JP2005316065A - Light condensing optical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、集光光学素子、例えば光学的に情報の記録/再生を行う光ディスクドライブ装置に設けられる光ピックアップに使用する集光光学素子に関するものである。 The present invention relates to a condensing optical element, for example, a condensing optical element used for an optical pickup provided in an optical disc drive apparatus for optically recording / reproducing information.
光学式記録再生装置は、波長780nmのレーザを使用したCDから波長660nmのレーザを使用したDVD、さらに波長405nmのレーザを使用したディスクの採用と、波長を短くすることによる高密度化が進められている。NAについても、CDの0.45からDVDの0.6、さらに大きくすることによる高密度化が進められている。 Optical recording / reproducing devices are being used for CDs that use lasers with a wavelength of 780 nm, DVDs that use lasers with a wavelength of 660 nm, and discs that use lasers with a wavelength of 405 nm. ing. As for NA, the density has been increased by increasing CD from 0.45 to DVD to 0.6.
このように、波長を短く、NAを大きくしていくと、各種光学特性に対する許容量が減少し、記録媒体にレーザ光を集光する集光光学素子である対物レンズへの要求も厳しいものとなる。例えば、レーザとしては、半導体レーザが用いられるが、その波長変動による色収差の発生が許容できなくなり、色収差を打ち消すために、対物レンズを1枚構成でなく、正負複数枚で構成する必要が生じる。 As described above, when the wavelength is shortened and the NA is increased, the tolerance for various optical characteristics is reduced, and the demand for an objective lens that is a condensing optical element for condensing laser light on a recording medium is severe. Become. For example, although a semiconductor laser is used as the laser, the occurrence of chromatic aberration due to the wavelength variation becomes unacceptable, and in order to cancel the chromatic aberration, the objective lens needs to be configured with a plurality of positive and negative lenses.
ところが、対物レンズを複数枚で構成すると、それらの光軸合わせが必要になるなど、組立性が悪化する。また、部品点数が増えるため、コスト的にも不利となりやすい。 However, if the objective lens is composed of a plurality of lenses, the assemblability deteriorates, such as the need to align their optical axes. Moreover, since the number of parts increases, it tends to be disadvantageous in terms of cost.
このような不具合を回避あるいは低減するものとして、対物レンズとして光軸に関して回転対称な通常のレンズを用いるのでなく、図11に示すように、回転非対称な曲面を持ついわゆる自由曲面レンズからなる対物レンズ101を用いることで、短波長、高NAであっても、枚数を減らすことができるようにした光ピックアップが知られている(例えば、特許文献1参照)。なお、図11では、他の図と方向を合わせるために、特許文献1に示された図を180度回転させ、記録媒体102が上になるように示している。
In order to avoid or reduce such an inconvenience, an objective lens made up of a so-called free-form surface lens having a rotationally asymmetric curved surface as shown in FIG. There is known an optical pickup in which the number of sheets can be reduced by using 101 even when the wavelength is short and the NA is high (see, for example, Patent Document 1). In FIG. 11, in order to align the direction with the other figures, the figure shown in Patent Document 1 is rotated 180 degrees so that the
この対物レンズ101は、入射光103を面105で屈折させた後、面106および面107で順次反射させ、さらに面108で再び屈折させて、射出光104を記録媒体102に集光させるもので、面105〜108は、回転非対称な曲面とされている。
上記の特許文献1に開示の対物レンズ101においては、その重心が中心付近109にあり、一般的な共軸系のレンズと異なり、射出光104の光軸とは一致しない。
In the
一方、対物レンズ101は、記録媒体102の面振れや、記録トラックの振れに追従させるため、レンズアクチュエータと呼ばれる機構に搭載され、このレンズアクチュエータにおいて、対物レンズ101はホルダに固定され、ホルダは記録媒体の面振れ方向、トラックを横切る方向に移動可能にワイヤバネなどで弾性支持されることが多い。
On the other hand, the
ところが、弾性支持されたホルダの系では、ホルダが回転するような共振が問題となることがある。この共振は、重心を通る軸付近を中心に回転するような動きとなる。厳密には、支持点にも影響されるが、支持に使用するワイヤバネなどの固有値は小さいため、支持点の影響が少なく、回転中心は支持点よりも重心に近い位置となる。 However, in an elastically supported holder system, resonance that causes the holder to rotate may be a problem. This resonance is a movement that rotates around the axis passing through the center of gravity. Strictly speaking, it is influenced by the support point, but since the eigenvalue of the wire spring used for the support is small, the influence of the support point is small, and the center of rotation is closer to the center of gravity than the support point.
