(57)【要約】【課題】質量の増大を招くことなく、温度による特性劣化を防止でき、良好な光学特性が安定して得られる光ピックアップ用光学素子を提供する。【解決手段】光束を集束する対物レンズ１と、収差を補正する収差補正手段２，３と、対物レンズ１および収差補正手段２，３の相対的位置を固定するホルダ１１とを有する光ピックアップ用光学素子であって、収差補正手段２，３は、負のパワーを持つ収差補正素子３を有し、ホルダ１１は、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、その成形用のゲート１２ａ，１２ｂが、光軸方向において収差補正素子３が存在する側に設けられていることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を集束する対物レンズと、収差を補正する収差補正手段と、上記対物レンズおよび上記収差補正手段の相対的位置を固定するホルダとを有する光ピックアップ用光学素子であって、
上記収差補正手段は、負のパワーを持つ収差補正素子を有し、
上記ホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、その成形用のゲートが、光軸方向において上記収差補正素子が存在する側に設けられていることを特徴とする光ピックアップ用光学素子。
【請求項２】
上記ゲートが、上記ホルダの光軸に関して回転対称な位置に複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項３】
上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面より光軸方向に１ｍｍの範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項４】
上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面近傍で、該端面に接して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項５】
上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項６】
上記ホルダは、カーボンファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項７】
上記ホルダは、ガラスファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項８】
上記ホルダは、ウイスカを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項９】
光束を集束する対物レンズと、収差を補正する収差補正手段と、上記対物レンズおよび上記収差補正手段の相対的位置を固定するホルダとを有する光ピックアップ用光学素子であって、
上記収差補正手段は、負のパワーを持つ収差補正素子を含む複数の収差補正素子を有し、
上記ホルダは、少なくとも上記負のパワーを持つ収差補正素子を保持する第１のホルダと、少なくとも上記対物レンズを保持する第２のホルダとを有することを特徴とする光ピックアップ用光学素子。
【請求項１０】
上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、それぞれ光軸に関して回転対称な位置に複数の成形用のゲートを有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１１】
上記第１のホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、上記ゲートが端面より１ｍｍの範囲に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１２】
上記第１のホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、上記ゲートが端面近傍で、該端面に接して設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１３】
上記ゲートが、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダの光軸方向端面に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１４】
上記第１のホルダの上記ゲートが、光軸方向において上記負のパワーを持つ収差補正素子が存在する側に設けられていることを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１５】
上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、カーボンファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１６】
上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、ガラスファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１７】
上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、ウイスカを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１８】
上記第１のホルダは金属からなり、上記第２のホルダは合成樹脂からなることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項１９】
上記第１のホルダは、光軸方向に上記対物レンズとは反対側に配されて、全体の重心を光軸方向の中心または中心から１ｍｍの範囲内とするためのバランサを兼ねていることを特徴とする請求項１８に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２０】
上記第１のホルダは、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２１】
