JP2011159334A - 光学素子、およびそれを用いた光ピックアップ用レンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化を図り、さらにそれを用いたレンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置を提供する。
【解決手段】光学素子の側面３の３箇所に凸部４を持ち、その凸部４のそれぞれは入射面１及び出射面２にも伸びて光軸５で交わっている。従来の光学素子の光学有効範囲６の直径は同じ大きさのままでフランジ部を小さくし凸部４を設けたため、従来成形に必要なゲート位置の確保や光学機能面の保護や位置決めのための基準面のために設けていたフランジ部が不要となり、いずれも光学機能面の光学有効範囲６に対して外形形状の小型化が可能となり、光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスクドライブ装置の対物レンズや収差補正素子など小型軽量の光学素子及び、その光学素子を搭載したレンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置に関するものである。

近年、デジタル技術の進歩やデータの圧縮技術の向上などにともない、例えばＤＶＤ（digital versatile disc）や、ＢＤ（Blu-ray disc）などをはじめとする大容量光ディスクが記録媒体として広く普及している。これらの大容量光ディスクでは、情報の記録及び再生をする際に、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させる必要があるため、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動する必要がある。

また、光ピックアップ装置のレンズアクチュエータには、複数の異なる波長の光源に対する複数種類の規格の光記録媒体に対して互換性を付与するための収差補正素子（回折素子）を対物レンズに加えて具備する構成のものがある（特許文献１参照）。

図１８（ａ）は従来のレンズアクチュエータの可動部の一例を示す断面図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の斜視図である。図１８（ａ），（ｂ）において、レンズホルダ５１に対物レンズ５２と回折素子５３とを直接取り付ける構造を示している。つまり、図示しない駆動力発生用のコイルや弾性支持構造を取り付けるための箱型筐体であるレンズホルダ５１の中央に光学系の光線有効径の通孔５４が設けられ、この通孔５４の上下端に、対物レンズ５２と回折素子５３とが、それぞれ光軸が同軸になるように固定されている。

図１９（ａ）は対物レンズの光軸に対して回折素子を傾斜させて設けた構成のレンズアクチュエータの一例を示す断面図、図１９（ｂ）は図１９（ａ）の斜視図であり、対物レンズ５２と回折素子５３とを一体化したレンズユニットにおいて、回折素子５３からのフレアの発生を防止するため、レンズホルダ５１に対物レンズ５２の光軸に対して回折素子５３を傾斜させて設ける構成になっている（特許文献２参照）。

図２０（ａ），（ｂ）では、レンズホルダ６１の中央に、設置される光学系における光ビーム有効径の円筒孔部６１ａが設けられており、対物レンズ６２は円筒孔部６１ａの上部に固定され、回折素子６３は円筒孔部６１ａの下部に固定されている。対物レンズ６２と回折素子６３の固定方法は、例えば紫外線硬化樹脂などの材料を使用して行う。

また、回折素子６３における対物レンズ６２側の回折面６３ａの回折パターン中心Ｏが対物レンズ６２の光軸Ｌ上に略一致するように、回折素子６３がレンズホルダ６１の円筒孔部６１ａに嵌合されている。

レンズホルダ６１の上端面６１ｂと下端面６１ｃとに、それぞれ対物レンズ６２と回折素子６３との外周面一部に接して位置決めを行う複数（本例では３つ）の突起部７１が突設されている。これらの突起部７１は、レンズホルダ６１に対物レンズ６２の光軸Ｌに対して直交する方向に略等角度（本例では１２０度）にて設置され、かつ対物レンズ６２と回折素子６３との円周面に接する端面７１ａを平面にしてある。

このように図２０に示す形態では、対向する一対の光学素子である対物レンズ６２と回折素子６３との位置決めに使用するレンズホルダ６１における嵌合部分の厚さを厚くすることはせず、３箇所の柱状形状をなす突起部７１における内側において、平面形状の端面７１ａに対物レンズ６２と回折素子６３との外形円筒面を接触させ、いわゆる３点支持構造にしている。位置決めにおいて、突起部７１の端面７１ａの平面と、対物レンズ６２と回折素子６３の外周の位置はこれらの３点で決まるため、これらの３点間の相対位置を広く取り、部品のばらつきなどを考慮すると個別の接触面積は小さい方が、精度良い位置決めが可能である（特許文献３参照）。

