JP2007018627A - 光ピックアップ装置、レンズユニット、及び、レンズユニットの調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ビームエキスパンダのようなレンズユニットを備える光ピックアップ装置を提供すること。
【解決手段】
第１レンズ１１の外周に対応する長円形の輪郭が第２レンズ２１の外周に対応する円形の輪郭よりも大きくなっている。この結果、ビームエキスパンダ１０±Ｙ方向の寸法を小さくすることができ、ビームエキスパンダ１０を±Ｙ方向に関して狭い空間に収納することができる。また、第２レンズ２１が第１レンズ１１よりも小さく、システム光軸ＡＸ上に回転対称に配置された円板状であるので、第２レンズ２１が結像に関して僅かな非点収差成分を有する場合、ビームエキスパンダ１０全体としての非点収差の調整が可能になる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光情報記録媒体に対して記録／再生用の光スポットを形成するため光学系を備える光ピックアップ装置、並びに、かかる光ピックアップ装置に組み込まれるレンズユニット及びその調整方法に関する。

これまで、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc）や、ＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクに対して情報の再生・記録を行うため、各種光ピックアップ装置が開発・製造されている。かかる光ピックアップ装置に組み込まれるカップリングレンズとして、レンズ外周に光軸に平行な平坦部や切欠を形成することによって光軸に垂直な方向に関して小型化を達成したものが存在する（特許文献１、２参照）。

一方、上記のような光ピックアップ装置において、光源と対物レンズとの間に一対の凸レンズ又は凹凸レンズを組み合わせたビームエキスパンダを設けてビーム径を調整するとともに、ビームエキスパンダを構成する一部のレンズを光軸方向に移動させることで、レーザ光の平行度を変化させたり球面収差を補正することがある（特許文献３、４参照）。
特開２００２−２４３９１５号公報 特開２００４−２６４５３８号公報 特開２００４−１２９２３１号公報 特開２００５−１０８３２１号公報

しかし、上記のような光ピックアップ装置において、収差補正の観点から光学系を構成する特定レンズを光軸のまわりに回転させたい場合があるが、平坦部を設けたレンズを回転させた場合、本来の小型化が達成されなくなる。例えばビームエキスパンダを構成する各レンズに平坦部を設けて小型化しようとする場合において、一方のレンズを他方に対して光軸まわりに任意に回転させた場合、結果的に各レンズの平坦部が位置ずれして、光軸に垂直な方向の幅がどの方向にも大きくなるので、光学系延いては光ピックアップ装置の小型化が達成されない。

そこで、本発明は、ビームエキスパンダのようなレンズユニットを備える光ピックアップ装置であって、光学系を構成する特定レンズを例えば光軸のまわりに回転させる調整が可能であり、かつ、光軸に垂直な方向に関して光学系を小型化した光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、特定のレンズ要素を例えば光軸まわりに回転させる調整が可能であり、光軸に垂直な方向に関して小型化可能であるレンズユニット及びその調整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は、（ａ）光源光を発生する光源と、（ｂ）源光からの光源光を入射させるコリメータと、（ｃ）外周部の少なくとも一部に平坦な切欠きを有する第１レンズと、当該第１レンズに対向して配置される第２レンズとを含む光束変換用のレンズユニットと、（ｄ）コリメータ及びレンズユニットを経た光源光を集光して、光情報記録媒体の記録面上に、例えば光情報の記録及び／又は再生用の光スポットを形成する対物レンズとを備える。

上記光ピックアップ装置では、光束変換用のレンズユニットが、外周部の少なくとも一部に平坦な切欠きを有する第１レンズを含むので、レンズユニットを少なくとも第１レンズの部分において小型化することができる。一方、第２レンズについては、平坦な切欠を設けない自由な形状を採用することができるので、例えば光軸まわりに回転対称な形状とした場合、光軸まわりの回転が容易になり非点収差の簡易な調整等が可能になる。

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、切欠きが、第１レンズの光軸に平行に形成されている。この場合、レンズユニットを光軸に垂直な特定方向に小型化することができる。

本発明の別の態様では、切欠きが、第１レンズの取付けに際して位置決めの基準として用いられる。これにより、レンズユニットの小型化を図りつつ第１レンズのアライメントを容易化することができる。

