JP4525051B2 - Lens unit manufacturing method, lens unit, optical head, and optical pickup device - Google Patents
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Description
本発明は、光ピックアップ用の光ヘッドに組み込まれる対物レンズ等として好適なレンズユニット及びその製造方法に関し、さらに、かかるレンズユニットからなる光ヘッド及び光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to a lens unit suitable for an objective lens or the like incorporated in an optical head for an optical pickup and a method for manufacturing the same , and further relates to an optical head and an optical pickup device including the lens unit.
これまで、CD(コンパクト・ディスク)、DVD(デジタル・ビデオ・ディスク)等の光情報記録媒体に対して情報の再生・記録を行うための各種光ピックアップ装置が開発・製造され、一般に普及している。かかる光ピックアップ装置に組み込まれる光ヘッド装置として、CD及びDVDの双方を安定して記録・再生すべく、対物レンズを位相制御素子とともにホルダに固定して一体化したものが存在する。この際、対物レンズ及び位相制御素子に中心軸合わせ用の位置決めマークをそれぞれ設けて偏心を防止し、波面収差の低減を達成している(特許文献1参照)。
しかし、上記のような光ヘッド装置では、ホルダを介して対物レンズと位相制御素子とを間接的に固定しているので、対物レンズ及び位相制御素子間のチルト等に関してアライメント精度が出しにくい。また昨今、より高NAの対物レンズを用いるBlu−ray系では、さらに高精度のアライメントが必要になってきている。 However, in the optical head device as described above, since the objective lens and the phase control element are indirectly fixed via the holder, it is difficult to obtain alignment accuracy with respect to the tilt between the objective lens and the phase control element. In recent years, in the Blu-ray system using an objective lens with a higher NA, higher-precision alignment is required.
また、ホルダにはめ込んだ状態の位相制御素子や対物レンズの位置決めマークは一般に観察しにくく、このような組立工程において両者のアライメント精度を確保することは容易でなかった。 In addition, the phase control element and the positioning mark of the objective lens that are fitted in the holder are generally difficult to observe, and it is not easy to ensure the alignment accuracy of both in such an assembly process.
そこで、本発明は、組立工程を複雑化することなく、位相制御素子及び対物レンズ間のアライメント精度を簡易に向上させることができるレンズユニットとその製造方法とを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a lens unit that can easily improve alignment accuracy between a phase control element and an objective lens and a manufacturing method thereof without complicating an assembly process.
また、本発明は、上述のようなレンズユニットを組み込んだ高精度の光ヘッド及び光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide a high-precision optical head and an optical pickup device incorporating the lens unit as described above.
上記課題を解決するため、本発明に係るレンズユニットの製造方法は、少なくとも一方がレンズである2つの光学素子のそれぞれの周囲に延在するフランジ部の突起部を互いにはめ合わせるフランジ部の補助的アライメント手段により光軸垂直方向について予備アライメントを行う工程と、予備アライメント後、2つの光学素子のそれぞれの少なくとも1つの光学面にそれぞれ形成された光軸合わせ用の位置決めマークを観察しつつ2つの光学素子のフランジ部を光軸の垂直方向に相対的に微動させて本アライメントを行う工程とを備える。
また、本発明に係るレンズユニットは、(a)少なくとも一方がレンズである2つの光学素子と、(b)2つの光学素子のそれぞれの少なくとも1つの光学面にそれぞれ形成された光軸合わせ用の位置決めマークと、(c)2つの光学素子のそれぞれ周囲に延在するとともに、相互の接続によって2つの光学素子を光軸垂直方向について予備的に位置合わせする補助的アライメント手段を備え、2つの光学素子を相互に固定するフランジ部とを備える。
In order to solve the above-described problem, a method for manufacturing a lens unit according to the present invention is provided by supporting a flange portion that fits the protrusions of the flange portion extending around each of two optical elements, at least one of which is a lens. Performing preliminary alignment in the direction perpendicular to the optical axis by the alignment means, and after preliminary alignment, the two optical elements are observed while observing the optical axis alignment positioning marks respectively formed on at least one optical surface of each of the two optical elements. And a step of performing fine alignment by relatively moving the flange portion of the element in the direction perpendicular to the optical axis.