上記対物レンズの開口数が、０．７５以上であることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２２】
上記収差補正素子は、回折格子であることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２３】
上記収差補正素子は、上記光束の波長変動による色収差を補正することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２４】
上記収差補正素子は、上記対物レンズに異なる波長の光が入射したときに発生する収差を補正することを特徴とする請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子を有することを特徴とする光ピックアップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的に情報の記録／再生を行う光ディスクドライブ装置に設けられる光ピックアップ用光学素子、およびそれを用いた光ピックアップに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクドライブ装置では、その記録容量を増すために、波長７８０ｎｍのレーザ光を使用したＣＤから、波長６５０ｎｍのレーザ光を使用したＤＶＤ、さらに波長４０５ｎｍのレーザ光を使用したディスクの採用というように、波長を短くすることによる高密度化が進められている。
【０００３】
このような光ディスクドライブ装置では、過去の資産を生かすために、波長４０５ｎｍのレーザ光を使用したディスク用の装置でも、波長６５０ｎｍのレーザ光を使用したＤＶＤや、波長７８０ｎｍのレーザ光を使用したＣＤの記録再生ができることが望ましい。
【０００４】
ところで、光ディスクドライブ装置には、レーザ光を記録媒体に照射して記録再生を行う光ピックアップが搭載されており、さらに、光ピックアップには、レーザ光を記録媒体に集光する対物レンズが取り付けられている。
【０００５】
この光ピックアップや対物レンズは、設計上は、１つの波長専用として、複数個の光ピックアップや対物レンズを搭載することで、各種波長のディスクの記録再生に対応することが容易である。
【０００６】
しかし、このように各波長に対応して光ピックアップを搭載すると、装置の小型化や、低価格化に不利であることから、１つの光ピックアップで複数の波長に対応することが求められている。光ピックアップに搭載される対物レンズについても、各波長に対応する複数の対物レンズを搭載して、それらを波長に応じて切り換えて使用するのではなく、一つの対物レンズで複数の波長に対応させることが求められている。
【０００７】
ところが、波長が短くなると、各種収差に対する光学特性の許容量が減少して、一つの対物レンズのみで複数の波長に対応させることが困難になる。このため、光を集光する対物レンズ以外に、波長が異なることによって発生する収差を補正する収差補正素子が必要となる。しかも、この収差補正素子は、光ピックアップの光学性能を確保するために、その光軸を対物レンズの光軸と精度良く合わせる必要がある。
【０００８】
一方、従来の光ピックアップとして、例えば、光ビームを光ディスクの信号記録面上に集光させる集束手段と、光ビームの常光成分および異常光成分のうち一方の成分を透過し、他方の成分を回折して収束させる偏光性ホログラム素子と、それらの相対位置を固定する保持手段とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
かかる特許文献１に開示の技術を適用し、偏光性ホログラム素子を収差補正素子に置き換えれば、収差補正素子と集束手段である対物レンズとの相対位置を、保持手段により精度良く保つことができ、良好な光学特性を確保することが可能となる。
【００１０】
ところで、開口数を大きくするために、収差補正素子に負のパワーを持たせると収差補正が容易となり、光学特性上有利となる。また、負のパワーを持つ凹レンズによって、色収差補正も可能となる。しかし、負のパワーを持たせた場合、正のパワーを持たせた光学素子にくらべて、位置ずれなどの影響が大きくなる。
【００１１】
また、収差補正素子と、集束手段である対物レンズとの保持手段であるホルダは、軽量化、低価格化のために合成樹脂で作られることが多いが、合成樹脂の線膨張係数が大きいため、温度によってそれに保持された収差補正素子と対物レンズとの距離や、収差補正素子が複数ある場合には、収差補正素子同士の距離が変化してしまうという問題がある。
【００１２】
このため、先に述べたように、負のパワーを持つ収差補正素子の場合には、位置ずれの影響が大きく、短波長化や高開口数化による光学特性の許容量の減少とも相俟って、合成樹脂の温度による位置ずれにより、光学特性の劣化が許容できなくなるという問題がある。
【００１３】
この問題を解決する方法として、例えば、ホルダを金属製として、温度による位置ずれを小さくすることが考えられる。しかし、この場合には、質量が大きくなって、ディスクの面振れや偏心によるトラックのずれなどに追従させる光ピックアップの可動部の共振周波数が低くなったり、駆動電流が増加したりするなど光ピックアップの性能が低くなることが懸念される。
【００１４】
一方、合成樹脂からなるレンズホルダの温度による熱膨張変形によって対物レンズが傾くなどの不具合を防止するために、合成樹脂の成型時の湯流れに着目して、レンズホルダが対物レンズの光軸を通る平面で左右対称な形状に分けられるとき、その光軸を通る平面上に合成樹脂注入用のゲートを設けたレンズホルダも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３６９０号公報
【特許文献２】特開平９−３５２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献２に開示の技術によれば、光軸を通る左右対称な平面に関して、樹脂の流れが対称となるので、温度変化による熱膨張変形も対称となり、その結果、対物レンズの傾きなどを防ぐことができる。
【００１６】
しかし、特許文献２に開示の技術を、対物レンズおよび収差補正素子を保持するホルダに適用した場合には、ホルダの熱膨張変形による対物レンズおよび収差補正素子の光軸の傾きは防止できても、収差補正素子と対物レンズとの距離や、収差補正素子が複数ある場合の収差補正素子同士の距離変化は防ぐことができないため、光学特性が劣化することになる。
