JP2008198248A - 対物レンズユニット及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個々のレンズ素子の性能を損なうことなく、レンズ素子同士を近接させたコンパクトな対物レンズユニットを提供すること。
【解決手段】輪郭形状が長方形の第１フランジ部２３を備える第１対物レンズ２０と、輪郭形状が長方形の第２フランジ部３３を備える第２対物レンズ３０とを近接させた状態としている。これにより、レンズ可動部１０を配列方向に関して小型にすることができ、応答速度を早めることができる。特に、第１対物レンズ２０の対物レンズ本体部２１と、第２対物レンズ３０の対物レンズ本体部３１とを、光学性能を損なうことなく近づけることができるので、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とをより近い条件で使用することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ用の対物系等として好適な対物レンズユニットに関し、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。

近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録・再生を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録及び／又は再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ ＤＶＤ（以下、ＨＤともいう）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。また、別の例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍの仕様で情報記録及び／又は再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙＤｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２５ＧＢの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。ＨＤに対して情報の記録及び／又は再生を行える光ピックアップ装置においては、良好な光学特性を得るためにガラス製の対物レンズが用いられる場合がある。尚、本明細書において、「情報の記録・再生」或いは「情報の再生・記録」とは、「情報の再生及び／又は記録」を意味する。

また、現在において、多種多様な情報を記録したＤＶＤやＣＤ（コンパクトディスク）が販売されている現実をふまえると、一台のプレーヤーで可能な限り様々なタイプの光ディスクに対して適切に情報の記録及び／又は再生ができるようにすることが望まれている。さらに、光ピックアップ装置がノート型パソコン等に搭載されることが多い実情をふまえると、複数種の光ディスクに対する互換性を有するのみでは足らず、そのコンパクト化を実現することが重要である。

ここで、光ピックアップ装置において、単一の対物レンズを用いて異なる光ディスクの互換使用が可能になれば、コンパクト化を実現する上で好ましいと言える。ところが、高密度光ディスクの仕様を考慮すると、対物レンズの共通化を図ることは技術的に難易度が高く、コストアップになる可能性がある。特に、ＢＤとＨＤとでは、保護基板厚が異なるにも関わらず、同じ波長の光束を使用するので、回折構造を用いて収差補正を行うことができず、対物レンズの共通化が難しいという実情がある。

また、コンパクト化のためにＤＶＤ／ＣＤ互換レンズは既に実用化されているものの、ＣＤのＷＤ（ワーキングディスタンス）をある程度確保しなければならないが、ＤＶＤ有効径はＣＤ有効径よりも大きくなるため、互換レンズの外径をあまり小さくできないという問題がある。特にスリムタイプ、ウルトラスリムタイプと呼ばれる薄型の光ディスクドライブ装置に搭載される光ピックアップ装置では無視できない問題となっている。

これらの問題を避けるために、複数のレンズ素子を１つのホルダにはめ込んで固定したアクチュエータを用いることが考えられる（特許文献１参照）。

また、同様の目的を達成する対物レンズとして、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提案されており、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（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−２８１７５８号公報 特開平９−１１５１７０号公報

しかし、上記のようなアクチュエータでは、一対のレンズ素子が光ディスクの半径方向に配置されているので、半径方向外側に設けられたレンズ素子によって光ディスクの最内周部分に記録や再生を行うことが容易でない。ここで、光ディスクを回転させるスピンドルモータを小さくすることが考えられるが、この場合、光ディスクを高速で安定して回転させることが困難になり、回転数を抑えると記録や再生の速度が低下してしまう。また、各レンズ素子のサイズを小さくすることが考えられるが、この場合、レンズ素子の成形が困難になるだけでなく、光ディスクまでの距離であるワーキングディスタンスが小さくなって、レンズ素子と光ディスクとの衝突回避が困難となる。

また、上記のような一体成形の複合対物レンズについては、その形状の複雑さから、一体成形に際して得られる各レンズ素子の結像性能を高くすることが容易でないという問題がある。

そこで、本発明は、個々のレンズ素子の性能を損なうことなく、組み合わせた結果としてもコンパクトな対物レンズユニットを提供することを目的とする。

また、本発明は、上記のような対物レンズユニットを組み込んだ光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る対物レンズユニットは、複数の対物レンズを備える光ピックアップ用の対物レンズユニットであって、（ａ）第１対物レンズ本体部と、第１対物レンズ本体部から周囲に延びる第１フランジ部とを有する第１対物レンズと、（ｂ）第２対物レンズ本体部と、第２対物レンズ本体部から周囲に延びる第２フランジ部とを有する第２対物レンズと、（ｃ）第１対物レンズと第２対物レンズとを光軸が異なるように並列的に配置した状態で相互に固定する固定部とを備え、（ｄ）第１及び第２フランジ部のうち少なくとも一方が切欠形状を有する。以上において、対物レンズ本体部とは、対物レンズとして光学的に機能する部分であり、一般には円形の輪郭を有するとともに、所望の開口数（ＮＡ）で集光するのに必要な入射光の光束径に、製造誤差やホルダに対する位置誤差のマージンを加えたものとなっている。また、切欠形状とは、プラスチック等の材料によって成形される場合のように、製造と同時に形成されるものを含み、成形や研削・研磨等によって対物レンズを製造した後に後加工として付加されるものに限らない。

