JP2004178701A - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】対物レンズを構成する光学部品を極端に小型化することなく、実用的な大きさの光学部品を用いることにより、光ディスクに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ光ピックアップを薄型化する。
【解決手段】光ディスクXに対向配置され、光を集光して光ディスクXに照射する対物レンズAであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクXに向けて出射する反射面1eと、該反射面1eと光ディスクXとの間に介挿されるホログラムレンズ1dあるいは固体レンズ2のいずれか一方と、反射面1eの前段に配置されるホログラムレンズ1dあるいは固体レンズ2のいずれか他方とを具備する。
【選択図】 図1
【解決手段】光ディスクXに対向配置され、光を集光して光ディスクXに照射する対物レンズAであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクXに向けて出射する反射面1eと、該反射面1eと光ディスクXとの間に介挿されるホログラムレンズ1dあるいは固体レンズ2のいずれか一方と、反射面1eの前段に配置されるホログラムレンズ1dあるいは固体レンズ2のいずれか他方とを具備する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光ディスクドライブの薄型化の要望に応えるためには、光ディスクドライブに内蔵される光ピックアップを薄型化する必要があるが、次世代の光ディスクドライブである青色レーザ光を用いたドライブでは、現行の光ディスクドライブよりも波長が短くなる分、対物レンズのNA(開口率)を大きくする必要があるため、通常は対物レンズに径が異なる2枚のレンズを積み重ねた組レンズを使用せざるを得ず、よって対物レンズの光軸方向の寸法が厚くなるので、光ピックアップの薄型化が困難である。
【0003】
なお、上記2枚のレンズを薄型化することにより対物レンズを薄くすることが容易に考えられるが、この場合、各レンズが破損し易くなるので各レンズの取扱性が著しく低下すると共に、各レンズを光軸合わせして組み立てることが著しく困難となる。したがって、実用的な大きさの光学部品を用いて対物レンズを薄型化する必要がある。
【0004】
この一方、光学特性を工夫することにより、単一のレンズによって対物レンズを構成することも可能ではあるが、この場合には、青色レーザ光の波長変動の影響を吸収することが困難になる。すなわち、光ピックアップでは、半導体レーザダイオードを光源として青色レーザ光を発生させているが、半導体レーザダイオードの温度変動に起因して、当該半導体レーザダイオードから発光される青色レーザ光の波長が変動する。このような波長変動に起因して対物レンズの波面収差が変動するので、対物レンズとして安定した性能を実現できない。なお、このような光ディスク用の光ピックアップについては、例えば以下の公知文献に詳細が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−208278号公報
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、実用的な大きさの光学部品を用いることにより、光ディスクに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ光ピックアップを薄型化することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、対物レンズに係わる第1の手段として、光ディスクに対向配置され、光を集光して光ディスクに照射する対物レンズであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクに向けて出射する進行方向変更手段と、該進行方向変更手段と光ディスクとの間に介挿されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか一方と、進行方向変更手段の前段に配置されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか他方とを具備する構成を採用する。
【0008】
対物レンズに係わる第2の手段として、上記第1の手段において、進行方向変更手段は、三角プリズムの傾斜面に形成される反射面であり、ホログラムレンズは、前記三角プリズムの入射面あるいは出射面のいすれか一方に形成されるという構成を採用する。
【0009】
対物レンズに係わる第3の手段として、上記第2の手段において、ホログラムレンズは前記三角プリズムの出射面に形成されるという構成を採用する。
【0010】
対物レンズに係わる第4の手段として、上記第3の手段において、三角プリズムの入射面に光ディスクに直交する方向に入射光を拡散させる第1のシリンドリカル面が設られ、三角プリズムの出射面には、前記拡散を収束させる第2のシリンドリカル面が設けられ、当該第2のシリンドリカル面上にホログラムレンズが形成されるという構成を採用する。
