(57)【要約】【課題】高密度光ディスクの記録／再生に使用される４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光の透過率及び耐光性に優れ、なおかつ、湿度変化に起因した球面収差を補正することのできる光ピックアップ装置、及び、この光ピックアップ装置を備えた光情報記録再生装置を提供する。【解決手段】高分子膜湿度センサＨＵＭにより湿度を検出することができ、湿度変化を検出した場合に、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、結果として、湿度変化に起因して発生する球面収差を補正することができる。さらには、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、湿度変化に起因して発生する球面収差だけでなく、厚さ方向に複数の情報記録面を有するＢＤにおいて、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４２０ｎｍ）の光束を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からの光束を光ディスクの保護基板を介して情報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、前記情報記録面で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光する受光素子と、を備え、前記光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物レンズをアクリル系の樹脂により構成し、
前記対物レンズにより前記情報記録面上に集光される光束における、湿度変化によって発生する球面収差を補正する球面収差補正手段を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記球面収差補正手段は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を含み、前記レンズ又はレンズ群を光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記レンズまたはレンズ群は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中において、前記レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズを有し、前記正レンズを光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記レンズまたはレンズ群は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中において、前記レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズと、前記正レンズと前記対物レンズとの間に配置された、負の屈折力を有する負レンズとを有し、前記負レンズを光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記球面収差補正手段は、前記レーザ光源と前記光ディスクとの間の光路中に配置した液晶素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
複数種の光ディスクに対し情報を記録及び／又は再生可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか1項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記複数種、それぞれの光ディスクの保護基板の厚さに応じて、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、前記それぞれの光ディスクの情報記録面上に集光される光束における収差補正を行うことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
一種類のみの光ディスクに対し情報を記録及び／又は再生可能であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクにおいて、それぞれの情報記録面の情報に対して記録及び／又は再生可能であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに応じて、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、前記それぞれの情報記録面上に集光される光束における収差補正を行うことを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
湿度検出手段を有することを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び当該光ピックアップ装置を備えた光情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年における光ディスクの大容量化、高密度化の進展により、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ；以下ＢＤとする）などの高密度光ディスクの開発・実用化が進められている。記録容量が向上した高密度光ディスクに対して最適な記録又は再生を行うためには、光ディスク装置（以下、光情報記録再生装置と称することもある）に用いる光ピックアップ装置の光学系を通して集光される光スポットの径を小さくする必要がある。スポット系はλ／ＮＡ（ここで、λはレーザ光源の波長、ＮＡは対物レンズの開口数）に比例するため、レーザ光源の短波長化及び高開口数化によりスポット径を小さくすることができる。短波長化については、波長約４００ｎｍの青紫色半導体レーザの研究が進み、既に実用化されている。なお、上記ＢＤでは、光ピックアップ装置の対物レンズとして開口数ＮＡ０．８５、レーザ光源波長４０５ｎｍの仕様で情報の記録及び／又は再生（以下、情報の記録／再生という）を行うことができる。
【０００３】
ところで、上記のような波長約４００ｎｍの短波長レーザ光は非常に大きな光エネルギーを有している。そのため、このようなレーザ光の光路上に配置される光学素子は、光エネルギーの吸収によって変形・変質しないよう、耐光性に優れた材料で形成されていることが好ましい。一般に光ピックアップ装置の光学素子は、ポリオレフィン系樹脂等のプラスチックや、ガラスを成形することにより製造される。
【０００４】
ここで、ガラスは上記のような短波長レーザ光に対して、耐光性に優れた材料であるため有効であるといえる。しかし、一般的にガラスはプラスチックよりも比重が大きいという特徴を有する。そのためガラスを光ピックアップ装置の対物レンズに使用した場合、対物レンズの総質量が大きくなり、駆動機構（フォーカシング及びトラッキング用のアクチュエータ）への負担が増大するという問題が生じる。この問題を解消すべく、高性能で大型のアクチュエータを駆動機構に用いると、結果として光ピックアップ装置の省スペース化や製造コストの増大を招くという新たな問題が生じる。また、ガラスは射出成形ができず製造が困難なため、大量生産に向いておらず、製造コストの増加という問題も招く。
【０００５】
これに対し、ポリオレフィン系の樹脂は、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光の照射を長時間受けた場合に、当該光学素子が変形・変質したり屈折率が変動したりするなど樹脂特性（耐光性・耐熱性）が低下するという問題がある。特に高密度光ディスクの記録／再生において、ＣＤやＤＶＤの場合と比較して小さいスポット径が用いられる為、光学素子の変形・変質による球面収差の変化や透過率の低下による光量の変化がより大きな問題となるので、これらを長時間にわたり低減することが求められている。また、ポリオレフィン系樹脂に４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光の照射を長時間行った場合の樹脂特性の低下は、回復できない特性低下であるため、使用上耐えないレベルまで樹脂特性が低下してしまった場合は、対物レンズの交換を余儀なくされるという問題もある。
【０００６】
