求項３のいずれか一項記載の対物レンズユニット。
5. 前記第２波長は、６７０〜８００ｎｍの範囲内にある請求項１から請求項３のいずれか一項記載の対物レンズユニット。
6. 前記第１レンズ部及び前記第２レンズ部の少なくとも一方を直接的又は間接的に支持するホルダをさらに備える請求項１から請求項５のいずれか一項記載の対物レンズユニット。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項記載の対物レンズユニットと、
   前記第１レンズ部を介して第１光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第１光情報記録媒体に情報を書き込み、前記第２レンズ部を介して第２光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第２光情報記録媒体に情報を書き込む光学装置と
   を備える光ピックアップ装置。
8. 前記対物レンズユニットを駆動して前記第１及び第２レンズ部を変位させる駆動装置をさらに備える請求項９記載の光ピックアップ装置。
9. 第１波長の光で使用される第１レンズ部と、前記第１波長と異なる第２波長の光で使用される第２レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットの製造方法であって、
   前記第１レンズ部の光学面と前記第２レンズ部の光学面とに、前記第１波長の光と前記第２波長の光とに適合する共通の反射防止膜を一括して成膜することを特徴とする対物レンズユニットの製造方法。
   

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