(57)【要約】  本発明は、マイクロ光学ドライブのためのコンパクトな光学ピックアップと、このコンパクトな光学ピックアップを使用したマイクロ光学ドライブとに関する。  本発明によれば、光学記録媒体（８）のためのピックアップは、光学記録媒体に対する読取りおよび／または書込み用の光ビームを生成するための光源と、フォーカス・アクチュエータとしての働きをするフレキシブル・アーム（１２）と、光ビームを光学記録媒体上に集束させるためにフレキシブル・アーム（１２）上に配置された対物レンズ（７）と、光ビームを光学記録媒体（８）の方に向けるための光学ベンチと、光学記録媒体によって反射された光ビームを検出するための１つまたは複数の検出器（１１、１３）と、光学記録媒体（８）によって反射された光ビームを第１の検出器（１１）の方に向けるために光学ベンチの透明ブロック（１０）に対して傾斜して配置されたミラー（９）とを備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学記録媒体に対する読取りおよび／または書込み用の光ビームを生成するための光源と、フォーカス・アクチュエータとしての働きをするフレキシブル・アーム（１２）と、前記光ビームを前記光学記録媒体上に集束させるために前記フレキシブル・アーム（１２）上に配置された対物レンズ（７）と、前記光ビームを前記光学記録媒体（８）の方に向けるための光学ベンチと、前記光学記録媒体によって反射された前記光ビームを検出するための１つまたは複数の検出器（１１、１３）とを備える、光学記録媒体（８）のためのピックアップであって、
前記光学記録媒体（８）によって反射された前記光ビームを第１の検出器（１１）の方に向けるために前記光学ベンチの透明ブロック（１０）に対して傾斜して配置されたミラー（９）をさらに備えることを特徴とする、前記ピックアップ。
【請求項２】
前記フレキシブル・アーム（１２）は、電圧が印加されていないときに前記光学記録媒体（８）から最大限に離れるようにして、事前搭載された、請求項１に記載のピックアップ。
【請求項３】
前記光源（１）を前記光学記録媒体（８）上に結像させるために有限光学系が使用される、請求項１または２に記載のピックアップ。
【請求項４】
前記第１の検出器（１１）は、入射した光ビームの何分の一かを第２の検出器（１３）の方に向ける反射面を有する、請求項１から３のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項５】
前記光源（１）は、前記光学記録媒体（８）の回転によって生成される気流によって冷却されるようにしてヒート・シンク（２）上に配置された、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項６】
前記光源（１）は、３８０ｎｍ〜４１５ｎｍの波長を有する、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項７】
前記対物レンズは、０．７５〜０．８５の開口数を有する、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項８】
請求項１から７のうちの一項に記載の光学ピックアップを含むことを特徴とする、光学記録媒体（８）に対して読取りおよび／または書込みを行うための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ光学ドライブのための光学ピックアップと、この光学ピックアップを使用したマイクロ光学ドライブとに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンパクト・ディスク（ＣＤ）やディジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などの光学記録媒体のためのドライブが、長い間にわたって確立されている。最近、青色光を使用した、記録密度の増大した新世代の光学記録媒体が開発された。これらの記録媒体は、ブルーレイ（ＢｌｕＲａｙ）ディスク（ＢＤ）および高密度ＤＶＤ（ＨＤ−ＤＶＤ）を含む。しかし、特に携帯型電子デバイスには、小型化された光学記録媒体のためのマイクロ光学ドライブが必要とされる。このような小型化された光学記録媒体の一例は、いわゆるコイン・ディスク（ＣｏｉｎＤｉｓｋ）である。
【０００３】
マイクロ光学ドライブは一般に、光学記録媒体に対する読取りおよび／または書込みのために、スレッド・ベースのピックアップを利用しない。そうではなく、ハード・ディスク・ドライブから知られるようなトラッキング・アームがこの目的に使用される。例えば、米国公開公報２００４／０２５７９２８には、マイクロ光学ディスク・ドライブのための光学ピックアップが開示されており、これは、集束アームが焦点方向に回転可能に接続されたトラッキング・アームを備える。集束アーム上には、完全な光学システムが取り付けられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的の一つは、マイクロ光学ドライブのための光学ピックアップに対して、より一層コンパクトな設計を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、光学記録媒体に対する読取りおよび／または書込み用の光ビームを生成するための光源と、フォーカス・アクチュエータとしての働きをするフレキシブル・アームと、光ビームを光学記録媒体上に集束させるためにフレキシブル・アーム上に配置された対物レンズと、光ビームを光学記録媒体の方に向けるための光学ベンチと、光学記録媒体によって反射された光ビームを検出するための１つまたは複数の検出器と、光学記録媒体によって反射された光ビームを第１の検出器の方に向けるために光学ベンチの透明ブロックに対して傾斜して配置されたミラーとを備えた、光学記録媒体のためのピックアップによって達成される。