一方、特許文献１には、ポリオレフィン系樹脂以外のプラスチック材料として、アクリル系の樹脂を光ピックアップ装置の対物レンズに用いることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３５１１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したような、短波長のレーザ光の照射によるポリオレフィン系樹脂の樹脂特性の低下という問題に直面した本願発明者は、一般的にアクリル系の樹脂がポリオレフィン系の樹脂と比較して４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光の透過率および耐光性に優れ、しかも耐熱性に優れているという点に着目し、光ピックアップ装置の光学素子をアクリル系樹脂で構成すれば、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光に対して樹脂特性の低下を抑えることができるのではないかと考えた。
【０００８】
ところが、アクリル系の樹脂は、一般的にポリオレフィン系の樹脂に比べ湿度変化による吸水率の変化が大きく、それに起因した屈折率の変化も大きいという特徴も併せ持つ。したがって、特許文献１のように、光ピックアップ装置の対物レンズをアクリル系の樹脂で構成した場合、湿度変化により対物レンズの屈折率が変化し、球面収差を発生してしまう恐れがあるという新たな問題が見出された。
【０００９】
特に、ＢＤのような高密度光ディスクや、厚さ方向に複数の情報記録面を有する多層式の高密度光ディスクに対する情報の記録／再生において、対物レンズの収差特性は、きわめて高いものが要求される。そのため、上記のような球面収差が発生した場合、情報の記録／再生を適切に行うことが困難な場合がある。
【００１０】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、高密度光ディスクの記録／再生に使用される４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光の透過率及び耐光性に優れ、なおかつ、湿度変化に起因した球面収差を補正することのできる光ピックアップ装置、及び、この光ピックアップ装置を備えた光情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１（３８０ｎｍ≦λ１≦４２０ｎｍ）の光束を出射するレーザ光源と、前記レーザ光源からの光束を光ディスクの保護基板を介して情報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、前記情報記録面で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光する受光素子と、を備え、前記光ディスクの情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置において、
前記対物レンズをアクリル系の樹脂により構成し、
前記対物レンズにより前記情報記録面上に集光される光束における、湿度変化によって発生する球面収差を補正する球面収差補正手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、対物レンズをアクリル系の樹脂で構成し且つ湿度変化によって発生する球面収差を補正する球面収差補正手段を備えることで、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光を集光するために用いる前記対物レンズの透過率及び耐光性が低下することを抑えることができ、かつ湿度変化に起因した球面収差を補正することができる。例えばポリオレフィン系樹脂の対物レンズを用いた場合、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光を照射し続けることによって樹脂特性が回復不能に低下するので、比較的短期のサイクルで対物レンズを交換しなければならないという問題があるが、湿度変化に起因した対物レンズの屈折率変化は、回復可能な特性であるため、対物レンズをアクリル系の樹脂で構成すれば、その交換サイクルを大幅に延長することができるという効果も得られる。
【００１３】
また、光ピックアップ装置の対物レンズをアクリル系の樹脂で構成しているため、射出成形することができ、製造を容易に行える。そのため、対物レンズを大量生産することができるので、光ピックアップ装置の低廉化を図ることもできる。また、ガラス等の対物レンズに比べ、より軽量化を図ることができるので、駆動機構への負担を低減させることができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記球面収差補正手段は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を含み、前記レンズ又はレンズ群を光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記レンズまたはレンズ群は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中において、前記レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズを有し、前記正レンズを光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記レンズまたはレンズ群は、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中において、前記レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズと、前記正レンズと前記対物レンズとの間に配置された、負の屈折力を有する負レンズとを有し、前記負レンズを光軸方向に移動して、前記対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記球面収差補正手段は、前記レーザ光源と前記光ディスクとの間の光路中に配置した液晶素子であることを特徴とする。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置において、複数種の光ディスクに対し情報を記録及び／又は再生可能であることを特徴とする。
【００１９】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の光ピックアップ装置において、前記複数種、それぞれの光ディスクの保護基板の厚さに応じて、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、前記それぞれの光ディスクの情報記録面上に集光される光束における収差補正を行うことを特徴とする。
【００２０】
本発明では、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、光ディスクの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差、及び、湿度変化に起因して発生する球面収差も補正することができる。つまり、保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正する機能と、湿度変化に起因して発生する球面収差を補正する機能とを同一の構成により実現することができる。したがって、かかる同一の構成で異なる原因により発生する複数の球面収差を補正することができるため、光ピックアップ装置の構成を簡易化できるとともに装置の低廉化を図ることができる。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の光ピックアップ装置において、一種類のみの光ディスクに対し情報を記録及び／又は再生可能であることを特徴とする。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載の光ピックアップ装置において、厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクにおける、それぞれの情報記録面の情報に対して記録及び／又は再生可能であることを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載の光ピックアップ装置において、前記それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに応じて、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、前記それぞれの情報記録面上に集光される光束における収差補正を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明では、前記レーザ光源と前記対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動させることにより、厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクのそれぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差、及び、湿度変化に起因して発生する球面収差も補正することができる。つまり、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正する機能と、湿度変化に起因して発生する球面収差を補正する機能とを同一の構成で実現することができる。したがって、かかる同一の構成で異なる原因により発生する複数の球面収差を補正することができるため、装置の構成を簡易化できるとともに装置の低廉化を図ることができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０の何れか１項に記載の光ピックアップ装置において、湿度検出手段を有することを特徴とする。