上記対物レンズユニットでは、第１及び第２フランジ部のうち少なくとも一方が切欠形状を有するので、当該切欠き形状によって対物レンズユニットの重量を減少でき、対物レンズユニットを駆動するアクチュエータの高感度化、高帯域化に有利となる。
また、対物レンズ本体部の保持に必要なフランジ部を有しつつ、第１対物レンズ本体部と第２対物レンズ本体部とを、切欠形状による外形サイズの減少量だけ通常よりも近接させた小型の対物レンズユニットを提供することができる。これによって、第１対物レンズと第２対物レンズとをより近づけて配置することができ、光ディスクに対して情報の記録・再生を行う際に、光ディスク等の光情報記録媒体の種類に応じて、使用する対物レンズを選択的に切り替えて共通の光路中に配置させるような光ピックアップ装置であっても、その切り替えに必要な移動量が少なくてすむので、切り替え機構の小型化、簡素化を図ることができる。
また、光ディスク等の光情報記録媒体を回転駆動するためのスピンドルモータ等を小さくすることなく両レンズのシーク可動範囲を確保することができ、高精度の情報の記録・再生を実現できる。この際、第１及び第２対物レンズの外形を小さくしながら、対物レンズ本体部の小径化は最小限に抑えることができるので、対物レンズと光情報記録媒体までの距離であるワーキングディスタンスを比較的大きく確保することができる。

また、本発明の具体的な態様又は観点では、第１フランジ部が、第１対物レンズ本体部の周囲のうち一カ所の方向に切欠形状を有する。この場合、第１対物レンズ側の外形サイズを減少させることができる。

本発明の別の態様では、第１フランジ部が、第１対物レンズ本体部の周囲のうち対向する二カ所の方向に切欠形状を有する。この場合、両切欠形状に挟まれた第１対物レンズの幅を減少させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２フランジ部が、第１及び第２対物レンズ本体部の周囲のうち一カ所の方向に切欠形状を有する。この場合、第１及び第２対物レンズ双方の外形サイズを減少させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２フランジ部が、第１及び第２対物レンズ本体部の周囲のうち対向する二カ所の方向に切欠形状を有する。この場合、両切欠形状に挟まれた第１及び第２対物レンズ双方の幅を減少させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１フランジ部が有する切欠形状が、第１対物レンズ本体部の半径方向に垂直に延びる直線状である。この場合、切欠形状が平坦であるので、射出成形の金型の加工、及びレンズの性能確保が容易となり、また切欠形状を後加工で形成する場合も加工が容易となるので、低コストで且つ光学特性を損なうことなく、第１対物レンズの外形サイズを効率的に減少させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第２フランジ部が有する切欠形状が、第２対物レンズ本体部の半径方向に垂直に延びる直線状である。この場合、切欠形状が平坦であるので、射出成形の金型の加工、及びレンズの性能確保が容易となり、また切欠形状を後加工で形成する場合も加工が容易となるので、低コストで且つ光学特性を損なうことなく、第２対物レンズの外形サイズを効率的に減少させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２対物レンズは、切欠形状の部分の一つが互いに対向するように固定部に固定されている。第１対物レンズの光軸と第２対物レンズの光軸とを近接させることができる。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２対物レンズは、切欠形状の部分の一つが互いに当接するように固定部に固定されている。第１対物レンズの光軸と第２対物レンズの光軸とを最も近接させることができる。

本発明のさらに別の態様では、固定部が、第１及び第２フランジ部を支持して第１及び第２フランジ部とともに変位するホルダ部材である。この場合、ホルダ部材を介して第１対物レンズや第２対物レンズ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。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２対物レンズが、プラスチック材又はガラス材で形成されている。

本発明のさらに別の態様では、第１対物レンズ本体部と第２対物レンズ本体部とが、異なる波長の光束用に設計されている。この場合、例えば使用波長に関する規格が異なる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。

本発明のさらに別の態様では、第１及び第２対物レンズ本体部が同一波長の光束用に設計されている。この場合、例えば使用波長が同じながら規格が異なる２種の光情報記録媒体（例えばＢＤとＨＤ）に対して、簡易に情報の再生・記録を行うことができる。

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対物レンズ本体部を介して第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行い、第２対物レンズ本体部を介して、前記第１光情報記録媒体とは情報の記録密度が異なる第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行う。

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、例えば対物レンズ本体部の切り替えによって異なる記録密度の２種類以上の光情報記録媒体に対して情報の再生・記録を行うことができる。この際、対物レンズユニットを構成する第１対物レンズ本体部と第２対物レンズ本体部との性能を犠牲にすることなく両者の間隔をつめることができ、また、対物レンズユニット全体を小型化できるので、両対物レンズの共通の可動範囲を広くすることができる。また、第１対物レンズと第２対物レンズとをより近似した条件で動作させることができるので、第１対物レンズと第２対物レンズとの位置ズレに起因して生じる動作性能の差を低減することができる。

