JP2008176853A

JP2008176853A - 複合光学素子およびこれを用いた光ピックアップ装置

Info

Publication number: JP2008176853A
Application number: JP2007008806A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shimizu; 義之清水; Toshiaki Takano; 利昭高野; Atsushi Murata; 淳村田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-07-31

Abstract

【課題】複数の記録媒体に対応する、組み立て容易な光ピックアップ用の複合光学素子を提供する。
【解決手段】複数の対物レンズ１，２を一体成形し、さらに他の光学素子用のホルダー５（鏡筒）または、光学素子そのものを一体成形する。また、材質の異なる対物レンズを一体化するために、少なくとも一方の樹脂対物レンズの材料で他の材料の対物レンズ用ホルダーを一体成形することで、組み立て調整なしで、各対物レンズの相対位置を一定精度に保つことが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ディスク装置などに用いられる複数の波長で使用する複合光学素子とそれを用いた光ピックアップ装置に関するものである。

光ディスク装置などに用いられる複数の波長で使用する複合光学素子に関しては、１個の光学素子で複数の波長に対応する光学系および光ピックアップ装置として、例えば特許文献１に記載されているような、ガラス材料からなるレンズ体にプラスチック材料からなる回折光学面を形成する技術が開示されている。

また、複数の記録媒体毎に複数の対物レンズを並べて構成した光ピックアップ装置として、例えば特許文献２に記載されているような、第１の対物レンズと回折格子との組み合わせと、第２の対物レンズと回折格子との組み合わせとを、レンズホルダによって固定する技術が開示されている。

以下、複数の記録媒体毎に複数の対物レンズを並べて構成した光ピックアップ装置の従来例について説明する。

図５は従来の光ピックアップ装置の構成を示す断面図、図６は前記光ピックアップ装置の複合光学素子部分の拡大斜視図である。

図５に示す光ピックアップ装置は、３波長に対応する。対物レンズ５１は青（４０５ｎｍ近傍）の波長用で、青のレーザ光線は、立ち上げミラー５５を介して、波長補正用の回折素子５３を通り、対物レンズ５１により集光され、記録媒体６１の記録層に集光される。また、対物レンズ５２は２種類の赤（６３０ｎｍ近傍、７８０ｎｍ近傍）の波長用で、樹脂回折レンズである。赤のレーザ光線も、立ち上げミラー５５を介して、偏光素子５４を通り、対物レンズ５２により記録層の位置の異なる２種類の記録媒体６２，６３に集光される。各対物レンズ５１，５２や回折素子５３、偏光素子５４等の光学素子は、各々レーザ光波長毎に対物レンズ５１回折素子５３間の面間距離、および対物レンズ５２偏光素子５４間の面間距離を調整し、図６に示されるように、各鏡筒５６，５７に接着される。さらに、各々の対物レンズ５１，５２の光軸が記録媒体の中心から等距離の位置になるように合わせて、鏡筒５６，５７をボビン５８に接着する。ボビン５８全体は、各使用波長毎に、コイル５９に流される電流により制御され、フォーカスする機構になっている。
特開２００６−１４７０７８号公報特開２００５−３２７３３８号公報

上記従来の光ピックアップ装置では、複数の光記録媒体に対して共用できるよう対応しているが、１個の光学素子で複数の波長に対応する場合、各々の記録媒体に最適な集光性能（収差）を持たせるためには、材料や形状等の精度要望が高くなり、それを満たすことが非常に困難であった。

また、複数の記録媒体毎に複数の対物レンズを並べて構成する場合、各対物レンズを光学機器に取り付ける精度が厳しく、各々の対物レンズを鏡筒に入れ、さらに焦点位置を調整するなど、組み立て調整にかなりの工程を要している。

また、対物レンズ毎の相対位置決めも必要で、さらに組み立て精度の高い位置決め方法が求められている。

本発明は、上述した問題を考慮し、複数の対物レンズの相対位置精度を良く制御して一体成形することにより、また、他の光学素子との面間距離を一定にできる鏡筒を一体成形することにより、組み立て調整工程を簡略化し、安価で各記録媒体に最適な収差が得られる複合光学素子および光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の複合光学素子は、第１の記録媒体に追従する第１の対物レンズと、前記第１の対物レンズとは異なる光軸上に配置され、前記第１の記録媒体とは規格が異なる第２の記録媒体に追従する第２の対物レンズと、前記第２の対物レンズと同じ光軸上に配置された、偏光素子もしくは回折素子を含む光学素子と、前記第１の対物レンズおよび前記光学素子を保持するホルダーとを備え、前記第２の対物レンズと前記ホルダーとを一体に成形したことを特徴とするものである。

