JP2013049272A5

JP2013049272A5 - 光ピックアップ装置用の光学素子

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Publication number: JP2013049272A5
Application number: JP2012200134A
Authority: JP
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2032-03-28

Description

本発明は、光ピックアップ装置用の光学素子に関し、特に異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び／又は再生（記録／再生）を行える光ピックアップ装置用の光学素子に関する。

本発明は、上述の課題を解決することを目的としたものであり、例えばＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスク互換用の対物レンズ等の光学素子であって、効率低下を極力抑えることができる光ピックアップ装置用の光学素子を提供することを目的とする。

上記光学素子を成形するための好ましい金型の加工方法は、光学素子を成形する金型の素材を、第１の縁部と該第１の縁部に交差する方向に延在する第２の縁部とから少なくとも一部が輪郭づけられるすくい面を備えた工具にて切削する金型の加工方法において、前記第１の縁部が、前記第２の縁部よりも金型の素材の回転軸線より遠い位置になり、且つ前記すくい面の先端が回転軸線より離れるように、前記工具の軸線を前記回転軸線に対して傾けてセットした前記工具により、金型の素材を回転させながら切削することにより、前記第１の縁部により切削された第１の周面と、前記第２の縁部により切削された第２の周面とを有する凹状の輪帯構造を少なくとも一部形成することを特徴とする。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、前記素材の被加工部における外周から中央まで、前記工具の軸線を前記回転軸線に対して傾けてセットした状態で切削することを特徴とする。これにより、前記工具の設定の手間が省ける。

好ましい金型の加工方法は、前記工具の軸線の前記回転軸線に対する傾き角を、前記素材の被加工部の切削途中で変更することを特徴とする。このような構成にすることによって、例えばブレーズ型構造しかない領域は、工具の軸線を回転軸線に平行にし、互いに向かい合う周壁を有する凹部を有する領域では、工具の軸線を回転軸線に対して傾ける等、構造に応じて最も好ましい工具の軸線の角度で切削でき、より設計形状に近い金型を得ることが可能となり、光の利用効率をさらに向上できるため好ましい。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、前記素材の被加工部における外周から中間部まで、前記工具の軸線を前記回転軸線に平行にセットした状態で切削し、前記中間部から中央まで、前記工具の軸線を前記回転軸線に対して傾けてセットした状態で切削することを特徴とする。特に光学素子の中央付近は、互換用の光路差付与構造を有していることが多いので、本発明の効果が期待できる。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、少なくとも一部の凹状の輪帯構造の周壁において、少なくとも前記輪帯構造の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して平行であることを特徴とする。本構成によって上述のように輪帯溝の外側壁による影の効果を低減できるため、光学素子の効率を高めることができ好ましい。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、少なくとも前記輪帯構造の光軸に近い側の周壁は、光軸に対して傾いていることを特徴とする。光軸に近い側の周壁、例えば、図１でいうところの内側壁ＩＷにおいては、例え、内側壁を光軸と平行にしたとしても、影の効果は避けられない。従って、内側壁ＩＷを光軸に対して平行にする必要性は、外側壁ＯＷに比して低い。そのため、内側壁ＩＷは、光軸に対して傾いたままとすることにより、工具の軸線の回転軸線に対する傾け角の設定についてより多くの自由度を確保することができ、好ましい。例えば、工具の軸線の回転軸線に対する傾け角を、外側壁が光軸に平行になるように設定し、その傾け角のまま、全段差を切削することも可能となるため、切削中の工具の操作がより容易となる。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、前記工具のすくい面は、前記第１の縁部端部と前記第２の縁部端部とを結ぶ円弧状の第３の縁部を有し、前記第３の縁部の半径は、０．１〜０．５μｍであることを特徴とする。これにより、加工のダレが減少し、微細な構造を精度良く加工できる。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、前記工具の軸線の前記回転軸線に対する傾け角が、前記第１の縁部と前記第２の縁部とがなす頂角の約半分であることを特徴とする。本構成によって、第１の縁部が回転軸線に対して平行となるため、第１の縁部で切削した段差を回転軸線に対して平行にしやすくなる。

好ましい金型の加工方法は、上記発明において、前記第１の縁部と前記第２の縁部とがなす頂角は、２０〜３０°であることを特徴とする。これにより、微細形状への干渉が減少し、より設計形状に近い加工が可能になる。