さらに、光ピックアップ装置の対物レンズ自体に回折格子を設けた構成のものがある。このように階段状構造となる回折パターンを持つ光学素子の場合は、射出成形時にガス逃げが困難となり、形状欠損等の問題が発生しやすいが、対物レンズ上にガス逃げ構造を設けることで、この問題を回避しようとする例もある。（特許文献４参照）。

特開２００７−２９４０２９号公報 特開２００６−１３９８７４号公報 特開２００８−２１７８６３号公報 特許第３６５７４６７号公報

精密機器特に光ディスク用の対物レンズや、これと組み合せる収差補正素子は回折限界までスポットを絞る光学性能に加えて、レンズアクチュエータに搭載する制約上のため小型軽量化を要求される。

この為には光学機能面（光学有効範囲を形成する面）以外の外形の増大や容積をどれだけ抑えられるかが重要である。一方で軽量化やコスト低減のためにはプラスチック材料を用いる事が既に利用されている。この場合に、両面が凸となる対物レンズの精密な形状や収差補正素子の微細な回折パターンを精度良く成形する目的や組込み時の位置決めの目的や搬送時等に光学機能面を保護する等の目的で、実際に使用する光束が透過する光学有効範囲より外にフランジ部を持たせる事が実施されている。

図２１は従来の光学素子の斜視図である。図２１（ａ）は従来のプラスチック対物レンズ３０１、図２１（ｂ）は従来のプラスチック収差補正素子３０２であり、図２１に示すように上下に組み合わせて使う例である。 対物レンズのいずれかの面に収差補正用輪帯パターンを持たせる場合でも対物レンズの外形構造は同様である。いずれも光学機能面の光線有効範囲に対して余裕を持った面形状の外側にさらに外径を大きくする肉厚の大きなフランジ形状を持っている。

図２２は図２１に示す光学素子である従来のプラスチック対物レンズ３０１、従来のプラスチック収差補正素子３０２をレンズアクチュエータの従来のレンズホルダ３０３に取り付けた斜視図である。図２２に示すように、光学素子自体は材料密度低減で軽量化できたとしても、このフランジ部がレンズホルダを大きくし、結果的にレンズアクチュエータ可動部も大きくしてしまう欠点がある。レンズアクチュエータは対物レンズ外形を元に可動部形状を設計する為に、その外径が大きくなるとレンズホルダ内径が大きくなり、連鎖的に可動部外形からレンズアクチュエータ全体の大型化を招く事が避けられない。これは対物レンズだけでなく、可動部に搭載される収差補正素子の場合も同様である。

また対物レンズの場合はその開口比の制約から、前述の様なフランジ部の形状を大きくしても入射側の面は突き出しの凸面が大きくて、レンズアクチュエータへの組込み時や搬送時の取扱い上で対物レンズの入射側の光学機能面を保護できる構造になっておらず、組込み時の取扱い性や作業性も良くない。

特許文献４で提案されている、対物レンズ上にガス逃げ構造を設ける方法においても、対物レンズの光学有効範囲外に外形を大きくしてしまうフランジ部を持つ形状を採用しており、レンズ自身の外形と質量を大きくしている。

さらに、ガス逃げ形状を光学有効範囲内に設ける場合には、光学特性面でその形状に配慮しないとスポット特性を劣化させ、結果的に製品の特性を劣化させる事になると言う問題もある。

特許文献１に記載の複数の規格の光ディスクに対して記録再生を行う為の互換光学系の収差補正素子を実際に使用するに当り、特許文献３に示すような形状により光学機能面の保護や位置決めを行う例がある。

