JP2007273014A

JP2007273014A - 対物レンズ、光ピックアップ装置およびその製造方法

Info

Publication number: JP2007273014A
Application number: JP2006098748A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Miura; 雅史三浦
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-18

Abstract

【課題】異なる２つの波長の間でのコマ収差を低減し、良好な記録再生特性を実現し、２つの光源の配置の自由度を確保する。
【解決手段】波長が異なるレーザ光をそれぞれ出射する第１および第２のレーザ光源２１，２２を有する２波長光源モジュール１１からのレーザ光が入射する入射曲面２３の入射側光軸Ｘ１と、レーザ光を出射する出射曲面２４の出射側光軸Ｘ２との間に、２つのレーザ光源２１，２２の相対位置によるコマ収差に応じた距離ｃをあけて形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば光ディスクや光磁気ディスク等の光学記録媒体にレーザ光を集光する対物レンズ、および光学記録媒体に対して情報を記録再生する光ピックアップ装置、その製造方法に関する。

従来、光学記録媒体として例えばＣＤ（Compact Disc）とＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に対してそれぞれ情報を記録再生するための光ピックアップ装置が知られている。

この種の従来の光ピックアップ装置としては、波長が異なるレーザ光をそれぞれ出射する２つのレーザ光源が同一パッケージに実装された２波長光源モジュールを備える構成が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

図５に示すように、このような従来の光ピックアップ装置が備える光学系の対物レンズ１１７は、２波長光源モジュール１１１の各レーザ光源１２１，１２２からのレーザ光がコリメーターレンズ１１３等を介して入射する入射曲面１２３の入射側光軸Ｘ３と、レーザ光を出射する出射曲面１２４の出射側光軸Ｘ４との位置関係が、通常ほぼ同一軸上に一致するように形成されている。
特開２００２−２５１７６７号公報

ところで、上述したように、波長が異なるレーザ光をそれぞれ出射する２つのレーザ光源が同一パッケージに実装された２波長光源モジュールでは、２つのレーザ光源の発光点が物理的に位置ずれすることが避けられないため、２つのレーザ光源のうちの少なくとも一方の物点調整状態を最適にすることは不可能である。つまり、２つのレーザ光源からの各出射光の光軸を互いに平行にすることが不可能であるため、対物レンズからの出射光はコマ収差をもつことになり、記録再生特性に悪影響を及ぼす問題がある。

また、２つのレーザ光源の相対位置によるコマ収差の発生方向が、光ピックアップ装置が備える対物レンズアクチュエータによるチルト補正方向と同一方向に揃えて設定されていればコマ収差を補正することも可能である。しかしながら、このように対物レンズアクチュエータによるチルト補正方向に対して、２つのレーザ光源の離間方向を揃えるように光源部を配置することに伴って、光源部の２つのレーザ光源の光軸回りの回転位置が規制されてしまう。すなわち光学ディスクの記録トラックに対して、この記録トラックに照射される楕円形のビームスポットの長径の向きが制限されることになり、記録トラック方向に対するビームスポットの配置を設定する自由度を損なってしまう弊害がある。

そこで、本発明は、光源部における２つの光源の相対位置によるコマ収差を低減し、良好な記録再生特性を実現し、光学記録媒体の記録トラック方向に対するビームスポットの配置の自由度を確保することができる対物レンズ、光ピックアップ装置およびその製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する２つの光源を有する光源部からの光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成されている。

以上のように構成した本発明に係る対物レンズによれば、光源部の２つの光源の相対位置によるコマ収差の発生方向に対して、入射側光軸と出射側光軸との距離によって生じるコマ収差を反対向きに配置されることで、光源部によるコマ収差を対物レンズによるコマ収差で相殺することが可能になる。したがって、この対物レンズによれば、２つの光源を有する光源部によるコマ収差を低減し、良好な記録再生特性が実現される。また、この対物レンズによれば、例えば対物レンズアクチュエータによるチルト補正方向に制約されることなくコマ収差が補正されるので、光学記録媒体の記録トラック方向に対するビームスポットの長径方向の向きを配置する自由度が確保され、光源部の配置の自由度を向上することができる。

また、本発明に係る光ピックアップ装置は、波長が異なる光ビームを出射する２つの光源を有する光源部と、
光源部からの光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成された対物レンズとを備える。そして、対物レンズは、入射側光軸と出射側光軸との距離によるコマ収差の発生方向が、２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差を相殺する向きになるように位置決めされている。

また、本発明に係る光ピックアップ装置の製造方法は、波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する２つの光源を有する光源部と、
光源部からの光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成された対物レンズとを備える光ピックアップ装置の製造方法である。そして、この光ピックアップ装置の製造方法は、対物レンズの入射側光軸と出射側光軸との距離によるコマ収差の発生方向が、２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差を相殺する向きになるように、対物レンズを入射側光軸および出射側光軸の軸回りに回転させることによって、光源部に対して対物レンズを位置決めする工程を有する。

上述したように本発明によれば、光源部における２つの光源の相対位置によるコマ収差を低減し、良好な記録再生特性を実現し、光学記録媒体の記録トラックに対するビームスポットの配置の自由度を確保することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１に、本実施形態の光ピックアップ装置の平面図を示す。

