(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの面が非球面である２群レンズを有する光学ピックアップにおいて、
上記２群レンズの第１の面の取り付け基準面と上記２群レンズの第４の面の取り付け基準面の間の設計長が基準値とされたレンズ鏡筒を備えること
を特徴とする光学ピックアップ。
【請求項２】
少なくとも１つの面が非球面である２群レンズを有する光学ピックアップにおいて、
上記２群レンズの第２の面の取り付け基準面と上記２群レンズの第４の面の取り付け基準面の間の設計長が基準値とされたレンズ鏡筒を備えることを特徴とする光学ピックアップ。
【請求項３】
上記第４の面は、光学記録媒体に対向していることを特徴とする請求項２記載の光学ピックアップ。
【請求項４】
少なくとも１つの面が非球面である光学ピックアップ用の２群レンズを組み立てる光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法において、
第１の面と第４の面の間隔が基準値となるように、上記２群レンズを組み立てること
を特徴とする光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法。
【請求項５】
上記基準値と等距離の取り付け基準面が設けられたレンズ鏡筒を備え、取り付け基準面と同一面に上記第１の面及び上記第４の面がそれぞれ取り付けられることを特徴とする請求項４記載の光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法。
【請求項６】
少なくとも１つの面が非球面である光学ピックアップ用の２群レンズを組み立てる光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法において、
第２の面と第４の面の間隔が基準値となるように、上記２群レンズを組み立てること
を特徴とする光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法。
【請求項７】
上記基準面と等距離の取り付け基準面が設けられたレンズ鏡筒を備え、取り付け基準面と同一面に上記第２の面及び上記第４の面がそれぞれ取り付けられることを特徴とする請求項６記載の光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法。
【請求項８】
上記第４の面は、光学記録媒体に対向していることを特徴とする請求項６記載の光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２群レンズを備えて、光ディスク、光磁気ディスク或いは光カ−ド等の光学記録媒体に対して情報信号を書き込み又は読み出しする光学ピックアップ、及び２群レンズを組み立てる光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、情報信号の記録媒体として、いわゆる光ディスク、光磁気ディスク、或いは光カ−ドの如き種々の光学記録媒体が提案されている。そして、この光学記録媒体上に光源よりの光を照射してこの光学記録媒体に対する情報信号の書き込みや読み出しを行う光学ピックアップが提案されている。
【０００３】
上記光学ピックアップにおいて、対物レンズは開口数（ＮＡ）を大きくすることによって、この光学記録媒体上に集光された光のビ−ムスポット径を小さくすることができ、光学記録媒体の信号記録密度を向上させることができる。例えば、従来において、開口数は、０．６程度が限界であった。
【０００４】
開口数を大きくする手段としては、図２８に示すように、絞り部１００で絞られた光源からの光束１０１が入射される第１のレンズ１０２と、第１のレンズ１０２より出射された光束を光学記録媒体１０３の信号記録面１０３ａ上に集束させる第２のレンズ１０４とからなる２群レンズ１０５による手段が提案されている。
【０００５】
上記２群レンズ１０５は、詳しくは、光源から入射された光束１０１が入射される第１の面１０６及び第１の面１０６から入射された光束を第２のレンズ１０４に対して出射する第２の面１０７からなる第１のレンズ１０２と、この第１のレンズ１０２の第２の面１０７から出射された光束が入射される第３の面１０８及び第３の面１０８から入射された光束を対向して配設された光学記録媒体１０３に出射する第４の面１０９からなる第２のレンズ１０４とから構成されている。このように構成された２群レンズ１０５は、開口数を０．８以上にすることを可能にしている。
【０００６】
例えば、２群レンズ１０５は、第１のレンズ１０２に関してはその厚さとなる第１の面１０６と第２の面１０７との間隔Ｌ１が、また第２のレンズ１０４に関してはその厚さである第３の面１０８と第４の面１０９との間隔Ｌ２が、それぞれ最適に設計されている。そして、第１のレンズ１０２及び第２のレンズ１０４は、金型を用いたガラスモ−ルドによって作製されている。
【０００７】
また、２群レンズ１０５は、一枚のレンズに構成される対物レンズと異なり、レンズの組み立て、例えば第１のレンズ１０２と第２のレンズ１０４との精密な位置決めが必要になる。これは、位置決め如何によって、収差が許容範囲以上になることがあるからである。
【０００８】
上記位置決めは、例えば、第１の面１０６、第２の面１０７、第３の面１０８、第４の面１０９のどれか２面を選択して行われている。そして、従来は、レンズ厚さ誤差に関わらず、例えばスペ−サによって第１のレンズ１０２の第２の面１０７と第２のレンズ１０４の第３の面１０８の間隔Ｌ３を基準として位置決めされ、光学ピックアップ内に組み込まれていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２群レンズ１０５において、収差をできるだけ小さくするには、第１のレンズ１０２のレンズ厚さＬ１、第２のレンズ１０４のレンズ厚さＬ２或いは第１のレンズ１０２と第２のレンズ１０４との間隔Ｌ３における誤差を数μｍ以内に収める必要がある。