【0011】
対物レンズに係わる第5の手段として、上記第2の手段において、進行方向変更手段は、平板ビームスプリッタであり、レンズは、進行方向変更手段と光ディスクとの間に配置されるという構成を採用する。
【0012】
対物レンズに係わる第6の手段として、上記第1〜第5いずれかの手段において、ホログラムレンズは、光透過性材料を肉盛りすることによって形成されるという構成を採用する。
【0013】
一方、本発明では、光ピックアップ装置に係わる手段として、上記第1〜第6いずれかの対物レンズを備え、当該対物レンズに光を出射すると共に、光ディスクから対物レンズを介して得られる反射光の強度を検出するという構成を採用する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる対物レンズ及び光ピックアップ装置の実施形態について説明する。
【0015】
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係わるピックアップ装置の要部(すなわち対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Xは光ディスク、Aは対物レンズ、1は三角プリズム、2は固体レンズである。本実施形態における対物レンズAは、三角プリズム1及び固体レンズ2から構成されている。
【0016】
光ディスクXは、青色レーザ光を用いることによって記録面x1からの情報の読み出し、あるいは記録面x1への情報の書き込みを行う仕様の光学式記録媒体である。三角プリズム1は、ガラスを三角柱状に成形したものであり、断面形状が直角二等辺三角形に設定されている。このように形状設定された三角プリズム1は、直角二等辺三角形を形成すると共に直交する2側面1a,1bのうち、一方の側面1aが光ディスクXに平行対峙する一方、他方の側面1bが固体レンズ2に対峙するように姿勢設定されている。
【0017】
また、上記三角プリズム1は、一方の側面1aにホログラムレンズ1dが形成され、傾斜面1cには反射面1e(進行方向変更手段)が形成されている。図2は、記ホログラムレンズ1dの詳細を示す図であり、(a)は正面図、(b)及び(c)は断面図である。ホログラムレンズ1dは、正面図(a)に示すように同心円状の縞1fが多数配置されたものであり、断面図(b)に示すようにエッチング加工等によって他方の側面1bを加工することによって形成されている。なお、ホログラムレンズ1dの形成方法としては、断面図(c)に示すように、他方の側面1b上に透明プラスチック等の光透過性材料1gを肉盛りすることによって形成しても良い。
【0018】
一方、上記反射面1eは、傾斜面1cに金属等を蒸着することによって形成されており、照射された光(青色レーザ光)を全反射する。固体レンズ2は、ガラスから形成された凸レンズであり、三角プリズム1の前段つまり青色レーザ光の入射側に光軸合わせされた状態で配置されている。このような三角プリズム1と固体レンズ2とから構成された対物レンズAは、全体として高NA(例えば0.85)を有する。なお、反射面1eは、傾斜面1cに誘電体膜を蒸着することによっても形成することができる。
【0019】
次に、このように構成された対物レンズA及び光ピックアップ装置の光学作用について詳しく説明する。
【0020】
本対物レンズAでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、固体レンズ2を透過した後、三角プリズム1の他方の側面1b(入射面)に入射し、反射面1eによって進行方向が直交変更されて三角プリズム1の一方の側面1a(出射面)から光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、固体レンズ2である程度集光され、さらにホログラムレンズ1dによって集光されることにより、光ディスクXの記録面x1に焦点を結ぶ。すなわち、本対物レンズAは、反射面1eによって青色レーザ光の光路が直交変更される前後において青色レーザ光を各々集光することによって、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足する。
【0021】
このような本対物レンズA構成によれば、三角プリズム1と固体レンズ2とを光ディスクXに平行な方向に配置することが可能であり、よって光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすること、つまり光ピックアップ装置を薄型化するが可能である。しかも、三角プリズム1と固体レンズ2とを光ディスクXに平行な方向に配置することにより、上記寸法Dを小さくするために三角プリズム1及び固体レンズ2の各大きさを極端に小さくする必要がなく、実用的な大きさの三角プリズム1と固体レンズ2を用いることにより寸法Dを小さくすることができる。従来の2枚のレンズを積み重ねた対物レンズでは、光ディスクXに直交する方向に2枚のレンズを積み重ねる構成なので、寸法Dを小さくするためには2枚のレンズを薄型化する必要があり、実用的ではない。