【００２６】
請求項１２に記載の光情報記録再生装置は、請求項１〜１１の何れか１項に記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。
【００２７】
（光ピックアップ装置）
本発明に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源と、レーザ光源からの光束を光ディスクの保護基板を介して情報記録面上に集光する対物レンズと、情報記録面で反射され対物レンズを透過した光束を受光する受光素子とを有し、光ディスクの情報の記録／再生を行うものである。
【００２８】
一種類の光ディスクに対してのみ記録／再生を行う光ピックアップ装置の場合は、レーザ光源は一つのみでもよい。（このような光ピックアップ装置においても、光ディスクを第１光ディスク、レーザ光源を第１レーザ光源と称することもある。）ここで、一種類の光ディスクとは、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤといった異なる規格の光ディスクのうち、いずれか一種類の規格の光ディスクのことを指す。一方、複数の種類の光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置の場合は、レーザ光源を複数有していてもよい。例えば、第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの３種類の光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置の場合は、第１レーザ光源、第２レーザ光源及び第３レーザ光源の少なくとも３つのレーザ光源を有することが好ましい。また、第１光ディスク、第２光ディスク及び第３光ディスクの３種類の光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置の場合は、第１レーザ光源からの第１光束を第１光ディスクの情報記録面上に集光させ、第２レーザ光源からの第２光束を第２光ディスクの情報記録面上に集光させ、第３レーザ光源からの第３光束を第３光ディスクの情報記録面上に集光することが好ましい。さらに、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクの情報記録面からの反射光束を受光する受光素子を有することが好ましい。
【００２９】
（光ディスク）
第１光ディスクは、厚さがｔ１の保護基板と情報記録面とを有する。また、光ピックアップ装置が、複数種類の光ディスクの記録／再生を行うものである場合、第２光ディスクは厚さがｔ２（ｔ１＜ｔ２）の保護基板と情報記録面とを有する。第３光ディスクは、厚さがｔ３（ｔ２＜ｔ３）の保護基板と情報記録面とを有する。第１光ディスクがＢＤであり、第２光ディスクが、ＤＶＤであり、第３光ディスクがＣＤであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第１光ディスク、第２光ディスク又は第３光ディスクは、厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクでもよい。
【００３０】
第１光ディスクの例としては、ＮＡ０．８５の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．１ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＢＤ：ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ））が挙げられる。更に、第２光ディスクの例としては、ＮＡ０．６０〜０．６７程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが０．６ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＤＶＤ系列光ディスク）が挙げられる。ＤＶＤ系列光ディスクの例としては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ−Ａｕｄｉｏ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等がある。また、第３光ディスクの例としては、ＮＡ０．４５〜０．５１程度の対物レンズにより情報の記録／再生が行われ、保護基板の厚さが１．２ｍｍ程度である規格の光ディスク（例えば、ＣＤ系列光ディスク）が挙げられる。ＣＤ系列光ディスクの例としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ａｕｄｉｏ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等がある。なお、記録密度については、第１光ディスクの記録密度が最も高く、次いで第２光ディスク、第３光ディスクの順に低くなることが好ましい。
【００３１】
（保護基板の厚さ）
なお、保護基板の厚さｔ１、ｔ２、ｔ３に関しては、以下の条件式（１）、（２）、（３）を満たすことが好ましいが、これに限られない。
０．０６００ｍｍ≦ｔ１≦０．１２５ｍｍ      （１）
０．５ｍｍ≦ｔ２≦０．７ｍｍ       （２）
１．０ｍｍ≦ｔ３≦１．３ｍｍ       （３）
【００３２】
（レーザ光源）
レーザ光源としては、半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが好ましい。第1レーザ光源から出射される第１光束の第１波長λ１、第２レーザ光源から出射される第２光束の第２波長λ２（λ２＞λ１）、第３レーザ光源から出射される第３光束の第３波長λ３（λ３＞λ２）は以下の条件式（４）、（５）を満たすことが好ましい。
【００３３】
（レーザ波長）
１．５×λ１＜λ２＜１．７×λ１       （４）
１．９×λ１＜λ３＜２．１×λ１       （５）
【００３４】
また、第１光ディスク、第２光ディスク、第３光ディスクとして、それぞれ、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤが用いられる場合、第１レーザ光源の第１波長λ１は好ましくは、３５０ｎｍ以上、４４０ｎｍ以下、より好ましくは、３８０ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下であって、第２レーザ光源の第２波長λ２は好ましくは５７０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下、より好ましくは６３０ｎｍ以上、６７０ｎｍ以下であって、第３レーザ光源の第３波長λ３は好ましくは、７５０ｎｍ以上、８８０ｎｍ以下、より好ましくは、７６０ｎｍ以上、８２０ｎｍ以下である。
【００３５】
（ユニット化）
また、第１レーザ光源、第２レーザ光源、第３レーザ光源のうち少なくとも２つのレーザ光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第１レーザ光源と第２レーザ光源とが１パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、２つのレーザ光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、レーザ光源に加えて、後述する受光素子を１パッケージ化してもよい。
【００３６】
（受光素子）
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上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、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物レンズを移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に２つのサブの光検出器を設け、当該２つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各レーザ光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
