JP2008226301A - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量で、光ディスクと接触した場合の抵抗が小さく、対物レンズの光ディスク側の面と接触部の高さの差を精度よく確保できる、低コストの光ピックアップ装置用の対物レンズを得る。
【解決手段】光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、フランジ部の光ディスク側の面の、光学機能面の光軸を通る線に対して線対称となる位置に、光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成した対物レンズとする。
【選択図】図５

Description

本発明は、光記録媒体である光ディスクの情報記録面に光を集光し、光スポットを形成する対物レンズ及び、該対物レンズを備えた光ピックアップ装置に関するものである。

従来より、光記録媒体である光ディスクは、記憶容量順にコンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、ハイディフィニション デジタルバーサタイルディスク（ＨＤ ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）が知られている。光ディスクの１枚当たりの高容量化は、光源波長の短波長化と対物レンズの開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ）を大きくすることにより光スポット径を小さくし、光ディスク上の記録マーク（ピット）及びトラックピッチを小さくすることで実現されている。

近年、光ピックアップ装置も小型化、薄型化の要望が大きくなっており、このような要望に対して、光ディスク表面と対物レンズの最終面との軸上距離であるワーキングディスタンスを小さく設定し、開口数を確保しつつ有効径を小さくすることで、対物レンズを小型薄型にして対応したものがある。

また、開口数の大きな対物レンズにおいても、同様に、ワーキングディスタンスを充分に確保しようとすると、レンズ有効径が大きくなり、レンズ質量が増加し、フォーカシングやトラッキングの際の慣性モーメントが大きくなり応答性が悪化することになる。このため、ワーキングディスタンスを小さく設定し、開口数を確保しつつ有効径を小さくし、対物レンズの質量増加を回避している。

一方、ワーキングディスタンスを小さくすると、対物レンズは必然的に高速で回転する光ディスクと接近することになり、光ピックアップ装置を内蔵した携帯型プレイヤー等の機器に与えられる衝撃等により、回転する光ディスクに面ブレが発生した場合に、対物レンズ面と光ディスク面とが接触する危険度が増大する。このため、光ディスク面に接触する場合には、対物レンズ面以外の部位を接触させるようにしたものが提案されている。

対物レンズ面以外の部位を接触させるようにしたものとして、対物レンズの有効面の周縁から外縁にかけて、緩衝層を積層したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。また、対物レンズを組み付ける枠体の対物レンズ周辺に成形体を植立したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２３７０７１号公報 特開２００６−９９８１４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、光ディスクと接触した場合の接触部の面積が大きいため、抵抗が大きく、回転数の低下を引き起こす問題があると共に、緩衝層の形成に工数を要し高コストとなる問題がある。

光ディスクシステムは、線速度又は角速度が一定となるよう回転制御されており、接触抵抗により回転数低下がおきると信号再生精度の指標の一つであるジッター値が悪くなる等の影響がでる。また、抵抗が大きいと、対物レンズを組み付けた枠体をワイヤーで保持しフォーカシングやトラッキングをおこなうものの場合には、ワイヤーを破損する可能性もある。更に、ＣＤ、ＤＶＤの倍速化されたものや、新しいＨＤ ＤＶＤ、ＢＤの場合には、線速度がより高速であるため、この問題はより深刻になる。

また、上記特許文献２に記載のものは、対物レンズ及び植立する成形体を、個々に枠体に固定するものである。このため枠体が基準となり、対物レンズの取り付け誤差及び、成形体の部品誤差及び取り付け誤差により、成形体の頂点と、対物レンズの光ディスク側の面の頂点との高さの差にバラツキが発生し、突出量が安定しない問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、軽量で、光ディスクと接触した場合の抵抗が小さく、対物レンズの光ディスク側の面と接触部の高さの差を精度よく確保できる、低コストの光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、下記に記載する発明により達成される。

１．光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、前記フランジ部の光ディスク側の面の、前記光学機能面の光軸を通る線に対して線対称となる位置に、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。

２．光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、前記フランジ部の光ディスク側の面の、前記光学機能面の光軸と点対称となる位置に、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。

３．光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、前記フランジ部の光ディスク側の面に、前記光学機能面の光軸を中心に等角度間隔で、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。