【0022】
さらに、本対物レンズAでは、青色レーザ光の波長変動に対して異なる方向に焦点移動する固体レンズ2とホログラムレンズ1dとによって青色レーザ光を集光させるので、青色レーザ光の波長変動の焦点変動に及ぼす影響を抑制することができる。したがって、本対物レンズAによれば、実用的な大きさの光学部品である三角プリズム1と固体レンズ2を用て、光ディスクXに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ、光ピックアップを薄型化することが可能である。
【0023】
なお、本実施形態では、部品点数の削減を目的として、三角プリズム1の一方の側面1aにホログラムレンズ1dを、また傾斜面1cに進行方向変更手段としての反射面1eを設ける構成を採用したが、ホログラムレンズ1d及び反射面1eを個別の光学部品としても良い。また、三角プリズム1の他方の側面1bに凸レンズを形成することにより固体レンズ2を削除し、さらに部品点数を削減するようにしても良い。
【0024】
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、図3を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態で説明した構成要素については、同一符号を付して再説明を省略する。
【0025】
図3は、本第2実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Bは対物レンズ、3はホログラム体、4は平板ビームスプリッタ(進行方向変更手段)、5は薄型固体レンズである。本実施形態における対物レンズBは、単体ホログラムレンズ3、平板ビームスプリッタ4及び薄型固体レンズ5によって構成される。
【0026】
ホログラム体3は、板状ガラス体の片面3aに上述したホログラムレンズ1dと同様のホログラムレンズ3bを形成したものであり、光軸が光ディスクXと平行するように配置されている。平板ビームスプリッタ4は、上記ホログラム体3から入射された青色レーザ光を全反射するものであり、上記ホログラム体3の光軸に対して45°傾斜した状態(つまり光ディスクXに対して45°傾斜した状態)でホログラム体3の前方に配置されている。薄型固体レンズ5は、ガラスから形成された薄型の凸レンズであり、平板ビームスプリッタ4と光ディスクXとの間に介挿されている。
【0027】
このように構成された対物レンズBでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、ホログラム体3を透過した後、平板ビームスプリッタ4に入射し、当該平板ビームスプリッタ4によって進行方向が直交変更されて薄型固体レンズ5に照射され、この薄型固体レンズ5を透過して光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、ホログラム体3のホログラムレンズ3bである程度集光され、さらに薄型固体レンズ5によって集光されることにより、光ディスクXの記録面x1に焦点を結ぶ。
【0028】
すなわち、本対物レンズBは、第1実施形態の対物レンズAと同様に、平板ビームスプリッタ4によって青色レーザ光の光路が直交変更される前後において青色レーザ光を各々集光することによって、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足するように構成されている。また、平板ビームスプリッタ4によって青色レーザ光の光路を直交変更することによりホログラム体3と平板ビームスプリッタ4とを光ディスクXに平行な方向に配置することを可能とし、以て光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすること、つまり光ピックアップ装置を薄型化することを実現している。
【0029】
ここで、本対物レンズBは、薄型固体レンズ5が平板ビームスプリッタ4と光ディスクXとの間に介挿される分、第1実施形態の対物レンズAよりも寸法Dが大きくなるが、対物レンズAのように三角プリズム1を用いないので、図示するように薄型固体レンズ5を平板ビームスプリッタ4に近接させることが可能であり、薄型固体レンズ5の厚さがそのまま寸法Dの増加とならない。したがって、本対物レンズBによれば、従来の2枚のレンズを積み重ねた対物レンズよりも薄型化できる。
【0030】
また、本対物レンズBによれば、単一レンズに比べて、波長変動による波面収差の変動を抑制することができる。図4は、本対物レンズBにおける波面収差の波長依存性を示す特性図(シミュレーション結果)である。この図に示すように、青色レーザ光の400nm〜415nmに亘る波長範囲において、回折限界を大きく下回る波面収差が得られる。
【0031】
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について、図5を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態で説明した構成要素については、同一符号を付して再説明を省略する。
