JP2007073114A - Objective lens unit and its manufacturing method, and optical pickup unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ用の対物系として好適な対物レンズユニットやその製造方法に関し、さらに、かかる対物レンズユニットを備えた光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an objective lens unit suitable as an objective system for an optical pickup and a method for manufacturing the objective lens unit, and further relates to an optical pickup apparatus including the objective lens unit.
これまで、CD(コンパクト・ディスク)、DVD(デジタル・バーサタイル・ディスク)等の光情報記録媒体に対して情報の再生・記録を行うための各種光ピックアップ装置が開発・製造され、一般に普及している。なお、「情報の再生・記録」とは、情報についての再生及び/又は記録を意味する。かかる光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズとして、複数のレンズ素子をホルダにはめ込んで固定した複合対物レンズが存在し、異種記録媒体に対して容易に情報の再生・記録を行うことができるようになっている(特許文献1参照)。また、同様の対物レンズとして、複数のレンズ素子を合体して一体成形した複合対物レンズも存在し、この場合、複合対物レンズが一体成形によって小型化され組立工程も簡単なものとなる(特許文献2〜5参照)。また、焦点距離の異なる2つのマイクロレンズを相対的に低屈折率のガラス基板に埋め込むように形成した対物レンズも存在する(特許文献6参照)。
しかし、複数のレンズ素子をホルダにはめ込んで固定した複合対物レンズでは、対物レンズが大型化し組立工程も複雑化し易く、特に複数のレンズ素子間の調心が容易でなくなる。 However, in a compound objective lens in which a plurality of lens elements are fitted and fixed in a holder, the objective lens is large and the assembly process is likely to be complicated. In particular, alignment between the plurality of lens elements is not easy.
一方、複数のレンズ素子を合体して一体成形した複合対物レンズの場合、対物レンズを比較的小型化し易く組立工程も簡単で低コストにできるが、近接配置される各レンズ素子の光学面にそれぞれの使用波長に適合した個別の反射防止膜を形成することが容易でない。現実的には、一方のレンズ素子をマスクで保護しつつ他方のレンズ素子の光学面に多層膜を形成し、上記他方のレンズ素子をマスクで保護しつつ上記一方のレンズ素子の光学面に多層膜を形成するといった製造方法が用いられる。ここで、遮蔽が確実なマスクの場合、マスクの付け替えが容易でなくなり、付け替えが容易なマスクの場合、一方のレンズ素子の成膜に際して不要な成分が他方のレンズ素子に付着する可能性が高まる。 On the other hand, in the case of a compound objective lens in which a plurality of lens elements are combined and integrally molded, the objective lens can be made relatively small and the assembly process can be simplified and reduced in cost. It is not easy to form a separate antireflection film suitable for the wavelength used. Actually, a multilayer film is formed on the optical surface of the other lens element while protecting one lens element with a mask, and a multilayer film is formed on the optical surface of the one lens element while protecting the other lens element with a mask. A manufacturing method of forming a film is used. Here, in the case of a mask that is surely shielded, it is not easy to replace the mask, and in the case of a mask that is easy to replace, there is a high possibility that unnecessary components adhere to the other lens element when forming one lens element. .
また、2つのマイクロレンズを相対的に低屈折率のガラス基板に埋め込むように形成した対物レンズの場合、加工工程が極めて複雑であり、結果的に得られる対物レンズに設定できる光学特性の自由度も制限されてしまう。さらに、各マイクロレンズの光学面に個別の反射防止膜を形成することも容易でない。 In the case of an objective lens formed by embedding two microlenses in a glass substrate having a relatively low refractive index, the processing process is extremely complicated, and the degree of freedom of optical characteristics that can be set for the objective lens obtained as a result. Will also be limited. Furthermore, it is not easy to form an individual antireflection film on the optical surface of each microlens.
そこで、本発明は、互換用途で使用される光ピックアップ装置用の対物レンズユニットであって、小型で高精度の結像を可能にし、簡単で低コストの反射防止を実現する対物レンズユニットを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides an objective lens unit for an optical pickup device used for interchangeable purposes, which enables compact and high-precision imaging, and realizes simple and low-cost anti-reflection. The purpose is to do.
また、本発明は、互換用の光ピックアップ装置であって、低コストで高い記録・再生精度を実現する光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide an optical pickup device for compatibility, which realizes high recording / reproducing accuracy at low cost.
また、簡単で低コストの反射防止を実現する対物レンズユニットの製造方法を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an objective lens unit that realizes simple and low-cost antireflection.
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用の対物レンズユニットは、第1波長の光で使用される第1レンズ部と、第1波長と異なる第2波長の光で使用される第2レンズ部とを備え、第1レンズ部と第2レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットであって、第1レンズ部の光学面と第2レンズ部の光学面とに、第1波長の光と第2波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられている。 In order to solve the above-described problems, an objective lens unit for an optical pickup device according to the present invention is used with a first lens unit used for light of a first wavelength and light of a second wavelength different from the first wavelength. An integrated objective lens unit that includes a second lens unit, and the first lens unit and the second lens unit are disposed adjacent to each other, the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit, A common antireflection film is provided that matches the light of the first wavelength and the light of the second wavelength.