本発明の別の態様では、第２レンズが、円形の外周部を有する。この場合、第２レンズを光軸まわりに回転させても、周囲への突起状態が変化しないようにすることができ、第２レンズの支持状態が変化しないので、第２レンズの回転の確保や安定した保持が容易になる。

本発明のさらに別の態様では、レンズユニットが、少なくとも第２レンズの組み付け時において当該第２レンズを光軸のまわりに回転可能に保持するホルダを備える。この場合、ホルダ上で第２レンズを回転させることによって、第２レンズの光学特性の非回転対称性を調整できる。具体的には、レンズユニットの非点収差の補正することができ、或いはレンズユニットの非点収差を特定の方向に向けることができ、光ピックアップ装置の性能を高めることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１レンズの外周に対応する輪郭が、第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きい。この場合、外周の大きな第１レンズの小型化によってレンズユニット全体の小型化を達成できる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２レンズが、正レンズ及び負レンズの組み合わせによって構成される。この場合、所謂ガリレオ型の小型のビームエキスパンダを提供することができる。

本発明のさらに別の態様では、記録面に平行なシステム光軸に沿って配置されたレンズユニットと記録面に対向する対物レンズとの間の光路上に配置されて、記録面に平行なシステム光軸に沿って進む光束を記録面に垂直な方向に折り曲げる折曲ミラーをさらに備える。この場合、レンズユニットを光情報記録媒体の記録面に沿った狭い空間に収めることができ、レンズユニットの記録面に垂直な厚みを低減することができる。

本発明のさらに別の態様では、レンズユニットが、当該レンズユニットを構成する少なくとも１つの光学素子の配置を変化させる駆動装置をさらに備える。この場合、光学素子の変位によってレンズユニットの光学特性を遠隔的に変化させることができ、レンズユニットから射出される光束の平行度を変化させたり、光ピックアップ装置の球面収差を調整することができる。

また、本発明に係るレンズユニットは、（ａ）レンズ本体の外周部の少なくとも一部に例えばアライメント用の平坦な切欠きを有する第１レンズと、（ｂ）第１レンズに対向して配置される第２レンズとを備える。

上記レンズユニットでは、第１レンズが外周部の少なくとも一部にアライメント用の平坦な切欠きを有するので、レンズユニットを少なくとも第１レンズの部分において小型化することができる。一方、第２レンズについては、平坦な切欠を設けない自由な形状を採用することができるので、例えば光軸まわりに回転対称な形状とした場合、光軸まわりの回転が容易になり非点収差の簡易な調整等が可能になる。

本発明の具体的な態様では、上記レンズユニットにおいて、第２レンズが、円形の外周部を有し、レンズユニットが、少なくとも第２レンズの組み付け時において当該第２レンズを光軸のまわりに回転可能に保持するホルダをさらに備える。この場合、ホルダ上で第２レンズを回転させることによって、第２レンズの光学特性の非回転対称性を調整できる。

本発明の別の態様では、第１及び第２レンズが、正レンズ及び負レンズの組み合わせによって構成され、第１レンズの外周に対応する輪郭が、第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きい。この場合、外周の大きな第１レンズの小型化によって小型のビームエキスパンダを提供することができる。

本発明の別の態様では、第１及び第２レンズの相対的配置を変化させる駆動装置をさらに備える。この場合、レンズユニットの光学特性を遠隔的に変化させることができ、例えばレンズユニットから射出される光束の平行度を変化させることができる。

また、本発明に係るレンズユニットの調整方法は、（ａ）平行化された光束のビーム径を変化させるレンズユニットの調整方法であって、（ｂ）外周部の少なくとも一部に例えばアライメント用の平坦な切欠きを有する第１レンズに対向して配置される第２レンズを光軸のまわりに回転させて第１レンズに対する回転位置を調整する工程と、（ｃ）回転位置の調整後の第２レンズを固定する工程とを備える。

上記レンズユニットでは、第１レンズが外周部の少なくとも一部にアライメント用の平坦な切欠きを有するので、レンズユニットを少なくとも第１レンズの部分において小型化することができる。一方、第２レンズについては、自由な形状の採用によって光軸まわりの回転が容易になり、第２レンズの回転位置の調整によって非点収差の簡易な調整等が可能になる。