【0032】
図5は、本第3実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Cは対物レンズ、1Cは三角プリズム、2Cは小型固体レンズである。本実施形態における対物レンズCは、三角プリズム1C及び小型固体レンズ2Cから構成される。三角プリズム1Cは、第1実施形態の三角プリズム1に第1シリンドリカル面1i及び第2シリンドリカル面1hを付加したものである。すなわち、対物レンズCは、一方の側面1aに第1シリンドリカル面1iが形成され、他方の側面1bに第2シリンドリカル面1hが形成されている。
【0033】
上記第2シリンドリカル面1hは、図示するように光ディスクXに平行な方向に所定曲率で窪んだ面であり、一方、第1シリンドリカル面1iは、光ディスクXに直交する方向に所定曲率で窪んだ面である。このような形状の第2シリンドリカル面1hは、小型固体レンズ2Cから入射された青色レーザ光を光ディスクXに直交する方向に拡散させるものであり、第1シリンドリカル面1iは、第2シリンドリカル面1hによって拡散された後、反射面1eに反射されて入射された青色レーザ光を収束して第2シリンドリカル面1hに入射する前の光束状態に復元するものである。なお、ホログラムレンズ1dは、第1シリンドリカル面1i内に形成されている。
【0034】
このように形状設定された三角プリズム1Cは、一方の側面1aが光ディスクXに平行対峙する一方、他方の側面1bが小型固体レンズ2Cに対峙するように姿勢設定されている。小型固体レンズ2Cは、口径が第1実施形態の固体レンズ2よりも多少小さな凸レンズである。
【0035】
このように構成された対物レンズCでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、小型固体レンズ2Cを透過した後、三角プリズム1Cの第2シリンドリカル面1hに入射し、反射面1eによって進行方向が直交変更されて三角プリズム1Cの第1シリンドリカル面1iから光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、小型固体レンズ2Cである程度集光され、さらにホログラムレンズ1dによって集光されるので、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足することが可能であり、また三角プリズム1Cと薄型固体レンズ2Cとを光ディスクXに平行な方向に配置することができるので、光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすることが可能である。
【0036】
またさらに、青色レーザ光は、第2シリンドリカル面1hによって光ディスクXに直交する方向に一旦拡散され、第1シリンドリカル面1iによって元のビーム形状に戻されるので、薄型固体レンズ2Cに入射する青色レーザ光に、円形ではなく、光ディスクXに直交する方向につぶれた楕円形のビーム形状のものを用いることが可能であり、したがって、本対物レンズCによれば、このつぶれた分だけ第1実施形態の対物レンズAよりも寸法Dを小さくすることが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ディスクに対向配置され、光を集光して光ディスクに照射する対物レンズであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクに向けて出射する進行方向変更手段と、該進行方向変更手段と光ディスクとの間に介挿されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか一方と、進行方向変更手段の前段に配置されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか他方とを具備するので、対物レンズを構成する光学部品を極端に小型化することなく、実用的な大きさの光学部品を用いることにより、光ディスクに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ光ピックアップを薄型化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【図2】本発明の第1実施形態におけるホログラムレンズの正面図及び断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係わる対物レンズの波面収差の波長依存性を示す特性図(シミュレーション結果)である。
【図5】本発明の第3実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
X……光ディスク
A〜C……対物レンズ
1,1C……三角プリズム
1e……反射面(進行方向変更手段)
1d,3b……ホログラムレンズ
2……固体レンズ
2C……小型個体レンズ
3……ホログラム体
4……平板ビームスプリッタ
