JP2011181120A - コリメートレンズユニット及びそれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の構成を変更せず、また、光学系全体の大きさも過度に大きくすることなく、層間クロストークを低減することのできる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】複数の情報記録層６ａ、６ｂ、６ｃを有する多層光情報記録媒体６からの信号再生を行う光ピックアップ装置である。光源１からの光をコリメートするコリメート光学系として、その内部に集光スポットを形成するように所定の間隔を置いて配置された第１及び第２のレンズ群８、９と、第１及び第２のレンズ群８、９間に設けられ、前記集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して当該コリメートレンズユニット３を透過する光の光量を減少させる光学素子１０とを備えたコリメートレンズユニット３を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置に用いられるコリメート光学系としてのコリメートレンズユニットに関し、さらに詳細には、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットに関する。また、本発明は、かかるコリメートレンズユニットを用いた光ピックアップ装置に関する。

光ディスクに代表される光情報記録媒体は、音楽や映像などの民生用としては、ＣＤ（Compact Disc）に始まり、ＤＶＤ（Digital Versataile Disk）、ＢＤ（Blu-ray Disk）と大容量化されてきた。ＢＤでは１層と２層の２つの媒体規格があり、２層ディスクでは、１枚当たり５０ＧＢ程度の記録容量がある。これは、デジタルハイビジョン動画４時間分を非圧縮で記録することができる容量である。一方で、パソコン用としては、ハードディスクのバックアップ用としてＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＢＤ-Ｒのような記録型の光ディスクが用いられてきたが、ハードディスクの大容量化のスピードに光ディスクが着いて行けず、今後、さらなる大容量化としてＢＤの多層化が求められている。

しかし、多層ディスクを用いる場合には、再生しようとしている情報記録層に集光するレーザ光の一部が、隣接する手前の情報記録層（対物レンズに近い情報記録層）を透過するときに反射したり、再生しようとしている情報記録層に集光するレーザ光のうち、隣接する奥の情報記録層（対物レンズから遠い情報記録層）を再生できるだけの透過率で透過してしまうレーザ光が奥の情報記録層で反射したりして、再生光にノイズとして混在することを避けることができない。このような混在するノイズは、『層間クロストーク』と呼ばれ、層間クロストークは、隣接する情報記録層の層間隔が狭いほど影響が大きいため、情報記録層の数を増やして大容量化するほど問題が深刻化する。そこで、多層化による大容量化のためには、層間クロストークの低減が必須となる。

このような目的のために、検出光学系に配置された反射光集光レンズの焦点位置に反射面を設け、前記反射光集光レンズと前記反射面との間に、光軸を含むように設置され再生しようとしている情報記録層以外の隣接する情報記録層からの反射光（迷光）の光量を減衰させるか、あるいは、当該反射光（迷光）の方向を変える光学部品を配置する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−１０４６９１号公報

しかし、特許文献１に開示されている構成では、従来の光ピックアップ装置において光検出器を配置させる位置に反射面を設けるようにしているため、半導体レーザから多層ディスクに向かう光路から検出光学系に検出光を分岐させる偏光プリズムに前記反射面からの反射光が再度入射し、この光が前記偏光プリズムの反対側に透過するように、前記反射面と前記偏光プリズムとの間に１／４波長板を配置する必要がある。また、前記偏光プリズムを透過した光を光検出器に集光させるための集光レンズがさらに必要となる。このように、特許文献１に開示されている構成では、光学系の構成が大きく変更され、光学系全体の大きさも過度に大きくなってしまう。

本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、光学系の構成を変更せず、また、光学系全体の大きさも過度に大きくすることなく、層間クロストークを低減することのできる光ピックアップ装置、及び、それに用いられるコリメート光学系としてのコリメートレンズユニットを提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係るコリメートレンズユニットの構成は、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置において、光源からの光をコリメートするコリメート光学系としてのコリメートレンズユニットであって、その内部に集光スポットを形成するように所定の間隔を置いて配置された第１及び第２のレンズ群と、前記第１及び第２のレンズ群間に設けられ、前記集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して前記コリメートレンズユニットを透過する光の光量を減少させる光学素子とを備えたことを特徴とする。