本発明の具体的な態様では、上記の調整方法において、第１レンズが、正レンズであり、第２レンズが、円形の外周部を有する負レンズであり、第１レンズの外周に対応する輪郭が、第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きい。この場合、外周の大きな第１レンズの小型化によって小型のレンズユニットを提供することができる。

〔第１実施形態〕
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係るレンズユニットであるビームエキスパンダの構造を説明する図である。また、図２は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すビームエキスパンダの概観を説明する斜視図である。

図からも明らかなように、ビームエキスパンダ１０は、ガリレオ型のアフォーカル系で構成されている。すなわち、ビームエキスパンダ１０は、正の屈折力を有する正レンズである第１レンズ１１と、負の屈折力を有する負レンズである第２レンズ２１とを光学素子として備え、各レンズ１１，２１は、それぞれの光軸がシステム光軸ＡＸに一致するように配置されている。

ここで、第１レンズ１１は、プラスチック製で、略円形のレンズ本体１２と、一対の円弧状縁部１３，１４とを備える。レンズ本体１２は、例えば両凸の球面レンズであるが、±Ｙ方向の両端に平坦にカットされた形状の切欠１２ａを有する。各円弧状縁部１３，１４は、第１レンズ１１をホルダ等に支持するための部分であり、レンズ本体１２の±Ｘ方向の両端から外方向に帯状に延びている。なお、各円弧状縁部１３，１４の±Ｙ方向の両端は、レンズ本体１２の各切欠１２ａを延長した端面１３ａ，１４ａとなっている。一方、第２レンズ２１は、プラスチック製で、円形のレンズ本体２２と、環状縁部２３とを備える。レンズ本体２２は、例えば両凹の球面レンズであり、外周は切欠のない円形となっている。環状縁部２３は、第２レンズ２１をホルダ等に支持するための外周部であり、レンズ本体２２の外周から外方向に帯状に延びている。

以上説明したビームエキスパンダ１０において、例えば第１レンズ１１に入射した平行光束Ｌ１は、第１レンズ１１によって一旦収束されるが、集光の前に第２レンズ２１に入射して平行光束にされる。逆に、第２レンズ２１に入射した平行光束Ｌ２は、第２レンズ２１によって一旦発散されるが、第１レンズ１１に入射して平行光束にされる。

以上のビームエキスパンダ１０では、第１レンズ１１に平坦な切欠１２ａを設けているので、第１レンズ１１の固定に際してのアライメントが容易になる。また、第１レンズ１１に円弧状縁部１３，１４を設けたことにより、第１レンズ１１のホルダ（不図示）への固定が容易になり、第２レンズ２１に環状縁部２３を設けたことにより、第２レンズ２１の上記ホルダへの固定も容易になる。

また、本実施形態のビームエキスパンダ１０では、第１レンズ１１の外周に対応する長円形の輪郭が第２レンズ２１の外周に対応する円形の輪郭よりも大きくなっている。つまり、レンズ本体１２の±Ｙ方向に関する幅は、一対の切欠１２ａを設けたにも拘わらず他方のレンズ本体２２の±Ｙ方向に関する幅よりも広くなっており、第２レンズ２１からの光束を第１レンズ１１によって十分に集めることができる。一方で、第１レンズ１１に一対の切欠１２ａを設けていることに起因して、レンズ本体１２の±Ｙ方向の幅は、通常の円形レンズの幅（図示の例ではレンズ本体１２の±Ｘ方向の幅に相当）よりも狭くなっている。以上の結果、ビームエキスパンダ１０の機能を損なうことなくその±Ｙ方向の寸法を小さくすることができ、ビームエキスパンダ１０を±Ｙ方向に関して狭い空間に収納することができる。