〔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について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本第１実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ対物レンズアクチュエータの平面図である。この対物レンズアクチュエータ１００は、異種記録媒体に対応した対物レンズユニットとして機能するレンズ可動部１０と、レンズ可動部１０を支持するサスペンションワイヤ６１，６１と、サスペンションワイヤ６１，６１の根元側を支持するサスペンションホルダ６２とを備える。ここで、レンズ可動部１０は、第１対物レンズ２０と、第２対物レンズ３０と、ホルダ部分４０と、磁気回路部５１，５２とを備える。

レンズ可動部１０において、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とは、それぞれそれ自体で対物レンズとして機能するものであり、ＡＢ方向に隣接した状態でホルダ部分４０に固定されている。ホルダ部分４０は、第１及び第２対物レンズ２０，３０を支持して両対物レンズ２０，３０とともにＡＢ方向等に変位し、各磁気回路部５１，５２は、コイル等からなりホルダ部分４０の周囲又は内部の適所に固定される。

第１対物レンズ２０は、例えばプラスチック材料やガラス材料から一括して成形された単一の部品であり、第１対物レンズ本体部２１と第１フランジ部２３とが一体化されている。第１対物レンズ２０は、コリメートされた状態で入射する光束を比較的小径のスポットとして集光する第１対物レンズ本体部２１と、第１対物レンズ本体部２１を周囲から支持する第１フランジ部２３とを有する。ここで、第１対物レンズ本体部２１の輪郭は、円形となっているが、第１フランジ部２３は、対向する切欠形状を有する長方形となっている。つまり、第１フランジ部２３の輪郭は、対向する一対の直線状の切欠形状２３ａ，２３ｂを有している。第１フランジ部２３の切欠形状２３ａ，２３ｂは、第１対物レンズ本体部２１の半径方向に垂直に延びており、光軸ＯＡ１に平行な平坦面になっている。なお、ここでいう長方形とは、第１フランジ部２３のように円形を部分的に切り欠いた形状の他、矩形形状、楕円形状など、その形状が一方に延びている形状全般のことをさす。

第２対物レンズ３０は、例えばプラスチック材料やガラス材料から一括して成形された単一の部品であり、第２対物レンズ本体部３１と第２フランジ部３３とが一体化されている。第２対物レンズ３０は、コリメートされた状態で入射する光束を比較的大径のスポットとして集光する第２対物レンズ本体部３１と、第２対物レンズ本体部３１を周囲から支持する第２フランジ部３３とを有する。ここで、第２対物レンズ本体部３１の輪郭は、円形となっているが、第２フランジ部３３は、対向する切欠形状を有する長方形となっている。つまり、第２フランジ部３３の輪郭は、対向する切一対の直線状の切欠形状３３ａ，３３ｂを有している。第２フランジ部３３の切欠形状３３ａ，３３ｂは、第２対物レンズ本体部３１の半径方向に垂直に延びており、光軸ＯＡ２に平行な平坦面になっている。

ホルダ部分４０は、プラスチック材料等の材料から成形されており、上面部４０ａに開口４１を有しており、開口４１の縁部分で第１及び第２対物レンズ２０，３０周囲のフランジ部２３，３３を支えている。また、開口４１内には絞り４２ａ、４２ｂが形成されている。第１対物レンズ２０周囲の第１フランジ部２３と、第２対物レンズ３０周囲の第２フランジ部３３とは、ホルダ部分４０の開口４１の縁部分に対して、例えばＵＶ硬化型の接着剤等で固定されており、両対物レンズ２０，３０は、互いにアライメントされた状態で保持されている。ここで、上面部４０ａは、第１及び第２対物レンズ２０，３０を並列的に配置した状態で相互に固定するための固定部すなわちホルダ部材であり、第１及び第２対物レンズ２０，３０とともに対物レンズユニットを構成する。なお、開口４１の形状は、両フランジ部２３，３３の支持を妨げず両対物レンズ本体部２１，３１の下面２１ａ，３１ａと干渉せず、下面２１ａ，３１ａへの入射光を遮光しない範囲で自在に設計することができ、両対物レンズ２０，３０のアライメントを簡易にする段差等を設けることもできる。また、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とは、予め接合した状態でホルダ部分４０に固定することができる。この場合、第１フランジ部２３の切欠形状２３ｂと、第２フランジ部３３の切欠形状３３ｂとが互いに接着剤で固定され、対物レンズユニットを形成する。ここで、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とをアライメントして固定するための切欠形状２３ｂ，３３ｂは固定部となっている。

磁気回路部５１，５２は、ホルダ部分４０に固定され或いはホルダ部分４０と一体化されたフォーカシングコイル、トラッキングコイルおよび不図示のマグネット、ヨーク等からなり、コイル電流を制御することによって、両対物レンズ２０，３０の光軸ＯＡ１，ＯＡ２に沿ったフォーカシング方向や、光軸ＯＡ１，ＯＡ２に垂直なトラッキング方向であるＡＢ方向に、ホルダ部分４０を高速で微小変位させることができる。なお、この場合、トラッキングのＡＢ方向は、両対物レンズ本体部２１，３１の中心が並んでいる方向に一致している。