このため、対物レンズの射出光と重心との距離が大きいと、てこの原理で射出光の動きが大きくなり、より共振の影響が大きくなってしまう。したがって、この共振の影響を少なくするためには、重心と射出光との光軸を合わせることが望ましく、レンズアクチュエータでは、射出光の方向(Z方向)から見て、ホルダの中心に対物レンズを保持して、ホルダの系の重心と射出光の中心とを一致させることが多い。また、共振を防止するには、駆動点を重心に一致させるのが望ましく、そのため駆動力を発生する磁気回路などを対物レンズの射出光を中心に対称に配置することが多い。 For this reason, if the distance between the emitted light of the objective lens and the center of gravity is large, the movement of the emitted light becomes large by the lever principle, and the influence of resonance becomes larger. Therefore, in order to reduce the influence of this resonance, it is desirable to align the center of gravity and the optical axis of the emitted light. In the lens actuator, the objective lens is placed at the center of the holder as viewed from the direction of the emitted light (Z direction). In many cases, the center of gravity of the holder system coincides with the center of the emitted light. In order to prevent resonance, it is desirable to make the driving point coincide with the center of gravity, and therefore, a magnetic circuit for generating a driving force is often arranged symmetrically around the light emitted from the objective lens.
しかしながら、特許文献1に開示の対物レンズ101では、射出光104の光軸およびその延長線上に対物レンズ101の重心が位置していない。このため、射出光104の位置をホルダの系の重心とするには、対物レンズ101以外に質量バランスをとるためのバランサが必要となって、部品点数の増加によるコストアップや、装置の大型化を招くことが懸念される。
However, in the
なお、レンズアクチュエータのバリエーションとして、対物レンズをホルダの中心でなく記録媒体のトラック方向、Y方向の端に保持したものもある。しかし、この場合でも、X方向(トラックを横切る方向)に関しては、射出光と重心との位置を合わせるのが一般的であることから、中心に配置する場合と同様に、対物レンズ101以外に質量バランスをとるためのバランサが必要となって、部品点数の増加によるコストアップや、装置の大型化を招くことが懸念される。
As a variation of the lens actuator, there is a lens actuator that is held at the end in the track direction and the Y direction of the recording medium instead of the center of the holder. However, even in this case, in the X direction (the direction crossing the track), since it is common to align the positions of the emitted light and the center of gravity, the mass in addition to the
したがって、上記の事情に鑑みてなされた本発明の目的は、集光光学系を使用する光学装置の小型化および低価格化が図れるように適切に構成した集光光学素子を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention made in view of the above circumstances is to provide a condensing optical element appropriately configured so that an optical device using a condensing optical system can be reduced in size and cost. .
上記目的を達成する請求項1に係る発明は、少なくとも入射面および射出面を含む複数の光学作用面を有し、上記入射面から入射した光を上記射出面から集光して射出する集光光学素子において、
上記光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、重心が射出光の光軸上または射出光の光軸の延長線上にあることを特徴とするものである。
The invention according to claim 1, which achieves the above object, has a plurality of optical action surfaces including at least an entrance surface and an exit surface, and condenses the light incident from the entrance surface by condensing from the exit surface. In the optical element,
At least one of the optical action surfaces is a rotationally asymmetric curved surface, and the center of gravity is on the optical axis of the emitted light or an extension of the optical axis of the emitted light.
請求項2に係る発明は、少なくとも入射面および射出面を含む複数の光学作用面を有し、上記入射面から入射した光を上記射出面から集光して射出する集光光学素子において、
上記光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、重心が射出光の光軸または射出光の光軸の延長線を中心とする半径1mmの円内にあることを特徴とするものである。
The invention according to claim 2 has a plurality of optical action surfaces including at least an entrance surface and an exit surface, and a condensing optical element that collects and emits light incident from the entrance surface from the exit surface,
At least one of the optical action surfaces is a rotationally asymmetric curved surface, and the center of gravity is in a circle having a radius of 1 mm centered on the optical axis of the emitted light or an extension line of the optical axis of the emitted light. .
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載の集光光学素子において、
上記光学作用面以外の領域に、質量バランスをとるための凸部を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the condensing optical element according to claim 1 or 2,
It has the convex part for mass balance in areas other than the said optical action surface, It is characterized by the above-mentioned.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の集光光学素子において、
射出光の光軸に関して非対称に、他部材への固定部を設けたことを特徴とするものである。
The invention according to claim 4 is the condensing optical element according to any one of claims 1 to 3,
A fixing portion to another member is provided asymmetrically with respect to the optical axis of the emitted light.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の集光光学素子において、
上記光学作用面として、上記入射面および上記射出面の他に、少なくとも1つの反射面を有することを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the condensing optical element according to any one of claims 1 to 4,
The optical action surface has at least one reflection surface in addition to the incident surface and the exit surface.