好ましい金型の加工方法は、前記工具の軸線の前記回転軸線に対する傾け角が、８〜１８°であることを特徴とする。

好ましい金型は、上記加工方法により加工されたことを特徴とする。

請求項１に記載の光学素子は、第１波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４１５ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６７０ｎｍ）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８２０ｎｍ）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有するＢＤの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有するＤＶＤの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有するＣＤの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる光学素子であって、前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、前記光学素子は、前記中央領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記中央領域は、第１光路差付与構造を備え、前記第１光路差付与構造は、ブレーズ型構造を有する第１基礎構造とブレーズ型構造を有する第２基礎構造を互いに逆向きに重ね合わせた構造であり、前記第１基礎構造の段差は光軸とは逆の方向を向いており、前記第２基礎構造の段差は光軸の方向を向いており、前記第１光路差付与構造は、略光軸方向に延在し互いに向かい合う周壁を備えた輪帯凸部を有し、前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して０°以上７°以下の傾きとなっていることを特徴とする。

請求項２に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して０°以上２°以下の傾きとなっていることを特徴とする。
請求項３に記載の光学素子は、請求項１又は２に記載の発明において、前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して平行であることを特徴とする。
請求項４に記載の光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記輪帯凸部の光軸に近い側の周壁は、光軸に対して前記輪帯凸部の先端に向かうにつれて光軸から離れるように傾いていることを特徴とする。
請求項５に記載の光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記光学素子の光軸直交方向の直径が、１．４５ｍｍ以上４．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項６に記載の光学素子は、請求項５に記載の発明において、前記光学素子の光軸直交方向の直径が、２．９５ｍｍ以上４．０５ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項７に記載の光学素子は、請求項１〜６のいずれか記載の発明において、前記第１基礎構造を通過した前記第１光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第２光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第３光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第２基礎構造を通過した前記第１光束の２次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第２基礎構造を通過した前記第２光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第３光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなることを特徴とする。
請求項８に記載の光学素子は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記輪帯溝は光路差付与構造であることを特徴とする。

請求項９に記載の光学素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、前記光学素子は対物レンズであることを特徴とする。
請求項１０に記載の光学素子は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記略光軸方向に延在し互いに向かい合う周壁の間に前記向かい合う周壁をつなぐ面を有することを特徴とする。

本発明によれば、例えばＢＤ／ＤＶＤ／ＣＤの３種類の光ディスク互換用の対物レンズ等の光学素子であって、効率低下を極力抑えることができる光ピックアップ装置用の光学素子を提供することができる。

Claims

第１波長λ１（３９０ｎｍ≦λ１≦４１５ｎｍ）の第１光束を射出する第１光源と、第２波長λ２（６３０ｎｍ≦λ２≦６７０ｎｍ）の第２光束を射出する第２光源と、第３波長λ３（７６０ｎｍ≦λ３≦８２０ｎｍ）の第３光束を射出する第３光源とを有し、前記第１光束を用いて厚さがｔ１の保護基板を有するＢＤの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第２光束を用いて厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板を有するＤＶＤの情報の記録及び／又は再生を行い、前記第３光束を用いて厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板を有するＣＤの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において用いられる光学素子であって、
前記光学素子の少なくとも一つの光学面は、中央領域と、中央領域の周りの中間領域と、中間領域の周りの周辺領域とを少なくとも有し、
前記光学素子は、前記中央領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中央領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、
前記中間領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記中間領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記周辺領域を通過する前記第１光束を、ＢＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光し、前記周辺領域を通過する前記第２光束を、ＤＶＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、前記周辺領域を通過する前記第３光束を、ＣＤの情報記録面上に情報の記録及び／又は再生ができるように集光せず、
前記中央領域は、第１光路差付与構造を備え、
前記第１光路差付与構造は、ブレーズ型構造を有する第１基礎構造とブレーズ型構造を有する第２基礎構造を互いに逆向きに重ね合わせた構造であり、
前記第１基礎構造の段差は光軸とは逆の方向を向いており、前記第２基礎構造の段差は光軸の方向を向いており、
前記第１光路差付与構造は、略光軸方向に延在し互いに向かい合う周壁を備えた輪帯凸部を有し、前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して０°以上７°以下の傾きとなっていることを特徴とする光学素子。
前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して０°以上２°以下の傾きとなっていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
前記輪帯凸部の光軸から遠い側の周壁は、光軸に対して平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
前記輪帯凸部の光軸に近い側の周壁は、光軸に対して前記輪帯凸部の先端に向かうにつれて光軸から離れるように傾いていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学素子。
前記光学素子の光軸直交方向の直径が、１．４５ｍｍ以上４．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学素子。
前記光学素子の光軸直交方向の直径が、２．９５ｍｍ以上４．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の光学素子。
前記第１基礎構造を通過した前記第１光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第２光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第３光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、
前記第２基礎構造を通過した前記第１光束の２次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第２基礎構造を通過した前記第２光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなり、前記第１基礎構造を通過した前記第３光束の１次の回折光量は他のいかなる次数の回折光量よりも大きくなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光学素子。
前記輪帯凸部は光路差付与構造であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学素子。
前記光学素子は対物レンズであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の光学素子。
前記略光軸方向に延在し互いに向かい合う周壁の間に前記向かい合う周壁をつなぐ面を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学素子。