The lens unit according to the present invention includes (a) two optical elements at least one of which is a lens, and (b) optical axis alignment formed on at least one optical surface of each of the two optical elements. A positioning mark, and (c) extending around each of the two optical elements and having auxiliary alignment means for preliminarily aligning the two optical elements in the direction perpendicular to the optical axis by mutual connection, And a flange portion for fixing the elements to each other.
上記レンズユニットでは、位置決めマークを利用して2つの光学素子の光軸合わせをする際に、2つの光学素子をこれらにそれぞれ設けたフランジ部を利用して相互に固定するので、2つの光学素子を工程の無駄を省きつつ直接的に固定することができる。つまり、従来固定用に用いていたホルダを省略した分だけ組立工程を簡単なものとすることができるだけでなく、直接的な接続によって高い結像性能のレンズユニットを製造することができる。
フランジ部が2つの光学素子を予備的に位置合わせする補助的アライメント手段を備える場合、位置決めマークを利用した本アライメントの前に一応の予備的アライメントを行うことができ、本アライメントの迅速化を図ることができる。なお、位置決めマークを利用した本アライメントを例えば顕微鏡観察にて行う場合、上述の補助的アライメント手段を利用することによって、2つの位置決めマークを顕微鏡視野に迅速に導入することができる。
In the lens unit described above, when the optical axes of the two optical elements are aligned using the positioning mark, the two optical elements are fixed to each other using the flange portions provided on the two optical elements. Can be fixed directly while eliminating waste of the process. That is, not only can the assembly process be simplified by omitting the holder used for fixing in the past, but also a lens unit with high imaging performance can be manufactured by direct connection.
In the case where the flange portion includes auxiliary alignment means for preliminarily aligning the two optical elements, temporary alignment can be performed temporarily before the main alignment using the positioning mark, thereby speeding up the main alignment. be able to. In addition, when performing this alignment using a positioning mark, for example by microscope observation, two positioning marks can be rapidly introduce | transduced into a microscope visual field by utilizing the above-mentioned auxiliary alignment means.
本発明の具体的態様では、2つの光学素子のそれぞれと、その周囲に延在するそれぞれのフランジ部とは、一体成形により形成されたプラスチック部材である。この場合、位置決めマークを利用してアライメントを行いつつ両プラスチック部材を接合することによって、2つの光学素子からなるレンズユニットを製造することができる。しかも、両プラスチック部材については、位置決めマークとフランジ部は光学面の金型加工時に同時に形成することが可能であり、2つの光学素子の成形と略同一の精度で各位置決めマークと各フランジ部とを成形できるので、各位置決めマークの配置及び各光学素子の間隔等を精密に設定することができる。さらに、各フランジ部が光透過性の材料で形成されるので、光軸に垂直な側方から観察の妨げにならないように位置決めマークを照明することができ、アライメント精度をより高めることができる。 In a specific aspect of the present invention, each of the two optical elements and each flange portion extending around the two optical elements are plastic members formed by integral molding. In this case, a lens unit composed of two optical elements can be manufactured by joining both plastic members while performing alignment using a positioning mark. In addition, for both plastic members, the positioning mark and the flange portion can be formed at the same time when the optical surface is molded, and each positioning mark and each flange portion are formed with substantially the same accuracy as the molding of the two optical elements. Therefore, it is possible to precisely set the arrangement of the positioning marks, the interval between the optical elements, and the like. Further, since each flange portion is formed of a light transmissive material, the positioning mark can be illuminated from the side perpendicular to the optical axis so as not to hinder observation, and the alignment accuracy can be further improved.