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の集光光学素子において、
上記反射面が、回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。
The invention according to claim 6 is the condensing optical element according to claim 5,
The reflective surface is a rotationally asymmetric curved surface.
請求項7に係る発明は、請求項5または6に記載の集光光学素子において、
上記入射面から上記射出面に至る光路を交差させたことを特徴とするものである。
The invention according to
The optical path from the entrance surface to the exit surface is crossed.
請求項8に係る発明は、請求項5〜7のいずれか一項に記載の集光光学素子において、
射出光の光軸を通る平面で2つ領域に分けたとき、上記入射面と、上記少なくとも1つの反射面とが異なる領域にあることを特徴とするものである。
The invention according to claim 8 is the condensing optical element according to any one of claims 5 to 7,
When divided into two regions by a plane passing through the optical axis of the emitted light, the incident surface and the at least one reflecting surface are in different regions.
請求項9に係る発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光光学素子において、
上記入射面は、パワーを持たない面であることを特徴とするものである。
The invention according to
The incident surface is a surface having no power.
本発明によれば、いわゆる自由曲面レンズを用いた集光光学素子において、その重心を射出光の光軸上または射出光の光軸の延長線上、あるいはその近傍とすることで、集光光学系を使用する光学装置の小型化および低価格化が図れる集光光学素子を得ることができる。 According to the present invention, in a condensing optical element using a so-called free-form surface lens, the center of gravity is on the optical axis of the emitted light, on the extended line of the optical axis of the emitted light, or in the vicinity thereof, so that the condensing optical system Therefore, it is possible to obtain a condensing optical element that can reduce the size and the price of an optical device that uses the optical device.
以下、本発明による集光光学素子の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of a condensing optical element according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1乃至図8は本発明の第1実施の形態を示すもので、図1および図2は集光光学素子を備える光ピックアップの斜視図、図3は同じく上面図、図4は図3のA−A断面図、図5は分解斜視図、図6および図7は集光光学素子である対物レンズの斜視図、図8はホルダの上面図である。
(First embodiment)
FIGS. 1 to 8 show a first embodiment of the present invention. FIGS. 1 and 2 are perspective views of an optical pickup including a condensing optical element, FIG. 3 is a top view, and FIG. FIG. 5 is an exploded perspective view, FIGS. 6 and 7 are perspective views of an objective lens that is a condensing optical element, and FIG. 8 is a top view of the holder.
図1〜図5において、液晶ポリマーなどの合成樹脂で作られたホルダ30には、集光光学素子である対物レンズ10、フォーカスコイル1a〜1d、トラッキングコイル2a、2bが接着されている。
1 to 5, an
対物レンズ10は、いわゆる自由曲面レンズである。図4に示すように、対物レンズ10には、光路11から光が入射し、その入射光は、入射面16で屈折して、光路12を進み、次に、反射面17で反射して、光路13を進み、さらに、反射面18で反射して、光路14を進み、最後に、射出面19で屈折して、光路15を進んで、記録媒体20にスポットを形成する。なお、光路11〜15は、それぞれ中心の光軸を示している。また、射出面19については、光路14の光軸が垂直に入射し屈折しないため、図4では光路14と光路15とを一直線で示しているが、光軸以外では、射出面19に角度を持って入射するので、屈折している。