４．前記凸部は、２個〜６個形成されていることを特徴とする１〜３のいずれかに記載の対物レンズ。

５．前記凸部に、緩衝材を貼り付けたことを特徴とする１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。

６．前記凸部に、塗布を施したことを特徴とする１〜４のいずれかに記載の対物レンズ。

７．前記凸部は、半球状又は先端が半球状に形成された突起であることを特徴とする１〜６のいずれかに記載の対物レンズ。

８．前記フランジ部の光ディスク側の面上の、前記凸部が形成されていない領域に凹部を形成したことを特徴とする１〜７のいずれかに記載の対物レンズ。

９．光源と、１〜８のいずれかに記載の対物レンズとを有することを特徴とする光ピックアップ装置。

本発明によれば、軽量で、光ディスクと接触した場合の抵抗が小さく、対物レンズの光ディスク側の面と接触部の高さの差を精度よく確保できる、低コストの光ピックアップ装置用の対物レンズ及び光ピックアップ装置を得ることが可能となる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本実施の形態に係る対物レンズ１を有した光ピックアップ装置１００の一例を示す斜視図である。同図には、ワイヤーにより支持されたホルダに、対物レンズを組み付けた例が示されている。

同図に示すように、光ピックアップ装置１００は、光学系ユニット３０、反射部材４０、対物レンズ１が組み付けられたホルダ２０で構成されている。なお、不図示であるが光ディスクは対物レンズ１の上方に位置している。

光学系ユニット３０は、対物レンズ１にレーザ光を出射するレーザ光源と光ディスクから戻ってきた光を受光する受光部と、これらの光路を構成する光学部材で構成されている。反射部材４０は、光学系ユニット３０から出射された光束を対物レンズ１に入射させると共に、該光束の光ディスクからの反射光を光学系ユニット３０に導くものである。

ホルダ２０は支持部材２７から延びる４本の可撓性のワイヤー２６により支持され、ワイヤー２６をサスペンションとして光軸Ｏ方向（フォーカシング方向）及び光軸Ｏに直交する方向（トラッキング方向）の所定範囲の移動が可能となっている。また、コマ収差の補正のために光軸に対し傾けて（チルト）使用する場合もある。

また、不図示であるが、ホルダ２０には、フォーカス駆動用コイル、トラッキング駆動用コイル、マグネット、外ヨーク、内ヨークによる磁気回路が構成されている。これらフォーカス駆動用コイル、トラッキング駆動用コイルに給電することにより、ホルダ２０を対物レンズ１の光軸方向（フォーカシング方向）、光軸直交方向（トラッキング方向）及びチルトする方向に揺動可能となっている。また、これらのコイルには、ワイヤー２６を介して電源が供給されるようになっている。

更に、不図示であるが、光学系ユニット３０、反射部材４０、ホルダ２０を一体的に光ディスクの半径方向に移動させる移動機構が設けられている。

図２は、本実施の形態に係る対物レンズ１を備えた光ピックアップ装置１００の構成を概略的に示す図である。以下、光ディスクに記録された情報の再生を行う場合を例にとり説明する。

同図に示す光ピックアップ装置１００は、光学系ユニット３０内に所定の波長の光束を射出する半導体レーザ３１を有している。なお、射出する波長としては、例えば、使用する光ディスクがＣＤであれば７８５ｎｍ、ＤＶＤであれば６５５ｎｍ、ＨＤ ＤＶＤ或いはＢＤであれば４０５ｎｍである。

半導体レーザ３１から射出された光束は、偏光ビームスプリッタ３２を通過し、コリメータレンズ３３で平行光束とされた後、１／４波長板３４で円偏光状態とされる。この平行光束は絞りＳによって絞られ、対物レンズ１により光ディスク６１の保護層である透明基板６１ａを介して情報記録面６１ｂに集光され、光スポットとされる。

情報記録面６１ｂで記録されたピットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１、絞りＳを通過する。次いで、１／４波長板３４により直線偏光状態とされ、コリメータレンズ３３を透過して、偏光ビームスプリッタ３２に入射し、ここで反射される。反射された光束は、シリンドリカルレンズ３５、３６により非点収差が与えられ、光検出器３７上へ入射し、その出力信号を用いて、光ディスク６１に記録された情報の読み取り信号を得る。

また、光検出器３７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不図示のアクチュエータにより半導体レーザ３１からの光束を光ディスク６１の情報記録面６１ｂ上に結像するように対物レンズ１を光軸方向に移動させるとともに、半導体レーザ３１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１を光軸に垂直な方向に移動させるようになっている。