【００１０】
しかし、第１のレンズ１０２及び第２のレンズ１０４のレンズ厚さについては、ガラスモ−ルドに使用するガラス硝材の重量によって管理されているため、その誤差を数μｍ以下に抑えることは現在の技術では困難を要する。通常、上記ガラスモ−ルドによって製造されるレンズの厚み誤差は、±１０μｍ程度生じてしまう。
【００１１】
そして、第１のレンズ１０２又は第２のレンズ１０４のレンズの厚さに上述のような誤差が生じたまま第２の面１０７と第３の面１０８の間隔Ｌ３を基準にして組み立てられてしまうと、２群レンズ１０５の全長、すなわち第１の面１０６と第４の面１０９の間隔が誤差分変化してしまう。このまま使用されると２群レンズ１０５の収差が許容範囲を越えてしまう場合があった。
【００１２】
なお、第１のレンズ１０２と第２のレンズ１０４の位置決めに関しては、その誤差を数μｍ以内に収めることは可能である。
【００１３】
一方、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すように、第１のレンズ１０２に対して、第２のレンズ１０４が倒れθ及び偏芯ｄを生じてしまうと大きな屈折力のために、２群レンズ１０５が容易に許容できない収差を発生させてしまう。
【００１４】
また、２群レンズ１０５に対して特殊なデバイスを付加することも考えられるが、高コストになってしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであって、２群レンズにレンズ厚み誤差が生じても、特殊なデバイスを組み込むことなく収差を許容範囲に収めることができる光学ピックアップ及び光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法の提供を目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学ピックアップは、上述の課題を解決するために、２群レンズの第１の面の取り付け基準面と２群レンズの第４の面の取り付け基準面の間の設計長が基準値とされたレンズ鏡筒を備える。よって、光学ピックアップにおいて、２群レンズは、第１の面と第４の面の間隔が基準値をなす。
【００１７】
また、本発明に係る光学ピックアップは、上述の課題を解決するために、２群レンズの第２の面の取り付け基準面と２群レンズの第４の面の取り付け基準面の間の設計長が基準値とされたレンズ鏡筒を備える。よって、光学ピックアップにおいて、２群レンズは、第２の面と第４の面の間隔が基準値をなす。
【００１８】
さらに、本発明に係る光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法は、上述の課題を解決するために、第１の面と第４の面の間隔が基準値となるように２群レンズを組み立てる。
【００１９】
そして、本発明に係る光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法は、上述の課題を解決するために、第２の面と第４の面の間隔が基準値となるように２群レンズを組み立てる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態をいくつかの図面を参照しながら説明する。
【００２１】
先ず、第１の実施の形態は、半導体レ−ザからのレ−ザ光を、第１のレンズ及び第２のレンズからなる２群レンズによって、光ディスクの信号記録面上に集光させる光学ピックアップである。すなわち、光学ピックアップにおいて、２群レンズは対物レンズを構成する。
【００２２】
上記２群レンズは、図２に示すように、半導体レ−ザから入射されたレ−ザ光が入射される第１の面１５及び第１の面１５から入射されたレ−ザ光を第２のレ−ザ１４に対して出射する第２の面１６からなる第１のレンズ１３と、第２の面１６から出射された光束が入射される第３の面１７及び第３の面１７から入射された光束を対向して配設された光ディスクに出射する第４の面１８からなる第２のレンズ１４とから構成されている。
【００２３】
そして、２群レンズ３は、第１の面１５と第４の面１８の間隔が基準値をなすように、光学ピックアップ内において組み立てられている。
【００２４】
上記光ディスクは、図１に示すように、光が入射される面となる厚さ０．１ｍｍの透明基板５１ａを備えている。また、光ディスク５１は、透明基板５１ａの強度を増すために１．２ｍｍのガラス板５１ｂを備えている。そして、光ディスク５１には、透明基板５１ａとガラス板５１ｂとの間に信号記録層５１ｃが形成され、２群レンズ３によってこの信号記録面５１ｃ上に半導体レ−ザ２よりの光が集束される。
【００２５】
上記光学ピックアップは、図１に示すように、レ−ザ光を発射する半導体レ−ザ２と、半導体レーザ２と光軸が一致されて、光ディスク５１の信号記録面５１ｃにレ−ザ光を集束させる２群レンズ３とを備えている。そして、光学ピックアップ１は、２群レンズ３を支持する２軸アクチュエ−タ−４を備えている。
【００２６】
また、光学ピックアップ１は、半導体レ−ザ２と２群レンズ３の間であって光軸に一致させてコリメ−タレンズ５と、回折格子６と、偏光ビ−ムスプリッタ７と、λ／４波長板８とを半導体レ−ザ２側から順に備えている。
【００２７】
さらに、光学ピックアップ１は、偏光ビ−ムスプリッタ７の反射面７ａで反射された光ディスク５１よりの反射光が入射される位置に、集束レンズ９と、マルチレンズ１０と、光検出器１１とを備えている。
【００２８】
上記半導体レ−ザ２は、波長が６３５ｎｍのレ−ザ光を発射する。このレ−ザ光は、コリメ−タレンズ５に入射される。
【００２９】
上記コリメ−タレンズ５は、入射されたレ−ザ光を平行な光束にして、回折格子６に向けて出射する。
【００３０】