上記対物レンズユニットは、対物レンズが第1レンズ部と第2レンズ部とを隣接配置した一体型(一体成形)のものであるので、第1及び第2レンズ部のどちらを光路上に配置するかによって、規格が異なる2種の光情報記録媒体に対して、簡易に情報の再生・記録を行うことができる。しかも、本対物レンズユニットの場合、第1レンズ部の光学面と第2レンズ部の光学面とに、第1波長の光と第2波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられているので、第1レンズ部と第2レンズ部とに一括して反射防止膜を形成することができる。これにより、第1レンズ部と第2レンズ部とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防止膜を形成することができる。 In the objective lens unit, since the objective lens is an integral type (integral molding) in which the first lens portion and the second lens portion are arranged adjacent to each other, either the first lens portion or the second lens portion is arranged on the optical path. Therefore, information can be easily reproduced and recorded on two types of optical information recording media having different standards. In addition, in the case of the objective lens unit, a common antireflection film adapted to the light of the first wavelength and the light of the second wavelength is provided on the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit. Therefore, the antireflection film can be formed collectively on the first lens portion and the second lens portion. Thereby, although the first lens portion and the second lens portion are adjacent to each other, a highly accurate antireflection film can be formed relatively easily and at low cost.
また、本発明の具体的な態様又は観点では、上記対物レンズユニットにおいて、第1レンズ部と第2レンズ部とを相互に位置決めして保持する連結部をさらに備える。この場合、対物レンズユニットの製造時や使用時において、第1レンズ部と第2レンズ部とを、両者の干渉を避けつつ適当な状態に支持することができる。なお、この場合も第1レンズ部と連結部と、第2レンズ部とは一体成形により形成される。 According to a specific aspect or aspect of the present invention, the objective lens unit further includes a connecting portion that positions and holds the first lens portion and the second lens portion relative to each other. In this case, the first lens unit and the second lens unit can be supported in an appropriate state while avoiding interference between the first lens unit and the second lens unit when the objective lens unit is manufactured or used. In this case as well, the first lens portion, the connecting portion, and the second lens portion are formed by integral molding.
本発明の別の態様では、第1波長が、390〜420nmの範囲内にある。この場合、第1レンズ部により、近紫外又は青色の光を用いて高密度で情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、BD(ブルーレイ・ディスク)やHD−DVDの規格に対応する波長を含むものとなっている。 In another aspect of the invention, the first wavelength is in the range of 390 to 420 nm. In this case, the first lens unit can reproduce and record information at a high density using near-ultraviolet or blue light. This wavelength range includes wavelengths corresponding to the standards of BD (Blu-ray Disc) and HD-DVD.
本発明のさらに別の態様では、第2波長が、630〜680nmの範囲内にある。この場合、第2レンズ部により、赤色の光を用いて情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、DVDの規格に対応する波長を含むものとなっている。 In yet another aspect of the invention, the second wavelength is in the range of 630-680 nm. In this case, the second lens unit can reproduce and record information using red light. This wavelength range includes wavelengths corresponding to the DVD standard.
本発明のさらに別の態様では、第2波長が、670〜800nmの範囲内にある。この場合、第2レンズ部により、近赤外の光を用いて情報の再生・記録を行うことができる。なお、この波長範囲は、CDの規格に対応する波長を含むものとなっている。 In yet another aspect of the invention, the second wavelength is in the range of 670-800 nm. In this case, the second lens unit can reproduce and record information using near-infrared light. This wavelength range includes wavelengths corresponding to the CD standard.
なお、対物レンズユニットは、レンズ等の光学用途に通常使用可能な種々の樹脂から形成することができる。特に、脂環式構造を有する重合体を含有する樹脂を用いることが好ましく、その中でも、環状オレフィン系樹脂を用いることがより好ましい。 The objective lens unit can be formed from various resins that can be normally used for optical applications such as lenses. In particular, it is preferable to use a resin containing a polymer having an alicyclic structure, and among them, it is more preferable to use a cyclic olefin resin.
また、以上のような樹脂の材料として、アサーマル樹脂を用いることもできる。アサーマル樹脂は、母材となる樹脂に例えば30nm以下の粒子を分散させた材料である。アサーマル樹脂は、通常の光学用途の樹脂に比べ、温度変化に対する屈折率変化が小さいという特徴を有するので、第1レンズ部や第2レンズ部に位相構造を形成した場合、位相構造による温度特性の改善効果を控えめにすることが可能となり、それによって、位相構造による波長特性の劣化を低減したり、光学素子の設計自由度を拡げたり、製造誤差や組立精度の許容範囲を拡大したりすることができる。 In addition, an athermal resin can be used as the resin material as described above. The athermal resin is a material in which particles of, for example, 30 nm or less are dispersed in a resin as a base material. The athermal resin has a characteristic that the refractive index change with respect to the temperature change is smaller than that of a resin for normal optical use. Therefore, when the phase structure is formed in the first lens part or the second lens part, the temperature characteristic of the phase structure The improvement effect can be moderated, thereby reducing the deterioration of the wavelength characteristics due to the phase structure, increasing the design freedom of the optical element, and increasing the tolerance of manufacturing error and assembly accuracy. Can do.