なお、上記では一種の光ディスクに対応した光ピックアップ装置の例で説明したが、複数種のレーザ光源を備え、複数種の光ディスクに対応可能とした光ピックアップ装置であってもよい。また、その場合に複数種の光ディスクに対して共用できる対物レンズを用いることが光ピックアップ装置の小型化や低コスト化の上でも好ましい。

図３は、本実施の形態に係る対物レンズ１を示す図である。同図（ａ）は対物レンズ１を光ディスク側から見た平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。

同図に示す対物レンズ１は、光源側に向いた曲率の大きい光学機能面１ａと、光ディスク側に向いた曲率の小さい光学機能面１ｂを有している。また、光学機能面１ａ、１ｂの周辺にはフランジ部１ｆが形成されている。

フランジ部１ｆの光ディスク側の面には、光学機能面１ｂ側の光軸Ｏを通る線Ｆに対して線対称となる位置の２箇所に、光学機能面１ｂよりも光軸方向に図示ｄだけ突出した凸部１ｔが一体成形で形成されている。なお、この線は、光学機能面１ｂをその光軸方向から見た際に直線となる仮想線である。

図４は、本実施の形態に係る対物レンズ１の他の例を示す図である。同図（ａ）は対物レンズ１を光ディスク側から見た平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。

同図に示す対物レンズ１も同様に、光源側に向いた曲率の大きい光学機能面１ａと、光ディスク側に向いた曲率の小さい光学機能面１ｂを有している。また、光学機能面１ａ、１ｂの周辺にはフランジ部１ｆが形成されている。

フランジ部１ｆの光ディスク側の面には、光学機能面１ｂ側の光軸Ｏを通る線Ｆに対して線対称となる位置の４箇所に、光学機能面１ｂよりも光軸方向に図示ｄだけ突出した凸部１ｔが一体成形で形成されている。

図５は、本実施の形態に係る対物レンズ１の他の例を示す図である。同図（ａ）は対物レンズ１を光ディスク側から見た平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。

同様に、本例も光源側に向いた曲率の大きい光学機能面１ａと、光ディスク側に向いた曲率の小さい光学機能面１ｂ及び、フランジ部１ｆを有している。

フランジ部１ｆの光ディスク側の面には、光学機能面１ｂ側の光軸Ｏと点対称となる４箇所の位置に、光学機能面１ｂよりも光軸方向に図示ｄだけ突出した凸部１ｔが一体成形で形成されている。換言すると、光学機能面１ｂの光軸Ｏを中心に９０度間隔で凸部１ｔが一体成形で形成されたものである。

図６は、本実施の形態に係る対物レンズ１の他の例を示す図である。同図（ａ）は対物レンズ１を光ディスク側から見た平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。

同様に、本例も光源側に向いた曲率の大きい光学機能面１ａと、光ディスク側に向いた曲率の小さい光学機能面１ｂ及び、フランジ部１ｆを有している。

フランジ部１ｆの光ディスク側の面に、光学機能面１ｂ側の光軸Ｏを中心に１２０度間隔で、光学機能面１ｂよりも光軸方向に図示ｄだけ突出した凸部１ｔが一体成形で形成されたものである。

なお、７２度間隔で５箇所に凸部１ｔを一体成形してもよいし、６０度間隔で６箇所に凸部１ｔを一体成形してもよい。

図７は、本実施の形態に係る対物レンズ１の他の例を示す図である。同図（ａ）は対物レンズ１を光ディスク側から見た平面図、同図（ｂ）は側面図、同図（ｃ）は同図（ａ）に示すＡ−Ａ線で切断した断面図である。

同図に示す対物レンズ１は、フランジ部１ｆの光ディスク側の面に、光学機能面１ｂ側の光軸Ｏを中心に９０度間隔で、光学機能面１ｂよりも光軸方向に図示ｄだけ突出した凸部１ｔが一体成形で形成されたものであり、更に同図（ｃ）に示すように、凸部１ｔの形成されていない領域に凹部１ｈを形成したものである。

なお、図７においては、９０度間隔で凸部が形成された対物レンズで説明したが、１２０度間隔、７２度間隔、６０度間隔等で凸部が形成されたものにも適用可能なのはいうまでもない。

上記の図３〜図７に示す対物レンズをプラスチック製とし、射出成形によって形成することが好ましい。その場合は、射出成形時に形成されるゲートの位置が、フランジ部１ｆの側面で凸部１ｔ及び凹部１ｈを避けた位置になるように金型を形成することが好ましい。