以下、図２を参照して、第１及び第２対物レンズ本体部２１，３１の機能について説明する。第１対物レンズ本体部２１は、例えばＢＤ用の波長４０５ｎｍ程度のレーザ光を対象として設計されている。つまり、第１対物レンズ本体部２１の下面２１ａ側から例えば光軸ＯＡ１に沿って光軸ＯＡ１に平行な波長約４０５ｎｍのレーザ光束が入射すると、第１対物レンズ本体部２１の上面２１ｂ側からレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、厚さ０．１ｍｍ程度の透明基板を介してＢＤの情報記録面ＤＢＲ上に開口数０．８５で集光し、ここに比較的小さな集光スポットを形成する。ここで、集光スポットの直径をＤとすると、
Ｄ∝λ／ＮＡ （λ：波長、ＮＡ：開口数）
で定義され、この直径Ｄは、使用する光束の波長が短いほど、また対物レンズの開口数が大きいほど小さくなる。

なお、第１対物レンズ本体部２１は、ＢＤ用ではなくＨＤ用とすることもできる。第１対物レンズ本体部２１がＨＤ用である場合、波長約４０５ｎｍのレーザ光束を入射させることにより、厚さ０．６ｍｍ程度の透明基板を介して、不図示のＨＤ情報記録面上に開口数０．６５で集光し、ここに後述するＤＶＤより小さく、ＢＤより大きい集光スポットを形成する。

一方、第２対物レンズ本体部３１は、例えばＤＶＤ用の波長６５５ｎｍのレーザ光やＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光を対象として設計されている。つまり、第２対物レンズ本体部３１の下面３１ａ側から例えば光軸ＯＡ２に沿って光軸ＯＡ２に平行な波長６５５ｎｍのレーザ光束が入射すると、第２対物レンズ本体部３１の上面３１ｂ側からレーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、厚さ０．６ｍｍ程度の透明基板を介して、ＤＶＤ情報記録面ＤＤＲ上に開口数０．６５で集光し、ここに比較的大きな集光スポットを形成する。また、第２対物レンズ３１の下面３１ａ側から例えば光軸ＯＡ２に平行な波長７８０ｎｍのレーザ光束が入射すると、第２対物レンズ本体部３１の上面３１ｂ側レーザ光束が射出されるが、このレーザ光束は、厚さ１．２ｍｍ程度の透明基板を介して、ＣＤ情報記録面ＤＣＲ上に開口数０．５３で集光し、ここにＤＶＤの集光スポットよりもさらに大きい集光スポットを形成する。

図３は、図１の対物レンズアクチュエータ１００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。

この光ピックアップ装置において、各半導体レーザ６１Ａ，６１Ｂからのレーザ光は、共用の対物レンズアクチュエータ１００を介して光情報記録媒体である光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）にそれぞれ集光され、各光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）からの反射光は、共用の対物レンズアクチュエータ１００を介し、最終的に各光検出器６７Ａ，６７Ｂにそれぞれ導かれる。

ここで、第１半導体レーザ６１Ａは、第１光ディスクＤＢの情報再生用のレーザ光（具体的には、ＢＤ用の波長４０５ｎｍ）を発生し、このレーザ光は、レンズ可動部１０の第１対物レンズ本体部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６１Ｂは、２波長型のレーザダイオードであり、第２光ディスクＤＤと第３光ディスクＤＣの情報再生用のレーザ光（具体的には、ＤＶＤ用の波長６５５ｎｍ、又はＣＤ用の波長７８０ｎｍ）を発生し、その後レーザ光は、第２対物レンズ本体部３１で集光され、ＮＡ０．６５（又はＮＡ０．５３）相当のスポットが情報記録面ＭＤ（又はＭＣ）上に形成される。

一方、第１光検出器６７Ａは、第１光ディスクＤＢ（具体的にはＢＤ）に記録された情報を光信号として検出し、第２光検出器６７Ｂは、第２光ディスクＤＤ（具体的にはＤＶＤ）又は第３光ディスクＤＣ（具体的にはＣＤ）に記録された情報を光信号として検出する。

以下、図３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６１Ａから例えば波長４０５ｎｍのレーザ光が出射され、出射された光束は、ビームシェーパやコリメータレンズからなるコリメータ系６２Ａにより平行光束となる。この光束は、トラッキング用信号の検出に使用するサブビームスポットを生成するためのグレーティング６３Ａ、偏光ビームスプリッタ６４Ａ、ダイクロイックプリズム６４Ｃを透過し、さらにビームエキスパンダ６４Ｇ、１／４波長板６８Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム６４Ｄに入射する。入射した光束は面６４Ｄａで反射され、第１対物レンズ本体部２１を介して、第１光ディスクＤＢの情報記録面ＭＢに集光される。

情報記録面ＭＢでピットや記録マークにより変調されて反射された光束は、再び第１対物レンズ本体部２１等を透過して、ダイクロイックプリズム６４Ｃ等を経て偏光ビームスプリッタ６４Ａに入射し、ここで反射されてサーボレンズ６５Ａにより非点収差が与えられ、第１光検出器６７Ａ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。

また、第１光検出器６７Ａ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、磁気回路部５１，５２が、第１半導体レーザ６１Ａ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、レンズ可動部１０すなわち第１対物レンズ本体部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６１Ａからの光束を所定のトラックに結像するように、同第１対物レンズ本体部２１を光軸に垂直な方向に移動させる。