図１に示すように、本実施形態の光ピックアップ装置１は、対物レンズ１７を保持するボビン６と、このボビン６を移動自在に支持するレンズ支持機構（不図示）と、ボビン６を対物レンズ１７の光軸に平行なフォーカシング方向および対物レンズ１７の光軸に直交するトラッキング方向に駆動する対物レンズアクチュエータ（不図示）とを備えている。また、この光ピックアップ装置１は、一組のガイド軸８ａ，８ｂに移動可能に支持された支持ベース７上に配置されており、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の光学ディスク３の径方向である矢印ａ方向に駆動される。

図２に、実施形態の光ピックアップ装置が備える光学系の全体を示す。

図２に示すように、光学系２は、出射光の波長が異なる第１および第２のレーザ光源を有する光源部としての２波長光源モジュール１１と、この２波長光源モジュール１１からの出射光を透過光と反射光に分離するビームスプリッタ１２と、このビームスプリッタ１２からの反射光を平行光に変換するコリメーターレンズ１３と、ビームスプリッタ１２の透過光を受光するモニター用受光素子１４と、コリメーターレンズ１３からの直線偏光を円偏光に変換する１／４波長板１５と、この１／４波長板１５からの出射光の光軸を曲げる立ち上げミラー１６と、レーザ光を光学ディスク３の記録トラックに照射する対物レンズ１７と、光学ディスク３からの戻り光を集光する集光レンズ１８と、戻り光を受光する受光素子１９とを備えている。

図３および図４に示すように、２波長光源モジュール１１は、半導体レーザーダイオードチップであり、ＣＤ用の第１のレーザ光源２１と、ＤＶＤ用の第２のレーザ光源２２とが同一パッケージに構成されている。２波長光源モジュール１１は、第１のレーザ光源２１の発光点と、第２のレーザ光源２２の発光点との間の距離ｄが、例えば１００ｎｍ程度にされている。なお、第１のレーザ光源２１は、出射光が波長７８０ｎｍ程度に設定され、第２のレーザ光源２２は、出射光が波長６６０ｎｍ程度に設定されている。

図３および図４に示すように、対物レンズ１７は、入射曲面２３および出射曲面２４を有しており、互いに平行な入射側光軸Ｘ１と出射側光軸Ｘ２との位置関係に一定の距離ｃをあけるように形成されている。

対物レンズ１７は、これら各光軸Ｘ１，Ｘ２の距離ｃを、コマ収差が最小となるレンズ最適傾角の２波長間の差が、２つの発光点の物点ズレによって発生する光軸傾きと同量となるように設定するとともに、および、物点ずれによって発生するコマ収差方向と、対物レンズ１７で発生するコマ収差方向とが反対方向となるように、対物レンズ１７の回転位置をボビンに位置決めして固定されている。

なお、本実施形態の対物レンズ１７は、例えば直径が４ｍｍ程度、開口数ＮＡが０．６５程度の２波長対応のレンズが用いられている。

このようにして、本実施形態の光ピックアップ装置では、２波長光源モジュール１１の各光源２１，２２の物点ずれによって発生するコマ収差を、対物レンズ１７で故意に発生させるコマ収差で相殺することによって、２波長光源モジュール１１を使用しても光ピックアップ装置１全体のコマ収差を小さく抑えることが可能となり、良好な記録再生特性を実現することができる。また、コマ収差を低減するためのチルト機能を有する対物レンズアクチュエータを搭載した光ピックアップ装置においても、２波長光源モジュール１１の配置の自由度を確保することができる。

また、モニター用受光素子１４および受光素子１９としては、例えばフォトダイオードが用いられている。

以上のように構成された光ピックアップ装置１について、光学ディスク３から情報信号を再生する動作を説明する。

図２に示すように、２波長光源モジュール１１から出射されたレーザ光束はビームスプリッタ１２で反射され、コリメーターレンズ１３で平行光束に変換され、１／４波長板１５を透過し、立ち上げミラー１６で反射されて対物レンズ１７に入射、再び焦点を結び光学ディスク３の記録トラック上に照射される。光学ディスク３で反射された戻り光は、上述した光路を戻り、立ち上げミラー１６，１／４波長板１５，コリメーターレンズ１３を経てビームスプリッタ１２に入射する。このとき、戻り光は、ビームスプリッタ１２を透過し、集光レンズ２５によって受光素子１９の受光面上に焦点が結ばれる。そして、この受光素子１９によって光信号が電気信号に変換され、光学ディスク３の情報信号が読み取られる。

図４に示すように、２波長光源モジュール１１における２つの異なる波長の物点間隔（２つの発光点間の距離）ｄによって、一方の波長の物点は最適調整状態からずれることになり、対物レンズ１７に入射する光束にコマ収差が発生する。しかしながら、本実施形態の光ピックアップ装置１では、対物レンズ１７における入射曲面２３の入射側光軸Ｘ１と出射曲面２４の出射側光軸Ｘ２の位置を故意にずらすことによって、２つの波長それぞれのコマ収差が最小となる各対物レンズ傾角が異なる特性を有する対物レンズ１７となる。