【００３７】
（集光光学系）
本発明に係る光ピックアップ装置は、対物レンズを有する。また、対物レンズの他にビームスプリッタを有していてもよい。ビームスプリッタとは光束を二つ以上に分割する光学素子のことをいう。また、対物レンズの他にコリメートレンズ等のカップリングレンズを有していてもよい。カップリングレンズとは、対物レンズとレーザ光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。コリメートレンズは、カップリングレンズの一種で、コリメートレンズに入射した光を平行光にして出射するレンズである。更に光ピックアップ装置は、レーザ光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。また、光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射された光束の光路内に１／４波長板や絞りを有していてもよい。１／４波長板はコリメートレンズを透過した光を直線偏光から円偏光に変える光学素子であり、絞りは光束を所定の開口数に制限する光学素子である。
【００３８】
（対物レンズ）
本明細書において、対物レンズとは、レーザ光源からの光束を光ディスクの保護基板を介して情報記録面上に集光する正の屈折力を有する光学素子である。また、対物レンズは、光ディスクに対向する位置に配置されていることが好ましい。更に、対物レンズはアクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能であることが好ましい。対物レンズは、二つ以上の複数のレンズ及び光学素子から構成されていてもよいし、単玉の対物レンズのみでもよいが、好ましくは単玉の対物レンズである。
【００３９】
また、対物レンズは、その外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部を有することが好ましい。このフランジ部により、対物レンズを光ピックアップ装置に精度よく取り付けることができる。
【００４０】
（対物レンズのＮＡ）
第１光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置に必要な対物レンズの開口数をＮＡ１とし、第２光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置に必要な対物レンズの開口数をＮＡ２（ＮＡ１＞ＮＡ２）とし、第３光ディスクに対して記録／再生を行う光ピックアップ装置に必要な対物レンズの開口数をＮＡ３（ＮＡ２＞ＮＡ３）とする。ＮＡ１は、０．８以上、０．９以下であることが好ましい。特にＮＡ１は０．８５であることが好ましい。ＮＡ２は、０．５５以上、０．７以下であることが好ましい。特にＮＡ２は０．６０であることが好ましい。また、ＮＡ３は、０．４以上、０．５５以下であることが好ましい。特にＮＡ３は０．４５又は０．５３であることが好ましい。
【００４１】
光ディスクの情報記録面上に形成されたスポットの球面収差は、対物レンズの開口数ＮＡとレーザ光源の波長λにより決まり、ＮＡ4／λに比例して増大する。そのため、光ディスクの高密度化のために対物レンズの開口数を大きくしたり、レーザ光源の波長を短くした場合には、湿度変化に起因して発生する球面収差がより大きくなり、安定した記録／再生特性が得られない虞がある。よって、ＮＡが０．８以上の場合には、本発明の効果がより顕著となる。
【００４２】
（対物レンズの材料）
本発明に係る光ピックアップ装置の対物レンズは、アクリル系の樹脂から形成されている。アクリル系の樹脂とは、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルの重合体をいう。
【００４３】
また、アクリル系の樹脂としては、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸イソボルニル単位およびアクリル酸エステル単位を必須成分とし、Ｎ−置換マレイミドおよび芳香族ビニル化合物を実質的に含有しないアクリル樹脂であることが好ましい。また、アクリル樹脂は、４０５ｎｍの光線透過率および４０５ｎｍの光線に対する耐光性を満足させるため、Ｎ―メチルマレイミド、Ｎ−エチルマレイミド、Ｎ−プロピルマレイミド、Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−メチルマレイミド、Ｎ−クロロフェニルマレイミド等のＮ−置換マレイミドおよびスチレン、α―メチルスチレン、α―エチルスチレン等のα―置換スチレン、フルオロスチレン、メチルスチレン等の核置換スチレン等の芳香族ビニル化合物を実質的に含有しないことが好ましい。ここに、「Ｎ−置換マレイミドおよび芳香族ビニル化合物を実質的に含有しない」とは、本発明のアクリル樹脂１００質量％中における特定の２種類の成分含有量が、それぞれ３質量％以下であることを意味する。含有量はそれぞれ１質量％以下であることが好ましく、それぞれ０．１質量％以下であることがより好ましい。含有量は少ないほど更に好ましい。なお、特定の２種類の成分含有量は熱分解ガスクロ、ＩＲ、ＮＭＲなどの分析機器を用いることにより、容易に確認することができる。
【００４４】
（メタクリル酸エステルを主成分とする樹脂）
アクリル樹脂としては、メタクリル酸エステルを主成分とする樹脂であることが好ましい。ここに、「メタクリル酸エステルを主成分とする」とは、メタクリル酸エステル単位が５０質量％以上であることを言う。
【００４５】
（メタクリル酸メチル単位）
アクリル樹脂を構成するメタクリル酸メチル単位は、光学特性および機械的強度の観点から必要であることが好ましい。その割合としては、特に限定されないが、成形時の機械的強度を満足させるためには、本発明のアクリル樹脂１００質量％を基準として、４０質量％以上が好ましく、より好ましくは、５５質量％以上である。また、吸湿性の観点から、８４質量％以下が好ましく、より好ましくは、７０質量％以下である。
【００４６】
（メタクリル酸イソボルニル単位）
アクリル樹脂を構成するメタクリル酸イソボルニル単位は、耐熱変形性および低吸湿性の観点から必要であることが好ましい。その割合としては、特に限定されないが、耐熱変形性の観点から、本発明のアクリル樹脂１００質量％を基準として、１５質量％以上が好ましく、より好ましくは２５質量％以上である。また、機械的強度の観点から、５０質量％以下が好ましく、より好ましくは、４０質量％以下である。
【００４７】
（アクリル酸エステル単位）
アクリル樹脂を構成するアクリル酸エステル単位は、成形時の熱安定性の観点から必要であることが好ましい。アクリル酸メチル単位としては、特に限定されないが、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸イソ−ブチル、アクリル酸ｔ−ブチル、アクリル酸２―エチルヘキシル等のアクリル酸アルキルエステル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸メチルシクロヘキシル、アクリル酸ボルニル、アクリル酸イソボルニル、アクリル酸トリシクロ［５．２．１．０2,6 ］デカ−８−イル（アクリル酸トリシクロデシル）、アクリル酸アダマンチル等のアクリル酸シクロアルキルエステル、アクリル酸フェニル、アクリル酸ベンジル等のアクリル酸芳香族エステル、アクリル酸フルオロフェニル、アクリル酸クロロフェニル、アクリル酸フルオロベンジル、アクリル酸クロロベンジル等のアクリル酸置換芳香族エステル、アクリル酸フルオロメチル、アクリル酸フルオロエチル等のアクリル酸ハロゲン化アルキルエステル、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、アクリル酸グリシジル、アクリル酸エチレングリコールエステル、アクリル酸ポリエチレングリコールエステル等が挙げられ、単独或いはニ種以上併用しても良い。これらのアクリル酸エステルの中でも、アクリル酸メチルが好ましい。アクリル酸エステル単位の割合としては、特に限定されないが、本発明のアクリル樹脂１００質量％を基準として、１質量％以上が好ましい。また、耐熱変形性の観点から、１０重量％以下が好ましく、より好ましくは、５質量％以下である。
【００４８】
（他の単量体単位）