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６１Ｂから例えば波長６５５ｎｍのレーザ光が出射され、出射された光束は、コリメータ系６２Ｂにより平行光束となる。この光束は、トラッキング用信号の検出に使用するサブビームスポットを生成するためのグレーティング６３Ｂ、偏光ビームスプリッタ６４Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム６４Ｃで反射され、ビームエキスパンダ６４Ｇ、１／４波長板６８Ｂを通過し、ダイクロイックプリズム６４Ｄに入射する。入射した光束は、面６４Ｄａを透過し、面６４Ｄｂで反射されて、レンズ可動部１０のうち対応する第２対物レンズ本体部３１を介して第２光ディスクＤＤの情報記録面ＭＤに集光される。

情報記録面ＭＤでピットや記録マークにより変調されて反射された光束は、再び第２対物レンズ本体部３１を透過して、ダイクロイックプリズム６４Ｄ、ビームエキスパンダ６４Ｇ等を通過した後、ダイクロイックプリズム６４Ｃで反射され、さらに偏光ビームスプリッタ６４Ｂで反射される。反射された光束は、サーボレンズ６５Ｂにより非点収差が与えられ、第２光検出器６７Ｂ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。また、第１光ディスクＤＢの場合と同様、第２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、合焦検出やトラック検出を行い、磁気回路部５１，５２により、フォーカシング及びトラッキングのため、レンズ可動部１０すなわち第２対物レンズ本体部３１を移動させる。

次に、第３光ディスクＤＣを再生する場合、第２半導体レーザ６１Ｂ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、コリメータ系６２Ｂにより平行光束となる。この光束は、トラッキング用信号の検出に使用するサブビームスポットを生成するためのグレーティング６３Ｂ、偏光ビームスプリッタ６４Ｂを透過し、ダイクロイックプリズム６４Ｃで反射され、ビームエキスパンダ６４Ｇ、１／４波長板６８Ｂを通過し、ダイクロイックプリズム６４Ｄに入射する。入射した光束は、面６４Ｄａを透過し、面６４Ｄｂで反射されて、レンズ可動部１０のうち対応する第２対物レンズ本体部３１を介して第３光ディスクＤＣの情報記録面ＭＣに集光される。

情報記録面ＭＣでピットや記録マークにより変調されて反射された光束は、再び第２対物レンズ本体部３１を透過して、ダイクロイックプリズム６４Ｄ、ビームエキスパンダ６４Ｇ等を通過した後、ダイクロイックプリズム６４Ｃで反射され、さらに偏光ビームスプリッタ６４Ｂで反射される。反射された光束は、サーボレンズ６５Ｂにより非点収差が与えられ、第２光検出器６７Ｂ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。また、第２光ディスクＤＤの場合と同様、第２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、合焦検出やトラック検出を行い、磁気回路部５１，５２により、フォーカシング及びトラッキングのために、レンズ可動部１０すなわち第２対物レンズ本体部３１を移動させる。

なお、以上は各光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）から情報を再生する場合の説明であったが、各半導体レーザ６１Ａ，６１Ｂの出力を調整すること等により、各光ディスクＤＢ，ＤＤ（又はＤＣ）に情報を記録することもできる。

図４は、図３の光ピックアップ装置による光ディスクＭＤ（ＤＢ，ＤＤ，ＤＣ）の再生状態を説明する平面図である。光ディスクＭＤは、スピンドルモータ８０に駆動されて、回転軸ＡＸのまわりに高速で回転する。レンズ可動部１０は、サスペンションホルダ６２に支持された状態で、トラッキングに際して回転軸ＡＸの半径ＲＬ０に沿ったＡＢ方向に高速で微小変位可能になっており、フォーカシングに際して回転軸ＡＸに平行な紙面垂直方向に高速で微小変位可能になっている。ここで、レンズ可動部１０を構成する第１対物レンズ２０と、第２対物レンズ３０とは、それぞれの光軸ＯＡ１，ＯＡ２が通る中心が同一の半径ＲＬ０上に位置するように配置されており、円周方向ＣＤに関する位置ずれがない状態となっている。なお、レンズ可動部１０は、移動装置５５に支持されて半径ＲＬ０上で姿勢を保って移動可能なっており、光ディスクＭＤの半径方向の最外周部分から最内周部分にかけての各部における情報の再生・記録を可能にしている。

上述の上記光ピックアップ装置のレンズ可動部１０では、輪郭形状が長方形の第１フランジ部２３を備える第１対物レンズ２０と、輪郭形状が長方形の第２フランジ部３３を備える第２対物レンズ３０とを極めて近接させた状態としている。これにより、レンズ可動部１０を小型、軽量にすることができ、対物レンズアクチュエータの動作感度を高めることができ、周波数応答特性においても高帯域化が図れる。特に、第１対物レンズ２０の対物レンズ本体部２１と、第２対物レンズ３０の対物レンズ本体部３１とを、光学性能を損なうことなく近づけることができるので、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とをより近い条件で使用することができる。これにより、スピンドルモータ８０の存在等に起因して、移動装置５５によるレンズ可動部１０の移動範囲に制限がある場合であっても、第１対物レンズ２０の半径ＲＬ０に沿った可動範囲と、第２対物レンズ３０の半径ＲＬ０に沿った可動範囲との差を低減することができ、両対物レンズ２０，３０に共通する可動範囲を広くすることができる。このことは、光ディスクＭＤを回転駆動するためのスピンドルモータ８０を小さくすることなく両対物レンズ２０，３０の可動範囲を確保することを意味し、第１対物レンズ部２１を使用する場合でも、光ディスクＭＤの情報記録領域の最内周部分にアクセスすることが可能となる。この際、両対物レンズ２０，３０の対物レンズ本体部２１，３１のサイズを小さくする必要がないので、光ディスクＭＤまでの距離であるワーキングディスタンスを比較的大きく確保することができる。