【００１７】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、質量の増大を招くことなく、温度による特性劣化を防止でき、良好な光学特性が安定して得られる光ピックアップ用光学素子、およびそれを用いた高性能な光ピックアップを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１に係る発明は、光束を集束する対物レンズと、収差を補正する収差補正手段と、上記対物レンズおよび上記収差補正手段の相対的位置を固定するホルダとを有する光ピックアップ用光学素子であって、
上記収差補正手段は、負のパワーを持つ収差補正素子を有し、
上記ホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、その成形用のゲートが、光軸方向において上記収差補正素子が存在する側に設けられていることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ゲートが、上記ホルダの光軸に関して回転対称な位置に複数設けられていることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面より光軸方向に１ｍｍの範囲内に設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
請求項４に係る発明は、請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面近傍で、該端面に接して設けられていることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項１または２に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ゲートが、上記収差補正素子が存在する側の上記ホルダの端面に設けられていることを特徴とするものである。
【００２３】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ホルダは、カーボンファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項７に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ホルダは、ガラスファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００２５】
請求項８に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ホルダは、ウイスカを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００２６】
さらに、請求項９に係る発明は、光束を集束する対物レンズと、収差を補正する収差補正手段と、上記対物レンズおよび上記収差補正手段の相対的位置を固定するホルダとを有する光ピックアップ用光学素子であって、
上記収差補正手段は、負のパワーを持つ収差補正素子を含む複数の収差補正素子を有し、
上記ホルダは、少なくとも上記負のパワーを持つ収差補正素子を保持する第１のホルダと、少なくとも上記対物レンズを保持する第２のホルダとを有することを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、それぞれ光軸に関して回転対称な位置に複数の成形用のゲートを有することを特徴とするものである。
【００２８】
請求項１１に係る発明は、請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、上記ゲートが端面より１ｍｍの範囲に設けられていることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項１２に係る発明は、請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダは、中央に光が通るための穴を有する環状形状で、合成樹脂により成形されており、上記ゲートが端面近傍で、該端面に接して設けられていることを特徴とするものである。
【００３０】
請求項１３に係る発明は、請求項１０に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記ゲートが、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダの光軸方向端面に設けられていることを特徴とするものである。
【００３１】
請求項１４に係る発明は、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダの上記ゲートが、光軸方向において上記負のパワーを持つ収差補正素子が存在する側に設けられていることを特徴とするものである。
【００３２】
請求項１５に係る発明は、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、カーボンファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００３３】
請求項１６に係る発明は、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、ガラスファイバーを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００３４】
請求項１７に係る発明は、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダおよび上記第２のホルダは、ウイスカを含む合成樹脂により成形されていることを特徴とするものである。
【００３５】
請求項１８に係る発明は、請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダは金属からなり、上記第２のホルダは合成樹脂からなることを特徴とするものである。
【００３６】