上記回折格子板６は、一主面部に回折格子面が形成された平行平面板であり、入射された光束を、少なくとも、０次光及び±１次光の３本の光束に分岐する。この回折格子板６により分岐された各光束は、トラッキングエラ−信号の検出方法であるいわゆる３ビ−ム法を実行する際の、メインビ−ム及びサブビ−ムとなる。この回折格子板６によって分岐された光束は、偏光ビ−ムスプリッタ７に入射される。
【００３１】
上記偏光ビ−ムスプリッタ７は、回折格子６よりの光束を透過するように形成された反射面７ａを備えている。反射面７ａは、後述するように、光ディスク５１よりの反射光を反射する光学特性を有している。よって、回折格子６よりの光束は、偏光ビ−ムスプリッタ７の反射面７ａで反射されることなくλ／４波長板８に向けて透過される。
【００３２】
上記λ／４波長板８は、略平板上に形成され、偏光ビ−ムスプリッタ７よりの光束を透過する。なお、λ／４波長板８は、後述するように、光ディスク５１の信号記録面５１ｃ上で反射された反射光を９０°偏光させる光学特性を有している。このλ／４波長板８を透過した光束は、２群レンズ３に入射される。
【００３３】
上記２群レンズ３は、図１及び図２に示すように、非球面レンズとされた第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４を、一定の間隔を設けて組み立てられている。
【００３４】
上記第１のレンズ１３は、λ／４波長板８よりの光束が入射される第１の面１５と、第１の面１５から入射された光束を出射する第２の面１６とから構成されている。この第１のレンズ１３において、第１の面１５は、λ／４波長板８に向って凸となるように非球面に形成され、その外周部１５ａが平面に形成されている。また、第２の面１６は、光の出射方向に対して凹となるように非球面に形成され、その外周部１６ａが平面に形成されている。すなわち、第１のレンズ１３は、両面が非球面に形成され、その外周が平板状に形成されている。
【００３５】
上記第２のレンズ１４は、第１のレンズ１３の第２の面１６よりの光束が入射される第３の面１７と、第３の面１７から入射された光束を対向される光ディスク５１に出射する第４の面１８とから構成されている。この第２のレンズ１４において、第３の面１７は、対向する第１のレンズ１３側に凸となるように非球面に形成され、その外周部１７ａが平面に形成されている。また、第４の面１８は、上述したように光ディスク５１に対向する面であって、平面に形成されている。
【００３６】
上記２群レンズ３は、第１のレンズ１３の第１の面１５と第２のレンズ１４の第４の面１８との間隔Ｌ１４が基準値とされて設計され、第１のレンズ１３に対して第２のレンズ１４が離間されている。
【００３７】
ここで、表１及び表２に、第１のレンズ１３と第２のレンズ１４の設計デ−タを示す。
【００３８】
【表１】
0003608333.tif 000002
【００３９】
【表２】
0003608333.tif 000003
【００４０】
上記表１及び表２に示すように、第１のレンズ１３には、屈折率及びアッベ数が１．４９３００９及び８６．１の光学特性を有する光学レンズを用いている。また、第２のレンズ１４には、屈折率及びアッベ数が１．１８７００７及び６１．３の光学特性を有する光学レンズを用いている。例えば、第１のレンズ１３には、ホーヤ株式会社製の「ＦＣＤ１」（商品名）を用いることができ、第２のレンズ１４には、ホーヤ株式会社製の「ＢＡＣＤ５」（商品名）を用いることができる。
【００４１】
また、表１には、第１の面、第２の面、第３の面、第４の面のそれぞれの曲率半径（ＲＤＹ）及び厚さ（ＴＨＩ）を示している。
【００４２】
そして、表１において、Ｋは円錐係数を示している。さらに、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは、それぞれ４次，６次，８次，１０次，１２次，１４次の非球面係数を示している。
【００４３】
上述の値をもとに、（１）式の非球面式によって、第１の面、第２の面、第３の面及び第４の面の形状が導き出せる。
【００４４】
0003608333.tif 000004
なお、Ｘは面頂点からの深さ、Ｙは光軸からの高さ、Ｒは近軸曲率を示す。
【００４５】
また、表１には、透明基板５１ａの光入射面（ＣＧ：カバーガラス）、信号記録面５１ｃ及び像面（ＩＭＧ）の曲率半径及び厚さを示している。また、表２に示すように、入射瞳径（ＥＰＤ）、レーザ光の波長（ＷＬ）は、それぞれ、４．５００ｍｍ、６３５ｎｍである。
【００４６】
そして、表１では、物点（ＯＢＪ）が無限遠方にあることを示し、図２に示す絞り部（ＳＴＯ）２２ａの端部が第１の面１５の直前にあることを示している。
【００４７】
以上のように構成された光学系において、２群レンズ３は、開口数が０．７〜０．９５になる。また、２群レンズ３による収差は図３乃至図５に示すようになる。
【００４８】
先ず図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、２群レンズ３の球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す。
【００４９】
上記２群レンズ３の球面収差は、図３（Ａ）に示すように、光軸から高さに関わらず小さく略一定の値を示している。
【００５０】
また、図３（Ｂ）に示すように、入射角度に関わらず、非点収差であるタンジェンシャル方向の収差とサジタル方向と収差との開きは小さい。
【００５１】
さらに、２群レンズ３の歪曲収差については、図３（Ｃ）に示すように、入射角度を０．５０°まで変化させても、発生を確認することはできない。
【００５２】
そして、コマ収差については、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、光軸からの高さ０．００、入射角度０°の条件下で、入射高さを変化させてもタンジェンシャル方向及びサジタル方向共に、小さな値を示している。
【００５３】