また、本発明の別の具体的態様では、補助的アライメント手段が、フランジ部のそれぞれに対向して形成された凹凸形状を嵌合させるものである。この場合、補助アライメント手段を簡単な構造とすることができる。なお、補助的アライメント手段によって予備的アライメントを行う際に、2つの光学素子の光軸方向の間隔を調整することができ、或いは光軸に対する傾きの発生を防止することができる。 Moreover, in another specific aspect of the present invention, the auxiliary alignment means fits the uneven shape formed to face each of the flange portions. In this case, the auxiliary alignment means can have a simple structure. When preliminary alignment is performed by the auxiliary alignment means, the distance between the two optical elements in the optical axis direction can be adjusted, or the occurrence of an inclination with respect to the optical axis can be prevented.
また、本発明の別の具体的態様では、各位置決めマークが、各光学素子の光軸又はその近傍に形成されており、半径が0.1mmの円形領域内に形成されている。この場合、位置決めマークを利用した本アライメントの精度を高めることができるとともに、本アライメントを例えば顕微鏡観察にて行う場合、2つの位置決めマークを顕微鏡視野に収めやすくなる。 In another specific aspect of the present invention, each positioning mark is formed at or near the optical axis of each optical element, and is formed in a circular region having a radius of 0.1 mm. In this case, the accuracy of the main alignment using the positioning marks can be improved, and when the main alignment is performed by, for example, microscopic observation, the two positioning marks can be easily placed in the microscope visual field.
また、本発明の別の具体的態様では、位置決めマークが、2つの光学素子の向かい合った光学面のそれぞれに形成されており、2つの光学素子の接続に際して各位置決めマークの光軸方向の間隔が0.3mm以内である。この場合、位置決めマークを利用した本アライメントの精度を高めることができる。つまり、本アライメントを例えば顕微鏡観察にて行う場合、2つの位置決めマークの双方を比較的鮮明に同時に観察することができる。 Further, in another specific aspect of the present invention, the positioning marks are formed on the optical surfaces facing each other of the two optical elements, and the distance between the positioning marks in the optical axis direction when the two optical elements are connected. It is within 0.3 mm. In this case, the accuracy of the main alignment using the positioning mark can be improved. That is, when this alignment is performed by, for example, microscopic observation, both of the two positioning marks can be observed relatively clearly simultaneously.
また、本発明の別の具体的態様では、各位置決めマークが、凹型若しくは凸型の立体的形状である。この場合、マークの形成が簡単であり、マークによる散乱を利用した簡易な観察が可能になる。 In another specific aspect of the present invention, each positioning mark has a concave or convex three-dimensional shape. In this case, the formation of the mark is simple, and simple observation using scattering by the mark becomes possible.
また、本発明の別の具体的態様では、各位置決めマークの光軸方向の幅をhMとした場合に、以下の条件式
2μm<hM<50μm
を満足する。なお、各位置決めマークの光軸方向の幅hMが2μmを超える場合、両位置決めマークからの散乱が適度に増加して両位置決めマークの観察が比較的容易になる。一方、幅hMが50μm未満である場合、両位置決めマークからの散乱が過剰になることを防止できるとともに検出に際してのノイズ信号の発生を抑えることができ、両位置決めマークの検出精度が高まる。
In another specific aspect of the present invention, when the width of each positioning mark in the optical axis direction is hM, the following conditional expression 2 μm <hM <50 μm
Satisfied. When the width hM in the optical axis direction of each positioning mark exceeds 2 μm, scattering from both positioning marks increases moderately, and observation of both positioning marks becomes relatively easy. On the other hand, when the width hM is less than 50 μm, it is possible to prevent the scattering from both positioning marks from being excessive and to suppress the generation of noise signals at the time of detection, thereby increasing the detection accuracy of both positioning marks.