これはその目的には効果があるが、回折パターン以外は略平行平面板であるので両面とも光学機能面の保護にはかなっている。だがやはり光学機能面有効範囲外のフランジ部の付与による大型化や質量の増大は避けられない。しかしこれを除去した場合の成形に必要なゲート位置の確保や、光学機能面の保護や位置決めのための基準面等の機械的構造がなくなる点を考慮した構造は提唱されていない。

本発明の目的は前記従来の課題を解決するものであり、単純な構成で対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化を図り、さらにそれを用いたレンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、入射面と出射面と側面を持つ透過型の光学素子において、前記側面に少なくとも３つ以上の凸部を持つことを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のそれぞれは、前記側面から前記入射面又は前記出射面の少なくとも一方の上に延在していることを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に実際に光束が通過する可能性のある光学有効範囲内あるいは光学有効範囲内付近まで凸部を設けることによって、光学機能面の光学有効範囲の保護がしやすいという利点がある。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のそれぞれは、前記入射面の光軸又は前記出射面の光軸の少なくとも一方において交わることを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に実際に光束が通過する可能性のある光学有効範囲内の光軸まで凸部を設けることによって、光学機能面の光学有効範囲の保護がさらにしやすいという利点がある。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のうち、隣接する２つの凸部と前記光学素子の光軸とのなす角はいずれも同じ角度であることを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に光学素子をレンズアクチュエータのレンズホルダ等に取り付る場合の基準として凸部を用いる場合、より正確な取り付けが可能となる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子において、前記凸部の側面上の一部は、光軸を中心とする円筒面の一部であることを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に光学素子をレンズアクチュエータのレンズホルダ等に取り付る場合の基準として凸部を用いる場合、さらに正確な取り付けが可能となる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子において、前記入射面又は前記出射面の少なくとも一方に輪帯状回折パターンを持つ収差補正素子であることを特徴とし、この構成によって、対物レンズや収差補正素子などの光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に回折パターンの形状転写性を良くする事ができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子において、前記入射面と前記出射面の両面が正のパワーを持つ、屈折レンズであることを特徴特徴とし、この構成によって、屈折レンズの軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光学素子において、いずれか一方の面に輪帯状回折パターンを持つ収差補正回折レンズであることを特徴とし、この構成によって、屈折レンズの軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化が図れると同時に収差補正素子を別に設ける必要が無いと言う利点がある。

請求項９に記載の発明は、対物光学素子（対物レンズや収差補正素子）が、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする光ピックアップ用レンズアクチュエータであり、この構成によって、光学素子を駆動するレンズアクチュエータの小型軽量化が可能である。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のレンズアクチュエータが搭載されていることを特徴とする光ピックアップ装置であり、この構成によって、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させることや、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することができる光ピックアップを提供可能である。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光ピックアップ装置を搭載されていることを特徴とする光ディスクドライブ装置であり、この構成によって、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させることや、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することができる光ディスクドライブ装置を提供可能である。

以上説明したように、本発明によれば、光学素子の軽量化、光学機能面の保護、レンズホルダに対する位置決め固定の高精度化、回折パターンの形状転写性の向上が図れる。

また、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させることや、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することができるレンズアクチュエータ、光ピックアップ、光ディスクドライブ装置を提供可能である。

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における光学素子の斜視図である。図１（ａ）はプラスチック対物レンズ２０１、図１（ｂ）はプラスチック収差補正素子２０２であり、図１に示すように上下に組み合わせて使う例である。いずれも光学素子の側面３の３箇所に凸部４を持ち、その凸部４のそれぞれは入射面１及び出射面２にも延びて光軸５で交わっている。

図１は、図２１に示す光学素子の光学有効範囲６の直径を同じ大きさのままでフランジ部７を小さくし凸部４を設けたため、従来成形に必要なゲート位置の確保や光学機能面の保護や位置決めのための基準面のために設けていたフランジ部７が不要となり、いずれも光学機能面の光学有効範囲６に対して外形形状を小型化することができ、光学素子自身の外径と質量を削減できる。