また、図５（Ａ）に示すように、光軸からの高さ１．００、入射角度０．５゜の条件下のタンジェンシャル方向のコマ収差は、入射高さとともに増加する。そして、光軸からの高さ１．００、入射角度０．５゜の条件下のサジタル方向のコマ収差は、図５（Ｂ）に示すように、入射高さの変化に対して若干の変化に留まる。
【００５４】
上記２群レンズ３は、上述したように、第１の面１５と第４の面１８とが一定の間隔Ｌ１４になるように、第１のレンズ１３に対して第２のレンズ１４が離間されている。ところで、２群レンズ３は、第１のレンズ１３と第２のレンズ１４の間に空気で構成された一枚の屈折レンズ（第３のレンズ）を有しているといえる。
【００５５】
よって、２群レンズ３において、第１レンズ１３或いは第２レンズ１４にレンズ厚み誤差が存在すると、上記第３のレンズは、その誤差と絶対値が同じ分だけ、厚みが逆に強制的に調整される。
例えば、第１のレンズ１３或いは第２のレンズ１４は、そのレンズ厚み誤差によって収差を発生させる。しかし、第３のレンズは、第１のレンズ１３或いは第２のレンズ１４のレンズ厚み誤差によって生じた収差とは逆極性の収差をそのレンズ厚み誤差によって発生させる。
【００５６】
すなわち、２群レンズ３は、第１レンズ１３或いは第２レンズ１４にレンズ厚み誤差が生じても、上記第３のレンズに逆の厚み誤差が生じるため、全体として収差を補正することができる。
【００５７】
よって、２群レンズ３は、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が常に基準値とされた設計値になるように組み立てられることで、レンズ厚み誤差による収差の発生を防止することができる。
【００５８】
したがって、２群レンズ３は、ガラスモールドによって作製されても、その作製精度上のレンズ厚み誤差によって生じる収差を防止することができる。
そして、光学ピックアップ１において、図６に示すように、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４がレンズ鏡筒２１に取り付けられて、２群レンズ３は構成されている。
【００５９】
上記レンズ鏡筒２１は、第１のレンズ１３が載置されるレンズ載置部２２と、円筒状に形成されて、第２のレンズ１４が収納されるレンズ収納部２３とから構成されている。そして、レンズ鏡筒２１は、レンズ収納部２３に第１の取り付け基準面２３ａ及び第２のレンズ基準面２３ｂを設けている。この第１の取り付け基準面２３ａ及び第２の取り付け基準面２３ｂは、その間隔が基準値とされ、２群レンズ３の第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４の位置決め面となる。
【００６０】
上記レンズ鏡筒２１のレンズ載置部２２は、円筒状に形成されている。そして、レンズ載置部２２には、内面に入射される光束を絞る絞り部２２ａと、端面に第１のレンズ１３の第１の面１５が載置される載置面２２ｂとが設けられている。第１のレンズ１３は、第１の面１５の外周部１５ａを載置面２２ｂ上に当接して載置されている。すなわち、レンズ載置部２２は、載置面２２ｂ上に載置された第１のレンズ１３に入射される光束を絞り部２２ａにおいて絞っている。
【００６１】
上記レンズ鏡筒２１のレンズ収納部２３は、一端にレンズ載置部２２の載置面２２ｂに当接される第１の取り付け基準面２３ａと、他端に第２の取り付け基準面２３ｂとを設けている。
【００６２】
また、レンズ収納部２３は、一端部に第１のレンズ１３の外周面１３ａを覆うように形成された第１の収納部２３ｃと、他端部に第２のレンズ１４を収納する第２の収納部２３ｄとを設けている。
上記第２のレンズ１４は、第４の面１８が第２の取り付け基準面２３ｂと同一面になるように第２の収納部２３ｄに収納されている。そして、第２のレンズ１４は、第２の収納部２３ｄの内面に接着材２４によって接着されている。
【００６３】
上記レンズ収納部２３は、第１のレンズ１３を第１の収納部２３ａに収納した状態で、第１の取り付け基準面２３ａがレンズ載置部２２の載置面２２ｂに当接されている。そして、レンズ収納部２３は、接着材２５によってレンズ載置部２２と接着されている。
【００６４】
よって、２群レンズ３は、第１の面１５がレンズ載置部２２の載置面２２ｂと同一面となるように取り付けられ、第４の面１８がレンズ収納部２３の第２の取り付け基準面２３ｂと同一面をなすように取り付けられることで、第１の面１５と第４の面１７の間隔Ｌ１４が基準値に設定される。
【００６５】
また、２群レンズ３は、レンズ鏡筒２１に対して固定されているので、第１のレンズ１３に対する第２のレンズ１４の傾き及び偏芯を防止することができる。そして、２群レンズ３は、図１に示すように、レンズ鏡筒２１を介して２軸アクチュエータ４によって支持されている。
【００６６】
上記２軸アクチュエータ４は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をもとに、２群レンズ３をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動操作する。
【００６７】
上記２軸アクチュエータ４に支持された２群レンズ３は、光ディスク５１の信号記録面５１ｃ上に光を集束させる。集束された光は、信号記録面上５１ｃ上で反射され、反射光となって、２群レンズ３の第４の面１８に入射される。
【００６８】
上記２群レンズ３は、反射光を透過し、λ／４波長板８に向けて出射する。λ／４波長板８は、入射された反射光を９０゜偏光させ、偏光ビームスプリッタ７に向けて出射する。
【００６９】
上記偏光ビームスプリッタ７は、λ／４波長板８で偏光された反射光を反射面７ａにおいて反射する。この反射面７ａにおいて反射された光束は、集束レンズ９に向けて出射される。
【００７０】
上記集光レンズ９は、偏光ビームスプリッタ７の反射面７ａで反射された反射光を集束させ、マルチレンズ１０に向けて出射する。