請求項１９に係る発明は、請求項１８に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダは、光軸方向に上記対物レンズとは反対側に配されて、全体の重心を光軸方向の中心または中心から１ｍｍの範囲内とするためのバランサを兼ねていることを特徴とするものである。
【００３７】
請求項２０に係る発明は、請求項９に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記第１のホルダは、マグネシウムまたはマグネシウム合金からなることを特徴とするものである。
【００３８】
請求項２１に係る発明は、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記対物レンズの開口数が、０．７５以上であることを特徴とするものである。
【００３９】
請求項２２に係る発明は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記収差補正素子は、回折格子であることを特徴とするものである。
【００４０】
請求項２３に係る発明は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記収差補正素子は、上記光束の波長変動による色収差を補正することを特徴とするものである。
【００４１】
請求項２４に係る発明は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子において、上記収差補正素子は、上記対物レンズに異なる波長の光が入射したときに発生する収差を補正することを特徴とするものである。
【００４２】
さらに、請求項２５に係る光ピックアップの発明は、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の光ピックアップ用光学素子を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、光束を集束する対物レンズと、収差を補正する収差補正手段と、それらを固定するホルダとを有する光ピックアップ用光学素子として、質量の増大を招くことなく、温度による特性劣化を防止でき、良好な光学特性が安定して得られる光ピックアップ用光学素子を得ることができる。また、かかる光ピックアップ用光学素子を光ピックアップに搭載することで、高性能な光ピックアップを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００４５】
（第１実施の形態）
図１〜図７は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１は光ピックアップの一部上面図、図２は一部を図１のＡ−Ａ断面で示す光ピックアップの概念図、図３は光ピックアップ用光学素子である光学素子部組を示す斜視図、図４は同じく分解斜視図、図５は図１のＡ−Ａ断面における光学素子部組の断面図、図６および図７はホルダである鏡筒の製造方法を説明するための図である。
【００４６】
図１および図２において、液晶ポリマーなどの合成樹脂からなるホルダ５１には、対物レンズ１、収差補正手段である収差補正素子２，３、ホルダである鏡筒１１、絞り部材１４を有する光ピックアップ用光学素子である光学素子部組１０が接着固定されている。この光学素子部組１０に関しては、後で詳しく説明する。
【００４７】
ホルダ５１には、フォーカスコイル５２ａ，５２ｂ、トラッキングコイル５３ａ〜５３ｄが接着されている。また、ホルダ５１には、ベリリウム銅製の４本のワイヤバネ５４ａ〜５４ｄ（５４ａは図示せず）の一端部も接着されている。さらに、ホルダ５１に固定された基板５５ａ，５５ｂには、ワイヤバネ５４ａ〜５４ｄの一端とフォーカスコイル５２ａ，５２ｂおよびトラッキングコイル５３ａ〜５３ｄの端末とが接続されている（端末は図示せず）。
【００４８】
ワイヤバネ５４ａ〜５４ｄの他端部はバネウケ５６に接着され、これによりホルダ５１はワイヤバネ５４ａ〜５４ｄを介して記録媒体５９の垂直方向（Ｚ方向）および半径方向（Ｘ方向）に移動可能に支持されていることになる。記録媒体５９内の２点鎖線７９は、カバーガラス０．１ｍｍのときの記録面を示しており、対物レンズ１などの内部に示した２点鎖線８０は、カバーガラス０．１ｍｍのときの光束を示している。
【００４９】
バネウケ５６には、基板５７が固定され、この基板５７にワイヤバネ５４ａ〜５４ｄの他端が半田付けされている。ワイヤバネ５４ａ〜５４ｄは図示しないフレキシブル基板を介して、さらに外部の電気回路に接続される。バネウケ５６は、鉄製のべース５８の曲げ立ち上げ部６１ａに固定されている。曲げ立ち上げ部６１ａ，６１ｂには、磁界を発生させる磁石６２ａ，６２ｂも固定されている。以上、ベース５８上に組み立てられた光学素子部組１０を動かすための機構をレンズアクチュエータ６０と呼ぶ。図２では、このレンズアクチュエータ６０のみを図１のＡ−Ａ断面で示し、その他の光学部品などについては、概念図として示している。
【００５０】
次に、光学素子部組１０について、図３〜図５を参照して詳細に説明する。
【００５１】
鏡筒１１は、例えばカーボン繊維３０％入りの液晶ポリマーで製作されており、この鏡筒１１には、図４および図５に示すように、対物レンズ１および収差補正素子２，３が接着固定されている。対物レンズ１は、ガラス製レンズからなっている。
【００５２】
収差補正素子２は、合成樹脂製で、その両面６，７とは輪帯形状の回折格子が形成されている。収差補正素子３は、同様に、合成樹脂製であるが、一方の面９に輪帯形状の回折格子が形成されており、他方の面８は負のパワーをもつ非球面形状の凹面となっている。ここで、面６，７および９の回折格子は、カバーバラス厚さ０．６、波長４０５ｎｍ、開口数０．８５のディスクや、カバーガラス厚さ０．６、波長６５０ｎｍ、開口数０．６のＤＶＤ、あるいは、カバーガラス厚さ１．２、波長７８０ｎｍ、開口数０．４５のＣＤに対応する光を、対物レンズ１に入射した際に発生する各種収差の補正を行っている。すなわち、波長の違いを利用して、回折格子により各波長で異なる空間を光が通るようにして、異なるカバーガラス厚に対応させると共に、球面収差や色収差を補正している。また、面８の負のパワーをもつ凹面は、これによって光束を広げ、収差の改善など、波長４０５ｎｍのときの大きな開口数０．８５への光学設計対応を容易にしている。
【００５３】