5……薄型固体レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光ディスクドライブの薄型化の要望に応えるためには、光ディスクドライブに内蔵される光ピックアップを薄型化する必要があるが、次世代の光ディスクドライブである青色レーザ光を用いたドライブでは、現行の光ディスクドライブよりも波長が短くなる分、対物レンズのNA(開口率)を大きくする必要があるため、通常は対物レンズに径が異なる2枚のレンズを積み重ねた組レンズを使用せざるを得ず、よって対物レンズの光軸方向の寸法が厚くなるので、光ピックアップの薄型化が困難である。
【0003】
なお、上記2枚のレンズを薄型化することにより対物レンズを薄くすることが容易に考えられるが、この場合、各レンズが破損し易くなるので各レンズの取扱性が著しく低下すると共に、各レンズを光軸合わせして組み立てることが著しく困難となる。したがって、実用的な大きさの光学部品を用いて対物レンズを薄型化する必要がある。
【0004】
この一方、光学特性を工夫することにより、単一のレンズによって対物レンズを構成することも可能ではあるが、この場合には、青色レーザ光の波長変動の影響を吸収することが困難になる。すなわち、光ピックアップでは、半導体レーザダイオードを光源として青色レーザ光を発生させているが、半導体レーザダイオードの温度変動に起因して、当該半導体レーザダイオードから発光される青色レーザ光の波長が変動する。このような波長変動に起因して対物レンズの波面収差が変動するので、対物レンズとして安定した性能を実現できない。なお、このような光ディスク用の光ピックアップについては、例えば以下の公知文献に詳細が開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−208278号公報
【0006】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、実用的な大きさの光学部品を用いることにより、光ディスクに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ光ピックアップを薄型化することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、対物レンズに係わる第1の手段として、光ディスクに対向配置され、光を集光して光ディスクに照射する対物レンズであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクに向けて出射する進行方向変更手段と、該進行方向変更手段と光ディスクとの間に介挿されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか一方と、進行方向変更手段の前段に配置されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか他方とを具備する構成を採用する。
【0008】
対物レンズに係わる第2の手段として、上記第1の手段において、進行方向変更手段は、三角プリズムの傾斜面に形成される反射面であり、ホログラムレンズは、前記三角プリズムの入射面あるいは出射面のいすれか一方に形成されるという構成を採用する。
【0009】
対物レンズに係わる第3の手段として、上記第2の手段において、ホログラムレンズは前記三角プリズムの出射面に形成されるという構成を採用する。
【0010】
対物レンズに係わる第4の手段として、上記第3の手段において、三角プリズムの入射面に光ディスクに直交する方向に入射光を拡散させる第1のシリンドリカル面が設られ、三角プリズムの出射面には、前記拡散を収束させる第2のシリンドリカル面が設けられ、当該第2のシリンドリカル面上にホログラムレンズが形成されるという構成を採用する。
【0011】
対物レンズに係わる第5の手段として、上記第2の手段において、進行方向変更手段は、平板ビームスプリッタであり、レンズは、進行方向変更手段と光ディスクとの間に配置されるという構成を採用する。
【0012】
対物レンズに係わる第6の手段として、上記第1〜第5いずれかの手段において、ホログラムレンズは、光透過性材料を肉盛りすることによって形成されるという構成を採用する。
【0013】
一方、本発明では、光ピックアップ装置に係わる手段として、上記第1〜第6いずれかの対物レンズを備え、当該対物レンズに光を出射すると共に、光ディスクから対物レンズを介して得られる反射光の強度を検出するという構成を採用する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる対物レンズ及び光ピックアップ装置の実施形態について説明する。
【0015】
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係わるピックアップ装置の要部(すなわち対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Xは光ディスク、Aは対物レンズ、1は三角プリズム、2は固体レンズである。本実施形態における対物レンズAは、三角プリズム1及び固体レンズ2から構成されている。
【0016】