【００７１】
上記マルチレンズ１０は、シリンドリカルレンズ１０ａと凹レンズ１０ｂとが一体に形成されている。このマルチレンズ１０は、入射される反射光に非点収差を生じさせるとともに、この反射光を光検出器１１上に集束させる。
【００７２】
上記光検出器１１は、６枚の受光面を有している。この光検出器１１は、マルチレンズ１０によって集束された光束を受光面で受光して、その光の強度に基づいて電気信号を出力する。
【００７３】
光学ピックアップ１は、光検出器１１よりの電気信号に基づいて、非点収差法を適用して構成されたフォーカスエラー検出回路によってフォーカスエラー信号を検出して、３ビーム方を適用して構成されたトラッキングエラー検出回路によってトラッキングエラー信号を検出する。そして、光学ピックアップ１は、検出したフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、２軸アクチュエータ４により２群レンズ３を移動操作してサーボ処理を行う。また、光学ピックアップ１は、光ディスク５１の信号記録面５１ｃに対して情報信号の書き込み又は読み出しを行う。
【００７４】
よって、光学ピックアップ１は、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が基準値となるように組み立てられた２群レンズ３を備えることで、２群レンズのレンズ厚み誤差により収差を発生することがなくなる。すなわち、光学ピックアップ１は、２群レンズ３にレンズ厚み誤差があっても、光ディスク５１の信号記録面５１ｃに対して劣化の少ない情報信号を書き込み又は読み出しすることができる。
【００７５】
以下、第１のレンズ１３又は第２のレンズ１４にレンズ厚み誤差が生じているときに発生する波面収差について、従来の２群レンズと比較した結果を示す。
【００７６】
先ず、第２のレンズに＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じている場合について示す。
【００７７】
図７に示すように、第１の面１５と第４の面１８との間隔Ｌ１４が基準値とされた場合、２群レンズ３によって生じた波面収差及び波面収差のＲＭＳ値は、図８に示すようになる。図８において、波面収差は、一波長スケールと対比されている。波面収差のＲＭＳ値は、０．０１７ｒｍｓとなり、許容範囲に十分に収まる。
【００７８】
そして、比較例は、図９に示すように、第２の面６５と第３の面６６の間隔Ｌ２３を一定として組み立てられた２群レンズ６１である。この比較例では、第１の面６４と第４の面６７の間隔が図７に示す間隔Ｌ１４よりも１０μｍ長くなる。この比較例となる２群レンズ６１によって生じた波面収差は、図１０に示すように図８に示す波面収差より大きくなっている。また、波面収差のＲＭＳ値は、０．０６４ｒｍｓとなり、許容範囲の略上限になっている。
【００７９】
よって、第２のレンズに＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じた場合、明らかに、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４を基準値とした方が、波面収差は低減される。
【００８０】
次に、第２のレンズに−１０μｍのレンズ厚み誤差が生じている場合について示す。
図１１に示すように、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が基準値とされた場合、２群レンズ３によって生じた波面収差及び波面収差のＲＭＳ値は、図１２に示すようになる。また、波面収差のＲＭＳ値は、０．０２１ｒｍｓとなり、許容範囲に十分に収まる。
【００８１】
そして、比較例は、図１３に示すように、第２の面６５と第３の面６６の間隔Ｌ２３を一定として組み立てられた２群レンズ６１である。この比較例では、第１の面６４と第４の面６７の間隔が図１１に示す間隔Ｌ１４よりも１０μｍ短くなる。この比較例となる２群レンズ６１によって生じた波面収差は、図１４に示すように図１２に示す波面収差より大きくなっている。また、波面収差のＲＭＳ値は、０．０６４ｒｍｓとなり、許容範囲の略上限になっている。
【００８２】
よって、第２のレンズに−１０μｍのレンズ厚み誤差が生じた場合、明らかに、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４を基準値とした方が、波面収差は低減される。
図１５は、第２のレンズのレンズ厚み誤差と波面収差のＲＭＳ値との関係を示す。ここで、●印は、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が基準値となるように組み立てられた２群レンズ３の波面収差のＲＭＳ値であり、○印は、第２の面６５と第３の面６６の間隔Ｌ２３が一定の値となるように組み立てられた２群レンズ６１の波面収差のＲＭＳ値である。
【００８３】
第２のレンズのレンズ厚み誤差が−２０μｍ〜＋２０μｍの領域において、明らかに第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４を基準値として組み立てた２群レンズ３の方が、波面収差のＲＭＳ値は小さくなっている。
【００８４】
次に、第１のレンズに＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じている場合について示す。
図１６に示すように、第１の面１５と第４の面１８との間隔Ｌ１４が基準値とされた場合、２群レンズ３によって生じた波面収差及び波面収差のＲＭＳ値は、図１７に示すようになる。また、波面収差のＲＭＳ値は、０．０１７ｒｍｓとなり、許容範囲に十分に収まる。
【００８５】