また、本発明の別の具体的態様では、各位置決めマークの光軸方向から見た輪郭のうち小さい方の内接円半径をrとし、位置決めマーク間の光軸方向の間隔をdとした場合に、
0.02<r/d
を満足する。なお、マークの内接円と間隔との比率r/dが0.02を超える場合、内接円に対して2つのマークの間隔が比較的小さくなるので、2つのマークを同時に観察し易くなる。つまり、ピントボケの発生が少ないのでマークの像が拡大することを防止し、またコントラストを向上させることができるので、著しく視認性が向上し、十分な精度でアライメントを行うことができる。
Further, in another specific aspect of the present invention, when the inscribed circle radius of the smaller one of the contours of each positioning mark viewed from the optical axis direction is r, and the distance between the positioning marks in the optical axis direction is d In addition,
0.02 <r / d
Satisfied. When the ratio r / d between the inscribed circle and the interval of the mark exceeds 0.02, the interval between the two marks with respect to the inscribed circle is relatively small, so that it is easy to observe the two marks simultaneously. . That is, since the occurrence of out-of-focus blur is small, it is possible to prevent the image of the mark from being enlarged and to improve the contrast, so that the visibility is remarkably improved and alignment can be performed with sufficient accuracy.
また、本発明に係る光ヘッドは、光情報記録媒体の記録面上にスポットを形成するための光ヘッドであって、入射光束をスポットとして収束させる対物レンズユニットとして、上述のいずれかのレンズユニットを備える。この場合、例えば記録面上へのスポット形成に際して高精度でNAを大きくすることができ、スポットの微細化すなわち高速・高密度で情報の記録・再生が可能になる。 An optical head according to the present invention is an optical head for forming a spot on a recording surface of an optical information recording medium, and is one of the lens units described above as an objective lens unit that converges an incident light beam as a spot. Is provided. In this case, for example, when forming a spot on the recording surface, the NA can be increased with high accuracy, and the spot can be miniaturized, that is, information can be recorded / reproduced at high speed and high density.
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、上述の光ヘッドを備え、光情報記録媒体の記録面上の情報を読み取り、若しくは光情報記録媒体に情報を書き込むことができる。この場合、記録面上へのスポット形成に際して高精度で例えば0.85以上にNAを大きくすることができ、スポットの微細化によって高速・高密度で情報の記録或いは情報の再生が可能になる。この場合、記録面上へのスポット形成に際して非点収差、球面収差等が発生しにくくなり、高NAの対物レンズからなる光ヘッドであっても高い検出精度等を確保することができるので、高記録密度の光ディスクに対して高速で情報の記録・再生が可能になる。 An optical pickup device according to the present invention includes the above-described optical head, and can read information on the recording surface of the optical information recording medium or write information on the optical information recording medium. In this case, when forming a spot on the recording surface, the NA can be increased with high accuracy, for example, 0.85 or more, and information can be recorded or reproduced at high speed and high density by making the spot finer. In this case, astigmatism, spherical aberration, and the like are less likely to occur during spot formation on the recording surface, and high detection accuracy and the like can be ensured even with an optical head composed of a high NA objective lens. Information can be recorded / reproduced at high speed on an optical disc having a recording density.