The
ここで、入射面16、反射面17、反射面18、射出面19の各光学作用面は、回転対称でない曲面で、自由曲面となっている。また、光路11〜15の中心である光軸は、同一のZX平面内にあり、入射面16、反射面17、18、射出面19は、回転対称でない曲面であるが、光軸を通るZX平面に関しては、面対称な形状となっている。
Here, the optical action surfaces of the
図4、図6および図7に示すように、対物レンズ10のX−方向端には、大きく張り出すような形で固定部23が設けられている。この固定部23はバランサの役割を果たすもので、これにより対物レンズ10の重心25を、図3および図4に示すように射出光の光路15の光軸延長線上に位置させている。
As shown in FIGS. 4, 6, and 7, a fixing
対物レンズ10は、固定部23において接着剤によりホルダ30に取り付けられている。ホルダ30には、対物レンズ10の固定部23のXY平面と平行な面21a〜21cを受けるために、図8に示すように受け部36a〜36cが設けられており、これら受け部36a〜36cにおいて、対物レンズ10はホルダ30に固定され、Z方向の位置も決められている。また、ホルダ30に対する対物レンズ10のXY平面内での位置は、ホルダ30の壁35a〜35cと対向する固定部23の端22a〜22cで決められている。さらに、対物レンズ10のX方向の位置は、固定部23の端22bをホルダ30の壁35bに当てつけることで位置決めされており、Y方向の位置は、ホルダ30の壁35aと壁35cとの距離が、対物レンズ10の端22aと端22cとの距離よりわずかに大きくなっており、ホルダ30の壁35a、35c間に、対物レンズ10の端22a、22cを嵌め合わせることで位置決めされている。
The
さらに、図4に示すように、対物レンズ10が固定部23で片持ち梁のように振動するのを防止するために、対物レンズ10のX+端も、接着剤38によりホルダ30に固定されている。
Further, as shown in FIG. 4, in order to prevent the
図3および図4に示すように、ホルダ30には、対物レンズ10の固定部23が形成されていない側に、カバー40が設けられている。カバー40は、対物レンズ10と同様に、受け部36a、36cおよび壁35a、35c、35dで位置決めされてホルダ30に固定されている。また、カバー40がない側は、対物レンズ10の射出面19以外の部分を粗面としている。これにより、対物レンズ10へのZ+側からの不要な光の入射および対物レンズ10からZ+側への不要な光の出射を防いでいる。すなわち、カバー40側にある反射面17は光学作用面で、粗面とすることができないので、カバー40を設けて不要な光の入出射を防止している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
対物レンズ10が固定されたホルダ30のZ−端の底部には、図4および図8に示すように、入射光11を制限する開口制限の役割を果たすしぼり37が設けられている。
On the bottom of the Z-end of the
フォーカスコイル1a〜1dは、ホルダ30に設けられた突起31a、31bと突起34a〜34dで挟むように接着されており、接着後の剛性が高くなるようになっている。トラッキングコイル2a、2bは、それらの中央の穴4a、4bがホルダ30の突起31a、31bに入るように、フォーカスコイル1a〜1dの表面に接着されている。このため、特に突起31a、31bのZ方向寸法は、穴4a、4bの寸法より僅かに小さくなっており、これら突起31a、31bによりトラッキングコイル2a、2bが位置決めされるようになっている。
The focus coils 1a to 1d are bonded so as to be sandwiched between the
ホルダ30には、X方向両端にも突起32a、32bが設けられている。突起32a、32bには、穴33a〜33c、33d〜33fが設けられ、ここに、ベリリウム銅製の6本のワイヤバネ6a〜6fが挿入され、接着されている。ワイヤバネ6a〜6fの断面形状は円であり、6本同一寸法のバネである。ホルダ30には、基板5a、5bも接着されており、これら基板5a、5bに6本のワイヤバネ6a〜6fおよびフォーカスコイル1a〜1d、トラッキングコイル2a、2bが半田付けされている。すなわち、2本のワイヤバネに、直列に接続されたトラッキングコイル2a、2bの両端が接続され、他の2本のワイヤバネに、直列に接続されたフォーカスコイル1a、1cの両端が接続され、更に他の2本のワイヤバネに、直列に接続されたフォーカスコイル1b、1dの両端が接続されており、公知の4本ワイヤ支持の場合と異なり、フォーカスコイルについては、2組に分けられている。
The
6本のワイヤバネ6a〜6fのY+方向端は、バネウケ7に固定され、さらに基板41の穴43a〜43fに挿入されて半田付けされている。バネウケ7には、凹部8a、8bが形成されており、その部分にシリコーンゲルが充填され、ワイヤバネ6a〜6fをダンピングしている。なお、図示していないが、凹部8a、8bの底(Y+方向)にあたる部分にも、ホルダ30および基板41と同様に、ワイヤバネ6a〜6fを通す穴部が形成されている。基板41は、穴部42をバネクケ7に設けた円形状の凸部9に嵌合して、位置決めされている。
The ends of the six