２波長レーザ光源モジュール１１の第１波長の第１の光源２１と、第２波長の第２の光源２２とは、物理的な位置ズレである距離ｄが生じているが、この距離ｄによって発生するコマ収差の方向と、上述した２波長対応の対物レンズ１７において２波長間で発生するコマ収差の方向とが相殺する方向になるように、図４中矢印ｂ方向に対する対物レンズ１７の回転位置を調整する。

すなわち、２波長光源モジュール１１の各光源２１，２２の離間方向に対して、対物レンズ１７の各光軸Ｘ１，Ｘ２の離間方向を平行にし、かつ、２波長光源モジュール１１と対物レンズ１７における各コマ収差の方向が互いに逆向きになるように、２波長光源モジュール１１に対して対物レンズ１７が位置決めされる。

図示しないが、光ピックアップ装置１の製造工程では、例えば対物レンズ１７に、距離ｃをなす各光軸Ｘ１，Ｘ２の離間方向に対応する位置決め用マークが設けられ、この位置決め用マークに基づいて対物レンズ１７をボビン６に位置決めして固定することで、２波長光源モジュール１１の各光源２１，２２の離間方向に対して、対物レンズ１７の各光軸Ｘ１，Ｘ２の離間方向が容易に位置決めされる。

上述したように、光ピックアップ装置１によれば、入射曲面２３の入射側光軸Ｘ１と、出射曲面２４の出射側光軸Ｘ２とが、２波長光源モジュール１１の２つの光源２１，２２の相対位置によるコマ収差を相殺するように距離ｃをあけて互いに平行に形成されている対物レンズ１７を備えることによって、２波長光源モジュール１１の物点ずれによって発生するコマ収差と、対物レンズ１７で故意に発生させるコマ収差とを相殺させているので、２波長光源モジュール１１を使用しても光ピックアップ装置１全体のコマ収差を小さく抑えることが可能となり、良好な記録再生特性を実現することができる。

また、光ピックアップ装置１では、２波長光源モジュール１１の物点ずれによって発生するコマ収差と、対物レンズ１７で故意に発生させるコマ収差とを相殺させているので、コマ収差を低減するためのチルト機能を有する対物レンズアクチュエータが搭載された光ピックアップ装置１においても、２波長光源モジュール１１の配置が制限されることなく、光学ディスク３の記録トラックに対するビームスポットの長径方向の向きの配置の自由度を確保することができる。

なお、上述した実施形態では、入射側光軸Ｘ１と出射側光軸Ｘ２とが距離ｃをあけて形成された１つの対物レンズ１７を備える構成にされたが、例えば２つの対物レンズの各光軸が距離ｃをあけるように組み合わされた対物レンズ群を備える構成にされてもよい。

また、上述の実施形態では、光源部として２つのレーザ光源を有する２波長光源モジュールが用いられたが、例えば光源部として３つ以上のレーザ光源を有する他の光源モジュールが用いられてもよい。

本実施形態の光ピックアップ装置全体を示す平面図である。前記光ピックアップ装置が備える光学系を示す斜視図である。対物レンズの入射曲面および出射曲面の各光軸間の距離と、２波長光源モジュールの各光源間の距離とを示す図である。対物レンズと２波長光源モジュールの各光源の相対位置を示す平面図である。従来の光ピックアップ装置が備える光学系の対物レンズを示す図である。

符号の説明

１光ピックアップ装置
２光学系
３光学ディスク
１１２波長光源モジュール
１７対物レンズ
２１第１のレーザ光源
２２第２のレーザ光源
２３入射曲面
２４出射曲面
Ｘ１入射側光軸
Ｘ２出射側光軸

Claims

波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する２つの光源を有する光源部からの前記光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、前記光源部における前記２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成されていることを特徴とする対物レンズ。
波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する２つの光源を有する光源部と、
前記光源部からの前記光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、前記２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成された対物レンズとを備え、
前記対物レンズは、前記入射側光軸と前記出射側光軸との距離によるコマ収差の発生方向が、前記２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差を相殺する向きになるように位置決めされている光ピックアップ装置。
前記対物レンズは、前記光源部に対して、前記入射側光軸および前記出射側光軸の軸回りに回転されて位置決めされている請求項２に記載の光ピックアップ装置。
波長が異なる光ビームをそれぞれ出射する２つの光源を有する光源部と、
前記光源部からの前記光ビームが入射する入射曲面の入射側光軸と、光ビームを出射する出射曲面の出射側光軸とが、前記２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差に応じた距離をあけるように形成された対物レンズとを備える光ピックアップ装置の製造方法であって、
前記対物レンズの前記入射側光軸と前記出射側光軸との距離によるコマ収差の発生方向が、前記２つの光源の相対位置によって生じるコマ収差を相殺する向きになるように、前記対物レンズを前記入射側光軸および前記出射側光軸の軸回りに回転させることによって、前記光源部に対して前記対物レンズを位置決めする工程を有する光ピックアップ装置の製造方法。