また、本実施形態のビームエキスパンダ１０では、第２レンズ２１が第１レンズ１１よりも小さく、システム光軸ＡＸ上に回転対称に配置された円板状であるので、第２レンズ２１をシステム光軸ＡＸのまわりに回転させても、ビームエキスパンダ１０の±Ｙ方向に関する幅は変化しない。つまり、第２レンズ２１を第１レンズ１１に対して相対的に回転させることが容易になり、第２レンズ２１が結像に関して僅かな非点収差成分を有する場合（このような非点収差成分は、プラスチック成形品の場合、製造工程で不可避的に発止することが多い。）、ビームエキスパンダ１０全体としての非点収差の調整が可能になる。例えば、第１レンズ１１が非点収差を有しない場合、第２レンズ２１の回転角の設定によって、ビームエキスパンダ１０の非点収差の方向を所望の方向に調整することができる。また、第１レンズ１１が非点収差を有する場合、第２レンズ２１の回転角の設定によって、ビームエキスパンダ１０の非点収差を弱めることができ、特に両レンズ１１，２１の非点収差の絶対値がほぼ一致する場合、ビームエキスパンダ１０全体としての非点収差を略ゼロにキャンセルすることもできる。

図３は、図１等に示すビームエキスパンダ１０の一組立例を示すものであり、このうち、図３（ａ）はホルダに組み込まれたビームエキスパンダの平面断面図であり、図３（ｂ）はホルダに組み込まれたビームエキスパンダの側方断面図である。

この場合、ビームエキスパンダ１０は、正レンズである第１レンズ１１と、負レンズである第２レンズ２１と、両レンズ１１，２１を支持するホルダ３０と、第１レンズ１１を相対的に移動させるためのレンズ駆動装置４０とを備える。第１及び第２レンズ１１，２１は、図１に示すものと同様の構造を有しており、説明を省略する。

ホルダ３０は、矩形の筒状で第２レンズ２１を一方の端面に固定・支持する枠体３１と、第１レンズ１１を固定・支持した状態で枠体３１内に収納される矩形板状体である可動部３３とを備える。ここで、枠体３１は、第１端面部分３１ａに開口３５を有し、この開口３５の周囲に第２レンズ２１を支持する環状の段差部分３５ａを有している。

図４に、枠体３１の第１端面部分３１ａをＺ軸に平行なシステム光軸ＳＡに沿って観察した状態を示す。第１端面部分３１ａは、例えばＵＶ硬化樹脂（不図示）等を用いて段差部分３５ａに第２レンズ２１をはめ込むようにして固定しており、このような固定前は、段差部分３５ａ内で第２レンズ２１が回転可能な状態になっている。

図３に戻って、枠体３１は、第１端面部分３１ａに対向して第２端面部分３１ｂを有しており、第２端面部分３１ｂは、光束ＰＬを通過させるための開口３６を有している。枠体３１の対向する一対の側面３１ｄ，３１ｅは、ガイド部材となっており、枠体３１内で可動部３３が±Ｚ方向に安定して滑らかに摺動することを許容する。また、各側面３１ｄ，３１ｅには、可動部３３の側面に立設された突起部３３ｃ，３３ｄを受容して摺動させるガイド溝３１ｆ，３１ｇが形成されている。

可動部３３は、中央に開口３７を有し、この開口３７の周囲に第１レンズ１１を主に円弧状縁部１３，１４で支持する環状の段差部分３７ａを有している。可動部３３は、上述のように枠体３１内で±Ｚ方向に往復移動可能になっており、可動部３３に支持された第１レンズ１１も、枠体３１内で±Ｚ方向に往復移動可能であり、結果的に両レンズ１１，２１のシステム光軸ＳＡに沿った間隔を任意に微調整できようになっており、間隔調整された両レンズ１１，２１を光束ＰＬが通過する。

図５は、可動部３３をシステム光軸ＳＡに沿って観察した図である。可動部３３は、段差部分３７ａに第１レンズ１１を支持しており、一対の突起３３ｂの間に第１レンズ１１を挟んで第１レンズ１１の移動を防止している。さらに、可動部３３は、第１レンズ１１の切欠１２ａに当接する突起３３ｊを備える。この突起３３ｊによって、第１レンズ１１の±Ｙ方向の位置決めがなされる。第１レンズ１１は、例えばＵＶ硬化樹脂（不図示）等を用いて可動部３３に固定される。可動部３３の±Ｘ方向の両端から延びる突起部３３ｃ，３３ｄには、駆動用の雌ねじ３３ｆ，３３ｇがそれぞれ形成されている。これらの雌ねじ３３ｆ，３３ｇは、以下に詳述するレンズ駆動装置４０の一部を兼ねる。

