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
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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
【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。
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(Nb205)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(Si02)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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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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JP2005257923A JP2007073114A (ja) | 2005-09-06 | 2005-09-06 | 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 |
US11/508,862 US20070047424A1 (en) | 2005-08-29 | 2006-08-24 | Objective lens unit, its manufacturing method and optical pick-up apparatus |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2008117640A1 (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光ピックアップ装置用のレンズユニット及び光ピックアップ装置 |
WO2008120594A1 (ja) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | 光ピックアップ装置用のレンズユニット及び光ピックアップ装置 |
-
2005
- 2005-09-06 JP JP2005257923A patent/JP2007073114A/ja active Pending
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