一般に、透明な樹脂材料に粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末を透過光束の波長より小さい平均粒径が例えば30nm以下の微粒子とすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることが分かってきた。このような現象を利用することにより、温度特性が異なる材料を巨視的に均一に混合することができ、屈折率や根熱膨張の温度変化が顕著になることを抑制することができ、このような人為的な温度特性抑制効果を持たせた材料をアサーマル樹脂という。アサーマル樹脂としては、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率よりも大きい屈折率変化率を有する平均粒径が30nm以下の微粒子を分散させた材料であることが好ましい。なお、屈折率変化率が大きいとは、母材となる樹脂の屈折率変化率の符号が負である場合には、それよりもゼロに近い、負の屈折率変化率であるもの及び符号が正である屈折率変化率であるものの両者を含むものである。 In general, when powder is mixed with a transparent resin material, light scattering occurs and the transmittance decreases, so that it has been difficult to use as an optical material. It has been found that by using fine particles having a diameter of, for example, 30 nm or less, scattering can be substantially prevented. By utilizing such a phenomenon, materials having different temperature characteristics can be mixed macroscopically and the temperature change of the refractive index and the root thermal expansion can be suppressed, and thus A material that has an artificial effect of suppressing temperature characteristics is called an athermal resin. The athermal resin is preferably a material in which fine particles with an average particle diameter of 30 nm or less having a refractive index change rate larger than a refractive index change rate accompanying a temperature change of the resin as a base material are dispersed. In addition, when the sign of the refractive index change rate of the resin that is the base material is negative, the refractive index change rate is large. It includes both of positive refractive index change rates.
本発明のさらに別の態様では、第1レンズ部及び第2レンズ部の少なくとも一方を直接的又は間接的に支持するホルダをさらに備える。この場合、ホルダを介して第1レンズ部や第2レンズ部を変位させることができ、対物レンズユニットの駆動や取り扱いの便宜を図ることができる。 In still another aspect of the present invention, the apparatus further includes a holder that directly or indirectly supports at least one of the first lens unit and the second lens unit. In this case, the first lens unit and the second lens unit can be displaced via the holder, and the objective lens unit can be conveniently driven and handled.
本発明に係る光ピックアップ装置は、(a)上述の対物レンズユニットと、(b)第1レンズ部を介して第1光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第1光情報記録媒体に情報を書き込み、第2レンズ部を介して第2光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第2光情報記録媒体に情報を書き込む光学装置とを備える。 An optical pickup device according to the present invention reads information from a first optical information recording medium via (a) the objective lens unit described above and (b) a first lens unit, or reads information from the first optical information recording medium. An optical device for writing, reading information on the second optical information recording medium via the second lens unit, or writing information on the second optical information recording medium.
上記光ピックアップ装置では、上述の対物レンズユニットを用いており、規格が異なる第1及び第2光情報記録媒体に対して簡易に情報の再生・記録を行うことができる。また、第1レンズ部と第2レンズ部とに設けられている共通の反射防止膜は、比較的簡単かつ低コストで製造されるにも拘らず、一括成膜の結果として比較的高性能なものとなっており、高精度で情報の再生・記録を行うことができる。 In the optical pickup device, the objective lens unit described above is used, and information can be easily reproduced and recorded on the first and second optical information recording media having different standards. In addition, the common antireflection film provided in the first lens unit and the second lens unit is relatively simple and low-cost, but has a relatively high performance as a result of the batch film formation. It is possible to reproduce and record information with high accuracy.
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、対物レンズユニットを駆動して第1及び第2レンズ部を変位させる駆動装置をさらに備える。この場合、第1及び第2レンズ部間の切替が可能になるとともに、各レンズ部についてトラッキングやフォーカシングが可能になる。 In a specific aspect of the present invention, the optical pickup device further includes a driving device that drives the objective lens unit to displace the first and second lens portions. In this case, switching between the first lens unit and the second lens unit can be performed, and tracking and focusing can be performed for each lens unit.
本発明に係る対物レンズユニットの製造方法は、第1波長の光で使用される第1レンズ部と、第1波長と異なる第2波長の光で使用される第2レンズ部とを隣接配置した一体型の対物レンズユニットの製造方法であって、第1レンズ部の光学面と第2レンズ部の光学面とに、第1波長の光と第2波長の光とに適合する共通の反射防止膜を一括して成膜することを特徴とする。 In the objective lens unit manufacturing method according to the present invention, the first lens unit used for the first wavelength light and the second lens unit used for the second wavelength light different from the first wavelength are arranged adjacent to each other. A method for manufacturing an integrated objective lens unit, wherein the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit are compatible with the first wavelength light and the second wavelength light. The film is formed in a lump.
上記対物レンズユニットの製造方法では、第1レンズ部の光学面と第2レンズ部の光学面とに双方に適合する共通の反射防止膜を一括して設けることができるので、第1レンズ部と第2レンズ部とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防止膜を形成することができる。よって、この対物レンズユニットを光ピックアップ装置に組み込んだ場合、規格が異なる第1及び第2光情報記録媒体に対して高精度で情報の再生・記録を行うことができる。 In the manufacturing method of the objective lens unit, since a common antireflection film suitable for both the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit can be collectively provided, Although the second lens portion is adjacent, a highly accurate antireflection film can be formed on both of them relatively easily and at low cost. Therefore, when this objective lens unit is incorporated in an optical pickup device, information can be reproduced / recorded with high accuracy on the first and second optical information recording media having different standards.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る対物レンズユニットを図面を参照しつつ説明する。なお、図1(a)及び(b)は、第1実施形態の対物レンズユニットを説明する平面図及び側面図であり、図1(c)は、上記対物レンズユニットを構成する複合対物レンズの側面図である。
[First Embodiment]
The objective lens unit according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1A and 1B are a plan view and a side view for explaining the objective lens unit of the first embodiment, and FIG. 1C is a view of a compound objective lens constituting the objective lens unit. It is a side view.