アクリル樹脂の共重合可能な他の単量体単位としては、特に限定されないが、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸イソ−ブチル、メタクリル酸ｔ−ブチル、メタクリル酸２―エチルヘキシル等のメタクリル酸メチル以外のメタクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸メチルシクロヘキシル、メタクリル酸ボルニル、メタクリル酸トリシクロ［５．２．１．０2,6 ］デカ−８−イル（メタクリル酸トリシクロデシル）、メタクリル酸アダマンチル等のメタクリル酸イソボルニル以外のメタクリル酸シクロアルキルエステル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸ベンジル等のメタクリル酸芳香族エステル、メタクリル酸フルオロフェニル、メタクリル酸クロロフェニル、メタクリル酸フルオロベンジル、メタクリル酸クロロベンジル等のメタクリル酸置換芳香族エステル、メタクリル酸フルオロメチル、メタクリル酸フルオロエチル等のメタクリル酸ハロゲン化アルキルエステル、メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸エチレングリコールエステル、メタクリル酸ポリエチレングリコールエステル等が挙げられ、これらを二種類以上使用してもよい。
【００４９】
上述した必須３成分（すなわち、メタクリル酸メチル単位、メタクリル酸イソボルニル単位およびアクリル酸エステル単位）の合計量を基準（１００質量％）として、上記した「アクリル樹脂の共重合可能な他の単量体単位」は、２０質量％以下であることが好ましく、更には１５質量％以下、特に１０質量％以下であることが好ましい。
【００５０】
（光線透過率）
アクリル樹脂の光線透過率（ＴＲ４０５）は、特に限定されないが、９０％以上であることが好ましい。光線透過率を９０％以上にすることで、信号読み取り精度の高い対物レンズを得ることができる。なお、ここでの光線透過率（ＴＲ４０５）は、厚みが３ｍｍの平板を光線波長４０５ｎｍで測定したときの値である。また、短波長型半導体レーザの波長ブレによる信号読み取り誤差を少なくするため、下記（６）より求められる透過光変化率ＴＶＲが５％以下であることが好ましく、より好ましくは、３％以下である。
ＴＶＲ  ＝  （（ＴＲ４３０−ＴＲ３８０）／（ＴＲ４０５））×１００        （６）
但し、
ＴＲ４３０：厚みが３ｍｍの平板を光線波長４３０ｎｍで測定したときの光線透過率
ＴＲ３８０：厚みが３ｍｍの平板を光線波長３８０ｎｍで測定したときの光線透過率
【００５１】
（耐光性試験後の光線透過率）
アクリル樹脂において、耐光性試験後の４０５ｎｍの光線透過率は、特に限定されないが、８５％以上であることが好ましい。８５％以上にすることで、耐久性の高い対物レンズを得ることができる。なお、ここでの耐光性試験の４０５ｎｍの光線透過率とは、厚みが３ｍｍの平板に波長４０５ｎｍの光を出射する出力３０ｍＷの半導体レーザを用いて光を１０００時間照射後、波長４０５ｎｍの光線透過率を測定したときの値である。
【００５２】
（荷重たわみ温度）
アクリル樹脂の荷重たわみ温度は、特に限定されないが、１１０℃以上であることが好ましい。１１０℃以上にすることで、使用環境下による対物レンズの形状変化が少なく、信号読み取り精度の高い対物レンズを得ることができる。なお、ここでの荷重たわみ温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１９１（荷重１８．２ＭＰａ）に準拠して測定したときの値である。
【００５３】
（吸湿率）
アクリル樹脂の吸湿率は、特に限定されないが、使用環境下による寸法変化が少なく、信号読み取り精度の高い対物レンズを得るため、１．５質量％であることが好ましく、より好ましくは、１．２質量％以下である。なお、ここでの吸湿率とは、温度６０℃、相対湿度９０％ＲＨで飽和吸湿率を測定したときの値である。
【００５４】
（機械強度）
アクリル樹脂の機械強度は、特に限定されないが、５０ＭＰａ以上が好ましい。なお、ここでの曲げ強度は、ＪＩＳ  Ｋ７１７１に準拠して測定したときの値である。
【００５５】
（重量平均分子量）
アクリル樹脂の重量平均分子量としては、特に限定されないが、機械的強度の観点から、１０万以上が好ましく、より好ましくは、１２万以上である。また、流動性の観点から、２０万以下であることが好ましく、より好ましくは１５万以下である。また、重量平均分子量とは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー（ＧＰＣ）と示差屈折率計により求められる値であり、標準ポリマーはポリスチレンを使用した。
【００５６】
（アクリル樹脂の製造方法）
アクリル樹脂の製造方法は、特に限定されないが、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法が可能である。取り扱いの容易さから懸濁重合法が好ましい。
【００５７】
アクリル樹脂には、必要に応じて、公知の添加剤、例えば染料、顔料等の着色剤、各種酸化防止剤、光安定剤、可塑剤、離型剤等を添加することができる。
【００５８】
（懸濁重合法による製造）
アクリル樹脂の製造方法の一態様たる、懸濁重合法による製造方法ついて説明する。  この懸濁重合法においては、まず、メタクリル酸メチル、メタクリル酸イソボルニル、アクリル酸エステルおよび共重合可能な他の単量体からなる単量体混合物に、重合開始剤、連鎖移動剤および離型剤を溶解させる。
【００５９】
次いで、その得られた均一混合液を分散安定剤を存在させた水媒体に懸濁した後、所定の重合温度で一定時間保持して重合を完結させ、その得られた懸濁重合物を濾過し、水洗、乾燥することによりアクリル樹脂を得ることができる。
【００６０】
（重合開始剤）
懸濁重合の際に使用される重合開始剤としては、例えば、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル等のアゾ系開始剤、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエート、１，１−ジ−ｔ−ブチルパーオキシ−２−メチルシクロヘキサン等の過酸化物系開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤の使用量は、上記単量体混合物１００質量部に対して０．００１〜３質量部の範囲が好ましい。
【００６１】
（連鎖移動剤）
また、懸濁重合の際に使用される連鎖移動剤としては、例えばｔ−ブチルメルカプタン、ｎ−ブチルメルカプタン、ｎ−オクチルメルカプタン、ｎ−ドデシルメルカプタン等を挙げることができる。これらの連鎖移動剤の使用量は、上記単量体混合物１００質量部に対して０．０１〜３質量部の範囲が好ましい。
【００６２】
懸濁重合の際に使用される分散安定剤としては、ポリビニルアルコール、（メタ）アクリル酸の単独重合体あるいは共重合体のアルカリ金属塩、メタクリル酸メチルとメタクリル酸２−スルホエチルのナトリウム塩の共重合体、カルボキシルセルロース、ゼラチン、デンプン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、燐酸カルシウム等を挙げることができる。これらの分散剤の使用量は、水１００質量部に対して、０．０１〜５質量部の範囲が好ましい。また、必要に応じて、これら分散剤と共に、塩化ナトリウム、塩化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マンガン等の分散助剤を併用することもできる。
【００６３】
（反応条件）
懸濁重合の際に使用される水量としては、特に限定されないが、上記単量体混合物１００質量部に対して１００〜１０００質量部の範囲が好ましく、より好ましくは１５０〜４００質量部の範囲である。
【００６４】
更に、懸濁重合の重合温度としては、特に限定されないが、５０〜１５０℃の範囲が好ましく、より好ましくは、５０〜１３０℃の範囲である。
【００６５】
（レンズの製造方法）
対物レンズの製造方法は、特に限定されないが、例えば、射出成形法、圧縮成形法、マイクロモールド法、フローティングモールド法、ローリンクス法等の公知の方法が可能である。生産性の容易さから射出成形法が好ましい。
【００６６】
（球面収差補正手段）
本発明に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源から出射された光束の光路中に、対物レンズにより情報記録面上に集光される光束における、湿度変化によって発生する球面収差を補正する球面収差補正手段を有する。
【００６７】