図３に戻って、枠体３１の対向する一対の側面３１ｄ，３１ｅには、可動部３３を駆動するため、同一構造を有する一対のレンズ駆動装置４０が取り付けられている。各レンズ駆動装置４０は、本発明の駆動装置の一例であり、雄ねじからなるスクリュ部４１と、スクリュ部４１を一端で支持する軸受部４２と、スクリュ部４１を支持して所望の回転速度で回転させるアクチュエータ４３とを備える。各アクチュエータ４３は同期して動作し、スクリュ部４１及び突起部３３ｃ，３３ｄを介して可動部３３を±Ｚ方向に滑らかに並進移動させる。これにより、枠体３１内でシステム光軸ＡＸに沿って可動部３３とともに第１レンズ１１を所望の位置に移動させることができる。

以下、図３〜図５に示すビームエキスパンダ１０の組立について説明する。まず、可動部３３を準備し、段差部分３７ａに第１レンズ１１をはめ込むようにして接着剤等で固定する。次に、枠体３１を準備し、枠体３１に可動部３３をはめ込んだ後、枠体３１に第２端面部分３１ｂを取り付けて枠体３１を完成する。その後、枠体３１の第１端面部分３１ａにおいて、段差部分３５ａに第２レンズ２１をはめ込む。続いて、第２レンズ２１を第１レンズ１１に対して相対的に回転させながら、非点収差量やその方向を調整する。なお、第２レンズ２１の非点収差の方向が予め分かっている場合、第２レンズ２１によって生じる非点収差の方向が適正になるように、第２レンズ２１を予め位置決めした状態で段差部分３５ａにはめ込む。こうして、アライメントが完了した後、第２レンズ２１を第１端面部分３１ａに接着剤等で固定する。以上により、レンズユニットとしてのビームエキスパンダ１０が完成する。

〔第２実施形態〕
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第２実施形態に係るレンズユニットであるビームエキスパンダの構造を説明する図である。図示のビームエキスパンダは、図１に示す第１実施形態のビームエキスパンダ１０を変形したものであり、共通する部分には同一の符合を付しており、特に説明しない部分は第１実施形態のビームエキスパンダ１０と同様である。

このビームエキスパンダ２１０は、ケプラー型のアフォーカル系で構成されている。すなわち、ビームエキスパンダ２１０は、正レンズである第１レンズ１１と、同様に正レンズである第２レンズ２２１とを備え、各レンズ１１，２２１は、それぞれの光軸がシステム光軸ＡＸに一致するように配置されている。第１レンズ１１は、第１実施形態と同様であるが、第２レンズ２２１は、第１実施形態と異なる。第２レンズ２１において、レンズ本体２２は、例えば両凹の球面レンズであり、外周は切欠のない円形となっている。また、環状縁部２３は、第２レンズ２２１をホルダ等に支持するための部分であり、レンズ本体２２の外周から外方向に帯状に延びている。

以上説明したビームエキスパンダ２１０において、例えば図面左側から第１レンズ１１に入射した平行な光束ＰＬは、第１レンズ１１によって一旦集光され、発散しつつ第２レンズ２２１に入射して平行光束にされる。逆に、図面右側から第２レンズ２２１に入射した平行な光束ＰＬは、第２レンズ２２１によって一旦集光され、発散しつつ第１レンズ１１に入射して平行光束にされる。

以上のビームエキスパンダ２１０でも、第１レンズ１１に平坦な切欠１２ａを設けているので、第１レンズ１１の固定に際してのアライメントが容易になる。

また、本実施形態のビームエキスパンダ２１０では、第１レンズ１１の外周に対応する長円形の輪郭が第２レンズ２２１の外周に対応する円形の輪郭よりも大きくなっている。この結果、ビームエキスパンダ１０の±Ｙ方向の寸法を小さくすることができ、ビームエキスパンダ１０を±Ｙ方向に関して狭い空間に収納することができる。

