JP2005285177A - 光学素子及び該光学素子を備えた光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 外形が小型でありながら、レンズ部に必要とされる面精度を確保した光ピックアップ装置に用いられる光学素子を得ること、更にこの光学素子を備えた小型の光ピックアップ装置を得ること。
【解決手段】 光学機能面であるレンズ部と、レンズ部の周囲に矩形状に形成されたフランジ部を有し、金型内でフランジ部の角部に相当する位置に配置された樹脂注入口から樹脂注入し、成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光を用いて、情報記録媒体から情報の記録及び／又は読み出しをおこなう光ピックアップ装置に用いられる光学素子に関し、特に光ピックアップ装置の小型化に好適な光学素子に関するものである。

従来より、コンピュータ、或いはオーディオ・ビジュアル機器における記録メディアとして、光ディスクを用いた記録、再生装置が実用化されている。この記録再生装置の場合、光ディスクへの記録や、この記録の再生（読み出し）には、光ピックアップ装置により、おこなわれている。この、光ピックアップ装置には、多くの光学素子が利用されている。

これら、光ピックアップ装置は、これを搭載する機器の小型化のため、より小型化が要望され、これに伴い利用する光学素子の形状にも種々の提案がなされている。例えば、小型の光ピックアップレンズ、光ピックアップユニットについて製造や組み立て、調整が容易な形状として、略円形状のレンズ部と一体的に形成された支持部の関係を規定したものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。更に、この特許文献１の図８には、支持部が矩形で、その中央にレンズ部を配置したものが開示されている。
特開２００３−４３３４９号公報

図６は、従来の光ピックアップ装置のレイアウトの一例を示した図である。同図において、５１はレーザダイオード、５２はビームスプリッタ、５３はコリメータレンズ、５４は反射鏡、５５は対物レンズ、５６は受光素子、Ｆは対物レンズの焦点面であり、ここに情報記録媒体である光ディスクの記録面が配置される。

同図に示す光ピックアップ装置は、所定の波長の光をレーザダイオード５１から発振し、ビームスプリッタ５２を通過し、コリメータレンズ５３で平行光束とされ、反射鏡５４で折り曲げられた後、対物レンズ５５でＦの位置に配置された情報記録媒体上に収斂される。この収斂された光束は、情報記録媒体で反射され、対物レンズ５５、反射鏡５４、コリメータレンズ５３を通過して、ビームスプリッタ５２により折り曲げられた後、受光素子５６で受光されて、対物レンズ５５による情報記録媒体上での焦点状態を検知する。この検知結果により、対物レンズ５５の光軸上の位置を移動させる、所謂フィードバック制御がおこなわれている。

上記の対物レンズ５５の光軸方向の移動（図示Ｙ方向）とトラッキング方向（図示Ｘ方向）の移動には、磁石とコイルを用いたアクチュエータが一般的に用いられる。このような光ピックアップ装置を上述の要望により小型化しようとする場合、破線で図示したように、コリメータレンズ５３の上方にアクチュエータを配置することが考えられ、これに対応してアクチュエータと干渉しないようにコリメータレンズ５３の外形の小型化が必要となる。この時、コリメータレンズ５３としては、上述の特許文献１に記載の、レンズ外形として支持部が矩形のものが好適である。

一方、コリメータレンズ５３に形成されるレンズ面は高精度が要求され、対物レンズ５５のトラッキングにより移動する図示Ｘ方向に対応して、コリメータレンズ５３も図示Ｘ方向に対応する面精度に、特に高精度が要求される。これに対し矩形のフランジ部を有する光学素子を樹脂成形する場合には、樹脂注入口の位置によっては、コリメータレンズ５３の図示Ｘ方向に対応する面精度に大きく影響を与える問題があることがわかった。

本発明は上記問題に鑑み、光学素子の外形が小型でありながら、レンズ部に必要とされる面精度を確保した、光ピックアップ装置に用いられる光学素子を得ること、更にこの光学素子を備えた小型の光ピックアップ装置を得ることを目的とするものである。

上記の課題は、以下の構成により解決される。

１） 情報記録媒体に光を照射して、情報の記録及び／又は再生をおこなう光ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、前記光学素子は、光学機能面であるレンズ部と、該レンズ部の周囲に外形が矩形状に形成されたフランジ部を有し、金型内で前記フランジ部の角部に相当する位置に配置された樹脂注入口から樹脂注入され、成形されていることを特徴とする光学素子。

２） 情報記録媒体に光を照射して、情報の記録及び／又は再生をおこなう光ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、前記光学素子は、光学機能面であるレンズ部と、該レンズ部の周囲に外形が矩形状に形成されたフランジ部を有し、前記フランジ部の角部の一つに、樹脂注入口から注入された樹脂の切断部を設けたことを特徴とする光学素子。