そして、比較例は、図１８に示すように、第２の面６５と第３の面６６と間隔Ｌ２３を一定として組み立てられた２群レンズ６１である。この比較例では、第１の面６４と第４の面６７の間隔が図１６に示す間隔Ｌ１４よりも１０μｍ長くなる。この比較例となる２群レンズ６１によって生じた波面収差は、図１９に示すように図１７に示す波面収差より大きくなっている。また、波面収差のＲＭＳ値は、０．０２３ｒｍｓとなる。
【００８６】
よって、第１のレンズに＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じた場合、明らかに、第１の面１５と第４の面１８と間隔Ｌ１４を基準値にした方が、波面収差は低減される。
【００８７】
図２０は、第１のレンズ１３のレンズ厚み誤差と波面収差との関係を示す。ここで、●印は、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が基準値となるように組み立てられた２群レンズ３の波面収差のＲＭＳ値であり、○印は、第２の面６５と第３の面６６の間隔Ｌ２３が一定の値となるように組み立てられた２群レンズ６１の波面収差のＲＭＳ値である。
【００８８】
第１のレンズ１３のレンズ厚み誤差が−３０μｍ〜＋３０μｍの領域において、明らかに第１の面１５と第４の面１８の間隔を基準値として組み立てた２群レンズ３の方が、波面収差のＲＭＳ値は小さくなる。
【００８９】
また、図２１に示すように、２群レンズ３において、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４に各々＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じる場合も考えられる。しかし、第１の面１５と第４の面１８の間隔Ｌ１４が基準値とされた場合、２群レンズ３によって生じた波面収差は、図２２に示すように、ほとんど発生していない。また、波面収差のＲＭＳ値は、図２２に示すように、０．０１３ｒｍｓとなり、許容範囲に十分に収まる。
【００９０】
次に、第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様に、半導体レーザからのレーザ光を、第１のレンズ及び第２のレンズからなる２群レンズによって、光ディスクの信号記録面上に集光させる光学ピックアップである。
【００９１】
上記２群レンズは、図２４に示すように、半導体レーザから入射されたレーザ光が入射される第１の面１５及び第１の面１５より入射されたレーザ光を第２のレンズ１３に対して出射する第２の面１６からなる第１のレンズ１４と、第１のレンズ１３の第２の面１６から出射された光束が入射される第３の面１７及び第３の面１７より入射された光を対向して配設された光ディスクに出射する第４の面１８からなる第２のレンズ１４とから構成されている。
【００９２】
そして、２群レンズ３０は、第２の面１６と第４の面１８の間隔Ｌ２３が基準値をなすように、光学ピックアップ２９内に組み立てられている。
【００９３】
第２の実施の形態となる光学ピックアップ２９において、第１の実施の形態とされた光学ピックアップ１と同一の構成部分については、同一の部品番号を付して、説明を省略する。
【００９４】
上記光学ピックアップ２９は、図２３に示すように、レーザ光を発射する半導体レーザ２と、半導体レーザ２の光軸と一致されて、光ディスク５１の信号記録面５１ｃにレーザ光を集束させる２群レンズ３０とを備えている。そして、光学ピックアップ２９は、２群レンズ３０を支持する２軸アクチュエータ４を備えている。
【００９５】
さらに、光学ピックアップ２９は、半導体レーザ２と２群レンズ３０の間であって光軸を一致させて、コリメータレンズ５と、回折格子６と、偏光ビームスプリッタ７と、λ／４波長板８とを半導体レーザ２側から順に備えている。
【００９６】
また、光学ピックアップ２９は、偏光ビームスプリッタ７の反射面７ａで反射された光ディスク５１よりの反射光が入射される位置に、集束レンズ９と、マルチレンズ１０と、光検出器１１とを備えている。
【００９７】
上記２群レンズ３０は、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４が、上述の第１の実施の形態と同形状に形成されている。
【００９８】
上記２群レンズ３０は、第２の面１６と第４の面１８とが一定の間隔Ｌ２３になるように、第１のレンズ１３に対して第２のレンズ１４が離間されている。また、２群レンズ３０は、第１のレンズ１３と第２のレンズ１４との間に空気で構成された一枚の屈折レンズ（第３のレンズ）を有しているといえる。なお、第２のレンズ１４での光束の開口数の方が、第１のレンズ１３での光束の開口数よりも大きいので、肉厚トランスについては、第２のレンズ１４の方が第１レンズ１３よりも小さい。したがって、第２のレンズ１４の厚み誤差のみを補正すれば収差を十分に抑えることができる。
【００９９】
２群レンズ３０において、第２レンズ１４にレンズ厚み誤差が存在すると、上記第３のレンズは、その誤差と絶対値が同じ分だけ、厚みが逆に強制的に調整される。
【０１００】
例えば、第２のレンズ１４は、そのレンズ厚み誤差によって収差を発生する。しかし、上記第３のレンズは、第２のレンズ１４のレンズ厚み誤差によって生じた収差とは逆極性の収差をそのレンズ厚み誤差によって発生させる。すなわち、２群レンズ３０は、第２レンズ１４にレンズ厚み誤差が生じても、上記第３のレンズに逆の厚み誤差が生じるために、全体として収差を補正することができる。
よって、２群レンズ３０は、第２の面１６と第４の面１８の間隔Ｌ２３が常に基準値とされた設計値になるように組み立てられることで、レンズ厚み誤差により収差の発生を防止することができる。
【０１０１】
したがって、２群レンズ３０は、ガラスモールドによって作製されても、その作製精度上のレンズ厚み誤差によって生じる収差を防止することができる。
【０１０２】
そして、光学ピックアップ１において、図２５に示すように、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４がレンズ鏡筒３１に取り付けられて、２群レンズ３０は構成されている。