〔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等ついて説明する。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。

図５は、本実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ対物レンズアクチュエータの平面図である。この対物レンズアクチュエータ２００は、異種記録媒体に対応した対物レンズとして機能するレンズ可動部２１０のほか、第１実施形態と同様に、サスペンションワイヤ６１，６１と、サスペンションホルダ６２とを備える。ここで、レンズ可動部２１０は、第１対物レンズ２０と、第２対物レンズ３０とをホルダ部分２４０に支持する点で共通するが、両対物レンズ２０，３０は、ＡＢ方向に垂直なＥＦ方向に並んだ状態で互いに近接した状態でホルダ部分２４０に固定されている。そして、ホルダ部分２４０は、第１及び第２対物レンズ２０，３０を支持して、両対物レンズ２０，３０とともにこれらの配列に垂直なＡＢ方向に変位する。なお、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とは、第１実施形態の場合と同様の形状を有している。つまり、第１対物レンズ２０の対物レンズ本体部２１と、第２対物レンズ３０の対物レンズ本体部３１とは、光学性能を損なうことなく近接した状態に保持されている。

図６は、図５の対物レンズアクチュエータ２００による光ディスクＭＤの再生状態を説明する平面図である。レンズ可動部２１０は、サスペンションホルダ６２に支持された状態で、トラッキングに際して回転軸ＡＸの半径ＲＬ０に沿ったＡＢ方向に高速で微小変位可能になっており、フォーカシング際して回転軸ＡＸに平行な紙面垂直方向に高速で微小変位可能になっている。ここで、レンズ可動部２１０を構成する第２対物レンズ３０は、中心が半径ＲＬ０上に配置されており、第１対物レンズ２０は、中心が半径ＲＬ１上に配置されており、円周方向ＣＤに関する位置ずれが生じた状態となっている。

しかしながら、本実施形態では、第１対物レンズ２０の第１フランジ部２３と、第２対物レンズ３０の第２フランジ部３３とを長方形の輪郭にしているので、対物レンズ本体部２１と対物レンズ本体部３１とを光学性能を損なうことなく近づけることができる。これにより、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とをより近い条件で使用することができ、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０との位置ズレに起因して生じる動作性能の差を低減するこことができる。具体的に説明すると、第２対物レンズ３０については、円周方向ＣＤに直交するように第２対物レンズ３０がその長手方向に延び、第１対物レンズ２０については、円周方向ＣＤに直交する方向に対して角θだけ傾いて第１対物レンズ２０がその長手方向に延びる。この角θは、レンズ可動部２１０が回転軸ＡＸに近づくと大きくなる。この結果、図３の光ピックアップ装置に組み込んだ場合、第２対物レンズ３０に対応する光検出器６７Ｂで検出されるスポット形状のパターンは一定に保たれるが、第１対物レンズ２０に対応する光検出器６７Ａで検出されるスポット形状のパターンは傾斜しその傾斜量が増減する。この状態は、特に最内周に近い部分で顕著となり、第１対物レンズ２０側でトラッキング精度を高めることが容易でないという事情がある。一方、本実施形態の対物レンズアクチュエータ２００では、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とを極めて近接した状態にできるので、第１対物レンズ２０に対応する光検出器６７Ａで検出されるスポット形状のパターンの傾きを低減することができ、第１対物レンズ２０側のトラッキング精度を高めることができる。

さらに、本実施形態では、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とが、略円周方向ＣＤに沿って配置されており、レンズ可動部２１０の半径ＲＬ０に沿ったＡＢ方向の寸法を小さくすることができる。これにより、光ディスクＭＤの回転駆動用のスピンドルモータ８０を小さくすることなく両対物レンズ２０，３０の可動範囲を広くでき、高精度の記録・再生を実現できる。

〔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等ついて説明する。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。

図７（Ａ）は、本実施形態の対物レンズユニットを組み込んだレンズ可動部の平面図である。このレンズ可動部３１０は、異種記録媒体に対応した対物レンズとして機能し、Ｄ字状の輪郭を有する第１対物レンズ３２０と、同様にＤ字状の輪郭を有する第２対物レンズ３３０とを備える。つまり、第１対物レンズ３２０の第１フランジ部３２３は、第１実施形態の場合と異なり、単一の切欠形状を有するＤ字形状となっている。同様に、第２対物レンズ３３０の第２フランジ部３３３も、単一の切欠形状を有するＤ字形状となっている。

ホルダ部分３４０は、上面部４０ａで両対物レンズ３２０，３３０のフランジ部３２３，３３３を支えており、第１フランジ部３２３の切欠形状２３ｂと、第２フランジ部３３３の切欠形状３３ｂとが互いに接着剤で固定され、或いは両フランジ部３２３，３３３が上面部４０ａに接着剤で固定され、両対物レンズ３２０，３３０と上面部４０ａとによって対物レンズユニットが構成される。