以上により、ホルダ30は、6本のワイヤバネ6a〜6fによって、記録媒体20にほぼ垂直な方向(Z方向)および記録媒体20のトラックを横切る方向(X方向)に移動可能にバネウケ7に支持されていることになる。また、基板41は、外部の電気回路と接続され、これによりフォーカスコイル1a〜1d、トラッキングコイル2a、2bは、6本のワイヤバネ6a〜6fを介して外部の電気回路に接続されている。
As described above, the
ここで、対物レンズ10の重心25は、先に述べたように、射出光の光路15の光軸とXY平面で一致しているが、ホルダ30に固定された可動部分全体の重心も、XY平面内で重心25の位置と一致している。このため、Y方向については、基板5a、5bを除いて、各部品の形状はZX平面に関して対称となっている。なお、基板5a、5bの分は、ホルダ30に肉抜きなどを設けて質量バランスがとられている。また、X方向については、YZ平面に関して対物レンズ10は対称な形状ではないが、既に述べたように重心25は射出光の光路15の光軸延長線上に位置している。さらに、カバー40については、X+側にしか存在せず、その分、X+側の質量が大きくなるが、これについてもホルダ30に肉抜きなどを設けて質量バランスがとられている。対物レンズ10を取り付けるホルダ30のX方向両端28a、28bの肉厚が異なっているのは、カバー40の分のバランスどりの一つである。その他の部品については、YZ平面に関して対称な形状となっている。
Here, as described above, the center of
バネウケ7は、鉄製のベース44に固定されている。ベース44には、立ち上げ部45c、45dが形成され、これら立ち上げ部45c、45dでバネウケ7のX方向およびY方向が位置決めされ、バネウケ7のZ方向はベース44の底面(XY方向に延びる面)で位置決めがなされている。
The
ベース44には、立ち上げ部45c、45dと同様の形状の立ち上げ部45a、45bも形成され、これら立ち上げ部45a〜45dには、磁石47a〜47dが接着されている。さらに、ベース44には、磁石47a〜47dと対向する部分に、立ち上げ部46a〜46dが形成されている。なお、ベース44はプレス加工により製作されるが、立ち上げ部46a〜46dはプレス加工時に板厚のまま曲げるのでなく、少し潰すことにより曲げる前より長さを長く加工される。このように加工することで、立ち上げ部46a、46cの距離および立ち上げ部46b、46dの距離は狭いが、立ち上げ部46a〜46dの高さ(Z寸法)を確保できる。このため、立ち上げ部46a〜46dの厚さ(Y寸法)は、板厚のまま曲げる立ち上げ部45a〜45dの厚さ(Y寸法)より小さくなっている。
The
磁石47a〜47dは、例えば図3に示す極性となっており、トラッキングコイル2aの対向する辺3a、3b(図5参照)では、矢印で示すように磁界の向きが逆となっている。しかし、辺3a、3bでは電流の向きも逆になるので、磁界から受ける力の向きは同一となる。これによりトラッキングコイル2aは、トラッキング方向(X方向)の駆動力を発生する。しかも、トラッキングコイル2aの2つの辺3a、3bで駆動力を発生するので、その力を大きくでき、コイルに流す電流の大きさに対して駆動力を高められる。トラッキングコイル2bの辺3c、3dについても同様である。なお、フォーカスコイル1a、1bに及ぶ磁界の向きも逆になるが、独立したコイルであるので、同一の方向に駆動力が発生するように電流を流してやれば良く、特に問題はない。フォーカスコイル1c、1dについても同じである。
The
フォーカスコイル1a〜1d、トラッキングコイル2a、2b、磁石47a〜47d、ベース44の磁気回路形成部は、射出光の光路15の光軸を通るYZ平面およびZX平面に関して対称となっており、フォーカス方向およびトラッキング方向の駆動点は、XY平面内で射出光の光軸、すなわち重心25と一致している。
The magnetic circuit forming portions of the focus coils 1a to 1d, the tracking coils 2a and 2b, the
ところで、先に述べたように、フォーカスコイル1a〜1dは、フォーカスコイル1a、1cが直列接続され、フォーカスコイル1b、1dが直列接続されて、それぞれ独立して電流を流せるようになっている。したがって、フォーカスコイル1a、1cとフォーカスコイル1b、1dとが同じ駆動力を発生するように電流を流すと、ホルダ30はフォーカス方向(Z方向)に駆動力を受けて移動する。また、フォーカスコイル1a、1cが発生する駆動力とフォーカスコイル1b、1dが発生する駆動力とに差をつけると、駆動力の大きい方が大きく移動し、ホルダ30は、Y軸回りに回転する。これを利用して、対物レンズ10の傾きを調整する動きをさせることもできる。したがって、フォーカスコイル1a、1cとフォーカスコイル1b、1dとに発生させる駆動力は、場合によっては逆向きになることもあり得る。
As described above, the focus coils 1a to 1d are configured such that the focus coils 1a and 1c are connected in series and the focus coils 1b and 1d are connected in series so that current can flow independently. Therefore, when the current is applied so that the focus coils 1a and 1c and the focus coils 1b and 1d generate the same driving force, the