図1(a)等に示す対物レンズユニット10は、光ディスク(不図示)に対向して配置される対物光学系である複合対物レンズ20と、この複合対物レンズ20を支持して複合対物レンズ20とともに変位するホルダ部材30と、コイル等からなりホルダ部材30の側面に固定される2つのアクチュエータ部分71とを備える。
An
複合対物レンズ20は、入射光を比較的小さいスポット径で不図示の光ディスク中に設けられた情報記録面に集光可能な第1レンズ部21と、入射光を比較的大きいスポット径で別タイプの光ディスク中に設けられた情報記録面に集光可能な第2レンズ部22とを含む。両レンズ部21,22は、連結部23によって周囲から支持・固定されており、各自の光軸OA1,OA2に垂直な特定平面(図1(a)の紙面に平行な面)に略沿って隣接した状態で配置されている。複合対物レンズ20は、プラスチック材料等の各種材料で形成された単一の部品であり、第1レンズ部21と第2レンズ部22とが連結部23を介して一体化されている。
The compound
第1レンズ部21は、第1波長λ1すなわちBD用の波長405nmの第1レーザ光を対象として設計されている。つまり、図1(c)に示すように、第1レンズ部21の第1光学面21a側から例えば光軸OA1に沿って光軸OA1に平行な波長405nmの第1レーザ光の光束が入射すると、第1レンズ部21の第2光学面21b側からレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、光軸OA1上の焦点位置F1に集光し、ここに比較的小さな集光スポットを形成する。
The
第2レンズ部22は、第2波長λ2すなわちDVD用の波長655nmの第2レーザ光を対象として設計されている。つまり、図1(c)に示すように、第2レンズ部22の第1光学面22a側から例えば光軸OA2に沿って光軸OA2に平行な波長655nmの第2レーザ光の光束が入射すると、第2レンズ部22の第2光学面22b側から波長655nmのレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、光軸OA2上の焦点位置F2に集光し、ここに比較的大きな集光スポットを形成する。
The
以下、第1及び第2レンズ部21、22を含む複合対物レンズ20を製造するための材料について説明する。すなわち、複合対物レンズ20は、光学用途に通常使用可能なプラスチック材料から形成することができる。プラスチック材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂(日本ゼオン社製のゼオネックス樹脂等)、環状オレフィンコポリマー樹脂等の透明な樹脂材料がある。また、ガラス材料としては、周知の光学用ガラス、例えばM−BaCD5N(商品名、HOYA(株)製)等が用いられる。
Hereinafter, materials for manufacturing the composite
また、複合対物レンズ20の材料として、アサーマル樹脂を用いることもできる。アサーマル樹脂は、母材となる樹脂材料に例えば30nm以下の粒子を分散させた材料である。一般に、母材となる樹脂材料は、温度が上昇することにより、屈折率が低下してしまうが、無機粒子を分散、混合することによって材料全体としての屈折率変化を低減することができる。
Further, an athermal resin can be used as the material of the composite
アサーマル樹脂を用いる場合、従来は−1.2×10−4程度であった屈折率変化を、絶対値で8×10−5未満に抑えることができるが、屈折率変化を絶対値でさらに6×10−5未満にすることで、複合対物レンズ20の性能をより高めることができる。
When an athermal resin is used, the refractive index change, which was conventionally about −1.2 × 10 −4 , can be suppressed to an absolute value of less than 8 × 10 −5, but the refractive index change is further reduced to an absolute value of 6 By making it less than × 10 −5, the performance of the composite
さらに好ましくは、屈折率変化を絶対値で4×10−5未満にするのがよい。複合対物レンズ20の材料として、母材となる樹脂材料に対し、30nm以下、好ましくは20nm以下、さらに好ましくは10〜15nmの微粒子であって、母材の屈折率変化を相殺する傾向の屈折率特性を有する無機粒子等からなる微粒子を分散させた材料を利用することで、屈折率の温度依存性が無いか、あるいは温度依存性を低減した光学素子を提供できる。
More preferably, the change in refractive index is less than 4 × 10 −5 in absolute value. As a material of the composite
また、母材に分散させる微粒子は、無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることがより好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることがさらに好ましい。 The fine particles dispersed in the base material are preferably inorganic substances, and more preferably oxides. It is more preferable that the oxide is saturated and does not oxidize any more.
無機物であることは、高分子有機化合物である母材となる樹脂との反応が低く抑えられる観点から好ましく、また酸化物であることによって、レーザ光照射等の実使用に伴う劣化を防ぐことができる。特に、高温化や、レーザ光を照射されるという過酷な条件において、樹脂の酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物の微粒子であれば、酸化による劣化を防ぐことができる。 The inorganic substance is preferable from the viewpoint that the reaction with the resin as a base material, which is a high molecular organic compound, is kept low, and the oxide can prevent deterioration due to actual use such as laser light irradiation. it can. In particular, oxidation of the resin is easily promoted under severe conditions such as high temperature and laser light irradiation. However, such inorganic oxide fine particles can prevent deterioration due to oxidation.
また、その他の要因による樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤を樹脂材料中に添加することも勿論可能である。 Of course, an antioxidant may be added to the resin material in order to prevent the resin from being oxidized by other factors.
アサーマル樹脂の具体例としては、例えば、アクリル樹脂に、酸化ニオブ(Nb205)の微粒子を分散させる。体積比で、母材となる樹脂は80、酸化ニオブは20程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる等の技術により、必要な分散状態を生じさせることができる。酸化ニオブの代わりに、酸化シリコン(Si02)の微粒子を用いてもよい。 As a specific example of the athermal resin, for example, niobium oxide (Nb 2 0 5 ) fine particles are dispersed in an acrylic resin. The volume ratio of the resin as the base material is 80, and the ratio of niobium oxide is about 20, and these are uniformly mixed. Although the fine particles tend to aggregate, a necessary dispersion state can be generated by a technique such as applying a charge to the surface of the particles for dispersion. Instead of niobium oxide, it may be used fine particles of silicon oxide (Si0 2).