また光軸方向とその法線方向ともに最大外形がこの付与した凸部となり、搬送や組立時の取扱いにも光学機能面を常に保護する事が可能である。またこの凸部は３つ以上とし、隣接する２つの凸部のなす角をいずれも同じ角度としているので、その上下面を機械的な基準面とする事が可能であり、かつその法線方向を光軸に対する同軸円筒面としたので機械的な嵌め合い基準に用いる事が可能となる。

また図１（ａ）のプラスチック対物レンズ２０１の入射面１、あるいは出射面２のいずれか又は両面に輪帯パターンを持たせることで収差補正対物レンズとする事もできる。

さらに凸部４が、輪帯パターンの成形時のガス逃げに寄与するので、特許文献４に示される様なガス逃げ構造を別途設けなくとも形状転写性を良くする事ができる。

図２は図１（ａ）のプラスチック対物レンズの射出成型の進行を表した模式図である。図１（ａ）の３箇所に設けた凸部４のうちの１つをゲート、１つをベントとして用いることができると言う利点がある。図２（ａ）樹脂充填開始〜（ｄ）樹脂充填完了と進行するに従って樹脂がゲート８からベント９に充満する。なおゲート８及びベント９は複数箇所にすることも可能である。

以下凸部４の形状のバリエーションについて図３〜図１０を用いて説明する。図３〜図８はいずれも本発明の光学素子の入射面側または出射面側から見た模式図である。入射面側から見ても出射面側から見ても同様の図面となるため、ここではまとめて記載している。

（実施の形態１ー１）
図３は、光学素子の側面３にのみ凸部４を設けた例である。図３の場合は光学素子の入射面１あるいは出射面２に凸部４が無いため、凸部４による光学特性の変化を考慮する必要が無いという利点がある。

（実施の形態１ー２）
図４は、光学素子の側面３と、入射面１あるいは出射面２の一部を凸部４で覆うものである。図４の場合は実際に光束が通過する可能性のある光学有効範囲の手前まで凸部４を設けた例であり、この場合も凸部４による光学特性の変化を考慮する必要が無いという利点がある。

（実施の形態１ー３）
図５は、光学素子の側面３と、入射面１あるいは出射面２の一部を凸部４で覆うものである。図５の場合は実際に光束が通過する可能性のある光学有効範囲内まで凸部４を設けた例であり、光学有効範囲内の保護がしやすいという利点がある。

（実施の形態１ー４）
図６は、光学素子の側面３と、入射面１あるいは出射面２の一部を凸部４で覆うものである。図６の場合は実際に光束が通過する可能性のある光学有効範囲内まで凸部４を設け入射面１の光軸あるいは出射面２の光軸で交わる例であり、この場合も光学有効範囲内の保護がしやすいという利点がある。

（実施の形態１ー５）
図７は、凸部４のうち、隣接する２つの凸部４と前記光学素子の光軸とのなす角、つまりα、β、γはいずれも同じ角度である例である。この場合、光学素子をレンズアクチュエータのレンズホルダ等に取り付る場合の基準として凸部４を用いる場合、より正確な取り付けが可能となる。

（実施の形態１ー６）
図８は、前記凸部４の側面上の一部に光軸を中心とする円筒面の一部１１を形成した例である。この場合も、光学素子をレンズアクチュエータのレンズホルダ等に取り付る場合の基準として凸部４を用いる場合、より正確な取り付けが可能となる。

（実施の形態１ー７）
図９は、図１の例で凸部４による迷光の影響を低減するため凸部４の光軸方向に最も突出した外周部に対して、光学有効範囲６付近を含む部分である凹み部１２を一段窪ませた例である。また、凸部４や凹み部１２を鏡面反射しない面、例えば光学的に散乱性のあるスリ面とする事で迷光の影響を低減することも可能である。

（実施の形態１ー８）
図１０は凸部４を４箇所とした例であり、凸部４を３箇所とした例に対して光学有効範囲内の保護がしやすいという利点がある。また、ゲート８及びベント９を設ける際の自由度が大きくなると言う利点もある。