光ディスクXは、青色レーザ光を用いることによって記録面x1からの情報の読み出し、あるいは記録面x1への情報の書き込みを行う仕様の光学式記録媒体である。三角プリズム1は、ガラスを三角柱状に成形したものであり、断面形状が直角二等辺三角形に設定されている。このように形状設定された三角プリズム1は、直角二等辺三角形を形成すると共に直交する2側面1a,1bのうち、一方の側面1aが光ディスクXに平行対峙する一方、他方の側面1bが固体レンズ2に対峙するように姿勢設定されている。
【0017】
また、上記三角プリズム1は、一方の側面1aにホログラムレンズ1dが形成され、傾斜面1cには反射面1e(進行方向変更手段)が形成されている。図2は、記ホログラムレンズ1dの詳細を示す図であり、(a)は正面図、(b)及び(c)は断面図である。ホログラムレンズ1dは、正面図(a)に示すように同心円状の縞1fが多数配置されたものであり、断面図(b)に示すようにエッチング加工等によって他方の側面1bを加工することによって形成されている。なお、ホログラムレンズ1dの形成方法としては、断面図(c)に示すように、他方の側面1b上に透明プラスチック等の光透過性材料1gを肉盛りすることによって形成しても良い。
【0018】
一方、上記反射面1eは、傾斜面1cに金属等を蒸着することによって形成されており、照射された光(青色レーザ光)を全反射する。固体レンズ2は、ガラスから形成された凸レンズであり、三角プリズム1の前段つまり青色レーザ光の入射側に光軸合わせされた状態で配置されている。このような三角プリズム1と固体レンズ2とから構成された対物レンズAは、全体として高NA(例えば0.85)を有する。なお、反射面1eは、傾斜面1cに誘電体膜を蒸着することによっても形成することができる。
【0019】
次に、このように構成された対物レンズA及び光ピックアップ装置の光学作用について詳しく説明する。
【0020】
本対物レンズAでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、固体レンズ2を透過した後、三角プリズム1の他方の側面1b(入射面)に入射し、反射面1eによって進行方向が直交変更されて三角プリズム1の一方の側面1a(出射面)から光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、固体レンズ2である程度集光され、さらにホログラムレンズ1dによって集光されることにより、光ディスクXの記録面x1に焦点を結ぶ。すなわち、本対物レンズAは、反射面1eによって青色レーザ光の光路が直交変更される前後において青色レーザ光を各々集光することによって、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足する。
【0021】
このような本対物レンズA構成によれば、三角プリズム1と固体レンズ2とを光ディスクXに平行な方向に配置することが可能であり、よって光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすること、つまり光ピックアップ装置を薄型化するが可能である。しかも、三角プリズム1と固体レンズ2とを光ディスクXに平行な方向に配置することにより、上記寸法Dを小さくするために三角プリズム1及び固体レンズ2の各大きさを極端に小さくする必要がなく、実用的な大きさの三角プリズム1と固体レンズ2を用いることにより寸法Dを小さくすることができる。従来の2枚のレンズを積み重ねた対物レンズでは、光ディスクXに直交する方向に2枚のレンズを積み重ねる構成なので、寸法Dを小さくするためには2枚のレンズを薄型化する必要があり、実用的ではない。
【0022】
さらに、本対物レンズAでは、青色レーザ光の波長変動に対して異なる方向に焦点移動する固体レンズ2とホログラムレンズ1dとによって青色レーザ光を集光させるので、青色レーザ光の波長変動の焦点変動に及ぼす影響を抑制することができる。したがって、本対物レンズAによれば、実用的な大きさの光学部品である三角プリズム1と固体レンズ2を用て、光ディスクXに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ、光ピックアップを薄型化することが可能である。
【0023】
なお、本実施形態では、部品点数の削減を目的として、三角プリズム1の一方の側面1aにホログラムレンズ1dを、また傾斜面1cに進行方向変更手段としての反射面1eを設ける構成を採用したが、ホログラムレンズ1d及び反射面1eを個別の光学部品としても良い。また、三角プリズム1の他方の側面1bに凸レンズを形成することにより固体レンズ2を削除し、さらに部品点数を削減するようにしても良い。
【0024】
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について、図3を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態で説明した構成要素については、同一符号を付して再説明を省略する。
【0025】