また、本実施形態のビームエキスパンダ２１０では、第２レンズ２２１が第１レンズ１１よりも小さく、システム光軸ＡＸ上に回転対称に配置された円板状であるので、第２レンズ２２１をシステム光軸ＡＸのまわりに回転させても、ビームエキスパンダ２１０の±Ｙ方向に関する幅は変化しない。つまり、第２レンズ２２１を第１レンズ１１に対して相対的に回転させることが容易になり、第２レンズ２２１が結像に関して僅かな非点収差成分を有する場合、ビームエキスパンダ２１０全体としての非点収差の調整が可能になる。

以上のビームエキスパンダ２１０は、図３等に示したホルダ３０と同様のホルダに組み込むことができる。

〔第３実施形態〕
図７は、第３実施形態に係る光ピックアップ装置の構造を説明する側面図である。第３実施形態の光ピックアップ装置３００は、第１実施形態のビームエキスパンダを組み込んだ装置であり、特定種類の光ディスクＤＣ（高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ及びＣＤのいずれか）に情報を記録／再生することが可能に構成されている。

この光ピックアップ装置３００は、半導体レーザＬＤと、コリメータＣＬと、ビームエキスパンダ１０と、ビームスプリッタＢＳと、レンズＬＳと、光検出器ＰＤと、光路折曲ミラーＭＲと、対物レンズＯＬと、２次元アクチュエータ７０とを備える。なお、対物レンズＯＬは、光ピックアップ装置３００内において、光ディスクＤＣの法線に平行なＡＢ方向や光ディスクＤＣに平行なＣＤ方向に可動な状態で取り付けられている。また、光源である半導体レーザＬＤと、コリメータＣＬと、ビームエキスパンダ１０と、ビームスプリッタＢＳと、光路折曲ミラーＭＲとは、光ディスクＤＣに平行なＣＤ方向に延びるシステム光軸ＡＸに沿って一列に配置されている。なお、図面では、レンズＬＳと光検出器ＰＤとがビームスプリッタＢＳからＡＢ方向に順次配列されているが、実際のレンズＬＳ及び光検出器ＰＤは、ビームスプリッタＢＳから紙面に垂直なＥＦ方向に順次配列されている。

この光ピックアップ装置３００では、光ディスクＤＣが高密度ＤＶＤ（具体的には、ＢＤ（Blu-ray Disc）やＨＤ ＤＶＤ）である場合、半導体レーザＬＤから出射された波長４００〜４１０ｎｍのレーザ光Ｌによって、光ディスクＤＣの情報記録面から情報を読み取ることができる。なお、光ディスクＤＣがＤＶＤである場合、半導体レーザＬＤから出射された波長６５０〜６６０ｎｍのレーザ光Ｌによって、光ディスクＤＣの情報記録面から情報を読み取ることができ、さらに、光ディスクＤＣがＣＤである場合、半導体レーザＬＤから出射された波長７８０〜８００ｎｍのレーザ光Ｌによって、光ディスクＤＣの情報記録面から情報を読み取ることができる。

光ディスクＤＣにデータを記録／再生する場合には、半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光Ｌが、コリメータＣＬによって平行光にされ、ビームエキスパンダ１０によってビーム径が調節される。ビームエキスパンダ１０を通過したレーザ光Ｌは、ビームスプリッタＢＳを直進した後、光路折曲ミラーＭＲで上方に反射され、対物レンズＯＬに入射する。そして、対物レンズＯＬにより、透明保護基板を有する光ディスクＤＣの情報記録面ＭＳにレーザ光Ｌが集光して光スポットが形成される。

情報記録面ＭＳで情報ピットにより変調されて反射したレーザ光Ｌは、再び対物レンズＯＬ、光路折曲ミラーＭＲを経て、ビームスプリッタＢＳで反射され、例えばトーリックレンズ等であるレンズＬＳを経て、光検出器ＰＤ上へ入射する。光検出器ＰＤから出力される信号を用いることにより、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。

なお、光ディスクＤＣの記録／再生時には、光検出器ＰＤ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う。この検出結果に基づいて、２次元アクチュエータ７０が、半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌを光ディスクＤＣの情報記録面ＭＳ上に結像するように対物レンズＯＬを移動させ、また、半導体レーザＬＤからのレーザ光Ｌが所定のトラックに結像するように対物レンズＯＬを移動させる。