球面収差補正手段は、湿度変化によって発生する球面収差だけでなく、異なる種類の光ディスクにおいて、情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差や、厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクにおいて、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正することが好ましい。特に好ましくは、湿度変化によって発生する球面収差を補正する球面収差補正手段が、厚さ方向に複数の情報記録面を有する光ディスクにおいて、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正することを兼ねていることである。ＢＤにおいては、２つの情報記録面を有するものが普及しており、光ピックアップ装置は、ＢＤのそれぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正するための球面収差補正手段を有していることが多い。この様なＢＤ用の光ピックアップ装置が有している、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正する球面収差補正手段に、湿度変化によって発生する球面収差を補正する手段を兼ねさせることにより、従来の光ピックアップ装置の構成を殆ど変更することなく、アクリル製の対物レンズを用いることが可能となり、それによって、耐光性に非常に優れた光ピックアップ装置を得る事が可能となるため、非常に好ましい態様である。
【００６８】
更には、球面収差補正手段によって、レーザ光源の発振波長変化、温度変化、光ディスクの保護基板の厚さの誤差等の少なくとも一つに起因して発生する球面収差等も補正することが好ましい。
【００６９】
上述のように、レーザ光源から出射された光束の光路中に、上述の球面収差を補正する球面収差補正手段を有することで、安定した光ディスクに対する記録／再生特性を得ることが出来る。
【００７０】
（レンズを光軸方向に移動）
球面収差補正手段の例としては、レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動して、対物レンズに入射する光束の発散角を変更することにより、湿度変化によって発生する球面収差を補正する構成が挙げられる。
【００７１】
レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動して、対物レンズに入射する光束の発散角を変更する例としては、レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に、レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズを有し、かかる正レンズを光軸方向に移動して、対物レンズに入射する光束の発散角を変更するものが挙げられる。
【００７２】
かかる正レンズとしては、レーザ光源から射出された発散光束を平行光束に変換して対物レンズに導くコリメートレンズや、レーザ光源から射出された発散光束の発散度を変換して対物レンズに導くカップリングレンズが好ましく用いられる。
【００７３】
また、レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に配置したレンズまたはレンズ群を光軸方向に移動して、対物レンズに入射する光束の発散角を変更する別の例としては、レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に、レーザ光源から出射された発散光が入射される正の屈折力を有する正レンズと、この正レンズと対物レンズとの間に配置された、負の屈折力を有する負レンズとを有し、かかる負レンズを光軸方向に移動して、対物レンズに入射する光束の発散角を変更するものが挙げられる。
【００７４】
正の屈折力を有する正レンズと負の屈折力を有する負レンズとしては、ビームエキスパンダが好ましく用いられる。
【００７５】
なお、レンズまたはレンズ群を光軸方向に移動する球面収差補正手段は、上述の例に限られるものではなく、球面収差補正手段が正レンズと負レンズを有しているが、正レンズを移動する態様や、２枚の正レンズからなるリレーレンズを有し、平行光をリレーレンズの一方の正レンズに入射させ、当該正レンズを移動する態様等も含まれる。
【００７６】
尚、上述のレンズを光軸方向に移動させるアクチュエータとしては、ステッピングモーターやボイスコイルアクチュエータや圧電素子を利用したアクチュエータ等を使用することが出来る。
【００７７】
球面収差補正手段として、光軸方向に移動可能なレンズを使用すれば、光軸方向への移動量に比例して球面収差を補正することが出来るので、球面収差の補正範囲が広いという利点がある。
【００７８】
（液晶素子）
球面収差補正手段の別の例としては、レーザ光源と光ディスクとの間の光路中に配置した液晶素子が挙げられる。
【００７９】
液晶素子としては、絶縁基板（例えば、ガラス基板）、電極、液晶分子層、電極、絶縁基板（例えば、ガラス基板）の順に積層された構造を有するものがあり、かかる液晶素子においては、電極のうち、少なくとも一方は光軸を中心とした輪帯パターンに分割されている。このように輪帯パターンに分割された電極に対し、電極で所定の電圧を印加すると、液晶分子層の配列パターンが輪帯状に変化し、結果として、光軸を中心とした輪帯状の屈折率分布を液晶素子に持たせることができる。かかる輪帯状の屈折率分布を有する液晶素子を透過した光束の波面には球面収差が付加される。このように、液晶素子に対する印加電圧を調節することにより、液晶素子の屈折率分布を変化させ、光ディスクの情報記録面上の集光スポットの球面収差を補正することができる。液晶素子は機械的な可動部が不要であるので、液晶素子を使用することにより、光ピックアップ装置の小型化が可能となる。
【００８０】
（湿度検出手段）
本発明に係る光ピックアップ装置は、対物レンズ近傍の湿度、及び／又は、光ピックアップ装置内の湿度を検出する湿度検出手段を有し、湿度検出手段の検出結果に基づいて球面収差補正手段を作動させることで、湿度変化に起因した球面収差を補正することが好ましい。
【００８１】
湿度検出手段の一例としては、高分子膜を用いた湿度センサが挙げられる。高分子膜湿度センサは、高分子膜の水分の吸収・放出に伴う誘電率変化から雰囲気の相対湿度を測定する。高分子膜を電極で挟んだコンデンサを作れば、このタイプの湿度センサとなり、高分子膜の誘電率変化はコンデンサの容量変化として測定される。電極は極めて薄い金属の蒸着膜であり、電極を通して高分子膜は水分を吸収・放出する。高分子膜湿度センサには、容量タイプのものと抵抗タイプのものがある。湿度検出手段の他の例としては、セラミック湿度センサが挙げられる。乾湿材がセラミック焼結体で構成されていて、水蒸気の吸着しやすい多孔質セラミックが用いられている。水分子がセラミックの成分と焼結し、イオンが作られることにより電気伝導が発生すると考えられている。湿度検出手段の第３の例としては、電解質湿度センサが挙げられる。この湿度センサは、好ましくは塩化リチウムを利用するものである。他にも、湿度検出手段として、熱伝導式湿度センサ、マイクロ波水分センサ等を用いてもよい。
【００８２】
また、湿度検知手段として、対物レンズやカップリングレンズの吸湿によるレンズ重量変化やレンズ形状変化を検知する手段を用い、間接的に湿度を検出するようにしてもよい。
【００８３】
湿度検出手段の検出結果に基づいて球面収差補正手段を作動させることにより、湿度変化に起因した球面収差を補正することが可能となるので、光ディスクに対して安定した記録／再生を行うことができる。
【００８４】
（光情報記録再生装置）
本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の光ピックアップ装置を有する光ディスクドライブ装置を有する。
【００８５】
ここで、光情報記録再生装置に装備される光ディスクドライブ装置に関して説明すると、光ディスクドライブ装置には、光ピックアップ装置等を収納している光情報記録再生装置本体から光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイのみが外部に取り出される方式と、光ピックアップ装置等が収納されている光ディスクドライブ装置本体ごと、外部に取り出される方式とがある。
【００８６】
上述した各方式を用いる光情報記録再生装置には、概ね、次の構成部材が装備されているがこれに限られるものではない。ハウジング等に収納された光ピックアップ装置、光ピックアップ装置をハウジングごと光ディスクの内周あるいは外周に向けて移動させるシークモータ等の光ピックアップ装置の駆動源、光ピックアップ装置のハウジングを光ディスクの内周あるいは外周に向けてガイドするガイドレールなどを有した光ピックアップ装置の移送手段及び、光ディスクの回転駆動を行うスピンドルモータ等である。
【００８７】
前者の方式には、これら各構成部材の他に、光ディスクを搭載した状態で保持可能なトレイおよびトレイを摺動させるためのローディング機構等が設けられ、後者の方式にはトレイおよびローディング機構がなく、各構成部材が外部に引き出し可能なシャーシに相当するドロワーに設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００８８】