母材となる樹脂材料と粒子との混合・分散の工程は、複合対物レンズ20の射出成形時にインラインで行うことが好ましい。いいかえると、混合・分散した後は、複合対物レンズ20に成形される迄、冷却・固化されないようにすることが好ましい。
It is preferable that the mixing / dispersing step of the resin material and the particles as the base material is performed in-line when the composite
なお、上記の体積比は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類の微粒子をブレンドして分散させることも可能である。すなわち、上記の例では、体積比は80:20、すなわち4:1であるが、90;10(9:1)から60:40(3:2)までの間で適宜調整可能である。9:1よりも微粒子の量を多くすることにより温度変化抑制の効果が大きくなり、逆に3:2よりも微粒子の量を少なくすることにより光学素子の成形性に問題が生じることがなく好ましい。 The volume ratio can be appropriately increased or decreased in order to control the rate of change of the refractive index with respect to the temperature, or a plurality of types of fine particles can be blended and dispersed. That is, in the above example, the volume ratio is 80:20, that is, 4: 1, but can be appropriately adjusted between 90; 10 (9: 1) and 60:40 (3: 2). Increasing the amount of fine particles more than 9: 1 increases the effect of suppressing temperature change, and conversely, reducing the amount of fine particles less than 3: 2 is preferable without causing problems in the moldability of the optical element. .
第1及び第2レンズ部21、22には、対象波長が異なるにも拘わらず共通の反射防止膜が形成されている。すなわち、図2(a)に示すように、第1レンズ部21のレンズ本体21dの表面には、波長λ1=405nmの第1レーザ光と、波長λ2=655nmの第2レーザ光との双方に関して反射防止機能を有する反射防止コート(反射防止膜)53が設けられており、第1レンズ部21の第1光学面21aを構成する。また、図2(b)に示すように、第2レンズ部22のレンズ本体22dの表面にも、波長λ1=405nmの第1レーザ光と、波長λ2=655nmの第2レーザ光との双方に関して反射防止機能を有する反射防止コート(反射防止膜)53が設けられており、第2レンズ部22の第1光学面22aを構成する。
A common antireflection film is formed on the first and
なお、反射防止コート53は、厳密に波長405nmの第1レーザ光に限らず、波長λ1=390〜420nmの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射防止を達成するものとできる。また、反射防止コート53は、厳密に波長655nmの第2レーザ光に限らず、波長λ2=630〜680nmの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射防止を達成するものとできる。
Note that the
以上は、第1及び第2レンズ部21,22の第1光学面21a,22a側の説明であったが、第1及び第2レンズ部21,22の第2光学面21b,22b側にも同様の成膜を行うことができる。
The above is the description on the first
反射防止コート53は、複数の材料層を積層することによって構成され、各層の干渉作用によって目的とする第1及び第2波長λ1,λ2のレーザ光を同時に低損失で透過させる。これら複数の層をレンズ本体21d,22dの表面に近い方から第1層、第2層…第5層としたときに、第1層は低屈折率材料から、第2層は高屈折率材料から、第3層は中屈折率材料から、第4層は低屈折率材料から、第5層は中屈折率材料から形成されている。これらの層の膜厚は、第1層が81.2〜113nm、第2層が108.7〜153nm、第3層が97.6〜136nm、第4層が21.6〜30nm、第5層が71.0〜99.0nmとなっている。
The
なお、高屈折率材料としては、例えば、酸化セリウム、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、窒化シリコン、酸素含有窒化シリコンなどがある。また、中屈折率材料としては、例えば、酸化アルミニウムや酸化イットリウム、弗化鉛、弗化セリウムなどが挙げられる。また、低屈折率材料としては、例えば、酸化シリコン、フッ化マグネシウム、弗化アルミニウム、氷晶石などがある。なお、これらの材料は1種類で用いられることにより、単独成分からなる層を構成することとしてもよいし、複数種類で用いられることにより、複数成分からなる層を構成することとしてもよい。また、複数種類の材料を用いる場合にとしては、混合物を蒸着材料とする場合や、別々の材料を同時に蒸着材料とする場合などがある。 Examples of the high refractive index material include cerium oxide, titanium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, aluminum oxide, silicon nitride, and oxygen-containing silicon nitride. Examples of the medium refractive index material include aluminum oxide, yttrium oxide, lead fluoride, and cerium fluoride. Examples of the low refractive index material include silicon oxide, magnesium fluoride, aluminum fluoride, cryolite and the like. In addition, it is good also as comprising the layer which consists of a single component by using these materials by 1 type, and it is good also as comprising the layer which consists of multiple components by using in multiple types. In addition, when a plurality of types of materials are used, there are a case where a mixture is used as a vapor deposition material and a case where different materials are used as a vapor deposition material at the same time.