図１１〜図１３では、本実施の形態の形状を採用した裏づけとなる光学検討結果を示す。

図１１（比較例）は、２つの凸部を設けた場合の光学有効範囲断面の模式図（ａ）とその状態でシミュレーションした集光スポット状態（ｂ）である。対物レンズや収差補正素子にこのような直線上的な１本の遮光を与えると、集光スポットの形状が扁平となりサイドローブが左右のみに強く出ると言う問題が発生する。スポット形状やサイドローブが全方向に均一でなく局所的に強いと光ディスクの再生の際に隣接するトラックのクロストーク信号を拾ったり、情報信号に誤差が発生したりする事で、再生信号特性を劣化させる事になる。また２つの凸部では基準面や円筒の嵌め合い基準としては精度が悪くて使用できない問題がある。

これに対し、図１２と図１３は、それぞれ３つと４つの凸部を設けた場合（本願発明の態様）の光学有効範囲断面の模式図（ａ）とその状態でシミュレーションした集光スポット状態（ｂ）である。２つの凸部の場合と比較して集光スポット（ｂ）への影響は少なく、記録や再生に問題のない光学スポット特性を得る事が可能である。また３点以上なら機械的基準面として使用可能である。

（実施の形態２）
図１４は本願光学素子であるプラスチック対物レンズ２０１、プラスチック収差補正素子２０２をレンズアクチュエータのレンズホルダ２０７に取り付けた斜視図である。光学素子自身の外径と質量を削減し、レンズホルダに対する位置決め固定を高精度化することで、図１５に示す光学素子を駆動するレンズアクチュエータ２０８の小型軽量化と対物レンズチルトの低減に大きく寄与でき、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することが可能になる。
つまり、レンズアクチュエータ２０８の小型軽量化のみならず、光学素子の位置決め誤差によって発生する対物レンズチルト補正量（レンズアクチュエータ２０８に対しレンズホルダ２０７を高速に傾ける制御を行う）の増加を抑えることによって、より高速に駆動することが可能になる。

（実施の形態３）
図１６は、本発明の光学素子を用いた光ピックアップの概略構成を示す図である。図１６に示すように、プラスチック収差補正素子２０２，プラスチック対物レンズ２０１により、異なる光源波長を用いて、３種類の光記録媒体（ＢＤ系，ＤＶＤ系，ＣＤ系）を異なる開口数（ＮＡ）で記録または再生を行う互換型の光ピックアップである。

この３種類のＢＤ系光記録媒体１０７，ＤＶＤ系光記録媒体１２７，ＣＤ系光記録媒体１３７の基板厚は、それぞれ０．１ｍｍ，０．６ｍｍ，１．２ｍｍであり、開口数は、それぞれＮＡ０．８５，ＮＡ０．６５，ＮＡ０．４５であり、それぞれＢＤ，ＤＶＤ，ＣＤの各光記録媒体に対応し、また光源の使用波長は、それぞれλ１＝４０５ｎｍ，λ２＝６６０ｎｍ，λ３＝７８５ｎｍである。

図１６に示す光ピックアップは、ＢＤ系光記録媒体１０７に対する光学系として、半導体レーザ１０１，コリメートレンズ１０２，偏光ビームスプリッタ１０３，プリズム１０４，１／４波長板１０５，プラスチック対物レンズ２０１，検出レンズ１０８，受光素子１１０，プラスチック収差補正素子２０２により構成される。第１の光源である半導体レーザ１０１の中心波長は４０５ｎｍであり、プラスチック対物レンズ２０１の開口数（ＮＡ）は０．８５である。ＢＤ系光記録媒体１０７の基板厚は０．１ｍｍである。

半導体レーザ１０１からの出射光は、コリメートレンズ１０２により略平行光にされる。コリメートレンズ１０２を通過した光束は偏光ビームスプリッタ１０３に入射し、プリズム１０４より偏向される。さらに、１／４波長板１０５で円偏光に変換され、プラスチック収差補正素子２０２，プラスチック対物レンズ２０１を介して集光されることにより、情報の記録，再生がされる。