ここで、第１及び第２のレンズ群は、それぞれ、１枚のレンズによって構成されていてもよく、複数枚のレンズによって構成されていてもよい。

前記本発明のコリメートレンズユニットの構成によれば、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置の、光源からの光をコリメートするコリメート光学系として用いることにより、前記多層光情報記録媒体側から当該コリメートレンズユニットに入射し、当該コリメートレンズユニットを透過する迷光の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。そして、このように、前記本発明のコリメートレンズユニットの構成によれば、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置の、光源からの光をコリメートするコリメート光学系として用いるだけで、層間クロストークを低減することができるので、光ピックアップ装置の光学系の構成を変更する必要がなく、また、光学系全体の大きさも過度に大きくなることがない。

また、本発明に係る光ピックアップ装置の構成は、複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置であって、光源からの光をコリメートするコリメート光学系として前記本発明のコリメートレンズユニットを用いることを特徴とする。

前記本発明の光ピックアップ装置の構成によれば、光源からの光をコリメートするコリメート光学系として前記本発明のコリメートレンズユニットを用いていることにより、光学系の構成を変更せず、また、光学系全体の大きさも過度に大きくすることなく、層間クロストークを低減することのできる光ピックアップ装置を提供することができる。

本発明によれば、光ピックアップ装置の光学系の構成を変更せず、また、光学系全体の大きさも過度に大きくすることなく、層間クロストークを低減することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子を示す分解斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子の機能を説明するための図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する第２のレンズ群９の移動機構の具体例を示す概略構成図である。 図５は、本発明の数値実施例１におけるＢＤ構成の場合の光路図である。 図６は、本発明の数値実施例１における光ピックアップ装置の光学系による波面収差を示す図である。 図７は、本発明の数値実施例１の光ピックアップ装置において、コリメートレンズユニットのスリットを光軸方向にずらした場合の、発生する層間クロストークの変動を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略構成図である。 図９は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子を示す分解斜視図である。 図１０は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子の機能を説明するための図である。 図１１は、本発明の数値実施例２の光ピックアップ装置において、コリメートレンズユニットのピンホールを光軸と直交する方向にずらした場合の、発生する層間クロストークの変動を示す図である。

前記本発明のコリメートレンズユニットの構成においては、前記第１及び第２のレンズ群と前記光学素子とが鏡筒に収納されているのが好ましい。

また、前記本発明のコリメートレンズユニットの構成においては、前記光学素子が、光軸に平行な平面内に形成された光軸に直交するスリットを有する回折／散乱面を備え、前記スリットに入射する光を透過させ、前記スリット以外の前記回折／散乱面に入射する光を回折あるいは散乱させる機能を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いた場合に、多層光情報記録媒体側から当該コリメートレンズユニットに入射した迷光を、前記スリット以外の前記回折／散乱面によって回折あるいは散乱させて、層間クロストークを低減することができる。

また、前記本発明のコリメートレンズユニットの構成においては、前記光学素子が、光軸に平行な平面内に形成された光軸に直交するスリットを有する光吸収面を備え、前記スリットに入射する光を透過させ、前記スリット以外の前記光吸収面に入射する光を吸収する機能を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いた場合に、多層光情報記録媒体側から当該コリメートレンズユニットに入射した迷光を、前記スリット以外の前記光吸収面によって吸収して、層間クロストークを低減することができる。

また、前記本発明のコリメートレンズユニットの構成においては、前記光学素子が、光軸に垂直な面に形成されたピンホールを備え、前記ピンホールに入射する光を透過させ、前記ピンホール以外の面に入射する光を遮蔽する機能を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いた場合に、多層光情報記録媒体側から当該コリメートレンズユニットに入射した迷光を、前記ピンホール以外の面によって遮蔽して、層間クロストークを低減することができる。