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態に係る光ヘッド用のレンズユニットついて説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a lens unit for an optical head according to a first embodiment of the present invention will be described.
図1は、レンズユニットの側方断面図である。このレンズユニット10は、集光用の対物レンズ部材20と、波面収差補正用の位相光学素子部材30とを接合したものである。前者の対物レンズ部材20は、一対成形されたプラスチック部材であり、光学素子である円形のレンズ部21と、このレンズ部21の周囲に形成された環状のフランジ部22とを備える。また、後者の位相光学素子部材30も、一対成形されたプラスチック部材であり、光学素子である円形の位相素子部31と、この位相素子部31の周囲に形成された環状のフランジ部32とを備える。対物レンズ部材20のフランジ部22と位相光学素子部材30のフランジ部32とは、レーザ等の手段によってそれらの接合面において互いに接続されてレンズユニット10の組立が完了する。
FIG. 1 is a side sectional view of the lens unit. This
対物レンズ部材20において、レンズ部21は、例えばBlu−ray系で波面収差が最小になるように設計されたものであり、具体的には、波長408nmの光源光を開口数NA0.85でBlu−ray用ディスク中の記録面に集光させる。一方、フランジ部22は、位相光学素子部材30側に突起する環状の突起部22aからなり、その先端には、外側に向けて低くなっている環状の段差22bが形成されている。後述するが、この段差22bは、光軸OA方向のアライメントや光軸OAに垂直方向の予備アライメントのために使用される。
In the
位相光学素子部材30において、位相素子部31は、例えばBlu−ray系の波長で波面変化をほとんど発生させずDVD系の波長で波面収差を補正するものとなっている。つまり、Blu−ray系のみならずDVD系でも波面収差が最小になるように設計されている。具体的には、波長408nmの光源光を開口数NA0.85でBlu−ray用ディスク中の記録面に集光させるとともに、DVD用の波長650nmの光源光を開口数NA0.65でDVD用ディスク中の記録面に集光させる。一方、フランジ部32は、対物レンズ部材20側に突起する環状の突起部32aからなり、その先端には、内側に向かうエッジ32bが形成されている。後述するが、このエッジ32bは、対物レンズ部材20に設けた段差22bと協働して補助的アライメント手段として機能し、光軸OA方向のアライメントや光軸OAに垂直な方向の予備アライメントのために使用される。
In the phase
図2は、位相光学素子部材30に設けた位相素子部31の拡大断面図である。この位相素子部31に設けた一方の光学面31aは、レンズ部21の一方の光学面21aに対向しており、光軸OAを中心とした輪帯状のフレネルレンズFLが形成されている。また、位相素子部31に設けた他方の光学面31bは、一方の光学面31aの背面に形成されており、平面形状が光軸OAを中心とする輪帯状で光軸OAを通る断面形状が階段状の位相構造PHを備える。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the
図3は、図1に示すレンズユニット10の要部の拡大断面図である。図示のように、対物レンズ部材20側に設けた一方の光学面21aは、滑らかな凸面になっており、その光軸OA上の先端部に第1の位置決めマークである微小突起21dを有する。この突起21dは、円柱状の外形を有しており、半径r1が数10μm程度であり、高さhM1が数μm〜数10μmである。突起21dの半径r1が小さいとアライメント精度を向上させやすいが、突起21dの半径r1が小さ過ぎると検出や観察が困難となるので、アライメント精度等を考慮して突起21dの半径r1を適宜設定する。また、突起21dの高さhM1が低いと突起21dの上面、側面等での散乱が減り、突起21dの高さhM1が高いと散乱が過剰となって検出精度が下がるので、アライメント精度等を考慮して突起21dの高さhM1を適宜設定する。
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the
一方、位相光学素子部材30の位相素子部31に設けた一方の光学面31aは、対物レンズ部材20の光学面21aに対向しており、その光軸OA上の中央部に第2の位置決めマークである微小突起31dを有する。この突起31dは、円柱状の外形を有しており、半径r2が数10μm程度であり、高さhM2も数μm〜数10μmである。つまり、突起31dの形状及び寸法は、光学面21aに設けた突起21dに対応するものとなっている。
On the other hand, one
なお、レンズ部21の光学面21aから位相素子部31の光学面31aまでの光軸OA上の距離dは、数μm〜数10μmとしている。両光学面21a,31aの距離dが広すぎると両突起21d,31dが離間しすぎて同時に観察することが困難になり、両突起21d,31dの像を重ね合わせるアライメント精度が低下しレンズユニット10の結像精度が低下する。逆に、両光学面21a,31aの距離dが近すぎると両突起21d,31dが近接して当たる可能性があるので、結像精度、アライメント精度等を考慮して両突起21d,31dの距離dを適宜設定する。
A distance d on the optical axis OA from the