そして、ＢＤ系光記録媒体１０７からの反射光はプラスチック対物レンズ２０１，プラスチック収差補正素子２０２を介し、１／４波長板１０５を通過した後、往路の光束の偏光方向とは直交する直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３により反射、入射光と分離して偏向され、検出レンズ１０８により受光素子１１０上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

また、ＤＶＤ系光記録媒体１２７に対して、中心波長が６６０ｎｍの半導体レーザ１３０ａから出射した光束は、発散角変換レンズ１３２，波長選択性ビームスプリッタ１３３を経て、プリズム１０４より偏向される。さらに、１／４波長板１０５，プラスチック収差補正素子２０２，プラスチック対物レンズ２０１を介して、ＤＶＤ系光記録媒体１２７に集光される。ＤＶＤ系光記録媒体１２７の基板厚は０．６ｍｍであり、プラスチック対物レンズ２０１のＮＡは０．６５である。ＮＡの切り替えは、プラスチック収差補正素子２０２により制限される。

そして、ＤＶＤ系光記録媒体１２７からの反射光はプラスチック対物レンズ２０１，プラスチック収差補正素子２０２，１／４波長板１０５を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ１３３により偏向され、ホログラム素子１３０ｂにより回折され、入射光と分離して受光素子１３０ｃ上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

また、ＣＤ系光記録媒体１３７に対して、中心波長が７８５ｎｍの半導体レーザ１４０ａから出射した光束は、発散角変換レンズ１４２，波長選択性ビームスプリッタ１４３を経て、プリズム１０４より偏向される。さらに、１／４波長板１０５，プラスチック収差補正素子２０２，プラスチック対物レンズ２０１を介して、ＣＤ系光記録媒体１３７に集光される。ＣＤ系光記録媒体１３７の基板厚は１．２ｍｍであり、対物レンズのＮＡは０．４５である。ＮＡの切り替えは、プラスチック収差補正素子２０２により制限される。

そして、ＣＤ系光記録媒体１３７からの反射光はプラスチック対物レンズ２０１，プラスチック収差補正素子２０２，１／４波長板１０５を通過した後、波長選択性ビームスプリッタ１４３により偏向され、ホログラム素子１４０ｂにより回折され、入射光と分離して受光素子１４０ｃ上に導かれ、再生信号，フォーカス誤差信号，トラック誤差信号が検出される。

また、図１６に示す光ピックアップは、ＤＶＤ系およびＣＤ系に用いる半導体レーザ１３０ａ，１４０ａと受光素子１３０ｃ，１４０ｃとホログラム素子１３０ｂ，１４０ｂが一体化されたモジュール構成を用いている。光ピックアップの構成は、これに限られるものでない。

以上のように、本実施の形態３における光ピックアップによれば、本発明の光学素子及び、その光学素子を搭載したレンズアクチュエータを用いることで、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させることや、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することができる光ピックアップを提供可能である。

（実施の形態４）
図１７は本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成を示す図である。本実施の形態４は、光情報処理装置の一形態であり、前述の実施の形態３の光ピックアップを用いて、光記録媒体に対する情報の再生、記録、消去のうちの、少なくとも１つを行う装置である。

図１７に示すように、光情報処理装置は光ピックアップ９１、送りモータ９２およびスピンドルモータ９８等により構成されており、これらは光情報処理装置全体を制御するシステムコントローラ９６により制御される。そして、光ピックアップ９１のトラッキング方向への移動は、送りモータ９２とサーボ制御回路９３で構成される制御駆動手段により行われる。例えば、光記録媒体１００を再生する場合、システムコントローラ９６からのコントロール信号がサーボ制御回路９３と変復調回路９４に供給される。

サーボ制御回路９３では、スピンドルモータ９８を設定された回転数で回転させるとともに送りモータ９２を駆動する。

変復調回路９４には、光ピックアップ９１の光検出器により検出されたフォーカシングエラー信号，トラッキングエラー信号および光記録媒体１００の何処を読み出しているかの位置情報等が供給される。フォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号は システムコントローラ９６を介してサーボ制御回路９３に供給される。