また、前記本発明のコリメートレンズユニットの構成においては、前記第１及び第２のレンズ群の少なくとも一方が光軸方向に移動可能であるのが好ましい。この好ましい例によれば、前記第１及び第２のレンズ群の少なくとも一方を光軸方向に移動させて、前記第１のレンズ群と前記第２のレンズ群との間の間隔を調整することにより、球面収差を補正することが可能となる。また、この場合には、前記光ピックアップ装置の前記コリメート光学系として用いた場合に、前記第１及び第２のレンズ群のうち、前記光ピックアップ装置の対物レンズ側のレンズ群が、光軸方向に移動可能であるのが好ましい。

以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略構成図、図２は、当該光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子を示す分解斜視図、図３は、当該光学素子の機能を説明するための図である。尚、ＸＹＺ３次元直交座標系は、図１のように設定されている。

図１に示すように、本実施の形態の光ピックアップ装置の光学系は、光源１から多層光情報記録媒体６までの光路中に順に配置された、光源１からＺ軸方向に出射された光の光路をＹ軸方向に折り曲げるハーフミラー２と、光源１からの光をコリメートするコリメート光学系としてのコリメートレンズユニット３と、コリメートレンズユニット３からの光の光路をＺ軸方向に折り曲げる立ち上げミラー４と、Ｚ軸方向に折り曲げられた光を多層光情報記録媒体６の任意の情報記録層上に集光する対物レンズ５とを備えている。また、ハーフミラー２のコリメートレンズユニット３とは反対側の側方には、光検出器７が配置されている。

ここで、多層光情報記録媒体６としては、３つの情報記録層６ａ、６ｂ、６ｃを有する多層ＢＤが用いられている。また、光源１としては、中心波長が４０５ｎｍの青紫色光を出射する半導体レーザが用いられている。

コリメートレンズユニット３は、その内部に集光スポットを形成するように所定の間隔を置いて配置された第１及び第２のレンズ群８、９と、第１及び第２のレンズ群８、９間に設けられ、前記集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して当該コリメートレンズユニット３を透過する光の光量を減少させる光学素子１０とを備えている。そして、第１及び第２のレンズ群８、９と光学素子１０とは鏡筒１１に収納されている。

コリメートレンズユニット３をこのように構成すれば、多層光情報記録媒体６からの信号再生を行う光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いることにより、多層光情報記録媒体６側から当該コリメートレンズユニット３に入射し、当該コリメートレンズユニットを透過する迷光の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。そして、このように、コリメートレンズユニット３を、多層光情報記録媒体６からの信号再生を行う光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いるだけで、層間クロストークを低減することができるので、光ピックアップ装置の光学系の構成を変更する必要がなく、また、光学系全体の大きさも過度に大きくなることがない。

光学素子１０は、光軸に平行な平面内に形成された光軸に直交するスリット１２を有する回折／散乱面１３を備えている。そして、光学素子１０を備えたコリメートレンズユニット３は、スリット１２に入射する光を透過させ、スリット１２以外の回折／散乱面１３に入射する光を回折あるいは散乱させる機能を有している。

より具体的には、光学素子１０は、図２に示すように、一対の半円柱状の透明部材１４、１５からなり、これら一対の透明部材１４、１５は円柱状となるように接合される。透明部材１４の接合面には、両端部分にそれぞれ三角波グレーティング１４ａ、１４ｂが形成され、グレーティング１４ａとグレーティング１４ｂとの間の部分はフラットになっている。一方、透明部材１５の接合面は、全体がフラットになっている。そして、透明部材１４の接合面に形成されたグレーティング１４ａ、１４ｂの領域にクロムやニッケルの蒸着膜を形成した後、透明部材１４の接合面の上に透明部材１５の接合面を配置し、両接合面間を透明部材１４、１５と同じ屈折率の接着剤で埋める。これにより、グレーティング部３０、３１を有する光学素子１０が得られ（図１参照）、透明部材１４、１５を接合した後の接合面が回折／散乱面１３となり、フラットな部分がスリット１２となる。尚、ここでは、一対の半円柱状の透明部材１４、１５を用い、これら一対の透明部材１４、１５を円柱状となるように接合しているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。例えば、一対の角柱上の透明部材を用い、これら一対の透明部材を角柱状となるように接合してもよい。