図3は、本第2実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Bは対物レンズ、3はホログラム体、4は平板ビームスプリッタ(進行方向変更手段)、5は薄型固体レンズである。本実施形態における対物レンズBは、単体ホログラムレンズ3、平板ビームスプリッタ4及び薄型固体レンズ5によって構成される。
【0026】
ホログラム体3は、板状ガラス体の片面3aに上述したホログラムレンズ1dと同様のホログラムレンズ3bを形成したものであり、光軸が光ディスクXと平行するように配置されている。平板ビームスプリッタ4は、上記ホログラム体3から入射された青色レーザ光を全反射するものであり、上記ホログラム体3の光軸に対して45°傾斜した状態(つまり光ディスクXに対して45°傾斜した状態)でホログラム体3の前方に配置されている。薄型固体レンズ5は、ガラスから形成された薄型の凸レンズであり、平板ビームスプリッタ4と光ディスクXとの間に介挿されている。
【0027】
このように構成された対物レンズBでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、ホログラム体3を透過した後、平板ビームスプリッタ4に入射し、当該平板ビームスプリッタ4によって進行方向が直交変更されて薄型固体レンズ5に照射され、この薄型固体レンズ5を透過して光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、ホログラム体3のホログラムレンズ3bである程度集光され、さらに薄型固体レンズ5によって集光されることにより、光ディスクXの記録面x1に焦点を結ぶ。
【0028】
すなわち、本対物レンズBは、第1実施形態の対物レンズAと同様に、平板ビームスプリッタ4によって青色レーザ光の光路が直交変更される前後において青色レーザ光を各々集光することによって、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足するように構成されている。また、平板ビームスプリッタ4によって青色レーザ光の光路を直交変更することによりホログラム体3と平板ビームスプリッタ4とを光ディスクXに平行な方向に配置することを可能とし、以て光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすること、つまり光ピックアップ装置を薄型化することを実現している。
【0029】
ここで、本対物レンズBは、薄型固体レンズ5が平板ビームスプリッタ4と光ディスクXとの間に介挿される分、第1実施形態の対物レンズAよりも寸法Dが大きくなるが、対物レンズAのように三角プリズム1を用いないので、図示するように薄型固体レンズ5を平板ビームスプリッタ4に近接させることが可能であり、薄型固体レンズ5の厚さがそのまま寸法Dの増加とならない。したがって、本対物レンズBによれば、従来の2枚のレンズを積み重ねた対物レンズよりも薄型化できる。
【0030】
また、本対物レンズBによれば、単一レンズに比べて、波長変動による波面収差の変動を抑制することができる。図4は、本対物レンズBにおける波面収差の波長依存性を示す特性図(シミュレーション結果)である。この図に示すように、青色レーザ光の400nm〜415nmに亘る波長範囲において、回折限界を大きく下回る波面収差が得られる。
【0031】
〔第3実施形態〕
次に、本発明の第3実施形態について、図5を参照して説明する。なお、以下の説明では、上述した第1実施形態で説明した構成要素については、同一符号を付して再説明を省略する。
【0032】
図5は、本第3実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。この図において、符号Cは対物レンズ、1Cは三角プリズム、2Cは小型固体レンズである。本実施形態における対物レンズCは、三角プリズム1C及び小型固体レンズ2Cから構成される。三角プリズム1Cは、第1実施形態の三角プリズム1に第1シリンドリカル面1i及び第2シリンドリカル面1hを付加したものである。すなわち、対物レンズCは、一方の側面1aに第1シリンドリカル面1iが形成され、他方の側面1bに第2シリンドリカル面1hが形成されている。
【0033】
上記第2シリンドリカル面1hは、図示するように光ディスクXに平行な方向に所定曲率で窪んだ面であり、一方、第1シリンドリカル面1iは、光ディスクXに直交する方向に所定曲率で窪んだ面である。このような形状の第2シリンドリカル面1hは、小型固体レンズ2Cから入射された青色レーザ光を光ディスクXに直交する方向に拡散させるものであり、第1シリンドリカル面1iは、第2シリンドリカル面1hによって拡散された後、反射面1eに反射されて入射された青色レーザ光を収束して第2シリンドリカル面1hに入射する前の光束状態に復元するものである。なお、ホログラムレンズ1dは、第1シリンドリカル面1i内に形成されている。
【0034】
このように形状設定された三角プリズム1Cは、一方の側面1aが光ディスクXに平行対峙する一方、他方の側面1bが小型固体レンズ2Cに対峙するように姿勢設定されている。小型固体レンズ2Cは、口径が第1実施形態の固体レンズ2よりも多少小さな凸レンズである。