図５に示すように、鏡筒１１の対物レンズ１および収差補正素子２，３の固定部分には、対応する素子を接着する際に、余った接着剤が逃げる接着剤溜まり１３ａ〜１３ｃが設けられており、これにより接着剤が光学作用面などに広がってしまうのを防止している。
【００５４】
鏡筒１１は、先に述べたように、カーボン繊維３０％入りの液晶ポリマーで製作される。本実施の形態では、金型を使った射出成形により製作されるが、この際、図７に示すように、ランナー２６ａ，２６ｂから鏡筒１１のＺ−端側面の２か所に設けられたサイドゲート２７ａ，２７ｂを経て樹脂が充填されて、鏡筒１１が成形される。なお、図７では、鏡筒１１は簡略化して描いてある。図１〜図６の凸１２ａ，１２ｂは、ゲートカット後のゲート残りを示している（以下、凸１２ａ，１２ｂをゲートとも称する）。図４および図５に示すように、ゲート１２ａ，１２ｂの位置関係は、光軸２２に回転対称な２個となっている。また、ゲート１２ａ，１２ｂは、Ｚ−方向の端面３０に接して、ＸＹ方向側面に設けられている。
【００５５】
さらに、鏡筒１１には、絞り１６を持つ絞り部材１４が接着固定されている。ゲート残りの凸１２ａ，１２ｂのために、絞り部材１４には逃げ部１５ａ，１５ｂが設けられている。絞り部材１４のＺ−側の面１７は、円錐側面形状となっている。これは、光学素子部組１０に入射した光が絞り部材１４にあたって、１８０度逆向きに来た向きに反射し、光学系に戻って、信号検出やレーザなどに悪影響を及ぼすのを防ぐためで、この円錐側面形状の面１７により、来た向きと角度を持って反射させて、光が光学系に戻るのを防いでいる。
【００５６】
次に、図２を参照して、光学素子部組１０以外の光学系などについて、波長４０５ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード６３から光学素子部組１０までの光路に沿って説明する。
【００５７】
レーザダイオード６３からのレーザ光は、コリメータレンズ６４に入射する。コリメータレンズ６４は、入射するレーザ光が平行光として出射されるように、その光軸方向の位置が調整されている。コリメータレンズ６４を通ったレーザ光は、そのレーザ光と波長６５０ｎｍのレーザ光とを合成するダイクロイックプリズム６５、さらにそれらのレーザ光と波長７８０ｎｍのレーザ光とを合成するダイクロイックプリズム６６を通って、１／４波長板６８が接合された偏光ビームスプリッタ６７に至る。レーザダイオード６３から出射したレーザ光は、上記の経路をたどった後、平行光を若干収束させたり、発散させたりする凹レンズ６９および凸レンズ７０よりなるリレーレンズ系を通って、光学素子部組１０に到達する。
【００５８】
レーザダイオード６３から出射したレーザ光の一部は、偏光ビームスプリッタ６７で反射する。その反射光の進む位置には、フォトディテクタ７１が配置されている。また、記録媒体からの戻り光は、偏光ビームスプリッタ６７で反射し、集光レンズ７２介してフォトディテクタ７３に至る。
【００５９】
レーザダイオード６３の他に、波長６５０ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード７４、波長７８０ｎｍのレーザ光を発光するレーザダイオード７６も配置されている。
【００６０】
レーザダイオード７４からの波長６５０ｎｍのレーザ光は、コリメータレンズ７５に入射する。コリメータレンズ７５は、入射するレーザ光が平行光として出射されるように、その光軸方向の位置が調整されている。コリメータレンズ７５を通ったレーザ光は、そのレーザ光と波長４０５ｎｍのレーザ光とを合成するダイクロイックプリズム６５に入射して反射する。それ以降は、波長４０５ｎｍのレーザ光を同じ光路をたどって光学素子部組１０に到達する。
【００６１】
レーザダイオード７６からの波長７８０ｎｍのレーザ光は、３ビーム法によりトラッキングエラーを検出するために、グレーティング７７を介してコリメータレンズ７８に入射する。コリメータレンズ７８は、入射するレーザ光が平行光として出射されるように、その光軸方向の位置が調整されている。コリメータレンズ７８を通ったレーザ光は、そのレーザ光と波長４０５ｎｍのレーザ光および波長６５０ｎｍのレーザ光とを合成するダイクロイックプリズム６６に入射して反射する。それ以降は、波長４０５ｎｍのレーザ光を同じ光路をたどって光学素子部組１０に到達する。
【００６２】
なお、フォトディテクタ７１およびフォトディテクタ７３は、全ての波長で共用される。また、上述した光学素子の各々は、適切なホルダや取り付け板などを介して、図示しないハウジングに固定されている。
【００６３】
次に、以上のように構成された本実施の形態について、その動作を説明する。
【００６４】
波長４０５ｎｍのレーザ光に対応する記録媒体５９を使用するときには、レーザダイオード６３を発光させる。レーザダイオード６３より発せられたレーザ光は、コリメータレンズ６４に入射して平行光にされ、ダイクロイックプリズム６５，６６、偏光ビームスプリッタ６７、１／４波長板６８、リレーレンズ６９，７０を経由して、光学素子部組１０の収差補正素子３，２を通り、対物レンズ１によって記録媒体５９上にスポットを形成する。
【００６５】
偏光ビームスプリッタ６７に入射したレーザ光は、その一部が反射されてフォトディテクタ７１で受光され、その出力に基づいてレーザダイオード６３の発光量の調整が行われる。
【００６６】
記録媒体５９からの反射光（戻り光）は、再び対物レンズ１を通り、往路とは逆の経路をたどって偏光ビームスプリッタ６７に到達する。ここで、戻り光は反射して、集光レンズ７２を経てフォトディテクタ７３で受光され、その出力に基づいてフォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号の検出が行われる。また、さらに球面収差の検出も行われる。
【００６７】
フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル５２ａ，５２ｂに電流を流すことによって、ホルダ５１を記録媒体５９に垂直な方向に駆動する。トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル５３ａ〜５３ｄに電流を流すことによって、ホルダ５１を記録媒体５９のトラックを横切る方向に駆動する。記録媒体５９がディスクの場合には、半径方向に駆動することになる。また、異なるトラックにアクセスする場合は、図示していない駆動手段によってハウジングごとホルダ５１を記録媒体５９のトラックを横切る方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ５１およびそれに固定された光学素子部組１０はフォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。