コリメートレンズユニット３を以上のように構成することにより、光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いた場合に、図３に示すように、多層光情報記録媒体６側から当該コリメートレンズユニット３に入射した迷光を、グレーティング部３０あるいは３１によって回折させて、層間クロストークを低減することができる。

また、本実施の形態のコリメートレンズユニット３においては、第１及び第２のレンズ群８、９の少なくとも一方が光軸方向に移動可能であるのが望ましい。この望ましい構成によれば、第１及び第２のレンズ群８、９の少なくとも一方を光軸方向に移動させて、第１のレンズ群８と第２のレンズ群９との間の間隔を調整することにより、球面収差を補正することが可能となる。本実施の形態においては、第２のレンズ群９が、鏡筒１１内で光軸方向に移動可能に設けられている（図１の矢印Ａ参照）。尚、第２のレンズ群９の移動機構は、ウォームギヤ、モータ等（図示せず）により構成されている。また、第２のレンズ群９の移動機構は、ピエゾ素子を用いて構成することもできる。その具体的構成を、図４に示す。図４に示すように、第２のレンズ群９は、鏡筒１１内でレンズホルダ３２を介して光軸方向に移動可能に設けられている。また、光学素子１０と鏡筒１１の内面との間には、支持体３３が介在されている。ピエゾ素子３４の一端はレンズホルダ３２に固定され、ピエゾ素子３４の他端部は支持体３３に固定されている。すなわち、ピエゾ素子３４は、一端がレンズホルダ３２に他端部が支持体３３に固定された状態で光軸方向に配置されている。そして、このような構成を採用し、ピエゾ素子３４に印加する電圧を変化させることにより、第２のレンズ群９を光軸方向（図４の矢印Ａ方向）に移動させて、第１のレンズ群８と第２のレンズ群９との間の間隔を調整することができる。

次に、本実施の形態における、多層光情報記録媒体の再生動作について説明する。

光源１としての半導体レーザからＺ軸方向に出射されたレーザ光１６（実線）は、ハーフミラー２によって反射されて光路をＹ軸方向に折り曲げられた後、コリメートレンズユニット３に入射する。コリメートレンズユニット３に入射したレーザ光１６は、第１のレンズ群８によって集光されて、光学素子１０のスリット１２に入射した後、第２のレンズ群９によってコリメートされる。コリメートされたレーザ光１６は、立ち上げミラー４によって光路をＺ軸方向に折り曲げられる。そして、Ｚ軸方向に折り曲げられたレーザ光１６は、対物レンズ５によって多層光情報記録媒体６としての多層ＢＤの、例えば、第２層目の情報記録層６ｂ上に集光される。

第２層目の情報記録層６ｂによって反射されたレーザ光１６（再生光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット３に入射する。コリメートレンズユニット３に入射したレーザ光１６は、第２のレンズ群９によって集光されて、光学素子１０のスリット１２に入射した後、第１のレンズ群８を透過し、さらにハーフミラー２を透過して、光検出器７で検出される。以上の動作により、多層光情報記録媒体６からの信号再生が行われる。

隣接する手前の第１層目の情報記録層６ａ（対物レンズ５に近い情報記録層）や隣接する奥の第３層目の情報記録層６ｃ（対物レンズ５から遠い情報記録層）からも反射光が発生し、層間クロストークの原因である迷光となる。

隣接する手前の第１層目の情報記録層６ａ（対物レンズ５に近い情報記録層）によって反射されたレーザ光１７（破線で示す不要反射光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット３に入射する。コリメートレンズユニット３に入射したレーザ光１７は、第２のレンズ群９によって集光されて、第１のレンズ群８側のグレーティング部３０に集光スポットを形成する。これにより、レーザ光１７（不要反射光）を、第１のレンズ群８側のグレーティング部３０で回折させ、第１のレンズ群８を透過して光検出器７で検出されるレーザ光１７の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。