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズをアクリル系の樹脂で構成し球面収差を補正する手段を備えることで、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光を透過する場合でも透過率及び耐光性が低下するのを抑えることができ、かつ、湿度変化に起因した球面収差を補正することができる。しかも、ポリオレフィン系樹脂の対物レンズを用いて、４００ｎｍ付近の短波長のレーザ光を照射し続けることによって樹脂特性が低下した場合は、上述したように対物レンズを交換しなければならないが、湿度変化に起因しての対物レンズの屈折率変化は、回復可能な特性であるため、対物レンズの交換期間を大幅に延長することができるという効果も得られる。
【００８９】
また、光ピックアップ装置の対物レンズをアクリル系の樹脂で構成しているため、射出成形することができ、製造を容易に行える。そのため、光学素子を大量生産することができるので装置の低廉化を図ることもできる。また、対物レンズを軽量化させることができるので、駆動機構への負担を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００９０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００９１】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、第１の実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図である図１に基づいて説明する。図１は、ＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光情報記録再生装置に搭載できる。なお、本発明は本実施の形態に限られるものではない。
【００９２】
光ピックアップ装置ＰＵ１は、対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴ、1／４波長板ＡＰ、コリメートレンズＣＬ、ビームスプリッタＢＳ、シリンドリカルレンズＳＥＮ、波長４０５ｎｍのレーザ光束を射出する半導体レーザＬＤ１（レーザ光源）と、ＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する受光素子ＰＤ１と、コリメートレンズを光軸方向へ移動させる１軸アクチュエータＡＣ１と、高分子膜湿度センサＨＵＭ（湿度検出手段）等を有する。なお、対物レンズは、アクリル系の樹脂で構成されている。
【００９３】
また、対物レンズＯＢＪは、その外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部ＦＬを有する。このフランジ部ＦＬにより、対物レンズＯＢＪを光ピックアップ装置に精度よく取り付けることができる。
【００９４】
青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、ビームスプリッタＢＳを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、１／４波長板ＡＰにより直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって厚さ０．０８７５ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。
【００９５】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、１／４波長板ＡＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ビームスプリッタＢＳで反射され、シリンドリカルレンズＳＥＮによって、受光素子ＰＤ１の受光面上に収束される。そして、受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【００９６】
また、光ピックアップ装置ＰＵ１は、コリメートレンズＣＬを光軸方向へ移動させる１軸アクチュエータＡＣ１と、高分子膜湿度センサＨＵＭとを有している。コリメートレンズＣＬと１軸アクチュエータＡＣ１とで球面収差補正手段を構成する。高分子膜湿度センサＨＵＭにより湿度を検出することができ、湿度変化を検出した場合に、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、結果として、湿度変化に起因して発生する球面収差を補正することができる。さらには、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、湿度変化に起因して発生する球面収差だけでなく、厚さ方向に複数の情報記録面を有するＢＤにおいて、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正することができる。明らかであるが、湿度が初期値に戻れば、それに応じて対物レンズＯＢＪの屈折率変化も戻るので、それに相当する分だけコリメートレンズＣＬも戻されることとなる。
【００９７】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について、第２の実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図である図２に基づいて説明する。図２は、異なる光ディスクであるＢＤとＤＶＤとＣＤに対して適切に情報の記録／再生を行うことができる光ピックアップ装置ＰＵ２の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置ＰＵ２は、光情報記録再生装置に搭載できる。ここでは、第１光ディスクをＢＤとし、第２光ディスクをＤＶＤとし、第３光ディスクをＣＤとする。
【００９８】
光ピックアップ装置ＰＵ２は、対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴ、1／４波長板ＡＰ、コリメートレンズＣＬ、ダイクロイックプリズムＤＰ、シリンドリカルレンズＳＥＮ、ＢＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長４０５ｎｍのレーザ光束（第１光束）を射出する第１半導体レーザＬＤ１（第１レーザ光源）とＢＤの情報記録面ＲＬ１からの反射光束を受光する第１の受光素子ＰＤ１とが一つのパッケージでユニット化されたモジュールＭＤ１と、コリメートレンズを光軸方向へ移動させる１軸アクチュエータＡＣ１と、湿度検出手段ＨＵＭと、レーザモジュールＬＭ等を有する。なお、対物レンズは、アクリル系の樹脂で構成されている。
【００９９】
また、対物レンズＯＢＪは、その外周に光軸に対し垂直方向に延びた面を持つフランジ部ＦＬを有する。このフランジ部ＦＬにより、対物レンズＯＢＪを光ピックアップ装置に精度よく取り付けることができる。
【０１００】
また、本実施の形態において、対物レンズＯＢＪは、光学面が光軸を中心とした同心円状の３つの領域に分割されている。光軸を含む中心領域と、その外側の中間領域と、中間領域の外側の周辺領域である。中心領域と中間領域には回折構造が設けられており、周辺領域は屈折面である。なお、本実施の形態において、中間領域は光軸からＮＡ０．４５付近までの領域であり、中間領域はＮＡ０．４５付近からＮＡ０．６付近までの領域であり、周辺領域はＮＡ０．６付近からＮＡ０．８５付近までの領域である。
【０１０１】
また、レーザモジュールＬＭは、ＤＶＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され波長６５８ｎｍのレーザ光束（第２光束）を射出する第２半導体レーザＥＰ１（第２レーザ光源）と、ＣＤに対して情報の記録／再生を行う場合に発光され７８５ｎｍのレーザ光束（第３光束）を射出する第３半導体レーザＥＰ２（第３レーザ光源）と、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２からの反射光束を受光する第２の受光素子ＤＳ１と、ＣＤの情報記録面ＲＬ３からの反射光束を受光する第３の受光素子ＤＳ２と、プリズムＰＳと、を有している。
【０１０２】
青紫色半導体レーザＬＤ１から射出された第１光束（λ１＝４０５ｎｍ）の発散光束は、ダイクロイックプリズムＤＰを透過し、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、１／４波長板ＡＰにより直線偏光から円偏光に変換され、絞りＳＴによりその光束径が規制され、対物レンズＯＢＪによって厚さ０．０８７５ｍｍの保護基板ＰＬ１を介して、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上に形成されるスポットとなる。この時、対物レンズの中心領域、中間領域、周辺領域の全ての領域を通過した第１光束が、ＢＤの情報記録面ＲＬ１上にスポットとして集光する。