３） 前記光学素子は、少なくとも前記樹脂注入口と対角の位置にエアーベントを有する金型で成形されている１）又は２）の光学素子。

４） 前記フランジ部の外形形状に対する中央部と異なる位置に前記光学素子の光軸が位置し、前記光学素子の光軸から最も遠い角部の位置に樹脂注入口が配置され成形されている１）〜３）のいずれかの光学素子。

５） 前記レンズ部の正面形状が、円形とは異なる形状に形成され、前記レンズ部の短径部に前記フランジ部を形成した１）〜４）のいずれかの光学素子。

６） １）〜５）のいずれかの光学素子を備えた光ピックアップ装置。

７） 前記光学素子をコリメータレンズとして使用した６）の光ピックアップ装置。

本発明の、フランジ部の角部に相当する位置に配置された樹脂注入口から樹脂注入され、成形される光学素子とすることにより、光学素子の外形が小型でありながら、レンズ部に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることが可能となる。

また、フランジ部の角部の一つに、樹脂注入口から注入された樹脂の切断部を設けることにより、切断するときにクラックもしくは歪みが発生しても、レンズ面から離れた位置であり、クラックもしくは歪みによる不良の発生を減少させることができる。

また、樹脂注入口と対角の位置にエアーベントを有する金型で成形することが好ましく、注入される樹脂の流れを、より円滑にでき、有効光学面に必要とされる面精度をより向上させることができる。

また、フランジ部の外形に対する中央部と異なる位置に光学素子の光軸が位置する場合、光学素子の光軸から最も遠い角部の位置に樹脂注入口を配置することにより、同様に、光学素子の外形が小型でありながら、レンズ部に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることができる。

また、レンズ部の正面形状が、円形とは異なる形状に形成されている場合、レンズ部の短径部にもフランジ部を形成することにより、金型内で、クリアランス分だけ、レンズ部を形成する金型がずれるか或いは光軸回りに回転して取り付けられても、レンズ部がフランジ部から突出して成形されることがなくなる。

更に、この光学素子を備えた光ピックアップ装置とすることにより、アクチュエータ等の配置と干渉せずに、光ピックアップ装置を小型化することが可能となる。

加えて、この光学素子をコリメータレンズとして使用した光ピックアップ装置とすることにより、有効光学面の面精度の確保された小型のコリメータレンズを得ることができると共に、アクチュエータ等の配置と干渉せずに、光ピックアップ装置を小型化することが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

なお、以下の説明においては、必要な光束を透過させて実際に使用する面を有効光学面と称し、この有効光学面を含む光学機能を有する光学機能面をレンズ部と称し、このレンズ部の周囲に形成されたレンズ部以外の部位をフランジ部と称して説明する。

図１は、本発明に係る光学素子の一例を示す図である。同図は光学素子１０の正面図と、光学素子１０を図示ＦーＦ線で切断した断面図を示している。

同図において、光学素子１０は、光軸をＯとするレンズ部１１と、このレンズ部１１の周囲に矩形状に形成されたフランジ部１２で構成され、フランジ部１２の外形形状に対する中心と光軸Ｏが略一致した形状に形成されている。

この光学素子１０は、図６に示す光ピックアップ装置のコリメータレンズとして使用され、図示Ｘ方向とフランジ部の外形を形成する直線部が平行となるよう配置される。このため光学素子１０は、図６に示す対物レンズがトラッキング方向に移動する領域を含む、破線で示す長円形で囲まれた１１ａ、もしくは１１ｂの領域が有効光学面として使用されるようになっている。

この光学素子１０は、樹脂材料を用いて射出成形により形成され、樹脂注入口（以下、ゲートと称す）１３は、図示のようにフランジ部の角部に配置されて成形されている。更に、このゲート１３と対角の位置（図示１４の位置）に、ガス抜き用のエアーベントを有する金型で成形されている。なお、エアーベントは、この対角の位置に加え、他の２箇所の角部に適宜配置しても良い。

このゲート１３は、金型から取り出された後に、破線１５の周辺で切断されて切断部が形成され矩形のフランジ部１２を有する光学素子１０となる。

このように、レンズ部１１の周囲に矩形状に形成されたフランジ部１２で構成された光学素子１０の、フランジ部１２の角部にゲート１３を配置することで、光軸Ｏから最も遠い位置にゲートを位置させることができ、有効光学面として使用される１１ａ、もしくは１１ｂの領域の長手方向に対して、斜め方向から樹脂を注入するようにすることにより、外形が小型でありながら、有効光学面に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることが可能になる。更に、ゲートを切断するときにクラックもしくは歪みが発生しても、レンズ面から離れた位置であり、クラックもしくは歪みによる不良の発生を減少させる効果も奏するようになる。