また、隣接する奥の第３層目の情報記録層６ｃ（対物レンズ５から遠い情報記録層）によって反射されたレーザ光１８（一点鎖線で示す不要反射光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット３に入射する。コリメートレンズユニット３に入射したレーザ光１８は、第２のレンズ群９によって集光されて、当該第２のレンズ群９側のグレーティング部３１に集光スポットを形成する。これにより、レーザ光１８（不要反射光）を、第２のレンズ群９側のグレーティング部３１で回折させ、第１のレンズ群８を透過して光検出器７で検出されるレーザ光１８の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。

尚、鏡筒１１の内面に、使用するレーザ光の波長よりも小さいピッチで形成された微細な凹凸構造を有する光吸収部材を貼り付け、グレーティング部３０やグレーティング部３１で回折された光を当該光吸収部材によって吸収するようにしておけば、層間クロストークのさらなる低減を図ることができる。

（数値実施例１）
以下、本実施の形態における光ピックアップ装置の具体的な設計について、好適な数値実施例を挙げてさらに詳細に説明する。

図５に、ＢＤ構成の場合の光路図を示す。また、下記（表１）に、本数値実施例の基本的な光学系のデータを示す。

上記（表１）中、“ＯＢＪ”は光源１の位置、面番号１は第１のレンズ群８の光源１側のレンズ面、面番号２は第１のレンズ群８の多層光情報記録媒体６側のレンズ面、面番号３は光学素子１０の光源１側の面、面番号４は光学素子１０の多層光情報記録媒体６側の面、面番号５は第２のレンズ群９の光源１側のレンズ面、面番号６は第２のレンズ群９の多層光情報記録媒体６側のレンズ面、面番号７は立ち上げミラー４のミラー面、面番号８は対物レンズ５の光源１側のレンズ面、面番号９は対物レンズ５の多層光情報記録媒体６側のレンズ面、面番号１０は多層光情報記録媒体６の透明基材の光源１側の面、面番号１１は多層光情報記録媒体６の透明基材の情報記録層側の面、“ＩＭＡ”は第２層目の情報記録層６ｂの位置をそれぞれ示している。

上記（表１）中の面番号１、２、５、６、７、８、９で示される面は、下記（数１）で与えられる非球面であり、その非球面係数は下記（表２）に示す通りである。

但し、上記（数１）中、ｚはサグ量、ｒは瞳面内半径座標、ｃは曲率、ｋは円錐定数、αｎは非球面係数をそれぞれ表わしている。

図６に、本数値実施例における光ピックアップ装置の光学系による波面収差を示す。この収差図は、中心波長（λ）が４０５ｎｍのレーザ光に対するものである。Ｐ−Ｖ（Peak to Valley）波面収差は０．０１８７λ、ＲＭＳ（root mean square）波面収差は０．００４９λであり、Ｐ−Ｖ波面収差がレイリー限界（λ／４）を超えておらず、ＲＭＳ波面収差がマレシャル限界（０．０７λ）を超えていないので、波面収差が良好に補正されていることが分かる。

図７に、本数値実施例の光ピックアップ装置において、コリメートレンズユニット３のスリット１２を光軸方向（図１のＹ軸方向）にずらした場合の、発生する層間クロストークの変動を示す。ここで、対物レンズ５の開口数（ＮＡ）は０．８５、コリメートレンズユニット３の内部開口数（ＮＡ）は０．５、スリット１２のＹ軸方向の幅は３０μｍ、多層光情報記録媒体６の、第１層目の情報記録層６ａと第２層目の情報記録層６ｂとの間の層間隔、及び、第２層目の情報記録層６ｂと第３層目の情報記録層６ｃとの間の層間隔は１０μｍ、層間屈折率は１．６２である。

図７に示すように、スリット１２を光軸方向（Ｙ軸方向）にずれることなく形成することができれば、発生する層間クロストークを無限小にできることが分かる。また、加工誤差によりスリット１２の位置が光軸方向に４μｍ程度ずれても、層間クロストークを許容範囲内に収めることができ、実用に供し得るコリメートレンズユニットを提供できることが分かる。

尚、本実施の形態においては、第１及び第２のレンズ群８、９が、それぞれ、１枚のレンズによって構成されている場合を例に挙げて説明したが、第１及び第２のレンズ群の少なくとも一方は複数枚のレンズによって構成されていてもよい。