サーボ制御回路９３は、フォーカシング制御信号によってレンズアクチュエータのフォーカシングコイルを駆動し、トラッキング制御信号によってレンズアクチュエータのトラッキングコイルを駆動する。トラッキング制御信号の低域成分はシステムコントローラ９６を介してサーボ制御回路９３に供給され、送りモータ９２を駆動する。これらによって、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボが行われる。

また、光記録媒体１００の何処を読み出しているかの位置情報は変復調回路９４により処理され、スピンドル制御信号としてスピンドルモータ９８に供給され、光記録媒体１００の再生位置に応じた所定の回転数に制御駆動され、ここから実際の再生が開始される。そして、変復調回路９４により処理されて復調された再生データは外部回路９５を介して外部に伝送される。

データを記録する場合、フォーカシングサーボ，トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボをかけるまでは再生と同様の過程を経る。

外部回路９５を介して入力される入力データを光記録媒体１００の何処に記録するかのコントロール信号が、システムコントローラ９６からサーボ制御回路９３および変復調回路９４に供給される。

サーボ制御回路９３では、スピンドルモータ９８を所定の回転数に制御するとともに、送りモータ９２を駆動して光ピックアップ９１を情報記録位置に移動させる。

また、外部回路９５を介して変復調回路９４に入力された入力信号は、記録フォーマットに基づく変調が行われ、光ピックアップ９１に供給される。光ピックアップ９１では出射光の変調および出射光パワーが制御されて、光記録媒体１００への記録が開始される。

光記録媒体１００の種類は再生データ信号で判別する。光記録媒体１００の種類を判別する方法として、トラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信号を用いても良い。

以上のように、本実施の形態４における光情報処理装置によれば、本発明の光学素子及び、その光学素子を搭載したレンズアクチュエータ、光ピックアップを用いることで、高速回転する光ディスクのトラックにレーザ光を精度よく集光させることや、光ディスクの撓みやトラックの偏心度合いに応じて、レーザ光を集光する対物レンズを高速に駆動することができる光情報処理装置を提供可能である。

本発明の実施の形態１における光学素子の斜視図であり、（ａ）はプラスチック対物レンズ、（ｂ）はプラスチック収差補正素子 射出成型の進行を表した模式図であり、（ａ）は樹脂充填開始時、（ｂ）（ｃ）は樹脂充填中、（ｄ）は樹脂充填完了時 光学素子の側面にのみ凸部を設けた例の模式図 光学素子の側面と、入射面あるいは出射面の一部を凸部で覆う例の模式図 光学素子の側面と、入射面あるいは出射面の一部を凸部で覆う例の模式図 光学素子の側面と、入射面あるいは出射面の一部を凸部で覆う例の模式図 隣接する２つの凸部と光軸とのなす角が同じ角度である例の模式図 凸部の側面上の一部に光軸を中心とする円筒面の一部を形成した例の模式図 凸部の光学有効範囲付近を含む部分を一段窪ませた例であり、（ａ）はプラスチック対物レンズ、（ｂ）はプラスチック収差補正素子 凸部を４箇所とした例であり、（ａ）はプラスチック対物レンズ、（ｂ）はプラスチック収差補正素子 ２つの凸部を設けた場合の光学検討結果（比較例）であり、（ａ）は光学有効範囲断面の模式図、（ｂ）は（ａ）の状態でシミュレーションした集光スポット状態 ３つの凸部を設けた場合の光学検討結果であり、（ａ）は光学有効範囲断面の模式図、（ｂ）は（ａ）の状態でシミュレーションした集光スポット状態 ４つの凸部を設けた場合の光学検討結果であり、（ａ）は光学有効範囲断面の模式図、（ｂ）は（ａ）の状態でシミュレーションした集光スポット状態 本発明の実施の形態２におけるレンズホルダ部分の斜視図 本発明の実施の形態２におけるレンズアクチュエータの外観図 本発明の実施の形態３における光ピックアップの概略構成図 本発明の実施の形態４における光情報処理装置の概略構成図 従来のレンズアクチュエータの可動部の一例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の斜視図 回折素子を傾斜させて設けた従来のレンズアクチュエータの一例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の斜視図 レンズホルダに突出部を設けた従来のレンズアクチュエータの一例を示す図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の斜視図 従来の光学素子の斜視図であり、（ａ）はプラスチック対物レンズ、（ｂ）はプラスチック収差補正素子 従来のレンズホルダ