本実施形態の光ピックアップ装置３００によれば、半導体レーザＬＤと対物レンズＯＬとの間にビームエキスパンダ１０を組み込んでおり、半導体レーザＬＤやコリメータＣＬで形成した細い径のレーザ光Ｌを光路に沿って通過させることができ、光ピックアップ装置３００を小型化することができる。また、ビームエキスパンダ１０自体も光ディスクＤＣに垂直なＡＢ方向の厚みが薄くなっており（この実施形態では、ＡＢ方向が、第１、第２実施形態の±Ｙ方向に相当）、光ピックアップ装置３００の小型化に寄与する。このビームエキスパンダ１０のホルダ３０のＥＦ方向の側面に設けたレンズ駆動装置４０を適宜動作させることにより、第１及び第２レンズ１１，２１の相対的配置を変化させることができ、例えばビームエキスパンダ１０から射出される光束の平行度を調整させることができる。

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い。例えば上記第１実施形態では、レンズ本体１２の±Ｙ方向の両端に平坦な切欠１２ａを設けているが、レンズ本体１２の片側のみに切欠１２ａを設けることができ、この場合もビームエキスパンダ１０，２１０の光軸に垂直な方向の厚みを低減することができる。なお、レンズ本体１２に設ける切欠１２ａは平面に限らず、曲面等とすることもできる。

また、上記実施形態では、ビームエキスパンダ１０，２１０を２つのレンズ１１，２１，２２１で構成しているが、３つ以上のレンズで構成することもでき、集光に関係ない光学素子を組み込むこともできる。この場合も、光束径が最も大きくなるレンズに対し光軸に平行で平坦な切欠を設けることで、ビームエキスパンダの光軸に垂直な方向の厚みを低減することができる。

また、上記実施形態では、レンズユニットとしてビームエキスパンダ１０，２１０を例示したが、レンズその他の光学素子を複数組み込んで一定の機能を実現できる多様なレンズユニット（例えば、２枚以上のレンズで構成されたコリメータ等のカップリング光学系等。また、レンズユニットに組み込まれた複数の光学素子が、全て固定配置されるものであっても、一部の光学素子が固定され他方の光学素子が可動とされるものであっても良い）に本発明を適用することができ、いずれか大きな光学素子に以上で説明したと同様の切欠を形成することで、レンズユニットの小型化等を達成することができる。

また、上記実施形態では、レンズ駆動装置４０によって第１レンズ１１を可動としているが、第２レンズ２１を可動とすることもでき、両者を可動とすることもできる。
また、レンズ駆動装置４０は、各レンズ１１，２１に対称性を保って２つ設ける必要はなく、例えば、レンズ駆動装置４０をいずれかのレンズ１１，２１の片側にのみ設けてレンズ１１，２１全体を移動させることができる。さらに、レンズ駆動装置４０をいずれかのレンズ１１，２１の片側にのみ設け、案内軸その他の手段を対応するレンズ１１，２１の反対側に設けることもできる。

また、以上の実施形態では、１０，２１０を構成するレンズ１１，２１，２２１がプラスチック製であるとしたが、少なくとも第２レンズ２１，２２１をガラス製とすることができる。

また、上記第３実施形態では、単一の光ディスクに対して再生等を行う光ピックアップ装置について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば３種類の光ディスクに対して互換性を有する光ピックアップ装置とすることができる。この場合、例えば高密度ＤＶＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に対応する各波長域の半導体レーザＬＤごとにビームエキスパンダ１０，２１０を設けることもできるが、いずれかの種類の光ディスクに対応する半導体レーザＬＤのみにビームエキスパンダ１０，２１０を設けることもできる。

また、上記第３実施形態では、半導体レーザＬＤと、光検出器ＰＤとを分岐した光路上に配置しているが、両者ＬＤ，ＰＤを近接配置して共通の光学系で光スポットの形成と信号の読み取りとを行うことができる。

（ａ）、（ｂ）は、第１実施形態に係るビームエキスパンダの構造を説明する図である。 図１に示すビームエキスパンダを概観を説明する斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、ホルダに組み込まれたビームエキスパンダの平面断面図及び側方断面図である。 ホルダの枠体の一端に保持されたレンズの様子を説明する図である。 ホルダの可動部に保持されたレンズの様子を説明する図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２実施形態に係るビームエキスパンダの構造を説明する図である。 第３実施形態に係る光ピックアップ装置を説明する図である。