また、本発明の複合光学素子は、第１の記録媒体に追従する第１の対物レンズと、前記第１の対物レンズとは異なる光軸上に配置され、前記第１の記録媒体とは規格が異なる第２の記録媒体に追従する第２の対物レンズと、前記第２の対物レンズと同じ光軸上に配置された、偏光素子もしくは回折素子を含む光学素子と、前記光学素子を保持するホルダーとを備え、前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズと前記ホルダーとを一体に成形したことを特徴とするものである。

また、前記第１の対物レンズもしくは前記第２の対物レンズは、回折光学面を有し、少なくとも２種類の異なる規格の記録媒体に追従可能であることを特徴とするものである。

また、前記第１の対物レンズの光軸および前記第２の対物レンズの光軸は、互いに、記録媒体の中心軸から等距離の位置に配置していることを特徴とするものである。

また、前記第１の対物レンズの光軸方向の位置および前記第２の対物レンズの光軸方向の位置は、それぞれの対物レンズに対応する記録媒体の記録層に集光する位置に配置していることを特徴とするものである。

また、前記第１の対物レンズは、ガラス材料からなるブルーレイ・ディスク用の対物レンズであることを特徴とするものである。

また、本発明の光ピックアップ装置は、前記複合光学素子を搭載したものである。

本発明の複合光学素子は、第１の対物レンズおよび光学素子を保持するホルダーと第２の対物レンズとを一体に成形したことにより、第１の対物レンズと第２の対物レンズとの相対位置精度、および第２の対物レンズと光学素子との位置精度を高くできる。

また、第１もしくは第２の対物レンズが回折光学面を有することにより、２個の対物レンズで、少なくとも３種類の異なる規格の記録媒体に追従可能となる。

また、第１の対物レンズの光軸および第２の対物レンズの光軸が記録媒体の中心軸から等距離の位置に配置していることにより、トラッキングの制御が容易になる。

また、第１の対物レンズの光軸方向の位置および第２の対物レンズの光軸方向の位置がそれぞれの対物レンズに対応する記録媒体の記録層に集光する位置に配置していることにより、フォーカス位置の制御が容易になる。

また、第１の対物レンズがガラス材料からなるブルーレイ・ディスク用の対物レンズであることにより、ブルーレイ・ディスクを含む記録媒体に使用できる。

また、本発明の光ピックアップ装置は、複合光学素子を搭載したものであるため、組み立て工程が簡略化される。

以下、本発明の実施の形態について、図１〜図３を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る複合光学素子について説明する。図１は本実施の形態における複合光学素子を表す斜視図である。

本実施の形態における複合光学素子は、図１に示す、ブルーレイ・ディスク（ＢＤ）に追従する青のレーザ光線用の対物レンズ１、およびＤＶＤとＣＤとに追従する赤のレーザ光線用の対物レンズ２を、それらの光軸が記録媒体の中心軸から等距離となる異なる位置に位置合わせして一体成形し、さらに回折素子３のホルダー５も一体成形したものである。そのため、対物レンズ１，２間の位置調整や、回折素子３と対物レンズ２との間の位置調整が不要になり、偏光素子４のみを差し込むことで組み立てが完了でき、組み立て工程が簡略化できる。さらに、回折素子３も同時に一体成形しても良い。

また、複合光学素子における、対物レンズ１，２が形成されている面は、各記録媒体の厚みおよび記録層の深さに応じて段差が設けられているため、ホルダー５の位置調整を行うだけで、個々の対物レンズの位置調整が不要になる。

また対物レンズ１，２の光軸の配置を、記録媒体の中心軸から等距離の円周上に配置していることで、トラッキング位置の制御が容易にできる。

上記複合光学素子は、複数の対物レンズを一体成形し、さらに他の光学素子用のホルダー（鏡筒）または、光学素子そのものを一体成形することにより位置調整が不要になり、組み立て工程が簡略化できる。

また、対物レンズ１，２の材質が異なる場合には、少なくとも一方の対物レンズの樹脂材料で他の材料の対物レンズ用ホルダーを一体成形することで、各対物レンズの相対位置を一定精度に保つことが出来る。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２に係る複合光学素子について図２〜図４を用いて説明する。図２，３は実施の形態２に係る複合光学素子を表す斜視図である。