以上のように構成された対物レンズ10の駆動機構をレンズアクチュエータと呼ぶ。レンズアクチュエータは図示していないが、光源であるレーザダイオード、フォトディテクタ、プリズムなどからなる光学系を備えた光ピックアップ本体に固定される。
The drive mechanism of the
次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
図示しない光学系のレーザダイオードより発せられたレーザ光は、いくつかのプリズムなどを経由したあと、光路11を通り、ホルダ30に形成されたしぼり37で不要な光が除去されて対物レンズ10に入射し、光路15から射出して記録媒体20にスポットを形成する。記録媒体20での反射光は、再び対物レンズ10を通り、図示しない光学系に戻り、いくつかのプリズムなどを経由した後、フォトディテクタで受光されて、フォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号の検出が行われる。また、記録媒体20に対する対物レンズ10のY軸回りの傾き検出も行われる。
Laser light emitted from a laser diode of an optical system (not shown) passes through several prisms and the like, passes through an
フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル1a〜1dに電流を流すことによってホルダ30を記録媒体20に垂直な方向に駆動する。また、トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル2a、2bに電流を流すことでホルダ30を記録媒体20のトラックを横切る方向、記録媒体20が円形のディスクである場合は半径方向に駆動することになる。異なるトラックにアクセスする場合は、図示していない駆動手段によってレンズアクチュエータを備えた本体ごとホルダ30を記録媒体20のトラックを横切る方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ30およびそれに固定された対物レンズ10は、フォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。
When a focus error is detected, the
さらに、記録媒体20の撓みなどにより、対物レンズ10から光路15に射出する光が記録媒体20に垂直でなくなり、それによるY軸回りの傾きが検出されたときには、先に述べたように、フォーカスコイル1a、1cとフォーカスコイル1b、1dとに流す電流を調整することにより、ホルダ30をY軸回りに回転させて、光路15が記録媒体20に垂直になるように調整する。ここで、傾き調整はY軸回りの方向しかないが、記録媒体20が円形ディスク状の場合、中心側から外周側に向かう方向へのY軸回りの撓みが主であるので問題ない。
Further, when the light emitted from the
ここで、先に述べたように、光路15の方向から見て、ホルダ30上に固定された可動部全体の重心25と駆動点とが一致しているので、上記の制御のときにホルダ30が回転するような不要な共振が生じることがない。また、部品の公差や、組立誤差により若干のずれが生じて、小さな共振が生じても、光路15の光軸と重心25とが一致しており、そこを中心にホルダ30が回転するので、共振によって射出光が大きく動くことが妨げられ、共振の影響を小さくすることができる。
Here, as described above, since the center of
本実施の形態では、対物レンズ10として、その重心25を射出光の光軸延長線上に位置させたので、この対物レンズ10を用いることで、ホルダ30上に固定された可動部全体の重心を射出光の光軸延長線上に容易に一致させることができる。したがって、バランスを取るために、ホルダ30を大きくしたり、別にバランサを設けたりする必要がなく、光ピックアップの小型化および低価格化を図ることができる。
In this embodiment, since the center of
なお、本実施の形態においては、対物レンズ10の重心25を、必ずしも射出光の光軸延長線上に完全に一致させる必要がなく、若干のずれがあっても良い。例えば、図3において、光路15の光軸を中心とする半径1mmの円24の範囲内に対物レンズ10の重心25を位置させるようにしても、その範囲内に重心25がない場合に比べて、バランス取りは遥かに楽であり、バランサも小型で済むので、装置の小型化および低価格化を十分に図ることができる。なお、対物レンズ10の重心25が光路15の光軸を中心とする半径1mmの円24から外れると、バランス取りが難しくなり、バランサも大きくなって、装置の小型化および低価格化が図れなくなる。
In the present embodiment, the center of
同様に、ホルダ30上に固定された可動部全体の重心と駆動点とについても、完全に一致させなくとも、共振が使用上問題ないレベルに抑えられる程度に近づいていれば良いことは言うまでもない。
Similarly, it is needless to say that the center of gravity and the driving point of the entire movable part fixed on the
(第2実施の形態)
図9は、本発明の第2実施の形態に係る対物レンズの断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of an objective lens according to the second embodiment of the present invention.