以上のようなレンズ可動部３１０によっても、対物レンズ本体部２１と対物レンズ本体部３１とを光学性能を損なうことなくＡＢ方向に関して近づけることができ、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とをより近い条件で使用することができる。

図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に示すレンズ可動部の変形例を示す平面図である。このレンズ可動部４１０も、Ｄ字状の輪郭を有する第１対物レンズ３２０と、同様にＤ字状の輪郭を有する第２対物レンズ３３０とを備える。ただし、この場合、第１対物レンズ３２０と第２対物レンズ３３０とが、ホルダ部分４４０によってＡＢ方向に垂直な方向に配置されており、図６に示す対物レンズアクチュエータ２００と同様の状況で使用される。

以上のようなレンズ可動部４１０によっても、対物レンズ本体部２１と対物レンズ本体部３１とを光学性能を損なうことなくＡＢ方向に垂直な方向に関して近づけることができ、第１対物レンズ３２０と第２対物レンズ３３０とをより近い条件で使用することができる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る対物レンズユニット等ついて説明する。なお、第４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。

図８（Ａ）は、本実施形態の対物レンズユニットを組み込んだレンズ可動部の平面図である。このレンズ可動部５１０は、異種記録媒体に対応した対物レンズとして機能し、長方形状の輪郭を有する第１対物レンズ２０と、円形の輪郭を有する第２対物レンズ５３０とを備える。つまり、第１対物レンズ２０の第１フランジ部２３は、第１実施形態の場合と同様に、一対の対向する切欠形状を有する。一方、第２対物レンズ５３０の第２フランジ部５３３は、一般的なレンズ同様に切欠形状を有しない。

ホルダ部分５４０は、上面部４０ａで両対物レンズ２０，５３０のフランジ部２３，５３３を支えており、上面部４０ａは、両対物レンズ２０，５３０とともに対物レンズユニットを構成する。

以上のようなレンズ可動部５１０によっても、対物レンズ本体部２１と対物レンズ本体部３１とを光学性能を損なうことなくＡＢ方向に関して近づけることができ、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ５３０とを近い条件で使用することができる。

上記レンズ可動部５１０において、第１対物レンズ２０を円形の輪郭のフランジを有するものに置き換え、第２対物レンズ５３０を長方形状の輪郭のフランジを有するものに置き換えることもできる。いずれの対物レンズを長方形状にするかは、例えば重量を減少させる効果で決定することができる。例えば第１対物レンズ２０を形成する材料の比重が第２対物レンズ５３０を形成する材料の比重に比較して大きい場合、図８（Ａ）の円形及び長方形の組み合わせが重量減に寄与する。また、第１対物レンズ２０のサイズが第２対物レンズ５３０のサイズに比較して大きい場合も、図８（Ａ）の円形及び長方形の組み合わせが重量減に寄与する。

なお、図８（Ａ）のレンズ可動部５１０において、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ５３０とのいずれか一方をＤ字状の輪郭を有するもの（図７（Ａ）等参照）に置き換えることができる。

図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に示すレンズ可動部の変形例を示す平面図である。このレンズ可動部６１０も、長方形状の輪郭を有する第１対物レンズ２０と、円形の輪郭を有する第２対物レンズ５３０とを備える。ただし、この場合、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ５３０とが、ホルダ部分６４０によってＡＢ方向に垂直な方向に配置されており、図６に示す対物レンズアクチュエータ２００と同様の状況で使用される。

以上のようなレンズ可動部６１０によっても、対物レンズ本体部２１と対物レンズ本体部３１とを光学性能を損なうことなくＡＢ方向に垂直な方向に関して近づけることができ、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ５３０とを近い条件で使用することができる。

図８（Ｂ）のレンズ可動部６１０において、第１対物レンズ２０を円形の輪郭を有するものに置き換え、第２対物レンズ５３０を長方形状の輪郭を有するものに置き換えることもできる。また、図８（Ｂ）のレンズ可動部６１０において、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ５３０とのいずれか一方をＤ字状の輪郭を有するもの（図７（Ａ）等参照）に置き換えることができる。

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く、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、第１フランジ部２３の切欠形状２３ａ，２３ｂや第２フランジ部３３の切欠形状２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂを直線状の平坦なものとしたが、これらは曲線の輪郭を形成する曲面とすることもできる。例えば、切欠形状２３ｂが凸形状で、切欠形状３３ｂが凹形状であれば、両フランジ部２３，３３が嵌合するように接合される。

また、上記実施形態では、第１対物レンズ本体部２１によりＢＤ（又はＨＤ ＤＶＤ）に対する情報の再生・記録を行い、第２対物レンズ本体部３１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対物レンズ本体部２１によりＢＤに対する情報の再生・記録を行い、第２対物レンズ本体部３１によりＨＤ ＤＶＤやＤＶＤ、ＣＤに対する情報の再生・記録を行う実施形態とすることもできる。逆に、第１対物レンズ本体部２１によりＨＤ ＤＶＤに対する情報の再生・記録を行い、第２対物レンズ本体部３１によりＢＤやＤＶＤ、ＣＤに対する情報の再生・記録を行う実施形態とすることもできる。さらに、第１対物レンズ本体部２１によりＣＤに対する情報の再生・記録を行い、第２対物レンズ本体部３１によりＤＶＤに対する情報の再生・記録を行う実施形態とすることもできる。