図８は、対物レンズ１に形成された凸部１ｔの形状を示す図である。

同図（ａ）は、フランジ部１ｆ上に半球状の凸部１ｔを形成したものである。同図（ｂ）は、フランジ部１ｆ上に、先端が球状に丸められた円柱状の凸部１ｔを形成したものである。同図（ｃ）は、フランジ部１ｆ上に、先端が球状に丸められた円錐状の凸部１ｔを形成したものである。このように、凸部１ｔの先端を球状にすることによって、光ディスクと接触した際に光ディスクへの傷付きを低減することができる。特に、光ディスクとの接触の仕方によらず、接触が点接触となり、光ディスクへの影響を最少にすることができる。

また、凸部１ｔの少なくとも先端部は、接触時に光ディスクへの影響を抑制するために、滑り特性の良好な素材を用いて形成されていることが好ましい。例えば、紫外線硬化型の塗料や接着剤、紫外線硬化型の樹脂、ゴム系やセルロース系の樹脂、フッ素樹脂（例えば、テフロン（登録商標））等を塗装により形成してもよい。また、これらを凸部１ｔの先端部形状にあわせて別体で形成し、先端部に張り付けて用いてもよい。

以上説明したように、光学機能面の光軸を通る線に対して線対称となる位置、光学機能面の光軸と点対称となる位置、光学機能面の光軸を中心に等角度間隔となる位置のいずれかに、光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成することにより、多数の凸部を形成することなく、２〜６箇所で、最も効率的に凸部を配置することができ、光ディスクと接触した場合の抵抗が小さく、質量増加を最小限に抑えた対物レンズを得ることができる。更に、凸部を一体成形で形成することにより、工数を要することなく低コストで、対物レンズの光ディスク側の光学機能面に対する凸部の高さの差を精度よく確保した対物レンズを得ることが可能となる。

また、フランジ部の光ディスク側の面上の、凸部が形成されていない領域に凹部を形成することにより、上記の効果に加え、凸部形成による質量の増加を低減したり無くしたりすることもでき、また、より軽量化した対物レンズを得ることが可能となる。

また、少なくとも３個以上の凸部を形成することで、コマ収差補正のために対物レンズを傾けて使用した際にも、対物レンズが種々の状態で組み付けられていても、光学機能面よりも先に凸部を光ディスクに接触させることが可能となる。

本実施の形態に係る対物レンズを有した光ピックアップ装置の一例を示す斜視図である。 本実施の形態に係る対物レンズを備えた光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。 本実施の形態に係る対物レンズを示す図である。 本実施の形態に係る対物レンズの他の例を示す図である。 本実施の形態に係る対物レンズの他の例を示す図である。 本実施の形態に係る対物レンズの他の例を示す図である。 本実施の形態に係る対物レンズの他の例を示す図である。 対物レンズに形成された凸部の形状を示す図である。

符号の説明

１ 対物レンズ
１ｆ フランジ部
１ｔ 凸部
１ｈ 凹部
２０ ホルダ
３０ 光学系ユニット
４０ 反射部材
６１ 光ディスク
１００ 光ピックアップ装置

Claims (9)

1. 光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、
   前記フランジ部の光ディスク側の面の、前記光学機能面の光軸を通る線に対して線対称となる位置に、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。
2. 光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、
   前記フランジ部の光ディスク側の面の、前記光学機能面の光軸と点対称となる位置に、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。
3. 光ディスクの情報記録面に光スポットを形成する光学機能面と、該光学機能面の周辺にフランジ部とを有する対物レンズであって、
   前記フランジ部の光ディスク側の面に、前記光学機能面の光軸を中心に等角度間隔で、前記光学機能面よりも突出した凸部を一体成形により形成したことを特徴とする対物レンズ。
4. 前記凸部は、２個〜６個形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の対物レンズ。
5. 前記凸部に、緩衝材を貼り付けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の対物レンズ。
6. 前記凸部に、塗布を施したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の対物レンズ。
7. 前記凸部は、半球状又は先端が半球状に形成された突起であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の対物レンズ。
8. 前記フランジ部の光ディスク側の面上の、前記凸部が形成されていない領域に凹部を形成したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の対物レンズ。
9. 光源と、請求項１〜８のいずれか１項に記載の対物レンズとを有することを特徴とする光ピックアップ装置。

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