この対物レンズ50も、第1実施の形態と同様に、いわゆる自由曲面レンズである。対物レンズ50には、光路51から光が入射し、その入射光は、入射面57で屈折して、光路52を進み、次に、反射面58で反射して、光路53を進み、さらに、反射面59で反射して、光路54を進み、さらに、反射面60で反射して、光路55を進み、最後に、射出面61で屈折して、光路56を進んで、記録媒体20にスポットを形成する。なお、光路51〜56は、それぞれ中心の光軸を示している。
The
ここで、入射面57、反射面58、反射面59、反射面60、射出面61の各光学作用面は、回転対称でない曲面で、自由曲面となっている。また、光路51〜56の中心である光軸は、同一のZX平面内にあり、入射面57、反射面58〜60、射出面61は、回転対称でない曲面であるが、光軸を通るZX平面に関しては、面対称な形状となっている。さらに、対物レンズ50の重心63は、射出光の光軸延長線62上にある。
Here, the optical action surfaces of the
この対物レンズ50は、例えば第1実施の形態と同様にホルダに保持されて、レンズアクチュエータに搭載される。この場合、ホルダには、第1実施の形態と同様に、対物レンズ50の外形に沿うような形状の支持部を形成して、この支持部において対物レンズ50を保持するようにする。その他の構成および動作については、第1実施の形態とほぼ同じである。
The
本実施の形態では、光路51〜56は、ZX平面内にあるが、対物レンズ50内で光路53と光路55とを交差させている。ここで、同一平面内にある光路を交差させない場合には、対物レンズの端に入射した光を、反射等を繰り返しながら他の端から射出する形となるが、本実施の形態のように光路53と光路55とを交差させれば、射出する場所を対物レンズ50のX方向端でなく、X方向の中央付近とすることができるので、対物レンズ50の重心63を光路56の中心線上、すなわち射出光の光軸延長線62上に容易に一致させることができる。これにより、質量バランスを取るための凸部を設ける必要がなくなったり、またバランス用の凸部を設ける場合でも、小さい凸部で済むようになったりできるので、対物レンズ50の小型、軽量化を図ることができる。
In the present embodiment, the
また、光路56の光軸を通るYZ平面で対物レンズ50を2つの領域に分けたとき、入射面57はX+方向の領域にあり、入射面57のないX−方向の領域には反射面59があるので、この点からも対物レンズ50の重心63を射出光の光軸延長線62上に容易に一致させることが可能となる。これにより、質量バランスを取るための凸部を設ける必要がなくなったり、またバランス用の凸部を設ける場合でも、小さい凸部で済むようになったりできるので、対物レンズ50の小型、軽量化を図ることができる。
Further, when the
したがって、この対物レンズ50を光ピックアップ等に用いれば、装置の小型化および低価格化が図れる。
Therefore, if this
(第3実施の形態)
図10は、本発明の第3実施の形態に係る対物レンズの断面図である。
(Third embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of an objective lens according to the third embodiment of the present invention.
この対物レンズ70も、第1実施の形態と同様に、いわゆる自由曲面レンズである。対物レンズ70には、光路71から入射面75に光が入射する。ここで、入射面75は、平面となっており、パワーを有していない。また、入射光71は、入射面75に垂直に入射して、屈折することなく、そのまま同一の光路71を進む。
The
対物レンズ70内で、光路71を進む光は、次に、反射面76で反射して、光路72を進み、さらに、反射面77で反射して、光路73を進み、最後に、射出面78で屈折して、光路74を進んで、記録媒体20にスポットを形成する。なお、光路71〜74は、それぞれ中心の光軸を示している。
In the
ここで、対物レンズ70の入射面75を除く、反射面76、77および射出面78は、回転対称でない曲面で、自由曲面となっている。また、光路71〜74の中心である光軸は、同一のZX平面内にあり、反射面76、77および射出面78は、回転対称でない曲面であるが、光軸を通るZX平面に関しては、面対称な形状となっている。さらに、対物レンズ70の重心80は、射出光の光軸延長線79上にある。
Here, the reflecting
この対物レンズ70は、例えば第1実施の形態と同様にホルダに保持されて、レンズアクチュエータに搭載される。この場合、ホルダには、第1実施の形態と同様に、対物レンズ70の外形に沿うような形状の支持部を形成して、この支持部において対物レンズ70を保持するようにする。その他の構成および動作については、第1実施の形態とほぼ同じである。
The
本実施の形態においても、第2実施の形態同様に、光路71と光路73とを対物レンズ70内で交差させている。また、射出光の光軸を通るYZ平面で対物レンズ70を2つの領域に分けたとき、入射面75はX+方向の領域にあり、入射面75のないX−方向の領域には反射面76があるので、対物レンズ70の重心80を射出光の光軸延長線79上に容易に一致させるのが可能となる。これにより、質量バランスを取るための凸部を設ける必要がなくなったり、またバランス用の凸部を設ける場合でも、小さい凸部で済むようになったりできるので、対物レンズ70の小型、軽量化を図ることができる。
Also in the present embodiment, the
また、入射面75をパワーの持たない面としているので、入射面75の位置を矢印81の方向に移動しても、光学特性には影響しない。したがって、反射面75の位置を、質量バランスを取るために調整することで、対物レンズ70の重心80を射出光の光軸延長線79上に容易に一致させることができる。
Further, since the
したがって、この対物レンズ70を光ピックアップ等に用いれば、装置の小型化および低価格化が図れる。
Therefore, if this
なお、本発明は上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、集光光学素子である対物レンズは、上記以外にもの種々の形状も考えられ、例えば平面対称でない形状することもできる。また、反射面の数も任意に設定することができる。さらに、対物レンズの曲面の光学作用面は、すべて回転非対称な曲面に限らず、回転対称な曲面が含まれても良い。さらに、光学作用面に回折格子が形成されていても良い。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and many variations or modifications can be made. For example, the objective lens that is a condensing optical element may have various shapes other than those described above, and may have a shape that is not plane-symmetric, for example. Moreover, the number of reflective surfaces can also be set arbitrarily. Furthermore, the curved optical surface of the objective lens is not limited to a rotationally asymmetric curved surface, and may include a rotationally symmetric curved surface. Furthermore, a diffraction grating may be formed on the optical action surface.