また、本実施の形態においては、スリット１２以外の回折／散乱面１３が三角波グレーティング部によって構成されている場合を例に挙げて説明したが、スリット１２以外の光散乱面を矩形波グレーティング部によって構成することもできる。

また、本実施の形態においては、スリット１２以外の回折／散乱面１３がグレーティング部３０及びグレーティング部３１によって構成されている場合を例に挙げて説明したが、スリット１２以外の回折／散乱面は必ずしもグレーティング部によって構成する必要はない。例えば、等間隔で並べられた複数個の粒子によってスリット１２以外の回折／散乱面を構成し、当該回折／散乱面に入射する光を散乱させるようにすることもできる。また、スリット１２以外の部分を、黒色塗料を塗布することによって光吸収面とし、当該光吸収面に入射する光を吸収するようにすることもできる。スリット１２以外の部分が、再生光の集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して当該コリメートレンズユニット３を透過する光の光量を減少させる機能を有していればよい。

［第２の実施の形態］
図８は、本発明の第２の実施の形態における光ピックアップ装置を示す概略構成図、図９は、当該光ピックアップ装置に用いられるコリメートレンズユニットを構成する光学素子を示す分解斜視図、図１０は、当該光学素子の機能を説明するための図である。尚、ＸＹＺ３次元直交座標系は、図８のように設定されている。また、本実施の形態の光ピックアップ装置の構成は、コリメートレンズユニットの構成を除いて上記第１の実施の形態の光ピックアップ装置の構成と同様であるため、図１に示す部材と同一の部材には同一の参照符号を付し、それらの説明は省略する。

図８に示すように、コリメートレンズユニット１９は、その内部に集光スポットを形成するように所定の間隔を置いて配置された第１及び第２のレンズ群２０、２１と、第１及び第２のレンズ群２０、２１間に設けられ、前記集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して当該コリメートレンズユニット１９を透過する光の透過光量を減少させる光学素子２２とを備えている。そして、第１及び第２のレンズ群２０、２１と光学素子２２とは鏡筒２３に収納されている。

光学素子２２は、光軸に垂直な面に形成されたピンホール２４を備えている。そして、光学素子２２を備えたコリメートレンズユニット１９は、ピンホール２４に入射する光を透過させ、ピンホール２４以外の面に入射する光を遮蔽する機能を有している。

より具体的には、光学素子２２は、図９に示すように、一対の円柱状の透明部材２５、２６からなり、これら一対の透明部材２５、２６は、その端面同士が接合されている。透明部材２５の接合面には、中央部分（円形）のみが光を通すように、当該中央部分以外の面にアルミニウム等からなる遮光膜が形成されている。同様に、透明部材２６の接合面も、中央部分（円形）のみが光を通すように、当該中央部分以外の面に遮光膜が形成されている。そして、透明部材２５、２６を接合した後の接合面の中央部分がピンホール２４になり、ピンホール２４以外の部分が遮光面２７になる。尚、遮光膜は、透明部材２５の接合面及び透明部材２６の接合面の少なくとも一方に形成されていればよい。また、ここでは、一対の円柱状の透明部材２５、２６を用い、これら一対の透明部材２５、２６の端面同士を接合しているが、必ずしもかかる構成に限定されるものではない。例えば、一対の角柱上の透明部材を用い、これら一対の透明部材の端面同士を接合してもよい。

コリメートレンズユニット１９を以上のように構成することにより、光ピックアップ装置のコリメート光学系として用いた場合に、図１０に示すように、多層光情報記録媒体６側から当該コリメートレンズユニット１９に入射した迷光を、ピンホール２４以外の部分である遮光面２７によって遮蔽して、層間クロストークを低減することができる。