また、上記実施形態では、樹脂材料、ガラス材料等によって第１対物レンズ２０や第２対物レンズ３０を形成するものとしたが、両対物レンズ２０，３０は、アサーマル樹脂によって形成することができる。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。このようなアサーマル樹脂は、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対物レンズや第２対物レンズ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。

また、上記実施形態では、光ピックアップ装置の対物レンズアクチュエータ１００，２００において、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とを情報再生用のレーザ光の光路上に常時配置しているが、第１対物レンズ２０と第２対物レンズ３０とを切り替えてレーザ光の光路上に配置することもできる。

第１実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ対物レンズアクチュエータの平面図である。 第１対物レンズと第２対物レンズとの役割を説明する側面図である。 図１に示す対物レンズアクチュエータを組み込んだ光ピックアップ装置の構成を示す図である。 図３の光ピックアップ装置による光ディスクの再生状態を説明する平面図である。 第２実施形態の対物レンズユニットを組み込んだ対物レンズアクチュエータの平面図である。 図５の対物レンズアクチュエータによる光ディスクの再生状態を説明する平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第３実施形態の対物レンズユニットとその変形例を説明する平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、第４実施形態の対物レンズユニットとその変形例を説明する平面図である。

符号の説明

１０，２１０…レンズ可動部、 ２０…第１対物レンズ、 ２１…第１対物レンズ本体部、 ２３…第１フランジ部、 ２３ａ，２３ｂ…切欠形状、 ３０…第２対物レンズ、 ３１…対物レンズ本体部、 ３１…第２対物レンズ本体部、 ３３…第２フランジ部、 ３３ａ，３３ｂ…切欠形状、 ４０…ホルダ部分、 ４０ａ…上面部、 ４１…開口、 ５１，５２…磁気回路部、 ５５…移動装置、 ６１…サスペンションワイヤ、 ６２…サスペンションホルダ、 ６１Ａ，６１Ｂ…半導体レーザ、 ６２Ａ，６２Ｂ…コリメータ系、 ６４Ａ，６４Ｂ…偏光ビームスプリッタ、 ６４Ｃ，６４Ｄ…ダイクロイックプリズム、 ６５Ａ，６５Ｂ…サーボレンズ、 ６７Ａ，６７Ｂ…光検出器、 ６７Ｂ…第２光検出器、 ８０…スピンドルモータ、 １００，２００…対物レンズアクチュエータ、 ＡＸ…回転軸、 ＯＡ１，ＯＡ２…光軸

Claims (14)

1. 複数の対物レンズを備える光ピックアップ用の対物レンズユニットであって、
   第１対物レンズ本体部と、前記第１対物レンズ本体部から周囲に延びる第１フランジ部とを有する第１対物レンズと、
   第２対物レンズ本体部と、前記第２対物レンズ本体部から周囲に延びる第２フランジ部とを有する第２対物レンズと、
   前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとを光軸が異なるように並列的に配置した状態で相互に固定する固定部とを備え、
   前記第１及び第２フランジ部のうち少なくとも一方が切欠形状を有することを特徴とする対物レンズユニット。
2. 前記第１フランジ部は、前記第１対物レンズ本体部の周囲のうち一カ所の方向に切欠形状を有することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
3. 前記第１フランジ部は、前記第１対物レンズ本体部の周囲のうち対向する二カ所の方向に切欠形状を有することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
4. 前記第１及び第２フランジ部は、前記第１及び第２対物レンズ本体部の周囲のうち一カ所の方向に切欠形状を有することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
5. 前記第１及び第２フランジ部は、前記第１及び第２対物レンズ本体部の周囲のうち対向する二カ所の方向に切欠形状を有することを特徴とする請求項１に記載の対物レンズユニット。
6. 前記第１フランジ部が有する前記切欠形状は、前記第１対物レンズ本体部の半径方向に垂直に延びる直線状であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
7. 前記第２フランジ部が有する前記切欠形状は、前記第２対物レンズ本体部の半径方向に垂直に延びる直線状であることを特徴とする請求項４及び５のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
8. 前記第１及び第２対物レンズは、前記切欠形状の部分の一つが互いに対向するように前記固定部に固定されていることを特徴とする請求項４、５及び７のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
9. 前記第１及び第２対物レンズは、前記切欠形状の部分の一つが互いに当接するように前記固定部に固定されていることを特徴とする請求項４、５及び７のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
10. 前記固定部は、前記第１及び第２フランジ部を支持して前記第１及び第２フランジ部とともに変位するホルダ部材であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
11. 前記第１及び第２対物レンズは、プラスチック材又はガラス材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
12. 前記第１対物レンズ本体部と前記第２対物レンズ本体部とは、異なる波長の光束用に設計されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
13. 前記第１及び第２対物レンズ本体部は同一波長の光束用に設計されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の対物レンズユニット。
14. 請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の対物レンズユニットを備え、
    前記第１対物レンズ本体部を介して第１光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２対物レンズ本体部を介して、前記第１光情報記録媒体とは情報の記録密度が異なる第２光情報記録媒体に対して情報の記録及び／又は再生を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。

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