以上説明した反射防止コート53の構成は単なる例示であり、膜厚や層数等は目的とする波長を透過できるように適宜変更することができる。
The configuration of the
図3は、図2(a)、(b)に示す反射防止コート53を成膜するための装置を概念的に説明する図である。この成膜装置90は、スパッタ型の成膜装置であり、基板保持装置91と、膜材料射出部92と、制御装置93とを備える。なお、これらのうち、基板保持装置91及び膜材料射出部92は、低圧のガス雰囲気下で成膜等を可能にする真空容器95内に収納されている。
FIG. 3 is a diagram conceptually illustrating an apparatus for forming the
ここで、基板保持装置91は、複合対物レンズ20の母材であるワークWを保持してワークWとともに回転するチャック91aと、チャック91aを回転軸RAのまわりに所望の速度で回転させる回転機構91bとからなる。膜材料射出部92は、ワークWの上面に複数種の薄膜を順次積層するため、3つの異なる第1〜第3ターゲットユニット92a,92b,92cを備える。これらのターゲットユニット92a,92b,92cは、図では明らかでないが、基板保持装置91の回転軸RAを中心として対称的に配置されている。各ターゲットユニット92a,92b,92cは、異なる成膜材料からなる異種のターゲットTAa,TAb,TAcをそれぞれ内蔵しており、対応する成膜材料の粒子をそれぞれ発生する。このような成膜粒子は、ターゲットTAa,TAb,TAcを射出して、軸線P1,P2,P3及びその周囲にほぼ沿って飛行し、ワークWの上面全体に比較的均一に入射する。なお、各ターゲットTAa,TAb,TAcは、上述の反射防止コート53を構成する低屈折率材料、高屈折率材料、及び中屈折率材料からそれぞれ形成されたものである。膜材料射出部92を動作させて成膜を行う際には、基板保持装置91が、チャック91aに固定されたワークWを回転軸RAのまわりに回転させ、ワークW上面に堆積される薄膜の膜厚の均一化を図る。また、ワークW上面に、低屈折率材料、高屈折率材料、及び中屈折率材料を順次成膜する場合、制御装置93の制御下で、動作するターゲットTAa,TAb,TAcを切り替えつつ、回転するワークW上に組成及び屈折率の異なる膜材料を順次供給する。
Here, the
なお、図3の成膜装置90は、単なる例示であって、図2(a)、(b)に示す反射防止コート53は、真空蒸着法、CVD法、大気圧プラズマ法等を含む各種成膜方法によって成膜することができる。
3 is merely an example, and the
以上の説明から明らかなように、本実施形態の対物レンズユニット10では、仕様が異なる第1レンズ部21と第2レンズ部22とを隣接配置した複合対物レンズ20を用いている。これにより、第1及び第2レンズ部21,22のいずれかを光路上の動作配置することによって、BDの情報記録面とDVDの情報記録面とにおいて、それぞれ規格に適合するスポットを形成することができる。また、本実施形態の対物レンズユニット10の場合、第1レンズ部21の第1光学面21aと第2レンズ部22の第1光学面22bとに、第1波長λ1のレーザ光と第2波長λ2のレーザ光とに適合する共通の反射防止膜すなわち反射防止コート53が設けられているので、第1レンズ部21と第2レンズ部22とに一括して反射防止コート53を形成することができる。これにより、第1レンズ部21と第2レンズ部22とが隣接しているにも拘らず、両者に対して比較的簡単かつ低コストで高精度の反射防コート53を形成することができる。
As is clear from the above description, the
図4は、図1に示す対物レンズユニット10を組み込んだ光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device incorporating the
この光ピックアップ装置において、各半導体レーザ61B,61Dからのレーザ光は、共用の対物レンズユニット10を利用して光情報記録媒体である光ディスクDB,DDに照射され、各光ディスクDB,DDからの反射光は、共用の対物レンズユニット10を介し、最終的に各光検出器67B,67Dに導かれる。なお、上述の半導体レーザ61B,61Dや光検出器67B,67Dのほか、偏光ビームスプリッタ63B,63D,64D、シリンドリカルレンズ65B,65D、1/4波長板69等を含む光学系は、各光ディスクDB,DDに対して情報の記録・再生を行うための光学装置として機能する。
In this optical pickup device, laser light from each of the
ここで、第1半導体レーザ61Bは、第1光ディスクDBの情報再生用の第1レーザ光(例えばBD用で波長405nm)を発生し、この第1レーザ光は、第1の動作位置(実線)にある対物レンズユニット10の第1レンズ部21で集光され、NA0.85相当のスポットが情報記録面MB上に形成される。第2半導体レーザ61Dは、第2光ディスクDDの情報再生用の第2レーザ光(例えばDVD用で波長655nm)を発生し、その後第2レーザ光は、第2の動作位置(一点鎖線)にある対物レンズユニット10の第2レンズ部22で集光され、NA0.65相当のスポットが情報記録面MD上に形成される。一方、第1光検出器67Bは、第1光ディスクDBに記録された情報を光信号(例えばBD用で波長405nm)として検出し、第2光検出器67Dは、第2光ディスクDDに記録された情報を光信号(例えばDVD用で波長655nm)として検出する。なお、光源を第1半導体レーザ61Bから第2半導体レーザ61Dに切り替える際には、駆動装置であるアクチュエータ73により対物レンズユニット10をスライド移動させて(一点鎖線の位置)、第1レンズ部21の代わりに第2レンズ部22を光路上に配置する。
Here, the
以下、図4の光ピックアップ装置の詳細な構造や具体的な動作について説明する。まず第1光ディスクDBを再生する場合、第1半導体レーザ61Bから第1波長λ1=405nmの第1レーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ62Bにより平行光束となる。この光束は、偏光ビームスプリッタ63B,64D、及び1/4波長板69を透過した後、複合対物レンズ20のうち対応する第1レンズ部21により第1光ディスクDBの情報記録面MBに集光される。
The detailed structure and specific operation of the optical pickup device shown in FIG. 4 will be described below. First, when reproducing the first optical disk DB, the first laser light having the first wavelength λ1 = 405 nm is emitted from the
情報記録面MBで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び第1レンズ部21等を透過して、偏光ビームスプリッタ63Bに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ65Bにより非点収差が与えられ、第1光検出器67B上へ入射し、その出力信号を用いて、第1光ディスクDBに記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface MB is again transmitted through the
また、第1光検出器67B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(フォーカス)検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、アクチュエータ73が、第1半導体レーザ61Bからの光束を第1光ディスクDBの情報記録面MB上に結像させるように、複合対物レンズ20すなわち第1レンズ部21を光軸方向に移動させるとともに、この第1半導体レーザ61Bからの光束を所定のトラックに結像するように、同第1レンズ部21を光軸に垂直な方向に移動させる。なお、フォーカシングやトラッキングを行うためのアクチュエータ73は、対物レンズユニット10のホルダ部材30側に取り付けられた第1のアクチュエータ部分71と、ホルダ部材30や複合対物レンズ20の移動を案内する支持装置75側に取り付けられた第2のアクチュエータ部分72とからなり、不図示の制御装置の制御下で動作する。