また、上記実施の形態では、対物レンズ内で全ての光路の光軸が同一平面内にあるとしたが、同一平面内になくても良い。この場合、第2実施の形態や第3実施の形態で示した光路の交差は、光軸が交差しておらず、光束が交差していても良い。 In the above embodiment, the optical axes of all the optical paths in the objective lens are in the same plane, but they may not be in the same plane. In this case, the crossing of the optical paths shown in the second embodiment and the third embodiment may not cross the optical axes but may cross the light beams.
さらに、対物レンズの重心を射出光軸上またはその延長線上に一致またはほぼ一致させるために、光学作用面以外に種々の凸部を設けても良く、また、その凸部が第1実施の形態のように、ホルダへの固定部を兼ねていなくても良い。 Further, in order to make the center of gravity of the objective lens coincide with or substantially coincide with the exit optical axis or its extension line, various convex portions may be provided in addition to the optical action surface, and the convex portions are the first embodiment. In this way, it is not necessary to serve as a fixing part to the holder.
また、本発明に係る集光光学素子は、光ピックアップに限らず、種々の光学機器に用いることができる。 Moreover, the condensing optical element according to the present invention can be used not only for an optical pickup but also for various optical devices.
10 対物レンズ
11〜15 光路
16 入射面
17、18 反射面
19 射出面
20 記録媒体
25 重心
50 対物レンズ
51〜56 光路
57 入射面
58〜60 反射面
61 射出面
62 光軸延長線
63 重心
70 対物レンズ
71〜74 光路
75 入射面
76、77 反射面
78 射出面
79 光軸延長線
80 重心
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、重心が射出光の光軸上または射出光の光軸の延長線上にあることを特徴とする集光光学素子。 In a condensing optical element having a plurality of optical action surfaces including at least an entrance surface and an exit surface, and condensing and exiting light incident from the entrance surface from the exit surface,
A condensing optical element characterized in that at least one of the optical action surfaces is a rotationally asymmetric curved surface, and the center of gravity is on the optical axis of the emitted light or an extension of the optical axis of the emitted light.
上記光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、重心が射出光の光軸または射出光の光軸の延長線を中心とする半径1mmの円内にあることを特徴とする集光光学素子。 In a condensing optical element having a plurality of optical action surfaces including at least an entrance surface and an exit surface, and condensing and exiting light incident from the entrance surface from the exit surface,
At least one of the optical action surfaces is a rotationally asymmetric curved surface, and the center of gravity is in a circle having a radius of 1 mm centered on the optical axis of the emitted light or an extension of the optical axis of the emitted light. element.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004132968A JP2005316065A (en) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | Light condensing optical element |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2005316065A true JP2005316065A (en) | 2005-11-10 |
Family
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Family Applications (1)
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JP2004132968A Withdrawn JP2005316065A (en) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | Light condensing optical element |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
2004
- 2004-04-28 JP JP2004132968A patent/JP2005316065A/en not_active Withdrawn
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