【０１０３】
上記レンズ鏡筒３１は、第１のレンズ１３が載置されるレンズ載置部３２と、第２のレンズ１４が収納されるレンズ収納部３３とから構成されている。そして、レンズ鏡筒２１は、レンズ収納部３３に第１の取り付け基準面３３ａ及び第２のレンズ基準面３３ｂを設けている。この第１の取り付け基準面３３ａ及び第２の取り付け基準面３３ｂは、その間隔が基準値とされ、２群レンズ３の第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４の位置決め面となる。
【０１０４】
上記レンズ鏡筒３１のレンズ載置部３２は、略円筒状に形成されている。そして、レンズ載置部３２には、内面に入射される光束を絞る絞り部３２ａと、端面に第１のレンズ１３が載置されるレンズ載置面３２ｂとが設けられている。第１のレンズ１３は、第１の面１５の外周部１５ａをレンズ載置面３２ｂ上に当接して載置されている。すなわち、レンズ載置部３２は、レンズ載置面３２ａに載置された第１のレンズ１３に対して入射される光束を絞り部３２ａにおいて絞っている。
【０１０５】
上記レンズ鏡筒３１のレンズ収納部３３は、第１のレンズ１３の外径よりやや大とされた内径を有し、略筒状に形成されている。
【０１０６】
このレンズ収納部３３は、一端に第１のレンズ１３に当接する第１の取り付け基準面３３ａと、他端に第２の取り付け基準面３３ｂとを設けている。そして、レンズ収納部３３は、第２のレンズ１４の外径と略同径の内径に形成されたレンズ取り付け部３２ｃを設けている。
【０１０７】
第２のレンズ１４は、第２の取り付け基準面３３ｂに第４の面１８が一致されてレンズ取り付け部３３ｃに収納されている。そして、第２のレンズ１４は、レンズ収納部３３に接着材３によって接着されている。
【０１０８】
上記レンズ収納部３３は、第１のレンズ１３の第２の面１６の外周部１６ａに第１の取り付け面３３ａを当接して載置されている。なお、第１のレンズ１３は、レンズ載置面３２ｂに接着材３５によって接着されている。
【０１０９】
よって、２群レンズ３０は、第４の面１８が第２の取り付け基準面３３ｂと同一面になるように取り付けられ、第２の面１６上にレンズ収納部３３の第１の取り付け基準面３３ａが取り付けられることで、第２の面１６と第４の面１８の間隔Ｌ２３が基準面に設定される。
【０１１０】
上記光学ピックアップ２９は、上述のようにして第２の面１６と第４の面１８の間隔Ｌ２３が基準値となるように組み立てられた２群レンズ３０を備えることで、波面収差を減少させることができる。すなわち、光学ピックアップ２９は、２群レンズ３０にレンズ厚み誤差があっても、光ディスクの信号記録面に対して劣化することなく情報信号を書き込み又は読み出しすることができる。
【０１１１】
上記２群レンズ３０において、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４にレンズ厚み誤差が生じているときの波面収差の値を示す。条件は、図２６に示すように、第１のレンズ１３及び第２のレンズ１４に各々＋１０μｍのレンズ厚み誤差が生じている場合である。この場合、第２の面１６と第４の面１８の間隔Ｌ２４が基準値とされているために、２群レンズ３０によって生じた波面収差は、図２７に示すようになる。まて、波面収差のＲＭＳ値は、０．０４８ｒｍｓとなり、許容範囲に十分に収まる。
【０１１２】
なお、上述の第１の実施の形態及び第２の実施の形態となる光学ピックアップは、２群レンズの第１のレンズに入射される光束が平行光束である場合について説明したが、第１のレンズに有限系の光束が入射される２群レンズを用いることもできる。
【０１１３】
【発明の効果】
本発明に係る光学ピックアップは、基準面とされた間隔で第１の面及び第４の面の取り付け基準面が設けられた鏡筒に取り付けた２群レンズを備えることで、２群レンズにレンズ厚み誤差が生じても、特殊なデバイスを組み込むことなく収差を許容範囲に収めることができる。
【０１１４】
また、本発明に係る光学ピックアップは、基準値とされた間隔で第２の面及び第４の面の取り付け基準面が設けられた鏡筒に取り付けた２群レンズを備えることで、２群レンズにレンズ厚み誤差が生じても、特殊なデバイスを組み込むことなく収差を許容範囲に収めることができる。
【０１１５】
さらに、本発明に係る光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法は、２群レンズを第１の面と第４の面の間隔が基準値となるように組み立てることで、２群レンズにレンズ厚み誤差が生じても、特殊なデバイスを組み込むことなく収差を許容範囲に収めることができる。
【０１１６】
そして、本発明に係る光学ピックアップ用対物レンズの組み立て方法は、２群レンズを第２の面と第４の面の間隔が基準値となるように組み立てることで、２群レンズにレンズ厚み誤差が生じても、特殊なデバイスを組み込むことなく収差を許容範囲に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態となる光学ピックアップの構成図である。
【図２】上記第１の実施の形態となる光学ピックアップの備える２群レンズの正面図である。
【図３】上記２群レンズの球面収差、非点収差及び歪曲収差を示す光学特性図である。
【図４】軸上、入射角度０．０００°の条件下の、タンジェンシャル方向及びサジタル方向のコマ収差を示す光学特性図である。
【図５】入射角度０．５００°の条件下の、タンジェンシャル方向及びサジタル方向のコマ収差を示す光学特性図である。
【図６】上記２群レンズが収納されるレンズ鏡筒の断面図である。
【図７】上記２群レンズの第２のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍがあるときの正面図である。