符号の説明

１０…ビームエキスパンダ、 １１…第１レンズ、 １２…レンズ本体、 １２ａ…切欠、 １３，１４…円弧状縁部、 ２１…第２レンズ、 ２２…レンズ本体、 ２３…環状縁部、 ３０…ホルダ、 ３１…枠体、 ３３…可動部、 ３３ｃ，３３ｄ…突起部、 ３５，，３６，３７…開口、 ４０…レンズ駆動装置、 ４１…スクリュ部、 ４２…軸受部、 ４３…アクチュエータ、 ３００…光ピックアップ装置、 ＡＸ…システム光軸、 ＢＳ…ビームスプリッタ、 ＣＬ…コリメータ、 ＤＣ…光ディスク、 Ｌ…レーザ光、 ＬＤ…半導体レーザ、 ＬＳ…レンズ、 ＭＲ…光路折曲ミラー、 ＭＳ…情報記録面、 ＯＬ…対物レンズ、 ＰＤ…光検出器、 ＳＡ…システム光軸

Claims (15)

1. 光源光を発生する光源と、
   前記光源からの光源光を入射させるコリメータと、
   外周部の少なくとも一部に平坦な切欠きを有する第１レンズと、当該第１レンズに対向して配置される第２レンズとを含む光束変換用のレンズユニットと、
   前記コリメータ及び前記レンズユニットを経た光源光を集光して、光情報記録媒体の記録面上に光スポットを形成する対物レンズと
   を備える光ピックアップ装置。
2. 前記切欠きは、前記第１レンズの光軸に平行に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 前記切欠きは、前記第１レンズの取付けに際して位置決めの基準として用いられることを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第２レンズは、円形の外周部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
5. 前記レンズユニットは、少なくとも前記第２レンズの組み付け時において当該第２レンズを光軸のまわりに回転可能に保持するホルダを備えることを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第１レンズの外周に対応する輪郭は、前記第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
7. 前記１及び第２レンズは、正レンズ及び負レンズの組み合わせによって構成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
8. 前記記録面に平行なシステム光軸に沿って配置された前記レンズユニットと、前記記録面に対向する前記対物レンズとの間の光路上に配置されて、前記記録面に平行なシステム光軸に沿って進む光束を前記記録面に垂直な方向に折り曲げる折曲ミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
9. 前記レンズユニットは、当該レンズユニットを構成する少なくとも１つの光学素子の配置を変化させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。
10. レンズ本体の外周部の少なくとも一部に平坦な切欠きを有する第１レンズと、
    前記第１レンズに対向して配置される第２レンズと
    を備える光束変換用のレンズユニット。
11. 前記第２レンズは、円形の外周部を有し、少なくとも前記第２レンズの組み付け時において当該第２レンズを光軸のまわりに回転可能に保持するホルダをさらに備えることを特徴とする請求項１０記載のレンズユニット。
12. 前記第１及び第２レンズは、正レンズ及び負レンズの組み合わせによって構成され、前記第１レンズの外周に対応する輪郭は、前記第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きいことを特徴とする請求項１０及び請求項１１のいずれか一項記載のレンズユニット。
13. 前記１及び第２レンズの相対的配置を変化させる駆動装置をさらに備えることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれか一項記載のレンズユニット。
14. 平行化された光束のビーム径を変化させるレンズユニットの調整方法であって、
    外周部の少なくとも一部に平坦な切欠きを有する第１レンズに対向して配置される第２レンズを光軸のまわりに回転させて前記第１レンズに対する回転位置を調整する工程と、
    回転位置の調整後の前記第２レンズを固定する工程と
    を備えることを特徴とするレンズユニットの調整方法。
15. 前記第１レンズは、正レンズであり、前記第２レンズは、円形の外周部を有する負レンズであり、前記第１レンズの外周に対応する輪郭は、前記第２レンズの外周に対応する輪郭よりも大きいことを特徴とする請求項１３記載のレンズユニットの調整方法。
    
    

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