１ 入射面
２ 出射面
３ 側面
４ 凸部
５ 光軸
６ 光学有効範囲
７ フランジ部
８ ゲート
９ ベント
１０ 樹脂
１１ 円筒面の一部
５１ レンズホルダ
５２ 対物レンズ
５３ 回折素子
５４ 通孔
６１ レンズホルダ
６１ａ 円筒孔部
６１ｂ 上端面
６１ｃ 下端面
６２ 対物レンズ
６３ 回折素子
６３ａ 回折面
７１ 突出部
７１ａ 端面
９１ 光ピックアップ
９２ 送りモータ
９３ サーボ制御回路
９４ 変復調回路
９５ 外部回路
９６ システムコントローラ
９８ スピンドルモータ
１００ 光記録媒体
１０１ 半導体レーザ
１０２ コリメートレンズ
１０３ 偏光ビームスプリッタ
１０４ プリズム
１０５ １／４波長板
１０７ ＢＤ系光記録媒体
１０８ 検出レンズ
１１０ 受光素子
１２７ ＤＶＤ系光記録媒体
１３０ａ 半導体レーザ
１３０ｂ ホログラム素子
１３０ｃ 受光素子
１３２ 発散角変換レンズ
１３３ 波長選択性ビームスプリッタ
１３７ ＣＤ系光記録媒体
１４０ａ 半導体レーザ
１４０ｂ ホログラム素子
１４０ｃ 受光素子
１４２ 発散角変換レンズ
１４３ 波長選択性ビームスプリッタ
２０１ プラスチック対物レンズ
２０２ プラスチック収差補正素子
２０３ プラスチック対物レンズ
２０４ プラスチック収差補正素子
２０５ プラスチック対物レンズ
２０６ プラスチック収差補正素子
２０７ レンズホルダ
２０８ レンズアクチュエータ
３０１ 従来のプラスチック対物レンズ
３０２ 従来のプラスチック収差補正素子
３０３ 従来のレンズホルダ
Ｌ 対物レンズの光軸
Ｏ 回折素子の回折パターン中心

Claims (11)

1. 入射面と出射面と側面を持つ透過型の光学素子において、前記側面に少なくとも３つ以上の凸部を持つことを特徴とする光学素子。
2. 請求項１に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のそれぞれは、前記側面から前記入射面又は前記出射面の少なくとも一方の上に延在していることを特徴とする光学素子。
3. 請求項２に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のそれぞれは、前記入射面の光軸又は前記出射面の光軸の少なくとも一方において交わることを特徴とする光学素子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子において、前記少なくとも３つ以上の凸部のうち、隣接する２つの凸部のなす角はいずれも同じ角度であることを特徴とする光学素子。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学素子において、前記凸部の側面上の一部は、光軸を中心とする円筒面の一部であることを特徴とする光学素子。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子において、前記入射面又は前記出射面の少なくとも一方に輪帯状回折パターンを持つ収差補正素子であることを特徴とする光学素子。
7. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子において、前記入射面と前記出射面の両面が正のパワーを持つ、屈折レンズであることを特徴とする光学素子。
8. 請求項７に記載の光学素子において、いずれか一方の面に輪帯状回折パターンを持つ収差補正回折レンズであることを特徴とする光学素子。
9. 対物光学素子が、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学素子であることを特徴とする光ピックアップ用レンズアクチュエータ。
10. 請求項９に記載のレンズアクチュエータが搭載されていることを特徴とする光ピックアップ。
11. 請求項１０に記載の光ピックアップ装置を搭載されていることを特徴とする光ディスクドライブ装置。

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