また、エアーベントをゲートと対角の位置に配置することにより、注入される樹脂の流れを、より円滑にでき、有効光学面に必要とされる面精度をより向上させることができる。

図２は、本発明に係る光学素子の別の例を示す図である。同図は光学素子２０の正面図を示している。以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部には同符号を付与して説明する。

同図に示す光学素子２０の、図１に示す光学素子１０と異なる処は、フランジ部１２で形成される外形の中心Ｓとレンズ部１１の光軸Ｏがずれて（図示ｄが相当）形成されているものである。

同図における光学素子２０のような形状の場合には、ゲート１３は、図示のごとくフランジ部１２の４箇所の角部のうちの、光軸Ｏから最も遠い角部に配置される。また、ガス抜き用のエアーベントは、上述と同様にゲート１３と対角の位置（図示１４の位置）に配置される。なお、エアーベントは、この対角の位置に加え、他の２箇所の角部に適宜配置しても良い。

このように、フランジ部１２で形成される外形の中心Ｓとレンズ部１１の光軸Ｏが、ずれた位置に形成されている光学素子２０においても、光軸Ｏから最も遠い角部にゲートを配置することで、上述と同様に、外形が小型でありながら、有効光学面に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることが可能になると共に、エアーベントをゲートと対角の位置に配置することにより、有効光学面に必要とされる面精度をより向上させることができる。

更に、レンズ部から遠い位置にゲートを配置することにより、ゲートを切断するときにクラックもしくは歪みが発生しても、レンズ面から離れた位置となり、クラックもしくは歪みによる不良の発生を減少させる効果も奏するようになる。

図３は、本発明に係る光学素子の他の例を示す図である。同図は光学素子３０の正面図を示しており、レンズ部の正面形状が円形とは異なる形状に形成されている例である。

同図において、光学素子３０は、光軸をＯとする、正面形状が円形とは異なる形状のレンズ部１１と、このレンズ部１１の周囲に矩形状に形成されたフランジ部１２で構成され、フランジ部１２の中心と光軸Ｏが略一致した形状に形成されている。

この光学素子３０は、図６に示す光ピックアップ装置のコリメータレンズとして使用され、図示Ｘ方向とフランジ部の外形を形成する長手方向の直線部が平行となるよう配置される。このため光学素子３０は、図６に示す対物レンズがトラッキング方向に移動する領域を含む、破線で示す長円形で囲まれた１１ａの領域が有効光学面として使用されるようになっている。

同図に示すような光学素子３０は、樹脂材料を用いて成形により形成され、ゲート１３は、図示のようにフランジ部の角部に配置されて成形されている。更に、このゲート１３と対角の位置（図示１４の位置）に、ガス抜き用のエアーベントを有する金型で成形されている。なお、エアーベントは、この対角の位置に加え、他の２箇所の角部に適宜配置しても良い。

このような外形形状の光学素子においても、フランジ部１２の角部にゲート１３を配置することで、光軸Ｏから最も遠い位置にゲートを位置させることができ、有効光学面として使用される１１ａの領域の長手方向に対して、斜め方向から樹脂を注入するようにすることにより、外形が小型でありながら、有効光学面に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることが可能になる。更に、ゲートを切断するときにクラックもしくは歪みが発生しても、レンズ面から離れた位置であり、クラックもしくは歪みによる不良の発生を減少させる効果も奏するようになる。

また、エアーベントをゲートと対角の位置に配置することにより、有効光学面に必要とされる面精度をより向上させることができる。

図４は、本発明に係る光学素子の、その他の例を示す図である。同図は光学素子４０の正面図を示しており、図３と同様に、レンズ部の正面形状が円形とは異なる形状に形成されている例である。

同図に示す光学素子４０の、図３に示す光学素子３０と異なる処は、フランジ部１２で形成される外形の中心Ｓとレンズ部１１の光軸Ｏがずれて（図示ｄが相当）形成されているものである。

同図における光学素子４０のような形状の場合にも、ゲート１３は、図示のごとくフランジ部１２の４箇所の角部のうちの、光軸Ｏから最も遠い角部に配置される。また、ガス抜き用のエアーベントは、上述と同様にゲート１３と対角の位置（図示１４の位置）に配置される。なお、エアーベントは、この対角の位置に加え、他の２箇所の角部に適宜配置しても良い。

このように、レンズ部１１の正面形状が円形とは異なる形状に形成され、フランジ部１２で形成される外形の中心Ｓとレンズ部１１の光軸Ｏが、ずれた位置に形成されている光学素子４０においても、光軸Ｏから最も遠い角部にゲートを配置することで、上述と同様に、外形が小型でありながら、有効光学面に必要とされる面精度を確保した光学素子を得ることが可能になると共に、エアーベントをゲートと対角の位置に配置することにより、有効光学面に必要とされる面精度をより向上させることができる。