図4は、図1等に示す対物レンズ部材20のフランジ部22と位相光学素子部材30のフランジ部32とのアライメントを説明する拡大図である。一方のフランジ部22に設けた凹凸形状である突起部22aは、段差22bを有しており、その後退した端面ES1は、他方のフランジ部32に設けた突起部32aに形成された別の凹凸形状であるエッジ32bの端面ES1と当接する。これにより、フランジ部22とフランジ部32とについて光軸OA方向の位置決めすなわちレンズ部21及び位相素子部31の光軸OA方向の間隔を精密に設定することができる。また、前者の突起部22aに形成された段差22bは外周面OSを有し、後者の突起部32aに形成されたエッジ32bは内周面ISを有する。外周面OSの直径は、内周面ISの直径よりもわずかに小さくなっており、外周面OS及び内周面ISの間には数μm〜数10μmのわずかな隙間が形成されている。これにより、フランジ部22とフランジ部32とについて光軸OAに垂直な方向のラフな位置決めを行うことができ、結果的にレンズ部21及び位相素子部31を光軸OAに垂直な面内で予備的にアライメントすることができる。このような予備的なアライメントによって、図3に示す両突起21d,31dを一定精度の範囲内で近接して配置することができる。つまり、フランジ部22の突起部22aとフランジ部32の突起部32bとを互いにはめ合わせるだけの簡単な作業によって本アライメント用の両突起21d,31dに互いに予備的アライメントを施すことができ、例えば顕微鏡によって予備アライメント後の対物レンズ部材20と位相光学素子部材30とを観察した場合、顕微鏡視野中において両突起21d,31dの像を同時に観察することができる。よって、本アライメント時には、顕微鏡視野を観察しつつ両突起21d,31dの像が完全に重複するように両フランジ部22,32を光軸OAに垂直方向に相対的に微動させることによって、レンズ部21と位相素子部31とを光軸OAに垂直な方向に精密にアライメントすることができ、結果的に得られるレンズユニット10の結像性能を各使用波長に対して所望の精度とすることができる。なお、本アライメントに際しては、レンズユニット10の側面を構成する突起部22a,32bからレンズユニット10内部に観察用の照明光を導入することができる。これにより、本アライメント用の両突起21d,31dを暗視野照明で観察することができ、両突起21d,31dでの散乱光を利用した計測がより精密になる。
FIG. 4 is an enlarged view for explaining alignment between the
図5は、対物レンズ部材20の製造を説明する図である。対物レンズ部材20の表面は、第1の光学面21aと、第2の光学面21bと、フランジ表面21cとからなる。ここで、両光学面21a,21bはレンズ部21に対応し、フランジ表面21cはフランジ部32に対応する。各面21a,21b,21cは、対物レンズ部材20の射出成型時に形成されるキャビティを構成する3つの型部材の内面に対応しており、第1の光学面21aとフランジ表面21cとの間には一対の型部材の境界である第1パーティングラインL1が形成されており、第2の光学面21bとフランジ表面21cとの間にも一対の型部材の境界である第2パーティングラインL2が形成されている。以上からも明らかなように、フランジ表面21cは、両光学面21a,21bと同一の精度で形成されている。つまり、予備アライメント用の両突起21d,31dも光学面の精度で形成されており、予備アライメントにおいて、特にレンズ部21や位相素子部31の傾きの低減を極めて高精度で実現することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the production of the
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係るレンズユニットについて説明する。このレンズユニットは、上記第1実施形態に係るレンズユニット10を予備アライメント等に関して変形したものであり、同一部分には同一の符号を付して重複説明を省略する。図6は、本実施形態に係るレンズユニット110の側方断面図であり、図7は、対物レンズ部材120の正面図である。この場合、対物レンズ部材120に設けたフランジ部22の突起部122aの先端において放射状に4つ溝RGが形成されている。これらの溝RGには、位相光学素子部材130に設けたフランジ部32の突起部132aの先端に放射状に形成された4つ突起PLがそれぞれ嵌合する。これにより、フランジ部122の突起部122aの溝RGとフランジ部132の突起部132aの突起PLとを互いにはめ合わせるだけの簡単な作業によって本アライメント用の両突起21d,31d(図3参照)を互いに予備アライメントすることができ、例えば顕微鏡によって予備アライメント後の対物レンズ部材120と位相光学素子部材130とを観察した場合、観察視野中において両突起21d,31dの像を同時に観察することができる。さらに、両フランジ部122,132に設けた一対の突起部122a,132b端面の当接によって、レンズ部21及び位相素子部31の光軸OA方向の間隔を精密に設定することができる。
[Second Embodiment]
Hereinafter, the lens unit according to the second embodiment will be described. This lens unit is a modification of the
以上の第2実施形態において、対物レンズ部材120のフランジ部22に設けた4つ溝RGの側方のエッジは、光軸OAを中心として放射状に広がっている。つまり、これらの溝RGは、外側に向かって直線状に延び、外側に向かって幅が徐々に広がっている。また、図示を省略するが、位相光学素子部材130のフランジ部32に設けた4つの突起PLも、外側に向かって直線状に延び、外側に向かって幅が徐々に広がっている。溝RGや突起PLをこのような形状とすることにより、対物レンズ部材120や位相光学素子部材130の形成に際して、冷却時の熱収縮等によってフランジ部22,32が相似変形しても、両部材120,130の確実な嵌合を確保することができ、しかも予備アライメントの精度も維持される。
In the second embodiment described above, the side edges of the four grooves RG provided in the
〔第3実施形態〕
図8は、上記第1及び第2実施形態に係るレンズユニット10,110を光ヘッドに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。
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device in which the