【０１０３】
情報記録面ＲＬ１上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、１／４波長板ＡＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰを透過した後、第１の受光素子ＰＤ１の受光面上に収束する。そして、第１の受光素子ＰＤ１の出力信号を用いて、２軸アクチュエータＡＣ２により対物レンズＯＢＪをフォーカシングやトラッキングさせることで、ＢＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０４】
赤色半導体レーザＥＰ１から射出された第２光束（λ２＝６５８ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、１／４波長板ＡＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズにより集光された光束は、厚さ０．６ｍｍの保護基板ＰＬ２を介して、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２に形成されるスポットとなる。この時、対物レンズの中心領域と中間領域を通過した第２光束が、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上にスポットとして集光するが、周辺領域を通過した第２光束はフレアとなり、ＤＶＤの情報記録面ＲＬ２上には集光しない。
【０１０５】
情報記録面ＲＬ２上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、１／４波長板ＡＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第２の受光素子ＤＳ１に収束する。そして、第２の受光素子ＤＳ１の出力信号を用いてＤＶＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０６】
赤外半導体レーザＥＰ２から射出された第３光束（λ３＝７８５ｎｍ）の発散光束は、プリズムＰＳで反射された後、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射され、コリメートレンズＣＬにより平行光束とされた後、１／４波長板ＡＰにより直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズＯＢＪに入射する。ここで、対物レンズにより集光された光束は、厚さ１．２ｍｍの保護基板ＰＬ３を介して、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上に形成されるスポットとなる。この時、対物レンズの中心領域を通過した第３光束が、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上にスポットとして集光するが、中間領域と周辺領域を通過した第３光束はフレアとなり、ＣＤの情報記録面ＲＬ３上には集光しない。
【０１０７】
情報記録面ＲＬ３上で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、絞りＳＴを透過した後、１／４波長板ＡＰにより円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズＣＬにより収斂光束とされ、ダイクロイックプリズムＤＰにより反射された後、その後、プリズム内で２回反射された後、第３の受光素子ＤＳ２に収束する。そして、第３の受光素子ＤＳ２の出力信号を用いてＣＤに記録された情報を読み取ることができる。
【０１０８】
また、光ピックアップ装置ＰＵ２は、コリメートレンズＣＬを光軸方向へ移動させる１軸アクチュエータＡＣ１と、高分子膜湿度センサＨＵＭとを有している。コリメートレンズＣＬと１軸アクチュエータＡＣ１とで球面収差補正手段を構成する。高分子膜湿度センサＨＵＭにより湿度を検出することができ、湿度変化を検出した場合に、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、結果として、湿度変化に起因して発生する球面収差を補正することができる。さらには、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、湿度変化に起因して発生する球面収差だけでなく、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤといった異なる種類の光ディスクにおいて、情報記録面までの保護基板の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することができる。対物レンズの回折構造及び対物レンズに入射させる光束の発散角の変更（対物レンズの倍率の変更）の両方によって、異なる種類の光ディスクにおいて、情報記録面までの保護基板の厚さの差に起因して発生する球面収差を補正することができる。さらには、１軸アクチュエータＡＣ１でコリメートレンズＣＬを光軸方向に適切な量だけ変移させて対物レンズに入射する光束の発散角を変えることにより、厚さ方向に複数の情報記録面を有するＢＤにおいて、それぞれの情報記録面までの保護基板の厚さに起因して発生する球面収差を補正することができる。
【実施例】
【０１０９】
次に、本発明の光ピックアップ装置で用いられる対物レンズの実施例について説明する。本実施例の対物レンズは、上述の第１の実施の形態で用いることができる対物レンズである。
【０１１０】
対物レンズの実施例を説明する。実施例の対物レンズは、基準波長４０５ｎｍ用としての無限対物レンズである。また、光情報記録媒体の保護基板は厚さ０．０８７５ｍｍであり、ワーキングディスタンスは０．４２８ｍｍとしている。また、対物レンズにはアクリル系の樹脂を使用している。なお、これ以降において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、Ｅ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表すものとする。
【０１１１】
また、本実施例における対物光学素子の光学面は、それぞれ数１式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。但し、Ｋを円錐係数、Ａ2iを非球面係数とする。
【０１１２】
【数１】
2010092553.tif 000003
【０１１３】
【表１】
2010092553.tif 000004
【０１１４】
レンズデータを表１に、吸水率が変化したときの球面収差変化量を表２に示す。
【０１１５】
【表２】
2010092553.tif 000005
【０１１６】
吸湿によって発生した表２に示すような球面収差を補正するためには、第１の実施の形態において、コリメートレンズを光源側に近づける方向へ移動させればよい。
【０１１７】
本実施例から、長時間波長４０５ｎｍの光束を照射しても透過率の変化や収差の変化が発生せず、吸湿によって収差の変化が発生したとしてもコリメートレンズを移動させることにより収差を補正でき、安定したＢＤに対する記録／再生が可能な光ピックアップ装置が得られる事が分かる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】第１の実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図。
【図２】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の概略構成図。
【符号の説明】
【０１１９】
ＡＣ１ １軸アクチュエータ
ＡＣ２ ２軸アクチュエータ
ＡＰ １／４波長板
ＢＳ ビームスプリッタ
ＣＬ コリメートレンズ
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＤＳ１ 第１受光素子
ＤＳ２ 第２受光素子
ＥＰ１ 赤色半導体レーザ
ＥＰ２ 赤外半導体レーザ
ＦＬ フランジ部
ＨＵＭ 高分子膜湿度センサ
ＬＤ１ 青紫色半導体レーザ
ＬＭ レーザモジュール
ＭＤ１ モジュール
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＤ１ 受光素子
ＰＬ１ 保護基板
ＰＬ２ 保護基板
ＰＬ３ 保護基板
ＰＳ プリズム
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＰＵ２ 光ピックアップ装置
ＲＬ１ 情報記録面
ＲＬ２ 情報記録面
ＲＬ３ 情報記録面
ＳＥＮ シリンドリカルレンズ
ＳＴ 絞り
【図１】
2010092553.tif 000006
【図２】
2010092553.tif 000007