また、本実施の形態のコリメートレンズユニット１９においても、上記第１の実施の形態の場合と同様に、第１及び第２のレンズ群２０、２１の少なくとも一方が光軸方向に移動可能であるのが望ましい。本実施の形態においては、第２のレンズ群２１が、鏡筒２３内で光軸方向に移動可能に設けられている（図８の矢印Ｂ参照）。尚、第２のレンズ群２１の移動機構は、ウォームギヤ、モータ等（図示せず）により構成されている。また、第２のレンズ群２１の移動機構は、ピエゾ素子を用いて構成することもできる（具体的構成については、上記第１の実施の形態における図４を参照）。

次に、本実施の形態における、多層光情報記録媒体の再生動作について説明する。

光源１としての半導体レーザからＺ軸方向に出射されたレーザ光１６（実線）は、ハーフミラー２によって反射されて光路をＹ軸方向に折り曲げられた後、コリメートレンズユニット１９に入射する。コリメートレンズユニット１９に入射したレーザ光１６は、第１のレンズ群２０によって集光されて、光学素子２２のピンホール２４に入射した後、第２のレンズ群２１によってコリメートされる。コリメートされたレーザ光１６は、立ち上げミラー４によって光路をＺ軸方向に折り曲げられる。そして、Ｚ軸方向に折り曲げられたレーザ光１６は、対物レンズ５によって多層光情報記録媒体６としての多層ＢＤの、例えば、第２層目の情報記録層６ｂ上に集光される。

第２層目の情報記録層６ｂによって反射されたレーザ光１６（再生光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット１９に入射する。コリメートレンズユニット１９に入射したレーザ光１６は、第２のレンズ群２１によって集光されて、光学素子２２のピンホール２４に入射した後、第１のレンズ群２０を透過し、さらにハーフミラー２を透過して、光検出器７で検出される。以上の動作により、多層光情報記録媒体６からの信号再生が行われる。

隣接する手前の第１層目の情報記録層６ａ（対物レンズ５に近い情報記録層）によって反射されたレーザ光１７（破線で示す不要反射光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット１９に入射する。コリメートレンズユニット１９に入射したレーザ光１７は、第２のレンズ群２１によって集光されて、ピンホール２４と第１のレンズ群２０との間に焦点を結ぶように、ピンホール２４を含む遮光面２７上に光スポットを形成する。これにより、レーザ光１７（不要反射光）の一部を、ピンホール２４の周りの遮光面２７で遮蔽し、第１のレンズ群２０を透過して光検出器７で検出されるレーザ光１７の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。

また、隣接する奥の第３層目の情報記録層６ｃ（対物レンズ５から遠い情報記録層）によって反射されたレーザ光１８（一点鎖線で示す不要反射光）は、対物レンズ５、立ち上げミラー４を順に通過した後、コリメートレンズユニット１９に入射する。コリメートレンズユニット１９に入射したレーザ光１８は、第２のレンズ群２１によって集光されて、第２のレンズ群２１とピンホール２４との間に焦点を結ぶように、ピンホール２４を含む遮光面２７上に光スポットを形成する。これにより、レーザ光１８（不要反射光）の一部を、ピンホール２４の周りの遮光面２７で遮蔽し、第１のレンズ群２０を透過して光検出器７で検出されるレーザ光１８の光量を減少させることができるので、層間クロストークを低減することができる。

（数値実施例２）
本実施の形態における光ピックアップ装置の数値実施例の基本的な光学系のデータ、及び、各レンズの非球面係数は、上記第１の実施の形態の数値実施例１に示す上記（表１）、（表２）と同じであり、得られる収差図も、上記第１の実施の形態の数値実施例１に示す図６と同じである。また、ＢＤ構成の場合の光路図も、上記第１の実施の形態の数値実施例１に示す図５と同じである。

図１１に、本数値実施例の光ピックアップ装置において、コリメートレンズユニット１９のピンホール２４を光軸と直交する方向（例えば、図８のＸ軸方向やＺ軸方向）にずらした場合の、発生する層間クロストークの変動を示す。ここで、対物レンズ５の開口数（ＮＡ）は０．８５、コリメートレンズユニット１９の内部開口数（ＮＡ）は０．５、ピンホール２４の直径は８μｍ、多層光情報記録媒体６の、第１層目の情報記録層６ａと第２層目の情報記録層６ｂとの間の層間隔、及び、第２層目の情報記録層６ｂと第３層目の情報記録層６ｃとの間の層間隔は１０μｍ、層間屈折率は１．６２である。