この光ピックアップ装置は、第1の光ディスク61の情報再生用の半導体レーザ62と、第2の光ディスク65の情報再生用の半導体レーザ66とを有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。両半導体レーザ62、66からのレーザ光は、光ヘッド200に組み込んだ対物レンズユニット(具体的には、第1及び第2実施形態のレンズユニット10,110)を利用して光ディスク61、65に照射され、光ディスク61、65からの反射光は、対物レンズユニットとしてのレンズユニット10,110を利用して集光される。
This optical pickup device has a
まず第1の光ディスク61を再生する場合、第1半導体レーザ62からビームを出射し、出射された光束は、ビームスプリッタ71を透過し、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り76によって絞られ、レンズユニット10,110により第1の光ディスク61の透明基板61aを介して情報記録面61bに集光される。
First, when reproducing the first
情報記録面61bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再びレンズユニット10,110、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73を透過して、偏光ビームスプリッタ72に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ78により非点収差が与えられ、光検出器79上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第1光ディスク61に記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the
また、光検出器79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光ヘッド200に組み込んだ2次元アクチュエータ81が第1の半導体レーザ62からの光束を第1光ディスク61の情報記録面61b上に結像するようにレンズユニット10,100を光軸方向に移動させるとともに、この半導体レーザ62からの光束を所定のトラックに結像するようにレンズユニット10,100を光軸に垂直な方向に移動させる。
Further, a change in the amount of light due to a change in the shape of the spot and a change in position on the
一方、第2の光ディスク65を再生する場合、第2半導体レーザ66からビームを出射し、出射された光束は、光合成手段であるビームスプリッタ71で反射され、上記第1半導体レーザ62からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74、絞り76、レンズユニット10,110を透過し、第2の光ディスク65の透明基板65aを介して情報記録面65bに集光される。
On the other hand, when reproducing the second
情報記録面65bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再びレンズユニット10,110、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73、偏光ビームスプリッタ72、シリンドリカルレンズ78を介して、光検出器79上へ入射し、その出力情号を用いて、第2光ディスク65に記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the
また、第1光ディスク61の場合と同様、光検出器79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、光ヘッド200に組み込んだ2次元アクチュエータ81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ユニット10,100を移動させる。
Further, as in the case of the first
第3実施形態の光ピックアップ装置では、精密にアライメントされた一対の光学素子からなるレンズユニット10,110を用いているので、かかるレンズユニット10,110による一対の半導体レーザ62,66からのスポット光の結像精度をともに高めることができる。つまり、光ヘッド200に設けたレンズユニット10,110を高NAの対物レンズユニットとして動作させて、記録密度を高めつつ、高い検出精度、記録精度等を確保することができる。
In the optical pickup device of the third embodiment, since the
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、本アライメント用の一対の位置決めマークを一対の円柱状の突起21d,31dで形成しているが、これら位置決めマークは、凸部に限らず凹部とすることができ、その形状も円柱に限らず角柱状、角錐状、環状突起状、環状凹部等の多様な立体的形状とすることができる。さらに、これら位置決めマークは、単一の立体形状に限らず複数の立体形状とすることができ、或いは立体形状の適当な面に微細な散乱構造を形成することもできる。
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, the pair of positioning marks for the alignment is formed by the pair of
また、本アライメント用の位置決めマークは、上記のような立体形状に限らず、適当な領域に形成した微小ミラーとすることができ、或いはマスクや色素を形成した微小な領域とすることができる。 The alignment mark for alignment is not limited to the three-dimensional shape as described above, but can be a micromirror formed in an appropriate region, or a microregion formed with a mask or a dye.