【００６８】
記録媒体５９のカバーガラス厚のばらつきなどにより発生した球面収差が検出されたときには、リレーレンズ系を構成するレンズ６９および／または７０を駆動して球面収差を補正する。これは、レンズ６９および／または７０を動かすことで、光学素子部組１０に入射する本来平行光である光の収束・発散具合を変更し、これによって変化する球面収差を利用するものである。
【００６９】
上記構成において、光学素子部組１０は、対物レンズ１と収差補正素子２との距離１９よりも、収差補正素子２，３の距離１８の方が、要求精度が厳しい。これは、収差補正素子３の面８が負のパワーをもっており、負のパワーを持つ面と次の光学作用面との距離のずれの影響が、正のパワーを持つ面や、パワーを持たない面と次の光学作用面との距離のずれよりも大きいためである。このため、軽量化や、低価格化を図るために、鏡筒１１を合成樹脂で製作する場合には、合成樹脂は温度による線膨張係数が大きく、温度によって収差補正素子２，３の距離１８が変化し、しかも、その変化は、カバーガラスが薄く、波長が短く、開口数が大きくなると、光学特性に対するマージンも減少するので、許容できなくなる。
【００７０】
本実施の形態では、ゲート１２ａ，１２ｂの位置をＺ−端の側面に設けているので、射出成型時の湯の流れは、図６に矢印２８で示すように、Ｚ−側の端では、ＸＹ平面方向に行き渡るためのＸＹ平面に平行な方向の湯の流れとなるが、このＺ−側の端を除くＺ−側の領域２０では、矢印２９で示すように、全体がＺ方向に平行にＺ＋方向に向かう流れとなる。
【００７１】
ここで、合成樹脂の線膨張係数は、湯の流れ方向には小さく、直角方向には大きい。例えば、カーボンを３０％含む液晶ポリマーでは、前者は、０．２×１０−５／℃であるのに対し、後者は、５×１０−５／℃と大きい。本実施の形態では、収差補正素子２，３の間の部分は、領域２０にあり、この距離１８に関わる線膨張係数は、０．２×１０−５／℃となる。環境温度やフォーカスコイル５２ａ，５２ｂ、トラッキングコイル５３ａ〜５３ｄが発生する熱によって、温度が３０℃上昇したとしても、距離の変化は１ｍｍに付き０．０６μｍと十分小さく無視できる。仮に、直角方向であった場合は、１ｍｍにつき１．５μｍと大きく変化することになり、問題となる。
【００７２】
湯流れには、若干乱れが生じ、領域２０でも完全にＺ方向に平行とならない場合もある。この場合、０．２×１０−５／℃と５×１０−５／℃との中間の線膨張係数となるが、乱れが生じてもＺ方向に平行な流れが基本であることから、０．２×１０−５／℃に近い線膨張係数となり、距離の変化は無視できる程度のものとなる。
【００７３】
なお、ＸＹ平面方向の温度による変化は、湯流れ方向に直角なので、大きくなる。しかし、ＸＹ平面方向に寸法が変化しても、受け面もＸＹ平面に平行であるため、Ｚ方向の位置ずれにはならない。また、鏡筒１１は、ＸＹ平面方向に光軸２２に対して対称な形状であり、光軸２２に関して対称にＸＹ平面方向に寸法が変化するため、光軸２２の位置への影響は少なく問題ない。
【００７４】
以上のように、ゲート１２ａ，１２ｂを、位置精度が厳しい負のパワーを持つ収差補正素子３のあるＺ−端に設けることによって、温度による収差補正素子２，３の距離１８の変化が抑えられている。
【００７５】
なお、ゲート１２ａ，１２ｂから遠い領域２１では、ＸＹ平面方向にゲート１２ａ，１２ｂから近い位置では湯がＺ＋方向に流れるが、遠い位置ではＺ＋方向の流れの湯より、近い位置でＺ＋端まで行った湯がＺ−方向からまわってくるため、全体がＺ方向に平行な湯の流れとはならない。さらに、この領域２１内の遠い位置は、最後に充填される部分となるため、ガスがたまり、それが抜けていく過程でも、湯流れに乱れが生じることになる。このため、Ｚ方向が湯流れに平行な方向とならないため、温度によるＺ方向の距離の変化が大きくなってしまう。
【００７６】
以上のように、本実施の形態では、ゲート１２ａ，１２ｂを光軸２２に関して回転対称に設けているので、湯の流れが光軸に関して対称となり、領域２０でのＺ方向に平行でない向きへの乱れを抑えることができる。また、ＸＹ平面方向の膨張を対称にでき、光軸の動きも抑えることができる。
【００７７】
なお、ゲート１２ａ，１２ｂは、回転対称に設けなくても良い。この場合、Ｚ方向への湯流れの程度は、若干悪くなるが、問題ない。また、本実施の形態では、ゲート１２ａ，１２ｂを、光軸方向に負のパワーを持つ収差補正素子３が存在する側の端面近傍で、端面３０に接するように設けたが、必ずしもこのような形で設けなくても、光軸方向に負のパワーを持つ収差補正素子３が存在する側に設ければよい。但し、端面３０に近いほど効果が大きく、光軸方向に負のパワーを持つ収差補正素子３が存在する側の端面３０より光軸方向に１ｍｍの範囲内であることが望ましく、本実施の形態のように、端面３０に接していれば、より好ましい。
【００７８】
また、負のパワーを持つ収差補正素子３は、凹面の非球面をもつレンズに限らず、球面であっても良いのは言うまでもない。また、レンズでなく、負のパワーを持つ回折格子であっても良い。回折格子の形態としては、例えば、ブレーズ形状の輪帯形状を持つものが考えられる。
【００７９】
さらに、負のパワーを持つ収差補正素子３は、開口数を大きくしたときの収差補正に限らず、凸レンズである対物レンズ１と凹レンズとの組合せによって、レーザ光の波長変動による色収差を補正するようにしたり、あるいは対物レンズ１に異なる波長の光を入射したときの球面収差などの収差を補正したりするように構成することもできる。また、開口数についても、０．８５でなく、０．６５であっても良い。但し、開口数が大きいほど位置ずれの許容量が減り、特に０．７５以上では許容量が少ないので、大きな効果が得られる。
【００８０】