Further, a change in the amount of light due to a change in the shape of the spot and a change in position on the
次に、第2光ディスクDDを再生する場合、第2半導体レーザ61Dから第2波長λ2=655nmの第2レーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ62Dにより平行光束となる。この光束は、偏光ビームスプリッタ63Dを透過し、偏光ビームスプリッタ64Dで反射され、1/4波長板69を経た後、複合対物レンズ20のうち対応する第2レンズ部22により第2光ディスクDDの情報記録面MDに集光される。
Next, when reproducing the second optical disk DD, the second laser light having the second wavelength λ2 = 655 nm is emitted from the
情報記録面MDで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び第2レンズ部22等を透過して、偏光ビームスプリッタ64Dで反射され偏光ビームスプリッタ63Dに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ65Dにより非点収差が与えられ、第2光検出器67D上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第2光ディスクDDに記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface MD is transmitted again through the
また、第1光ディスクDBの場合と同様、第2光検出器67D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い、対物レンズユニット10に付随するアクチュエータ73により、フォーカシング及びトラッキングのために、複合対物レンズ20すなわち第2レンズ部22を移動させる。
Further, as in the case of the first optical disc DB, the spot shape change on the
なお、以上は光ディスクDB,DDから情報を再生する場合の説明であったが、半導体レーザ61B,61Dの出力を調整すること等により、光ディスクDB,DDに情報を記録することもできる。
In the above description, information is reproduced from the optical disks DB and DD. However, information can be recorded on the optical disks DB and DD by adjusting the outputs of the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係る対物レンズユニットついて説明する。なお、第2実施形態に係る対物レンズユニットは、第1実施形態の対物レンズユニットを変形したものであり、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
The objective lens unit according to the second embodiment will be described below. The objective lens unit according to the second embodiment is a modification of the objective lens unit according to the first embodiment, and parts not specifically described are the same as those in the first embodiment.
図5は、本実施形態の対物レンズユニット110の平面図である。図示の対物レンズユニット110において、複合対物レンズ120の連結部123は、図1に示すホルダ部材30を兼ねる構造となっている。つまり、この場合、複合対物レンズ120にアクチュエータ部分71が直接取り付けられており、部品点数が低減され複合対物レンズとホルダとの接着工程が不要となるので、コストの低減を図ることができる。
FIG. 5 is a plan view of the
なお、複合対物レンズ120の各レンズ部21,22については、両者の対象波長を共に透過させる多層膜が一括して形成される。
In addition, as for each
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係る対物レンズユニット及び光ピックアップ装置ついて説明する。なお、第3実施形態に係る対物レンズユニット等は、第1実施形態の対物レンズユニット等を変形したものであり、特に説明しない部分については、第1実施形態と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
Hereinafter, the objective lens unit and the optical pickup device according to the third embodiment will be described. Note that the objective lens unit and the like according to the third embodiment are obtained by modifying the objective lens unit and the like of the first embodiment, and parts that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
図6は、本実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。 FIG. 6 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device in which the objective lens unit of the present embodiment is incorporated.
この光ピックアップ装置において、各半導体レーザ61B,61D,61Cからのレーザ光は、共用の対物レンズユニット210を利用して光情報記録媒体である光ディスクDB,DD,DCに照射され、各光ディスクDB,DD,DCからの反射光は、共用の対物レンズユニット210を介し、最終的に各光検出器67B,67D,67Cに導かれる。なお、上述の半導体レーザ61B,61D,61Cや光検出器67B,67D,67Cのほか、偏光ビームスプリッタ63B,63D,64D,64C、シリンドリカルレンズ65B,65D、1/4波長板69等を含む光学系は、各光ディスクDB,DD,DCに対して情報の記録・再生を行うための光学装置として機能する。
In this optical pickup device, laser light from each of the
ここで、第1光ディスクDBや第2光ディスクDDに対して情報の記録・再生を行うための光学装置については、第1実施形態の場合と同様であるので、以下では説明を省略する。 Here, the optical device for recording / reproducing information with respect to the first optical disc DB and the second optical disc DD is the same as that of the first embodiment, and hence the description thereof is omitted.