【0035】
このように構成された対物レンズCでは、光ディスクXに平行な方向から平行光として入射された青色レーザ光は、小型固体レンズ2Cを透過した後、三角プリズム1Cの第2シリンドリカル面1hに入射し、反射面1eによって進行方向が直交変更されて三角プリズム1Cの第1シリンドリカル面1iから光ディスクに向けて出射される。このような光路において、平行光である青色レーザ光は、小型固体レンズ2Cである程度集光され、さらにホログラムレンズ1dによって集光されるので、全体として対物レンズとして要求される集光性能を満足することが可能であり、また三角プリズム1Cと薄型固体レンズ2Cとを光ディスクXに平行な方向に配置することができるので、光ディスクXに直交する方向の寸法Dを小さくすることが可能である。
【0036】
またさらに、青色レーザ光は、第2シリンドリカル面1hによって光ディスクXに直交する方向に一旦拡散され、第1シリンドリカル面1iによって元のビーム形状に戻されるので、薄型固体レンズ2Cに入射する青色レーザ光に、円形ではなく、光ディスクXに直交する方向につぶれた楕円形のビーム形状のものを用いることが可能であり、したがって、本対物レンズCによれば、このつぶれた分だけ第1実施形態の対物レンズAよりも寸法Dを小さくすることが可能である。
【0037】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ディスクに対向配置され、光を集光して光ディスクに照射する対物レンズであって、入射光の進行方向を直交変更して光ディスクに向けて出射する進行方向変更手段と、該進行方向変更手段と光ディスクとの間に介挿されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか一方と、進行方向変更手段の前段に配置されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか他方とを具備するので、対物レンズを構成する光学部品を極端に小型化することなく、実用的な大きさの光学部品を用いることにより、光ディスクに照射する青色レーザ光の波長変動の影響を抑制しつつ光ピックアップを薄型化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【図2】本発明の第1実施形態におけるホログラムレンズの正面図及び断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【図4】本発明の第2実施形態に係わる対物レンズの波面収差の波長依存性を示す特性図(シミュレーション結果)である。
【図5】本発明の第3実施形態に係わるピックアップ装置の要部(対物レンズ)の構成を示す正面図である。
【符号の説明】
X……光ディスク
A〜C……対物レンズ
1,1C……三角プリズム
1e……反射面(進行方向変更手段)
1d,3b……ホログラムレンズ
2……固体レンズ
2C……小型個体レンズ
3……ホログラム体
4……平板ビームスプリッタ
5……薄型固体レンズ
Claims (7)
- 光ディスクに対向配置され、光を集光して光ディスクに照射する対物レンズであって、
入射光の進行方向を直交変更して光ディスクに向けて出射する進行方向変更手段と、
該進行方向変更手段と光ディスクとの間に介挿されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか一方と、
前記進行方向変更手段の前段に配置されるホログラムレンズあるいは固体レンズのいずれか他方と、
を具備することを特徴とする対物レンズ。 - 進行方向変更手段は、三角プリズムの傾斜面に形成される反射面であり、ホログラムレンズは、前記三角プリズムの入射面あるいは出射面のいすれか一方に形成されることを特徴とする請求項1記載の対物レンズ。
- ホログラムレンズは前記三角プリズムの出射面に形成されることを特徴とする請求項2記載の対物レンズ。
- 三角プリズムの入射面に光ディスクに直交する方向に入射光を拡散させる第1のシリンドリカル面が設られ、三角プリズムの出射面には、前記拡散を収束させる第2のシリンドリカル面が設けられ、当該第2のシリンドリカル面上にホログラムレンズが形成されることを特徴とする請求項3記載の対物レンズ。
- 進行方向変更手段は、平板ビームスプリッタであり、レンズは、進行方向変更手段と光ディスクとの間に配置されることを特徴とする請求項1記載の対物レンズ。
- ホログラムレンズは、光透過性材料を肉盛りすることによって形成されることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の対物レンズ。
- 請求項1〜6いずれかの対物レンズを備え、当該対物レンズに光を出射すると共に、光ディスクから対物レンズを介して得られる反射光の強度を検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
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