また、鏡筒１１は、カーボン繊維入りの液晶ポリマーに限らず、ポリフェニリンサルファイドや、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミドなどの合成樹脂であれば、同様の効果を得ることができる。さらに、樹脂に繊維を入れも、入れなくても良いが、剛性を高めるためには繊維入りとするのが望ましい。また、繊維入りの方が、湯流れの方向による線膨張係数の違いが大きく、温度による位置ずれを小さくできる効果も大きい。なお、繊維入りとする場合には、光学素子部組１０が可動部であるホルダ５１に搭載され、軽量で高剛性であることが望まれることから、カーボン繊維が向いているが、カーボン繊維以外にも、安価で剛性も高いガラス繊維やウイスカであっても良い。特に、ウイスカは、さまざまな種類があり、必要な特性に応じて選択することができる。
【００８１】
本実施の形態に係る光学素子部組１０を光ピックアップに搭載することにより、既に述べたように、温度による特性劣化を抑えた高性能な光ピックアップを実現することができる。
【００８２】
（第２実施の形態）
図８は、本発明の第２実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の分解斜視図である。なお、第１実施の形態と同じ部分には、同一の番号を付してある。
【００８３】
本実施の形態は、第１実施の形態と鏡筒１１のゲートの位置が異なる。すなわち、第１実施の形態では、鏡筒１１のＺ−端の側面にサイドゲートが設けられていたが、本実施の形態では、Ｚ−端の面に２個のピンゲート２３ａ，２３ｂが設けられている。なお、正確には、ピンゲート２３ａ，２３ｂは、Ｚ−端の面２５から若干凹とされた部分２４ａ，２４ｂに設けられている。これはゲートを作り易くするためである。ピンゲート２３ａ，２３ｂは、第１実施の形態と同様に、光軸２２に回転対称な位置関係となっている。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。
【００８４】
本実施の形態では、ピンゲート２３ａ，２３ｂがＺ−端の面に設けられているので、射出成型時の湯流れをＺ−端の付近でよりＺ方向に平行にでき、第１実施の形態で述べた温度変化による収差補正素子２，３間の距離１８の変動を抑える効果がより高くなる。
【００８５】
（第３実施の形態）
図９は、本発明の第３実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の断面図である。なお、第１実施の形態と同じ部分には、同一の番号を付してある。
【００８６】
本実施の形態では、第１実施の形態と鏡筒の構成が異なる。すなわち、第１実施の形態では、１つの鏡筒１１を有していたが、本実施の形態では、２つの鏡筒３１，３２を有しており、第１のホルダである鏡筒３２に収差補正素子２，３が固定され、第２のホルダである鏡筒３１に対物レンズ１と鏡筒３２とが固定されている。対物レンズ１および収差補正素子２，３は、第１実施の形態と同様に接着固定され、それらの接着部には接着剤溜まり３４ａ〜３４ｃが設けられている。鏡筒３２の鏡筒３１への固定も接着で、その固定部には接着剤溜まり３５が設けられている。鏡筒３１，３２は、ともに合成樹脂で製作されている。なお、絞り３３は、鏡筒３２に取り付けるのではなく、鏡筒３２に一体に形成されている。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。
【００８７】
このように、本実施の形態では、対物レンズ１は鏡筒３１に保持し、収差補正素子２，３は鏡筒３１とは別体の鏡筒３２に保持するようにしたので、収差補正素子３の負のパワーを持つ面８と、それに向き合う収差補正素子２の面７との精度の厳しい距離１８は、鏡筒３２で決定されることになる。したがって、鏡筒３２を小型化できると共に、その構造も単純化できるので、鏡筒３２を成形するときの湯流れも単純化できて、Ｚ方向に沿った湯流れ等にし易くなり、これにより温度による寸法の変化の影響を小さくできる。
【００８８】
なお、鏡筒３２を成形するゲートは、本実施の形態のように、鏡筒３２が中央に光が通る穴があいている環状形状の場合には、端面３６または端面３７付近に設けることが望ましく、端面３６または端面３７から光軸２２の方向（Ｚ方向）に１ｍｍの範囲内、より好ましくは、端面３６または端面３７に設けるのが良い。また、第１実施の形態および第２実施の形態で述べたように、光軸２２に関して回転対称位置にゲートを設けるのが、より好ましい。
【００８９】
また、鏡筒３２は、収差補正素子２，３のみを保持し、大きさも小さいので、端面３６または端面３７のどちら側にゲートを設けても良いが、大きさが大きかったり、形状が複雑になったりしている場合は、第１実施の形態のように、負のパワーを持つ収差補正素子３のある側の端面３６付近にゲートを設けることが望ましい。鏡筒３２を構成する合成樹脂や、その中に入れる繊維などについては、第１実施の形態で述べたものと同様のものが考えられ、同様の効果が得られる。
【００９０】
また、鏡筒３２は、鏡筒３１と同じ材質で成形しても良いし、鏡筒３１よりも線膨張係数の小さい材質、例えばアルミニウムなどの金属製とすることもできる。このように、収差補正素子２，３を保持する鏡筒３２を金属製とすれば、温度による距離１８の変動をより抑えることができ、光学特性を良好にできると共に、鏡筒３１，３２の両方を金属製とする場合に比べて、光ピックアップの可動部の質量増を最小限に抑えることができるので、光ピックアップの共振特性など機械的性能劣化を抑えることができる。
【００９１】
なお、鏡筒３２を金属製とする場合には、好ましくは、鏡筒３２を質量の大きい対物レンズ１のあるＺ＋側とは反対側のＺ−側に配して、光学素子部組１０の重心を、そのＺ方向の中心付近にするためのバランサの役割を持たせても良い。すなわち、光学素子部組１０が取り付けられるホルダ５１は可動部であり、重心がＺ方向の中心付近にあることが望ましいので、鏡筒３２の質量を有効に用いてバランサの役割を持たせ、これによりバランサを別途付加した場合と、ホルダ５１から見て質量をほぼ同じとすれば、バランサを別途設ける必要がなくなり、部品点数を削減することが可能になる。なお、光学素子部組１０の重心は、Ｚ方向の中心に正確に一致させなくても、中心から１ｍｍの範囲内であれば問題ない。
【００９２】