更に、レンズ部から遠い位置にゲートを配置することにより、ゲートを切断するときにクラックが発生しても、レンズ面から離れた位置となり、クラックによる不良の発生を減少させる効果も奏するようになる。

図５は、図３に示す光学素子３０を成形する金型を模式的に示す断面図である。同図は、図３に示すＫーＫ線に相当する位置で切断した断面図である。即ち、正面形状が円形とは異なる形状に形成されたレンズ面の短径方向の切断面を示している。

同図において、Ａは光学素子３０のレンズ面１１を形成するための金型、Ｂは光学素子３０のレンズ面１１の裏側に形成されるレンズ面を形成するための金型、Ｃは金型Ａの周囲にあるフランジ部１２を形成するための金型、Ｄは金型Ｂの周囲にあるフランジ部１２を形成するための金型である。この金型Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、金型Ｃに形成された穴に金型Ａが挿入され、金型Ｄに形成された穴に金型Ｂが挿入されて、それぞれ一体化されており、図示の金型ＣとＤの境界面で分離されて、光学素子３０が取り出されるようになっている。

同図に示すように、レンズ面１１の短径部の幅となるレンズ面１１を形成する金型Ａの幅をＬ、フランジ部１２の幅をＭとすると、レンズ面１１の周囲に必ずフランジ部１２が存在し、寸法がＬ＜Ｍとなるように、光学素子３０は形成される。即ち、レンズ部１１の正面形状が、円形とは異なる形状に形成されている場合でも、このレンズ部１１の短径部にフランジ部１２が存在するよう形成されている。

このように、レンズ部１１の短径部の周囲にもフランジ部１２が存在するよう形成することで、金型Ｃ内で、クリアランス分だけ、金型Ａがずれるか或いは光軸回りに回転して取り付けられても、レンズ部１１がフランジ部１２から突出して成形されることがなくなる。なお、このフランジ部１２の幅ｆは、少なくとも０．１ｍｍ程度を確保することが望ましい。

以上説明した光学素子を、図６に示す光ピックアップ装置を構成する光学系に適用することにより、光学素子外形が小型でありながらレンズ面に必要とされる面精度を確保することができ、アクチュエータ等の配置に干渉せずに、光ピックアップ装置を小型化することが可能となる。

なお、本実施の形態においては、光学素子をコリメータレンズに適用するもので説明したが、これに限るものでなく、対物レンズ等に適用しても良いのは勿論である。

本発明に係る光学素子の一例を示す図である。 本発明に係る光学素子の別の例を示す図である。 本発明に係る光学素子の他の例を示す図である。 本発明に係る光学素子の、その他の例を示す図である。 図３に示す光学素子３０を成形する金型を模式的に示す断面図である。 従来の光ピックアップ装置のレイアウトの一例を示した図である。

符号の説明

１０ 光学素子
１１ レンズ部
１１ａ、１１ｂ 有効光学面
１２ フランジ部
１３ 樹脂注入口（ゲート）
１４ エアーベント位置
１５ ゲート切断位置
５１ レーザダイオード
５２ ビームスプリッタ
５３ コリメータレンズ
５４ 反射鏡
５５ 対物レンズ

Claims (7)

1. 情報記録媒体に光を照射して、情報の記録及び／又は再生をおこなう光ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、
   前記光学素子は、光学機能面であるレンズ部と、該レンズ部の周囲に外形が矩形状に形成されたフランジ部を有し、金型内で前記フランジ部の角部に相当する位置に配置された樹脂注入口から樹脂注入され、成形されていることを特徴とする光学素子。
2. 情報記録媒体に光を照射して、情報の記録及び／又は再生をおこなう光ピックアップ装置に用いられる光学素子であって、
   前記光学素子は、光学機能面であるレンズ部と、該レンズ部の周囲に外形が矩形状に形成されたフランジ部を有し、前記フランジ部の角部の一つに、樹脂注入口から注入された樹脂の切断部を設けたことを特徴とする光学素子。
3. 前記光学素子は、少なくとも前記樹脂注入口と対角の位置にエアーベントを有する金型で成形されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
4. 前記フランジ部の外形形状に対する中央部と異なる位置に前記光学素子の光軸が位置し、前記光学素子の光軸から最も遠い角部の位置に樹脂注入口が配置され成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
5. 前記レンズ部の正面形状が、円形とは異なる形状に形成され、
   前記レンズ部の短径部に前記フランジ部を形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学素子を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
7. 前記光学素子をコリメータレンズとして使用したことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。

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