本実施の形態では、３つの記録媒体に対応した対物レンズ、およびその光軸上に配置される他の光学素子を表している。１１はＢＤ対応の対物レンズ、１２はＤＶＤ対応の対物レンズ、１３はＣＤ対応の対物レンズであり、これらのレンズのうち少なくとも１種類はホルダー１４と一体化するよう成形する。また、回折素子１５、偏光素子１６の各種光学素子も、少なくとも１種類はホルダー１７と一体化された形で成形する。前記対物レンズと前記光学素子との位置関係は同じ形状のホルダーの枠型を用いることにより光軸が一致するように成形されている。また、ホルダー１４，１７の同じ場所に形成されたマーキング１４ａ，１７ａを用いて冶工具により位置決めされ、軸１８に取り付けられる。軸１８はホルダー１４、またはホルダー１７のスプールを兼ねて一体成形してもかまわない。

その後、マーキング１４ａ，１７ａを通る分割線（１点鎖線で表示）で２分割し、図３に示すような所望の複合光学素子を得ることができる。

また図４に示すように、対物レンズ１１，１２，１３の光軸方向の位置が、各記録媒体２１，２２，２３の厚みおよびその記録層の深さに応じて、それぞれの記録層に集光するように高さ調整されていることで、フォーカス位置の制御が容易にできる。

前記一体化されて成形する対物レンズ、光学素子は射出成形などの均熱性から軸対称の方が性能を出し易いため、図２に示すような配置で成形した後、２分割するのが望ましい。

本発明の複合光学素子は複数の記録媒体に対応する光ディスク装置などに用いられ、光ピックアップとして組み立て容易な光学素子として供給できる。また、それを用いた安価な光ピックアップ装置を供給できる。

本発明の実施の形態１に係る複合光学素子を表す斜視図本発明の実施の形態２に係る複合光学素子を表す斜視図本発明の実施の形態２に係る２分割に形成された複合光学素子を表す斜視図本発明の実施の形態２に係る複合光学素子が光学機器に組み込まれたときの状態を表す概念図従来の光ピックアップ装置を表す断面図従来の複合光学素子の詳細部を表す斜視図

符号の説明

１，２対物レンズ
３回折素子
４偏光素子
５ホルダー
１１，１２，１３対物レンズ
１４ホルダー
１５回折素子
１６偏光素子
１７ホルダー
１８軸
２１，２２，２３記録媒体
５１，５２対物レンズ
５３回折素子
５４偏光素子
５５立ち上げミラー
５６，５７鏡筒
５８ボビン
５９コイル
６１，６２，６３記録媒体

Claims

第１の記録媒体に追従する第１の対物レンズと、
前記第１の対物レンズとは異なる光軸上に配置され、前記第１の記録媒体とは規格が異なる第２の記録媒体に追従する第２の対物レンズと、
前記第２の対物レンズと同じ光軸上に配置された、偏光素子もしくは回折素子を含む光学素子と、
前記第１の対物レンズおよび前記光学素子を保持するホルダーとを備え、
前記第２の対物レンズと前記ホルダーとを一体に成形したことを特徴とする複合光学素子。
第１の記録媒体に追従する第１の対物レンズと、
前記第１の対物レンズとは異なる光軸上に配置され、前記第１の記録媒体とは規格が異なる第２の記録媒体に追従する第２の対物レンズと、
前記第２の対物レンズと同じ光軸上に配置された、偏光素子もしくは回折素子を含む光学素子と、
前記光学素子を保持するホルダーとを備え、
前記第１の対物レンズと前記第２の対物レンズと前記ホルダーとを一体に成形したことを特徴とする複合光学素子。
前記第１の対物レンズもしくは前記第２の対物レンズは、回折光学面を有し、少なくとも２種類の異なる規格の記録媒体に追従可能であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の複合光学素子。
前記第１の対物レンズの光軸および前記第２の対物レンズの光軸は、互いに、記録媒体の中心軸から等距離の位置に配置していることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の複合光学素子。
前記第１の対物レンズの光軸方向の位置および前記第２の対物レンズの光軸方向の位置は、それぞれの対物レンズに対応する記録媒体の記録層に集光する位置に配置していることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の複合光学素子。
前記第１の対物レンズは、ガラス材料からなるブルーレイ・ディスク用の対物レンズであることを特徴とする請求項１記載の複合光学素子。
請求項１もしくは請求項２に記載の複合光学素子を搭載した光ピックアップ装置。