図１１に示すように、ピンホール２４を光軸と直交する方向（例えば、Ｘ軸方向やＺ軸方向）にずれることなく形成することができれば、発生する層間クロストークを許容範囲内に収めることができることが分かる。また、加工誤差によりピンホール２４の位置が光軸と直交する方向に４μｍ程度ずれても同様に、層間クロストークを許容範囲内に収めることができ、実用に供し得るコリメートレンズユニットを提供できることが分かる。

尚、本実施の形態においては、第１及び第２のレンズ群２０、２１が、それぞれ、１枚のレンズによって構成されている場合を例に挙げて説明したが、第１及び第２のレンズ群の少なくとも一方は複数枚のレンズによって構成されていてもよい。

本発明のコリメートレンズユニットは、当該コリメートレンズユニットに入射した光の集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して当該コリメートレンズユニットを透過する光の光量を減少させることができるので、層間クロストークの低減が望まれる多層光情報記録媒体用の光ピックアップ装置のコリメート光学系として有用である。

１ 光源
２ ハーフミラー
３、１９ コリメートレンズユニット
４ 立ち上げミラー
５ 対物レンズ
６ 多層光情報記録媒体
６ａ、６ｂ、６ｃ 情報記録層
７ 光検出器
８、２０ 第１のレンズ群
９、２１ 第２のレンズ群
１０、２２ 光学素子
１１、２３ 鏡筒
１２ スリット
１３ 回折／散乱面
１４、１５、２５、２６ 透明部材
１４ａ、１４ｂ グレーティング
１６、１７、１８ レーザ光
２４ ピンホール
２７ 遮光面
３０、３１ グレーティング部

Claims (8)

1. 複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置において、光源からの光をコリメートするコリメート光学系としてのコリメートレンズユニットであって、
   その内部に集光スポットを形成するように所定の間隔を置いて配置された第１及び第２のレンズ群と、
   前記第１及び第２のレンズ群間に設けられ、前記集光スポットの位置から焦点ずれした位置に光スポットを形成して前記コリメートレンズユニットを透過する光の光量を減少させる光学素子とを備えたことを特徴とするコリメートレンズユニット。
2. 前記第１及び第２のレンズ群と前記光学素子とが鏡筒に収納された、請求項１に記載のコリメートレンズユニット。
3. 前記光学素子が、光軸に平行な平面内に形成された光軸に直交するスリットを有する回折／散乱面を備え、
   前記スリットに入射する光を透過させ、前記スリット以外の前記回折／散乱面に入射する光を回折あるいは散乱させる機能を有する、請求項１又は２に記載のコリメートレンズユニット。
4. 前記光学素子が、光軸に平行な平面内に形成された光軸に直交するスリットを有する光吸収面を備え、
   前記スリットに入射する光を透過させ、前記スリット以外の前記光吸収面に入射する光を吸収する機能を有する、請求項１又は２に記載のコリメートレンズユニット。
5. 前記光学素子が、光軸に垂直な面に形成されたピンホールを備え、
   前記ピンホールに入射する光を透過させ、前記ピンホール以外の面に入射する光を遮蔽する機能を有する、請求項１又は２に記載のコリメートレンズユニット。
6. 前記第１及び第２のレンズ群の少なくとも一方が光軸方向に移動可能である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のコリメートレンズユニット。
7. 前記光ピックアップ装置の前記コリメート光学系として用いた場合に、前記第１及び第２のレンズ群のうち、前記光ピックアップ装置の対物レンズ側のレンズ群が、光軸方向に移動可能である、請求項６に記載のコリメートレンズユニット。
8. 複数の情報記録層を有する多層光情報記録媒体からの信号再生を行う光ピックアップ装置であって、
   光源からの光をコリメートするコリメート光学系として請求項１〜７のいずれか１項に記載のコリメートレンズユニットを用いることを特徴とする光ピックアップ装置。

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