また、鏡筒３２は、マグネシウム合金で製作することもできる。このようにすれば、マグネシウム合金は金属で、やはり線膨張係数が小さいので、温度による距離１８の変化を抑えることができる。なお、マグネシウム合金は、金属でありながら軽量であることから、鏡筒３１もマグネシウム合金で製作しても、質量の点では問題ないが、マグネシウム合金は高価であるので、コストダウンを図るうえでは、鏡筒３２のみをマグネシウム合金で製作するのが好ましい。また、マグネシウム合金は加工が難しいので、鏡筒３２のみをマグネシウム合金製とする方が、製作も容易となる。
【００９３】
また、鏡筒３２は、線膨張係数が比較的小さい合成樹脂で製作しても良い。このような特殊な特性を持つ樹脂は高価であり、鏡筒３２のみに採用することで価格上昇を抑えることができる。
【００９４】
本実施の形態では、収差補正素子２，３を保持する鏡筒３２を、対物レンズ１を保持する鏡筒３１とは別体することで、鏡筒３２に対して、収差補正素子２はＺ＋側から、収差補正素子３はＺ−側からと、両方向から固定することができる。ここで、第１実施の形態と比較すると、第１実施の形態では、収差補正素子２，３をともにＺ−側から固定することになるため、奥に固定する収差補正素子２よりも外側の収差補正素子３の方が、ＸＹ平面方向に大きくなる。さらに、収差補正素子２，３の間や、収差補正素子３の外側にも、ＸＹ平面方向に収差補正素子２または３より小さい開口を持つ絞り１６を一体に形成することはできないため、絞り１６を有する絞り部材１４を別に設ける必要がある。これに対し、本実施の形態では、２体の鏡筒３１，３２を備えるので、鏡筒全体は大型化するが、収差補正素子３を大きくしたり、絞りを別体としたりする必要がなくなるので、その点では小型化できる。したがって、２体の鏡筒３１，３２を設けても必ずしも大型化せず、場合によっては小型化が可能になる。また、奥まったところに収差補正素子２を固定する必要がなくなるので、作業性も向上する。
【００９５】
（第４実施の形態）
図１０は、本発明の第４実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の断面図である。なお、第１実施の形態と同じ部分には、同一の番号を付してある。
【００９６】
本実施の形態は、第３実施の形態と同じく、２体の鏡筒３１，３２を有しているが、収差補正素子２が鏡筒３１に接着固定されている点で、第３実施の形態と異なっている。鏡筒３２は、収差補正素子２を鏡筒３１に固定した後、収差補正素子２のＺ−方向の面３９に当てつける形で鏡筒３１に固定される。収差補正素子３は、鏡筒３２に接着固定されるが、その接着は、鏡筒３２を鏡筒３１に接着する前でも後でも良い。対物レンズ１および収差補正素子２，３の接着固定部には、第３実施の形態と同様に、接着剤溜まり３８ａ〜３８ｃが鏡筒３１，３２に設けられている。その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。
【００９７】
本実施の形態では、負のパワーを持つ収差補正素子３を保持している鏡筒３２が、収差補正素子３の負のパワーを持つ面８と向き合う面７を持つ収差補正素子２と接しているので、第３実施の形態と同様に、精度の厳しい距離１８は鏡筒３２で決定されることになり、第３実施の形態と同様に、温度による距離１８の変動を小さくすることができる。また、本実施の形態では、鏡筒３２は、負のパワーを持つ収差補正素子３のみを保持し、収差補正素子２とは接するだけで、収差補正素子２の保持部を持たないので、鏡筒３２の構造を第３実施の形態より単純化でき、小型化も可能となる。これにより、第３実施の形態で述べた効果を、より顕著なものとすることができる。なお、本実施の形態でも、第３実施の形態で述べたような各種変形が可能である。
【００９８】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。特に、収差補正素子については、その数が２個でなくても良く、また、回折格子などが両面に設けられていなくとも、片面だけであっても良い。また、収差補正素子の形状も、光軸に平行な方向から見て、円形でなくても良く、長方形などさまざまな形状が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る光ピックアップの一部上面図である。
【図２】一部を図１のＡ−Ａ断面で示す光ピックアップの概念図である。
【図３】図１に示す光ピックアップに搭載した光ピックアップ用光学素子である光学素子部組を示す斜視図である。
【図４】同じく、分解斜視図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面における光学素子部組の断面図である。
【図６】第１実施の形態における光学素子部組のホルダである鏡筒の製造方法を説明するための図である。
【図７】同じく、鏡筒の製造方法を説明するための図である。図である。
【図８】本発明の第２実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の分解斜視図である。
【図９】同じく、第３実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の断面図である。
【図１０】同じく、第４実施の形態に係る光ピックアップ用光学素子である光学素子部組の断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１  対物レンズ
２，３  収差補正素子
６，７，８，９  面
１０  光学素子部組
１１  鏡筒
１２ａ，１２ｂ  ゲート
１３ａ〜１３ｃ  接着剤溜まり
１４  絞り部材
１５ａ，１５ｂ  逃げ部
１６  絞り
１７  面
１８，１９  距離
２２  光軸
２３ａ，２３ｂ  ピンゲート
３０  端面
３１，３２  鏡筒
３３  絞り
３４ａ〜３４ｃ  接着剤溜まり
３６，３７  端面
３８ａ〜３８ｃ  接着剤溜まり
３９  面
６０  レンズアクチュエータ
【図１】
2006065970.tif 000003
【図２】
2006065970.tif 000004
【図３】
2006065970.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006065970.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006065970.tif 000012