【図８】上記２群レンズの第２のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍが生じた場合の波面収差を示す光学特性図である。
【図９】第２のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍを生じた比較例となる２群レンズの正面図である。
【図１０】第２のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍを生じた上記比較例となる２群レンズの波面収差を示す光学特性図である。
【図１１】上記２群レンズの第２のレンズにレンズ厚み誤差−１０μｍがあるときの正面図である。
【図１２】上記２群レンズの第２のレンズにレンズ厚み誤差−１０μｍが生じた場合の波面収差を示す光学特性図である。
【図１３】第２のレンズにレンズ厚み誤差−１０μｍを生じた比較例となる２群レンズの正面図である。
【図１４】第２のレンズにレンズ厚み誤差−１０μｍを生じた上記比較例となる２群レンズの波面収差を示す光学特性図である。
【図１５】上記第２のレンズのレンズ厚み誤差と波面収差のＲＭＳ値との関係を示す光学特性図である。
【図１６】上記２群レンズの第１のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍがあるときの正面図である。
【図１７】上記２群レンズの第１のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍが生じた場合の波面収差を示す光学特性図である。
【図１８】第１のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍを生じた比較例となる２群レンズの正面図である。
【図１９】第１のレンズにレンズ厚み誤差＋１０μｍを生じた上記比較例となる２群レンズの波面収差を示す光学特性図である。
【図２０】上記第１のレンズのレンズ厚み誤差と波面収差のＲＭＳ値との関係を示す光学特性図である。
【図２１】上記２群レンズの第１のレンズ及び第２のレンズに各々レンズ厚み誤差＋１０μｍがあるときの正面図である。
【図２２】上記２群レンズの第１のレンズ及び第２のレンズに各々レンズ厚み誤差＋１０μｍが生じた場合の波面収差を示す光学特性図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態となる光学ピックアップの構成図である。
【図２４】上記第２の実施の形態となる光学ピックアップの備える２群レンズの正面図である。
【図２５】上記２群レンズが収納されるレンズ鏡筒の断面図である。
【図２６】上記第２の実施の形態となる光学ピックアップの備える２群レンズであって、第１のレンズ及び第２のレンズに各々レンズ厚み誤差＋１０μｍがあるときの正面図である。
【図２７】上記第２の実施の形態となる光学ピックアップの備える２群レンズであって、第１のレンズ及び第２のレンズに各々レンズ厚み誤差＋１０μｍが生じた場合の波面収差を示す光学特性図である。
【図２８】従来の２群レンズの説明に用いた２群レンズの正面図である。
【図２９】第１のレンズに対して第２のレンズが倒れ又は偏芯を生じた２群レンズの正面図である。
【符号の説明】
１  光学ピックアップ、３  ２群レンズ、１３  第１レンズ、１４  第２のレンズ、１５  第１の面、１６  第２の面、１７  第３の面、１８  第４の面、２１  レンズ鏡筒、２３ａ  第１の取り付け基準面、２３ｂ  第２の取り付け基準面、２９  光学ピックアップ、３０  ２群レンズ、３１  レンズ鏡筒、３３ａ  第１の取り付け基準面、３３ｂ  第２の取り付け基準面
【図１】
0003608333.tif 000005
【図２】
0003608333.tif 000006
【図３】
0003608333.tif 000007
【図４】
0003608333.tif 000008
【図５】
0003608333.tif 000009
【図６】
0003608333.tif 000010
【図７】
0003608333.tif 000011
【図８】
0003608333.tif 000012
【図９】
0003608333.tif 000013
【図１０】
0003608333.tif 000014
【図１１】
0003608333.tif 000015
【図１２】
0003608333.tif 000016
【図１３】
0003608333.tif 000017
【図１４】
0003608333.tif 000018
【図１５】
0003608333.tif 000019
【図１６】
0003608333.tif 000020
【図１７】
0003608333.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
0003608333.tif 000023
【図２０】
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【図２１】
0003608333.tif 000025
【図２２】
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【図２３】
0003608333.tif 000027
【図２４】
0003608333.tif 000028
【図２５】
0003608333.tif 000029
【図２６】
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【図２７】
0003608333.tif 000031
【図２８】
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【図２９】
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