また、上記実施形態では、2つの光学素子からなるレンズユニット10,110について説明したが、3つ以上の光学素子からなるレンズユニットの場合も、例えば隣接するいずれか2つの光学素子を上記実施形態と同様の位置決めマークでアライメントすることができる。この場合も、各光学素子の周囲に形成したフランジによって予備アライメント等が可能になるだけでなく、レンズユニットの組立が簡単になり、かつ、各光学素子間の位置決め精度も向上する。
In the above embodiment, the
10…レンズユニット、 20…対物レンズ部材、 21…レンズ部、 21a,21b…光学面、 21d…突起、 22…フランジ部、 22a…突起部、 22b…段差、 30…位相光学素子部材、 31…位相素子部、 31a,31b…光学面、 31d…突起、 32…フランジ部、 61、65…光ディスク、 62…第1半導体レーザ、 66…第2半導体レーザ、 71…ビームスプリッタ、 72…偏光ビームスプリッタ、 79…光検出器、FL…フレネルレンズ、OA…光軸、PH…位相構造
DESCRIPTION OF
Claims (11)
予備アライメント後、前記2つの光学素子のそれぞれの少なくとも1つの光学面にそれぞれ形成された光軸合わせ用の位置決めマークを観察しつつ前記2つの光学素子のフランジ部を光軸の垂直方向に相対的に微動させて本アライメントを行う工程と、After preliminary alignment, the flange portions of the two optical elements are relatively positioned in the direction perpendicular to the optical axis while observing positioning marks for optical axis alignment formed on at least one optical surface of each of the two optical elements. A step of performing the main alignment by slightly moving
を備えるレンズユニットの製造方法。A method of manufacturing a lens unit comprising:
前記2つの光学素子のそれぞれの少なくとも1つの光学面にそれぞれ形成された光軸合わせ用の位置決めマークと、
前記2つの光学素子のそれぞれの周囲に延在するとともに、相互の接続によって前記2つの光学素子を光軸垂直方向について予備的に位置合わせする補助的アライメント手段を備え、前記2つの光学素子を相互に固定するフランジ部と
を備えるレンズユニット。 Two optical elements, at least one of which is a lens,
A positioning mark for optical axis alignment formed on at least one optical surface of each of the two optical elements;
Auxiliary alignment means extending around each of the two optical elements and preliminarily aligning the two optical elements with respect to a direction perpendicular to the optical axis by mutual connection is provided. A lens unit including a flange portion fixed to the lens.
2μm<hM<50μm
を満足することを特徴とする請求項7記載のレンズユニット。 When the width in the optical axis direction of each positioning mark is hM, the following conditional expression 2 μm <hM <50 μm
The lens unit according to claim 7, wherein:
0.02<r/d
を満足することを特徴とする請求項7及び請求項8のいずれか一項記載のレンズユニット。 Of the contours seen from the optical axis direction of each positioning mark, the smaller inscribed circle radius is r, and the optical axis direction interval between the positioning marks is d,
0.02 <r / d
The lens unit according to claim 7, wherein the lens unit is satisfied.
入射光束をスポットとして収束させる対物レンズユニットとして、請求項2から請求項9のいずれか一項記載のレンズユニットを備えることを特徴とする光ヘッド。 An optical head for forming spots on a recording surface of an optical information recording medium,
An optical head comprising the lens unit according to claim 2 as an objective lens unit that converges an incident light beam as a spot.
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