第3半導体レーザ61Cは、第3光ディスクDCの情報再生用の第3レーザ光(例えばCD用で波長780nm)を発生し、その後レーザ光は、第2の動作位置にある対物レンズユニット210の第2レンズ部222で集光され、NA0.53相当のスポットが情報記録面MC上に形成される。一方、第3光検出器67Cは、第3光ディスクDCに記録された情報を光信号(例えばCD用で波長780nm)として検出する。
The
以下、図6の光ピックアップ装置の詳細な構造や具体的な動作について説明する。第3光ディスクDCを再生する場合、第3半導体レーザ61Cから例えば波長780nmのレーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ62Cにより平行光束となり、偏光ビームスプリッタ63Cを透過し偏光ビームスプリッタ64Cで反射等された後、複合対物レンズ220のうち対応する第2レンズ部222により第3光ディスクDCの情報記録面MCに集光される。
The detailed structure and specific operation of the optical pickup device shown in FIG. 6 will be described below. When reproducing the third optical disk DC, laser light having a wavelength of, for example, 780 nm is emitted from the
情報記録面MCで情報ビットにより変調されて反射された光束は、再び第2レンズ部222等を透過して、偏光ビームスプリッタ64Cで反射されて偏光ビームスプリッタ63Cに入射し、ここで反射されてシリンドリカルレンズ65Cにより非点収差が与えられ、第3光検出器67C上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第3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。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface MC is again transmitted through the
また、第1及び第2光ディスクDB,DDの場合と同様、第3光検出器67C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い、アクチュエータ73により、フォーカシング及びトラッキングのために対物レンズユニット210すなわち第2レンズ部222を移動させる。
Similarly to the case of the first and second optical discs DB and DD, the focus detection and track detection are performed by detecting the change in the light amount due to the spot shape change and position change on the
以上の3波共用の対物レンズユニット210において、第1及び第2レンズ部221,222には、共通の反射防止膜が形成されている。すなわち、第1レンズ部21の表面には、波長λ1=405nmの第1レーザ光と、波長λ2=655nmの第2レーザ光と、波長λ3=780nmの第3レーザ光とに対して反射防止コートが設けられている。なお、両レンズ部221,222の反射防止コートは、上記のように正確なものである必要はなく、波長λ1=390〜420nmの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとでき、波長λ2=630〜680nmの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとでき、波長λ3=670〜800nmの範囲内のいずれかを中心波長とするレーザ光に対して反射を防止するものとできる。
In the above-described
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く、様々な変形が可能である。例えば、上記第1及び第3実施形態では、第1レンズ部21,221によりBDに対する情報の再生・記録を行い、第2レンズ部22,222によりDVDやCDに対する情報の再生・記録を行っているが、第1レンズ部21によりHD−DVDに対する情報の再生・記録を行い、第2レンズ部22によりDVDやCDに対する情報の再生・記録を行うこともできる。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the first and third embodiments, information for BD is reproduced and recorded by the
さらに、第1レンズ部21によりDVDに対する情報の再生・記録を行い、第2レンズ部22によりCDに対する情報の再生・記録を行うこともできる。この場合、第1及び第2レンズ部21、22には、波長λ2=630〜680nmや波長λ3=670〜800nm、結果的に630〜800nmで共通して反射防止機能を有する反射防止コートが施される。
Further, information can be reproduced / recorded on the DVD by the
また、複合対物レンズ20は、2つのレンズ部21,22を有する場合に限らず、3つ以上のレンズ部を有するものとでき、この場合、各レンズ部が対象とするすべてのレーザ光の波長に対する反射防止機能を有する反射防止膜を形成することになる。
In addition, the compound
10,110…対物レンズユニット、 20,120,220…複合対物レンズ、 21,221…第1レンズ部、 22,222…第2レンズ部、 23…連結部、 30…ホルダ部材、 61B,61D,61C…半導体レーザ、 63B,63D,63C,64D,64C…偏光ビームスプリッタ、 67B,67D,67C…光検出器、 71,72…アクチュエータ部分、 73…アクチュエータ、 75…支持装置、 DB,DD,DC…光ディスク、 MB,MD,MC…情報記録面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,110 ...
Claims (9)
前記第1レンズ部の光学面と前記第2レンズ部の光学面とに、前記第1波長の光と前記第2波長の光とに適合する共通の反射防止膜が設けられている光ピックアップ装置用の対物レンズユニット。 A first lens unit used for light of a first wavelength; and a second lens unit used for light of a second wavelength different from the first wavelength; the first lens unit and the second lens unit; Is an integrated objective lens unit arranged adjacent to each other,
An optical pickup device in which a common antireflection film adapted to the light of the first wavelength and the light of the second wavelength is provided on the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit. Objective lens unit.
前記第1レンズ部を介して第1光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第1光情報記録媒体に情報を書き込み、前記第2レンズ部を介して第2光情報記録媒体の情報を読み取り、若しくは第2光情報記録媒体に情報を書き込む光学装置と
を備える光ピックアップ装置。 The objective lens unit according to any one of claims 1 to 6,
Read information on the first optical information recording medium through the first lens unit, or write information on the first optical information recording medium, read information on the second optical information recording medium through the second lens unit, Alternatively, an optical pickup device comprising: an optical device that writes information on the second optical information recording medium.
前記第1レンズ部の光学面と前記第2レンズ部の光学面とに、前記第1波長の光と前記第2波長の光とに適合する共通の反射防止膜を一括して成膜することを特徴とする対物レンズユニットの製造方法。
A method of manufacturing an integrated objective lens unit in which a first lens unit used for light of a first wavelength and a second lens unit used for light of a second wavelength different from the first wavelength are arranged adjacent to each other. And
A common antireflection film that matches the light of the first wavelength and the light of the second wavelength is collectively formed on the optical surface of the first lens unit and the optical surface of the second lens unit. A manufacturing method of an objective lens unit characterized by the above.
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WO2008120594A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | Optical pickup device lens unit and optical pickup device |
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WO2008120594A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-09 | Konica Minolta Opto, Inc. | Optical pickup device lens unit and optical pickup device |
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