ミラーは透明ブロックに接合されることが有利であり、透明ブロックは他の光学要素も載架する。ピックアップを小型化するには、ピックアップ光学系全体ではなく、対物レンズのみを、板ばね状のアクチュエータ上に配置することが有利である。この設計は、波長３８０〜４１５ｎｍの青色光源、および直径３ｃｍの小型光学記録媒体と共に使用するのに特に適する。最大記憶容量に向けて設計を最適化するために、対物レンズの開口数は０．７５〜０．８５であることが好都合である。
【０００６】
フレキシブル・アームは、電圧が印加されていないときに光学記録媒体から最大限に離れるようにして、事前搭載されることが好ましい。マイクロ光学ドライブは典型的にはバースト・モードで動かされるので、このことは電気エネルギーを節約する。さらに、マイクロ光学ドライブがオフに切り換えられたときの対物レンズの保護も達成される。
【０００７】
光源を光学記録媒体上に結像させるために、有限光学系が使用されることが有利である。これにより、コリメーティング・レンズを省略することができ、従って、必要な光学構成要素の数が削減される。
【０００８】
第１の検出器は、入射した光ビームの何分の一かを第２の検出器の方に向ける反射面を有することが好ましい。これにより、反射された光ビームの一部を第２の検出器の方に向けるための追加のビーム・スプリッタまたはミラーを省略することができるので、ピックアップのサイズをさらに縮小することができる。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、光源は、光学記録媒体の回転によって生成される気流によって冷却されるようにして、ヒート・シンク上に配置される。これにより、光学記録媒体によって生成される気流を冷却のために効果的に使用することができ、従って、さらに冷却する必要はなくなる。
【００１０】
本発明によるピックアップは、光学記録媒体に対して読取りおよび／または書込みを行うための装置中で使用されることが有利である。
【００１１】
よりよい理解のため、次に、図を参照しながら以下の記述中で本発明をより詳細に説明する。本発明はこの例示的な実施例に限定されず、指定された特徴は本発明の範囲を逸脱することなく好都合に結合および／または変更することもできることを理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に、本発明による光学ピックアップを概略的に示す。レーザ源１が、ヒート・シンク２上に位置し、光学ベンチ３に固定される。レーザ放射は、透明ブロック１０に接合された偏光ビーム・スプリッタ４を通して透過され、ミラー５によって反射され、４分の１波長板６によって円偏光される。フォーカス・アクチュエータとしての働きをする板ばね１２に固定された対物レンズ７が、光学記録媒体８上に回折限界スポットを形成する。焦点制御のために板ばね１２を動かすのには、コイルおよび磁石（図示せず）が使用される。板ばね１２は、電流が加えられていないときに対物レンズ７と光学記録媒体８との間の距離ができるだけ長くなるようにして、事前搭載される。マイクロ光学ドライブは典型的にはバースト・モードで動かされるので、このことは多くの電気エネルギーを節約する。さらにこのことは、マイクロ光学ドライブがオフに切り換えられたときに対物レンズ７を保護することにも役立つ。逆の経路では、戻ってきた光は偏光ビーム・スプリッタ４によって偏向され、別のミラー９によって検出器１１の方に向けられる。ミラー９は、傾斜するようにして透明ブロック１０上に取り付けられている。検出器１１は、入射した光の約５０％を反射し、反射された光は、透明ブロック１０の上面で反射された後、別の検出器１３の方に向けられる。スポット・サイズ検出によって焦点誤差検出が達成されることが好ましい。トラッキングのためには、トラッキング方向に旋回可能なスイング・アーム上に光学ピックアップ全体が配置されることが有利である。
【００１３】
図示の光学ピックアップの設計は、ごく少数の光学構成要素しか必要でないので、非常にコンパクトな（小型の）光学ピックアップになるという利点を有する。光学要素の数を削減するために、コリメーティング（平行補正）レンズは使用されない（いわゆる有限光学系）。図からわかるように、５つの光学要素しか必要でない。すなわち、偏光ビーム・スプリッタ４（例えば、プリズムとして実現される）と、傾斜ミラー９と、ミラー５を含む透明ブロック１０と、４分の１波長板６と、対物レンズ７とである。傾斜ミラー９も透明ブロック１０に一体化された場合は、４つの光学要素しか必要でない。さらに、光学ベンチ３およびヒート・シンク２が、回転する光学記録媒体からの気流にさらされるので、この気流を冷却のために効果的に使用することができる。このような設計の別の利点は、単一の基板が検出器１１、１３、およびレーザ源１に使用されることである。
【００１４】
動作中、フォーカス・アクチュエータ（板ばね１２）は、対物レンズ７の傾斜を引き起こし、また、レーザ源１に対する対物レンズ７の距離も変更する。図２に、対物レンズ７の動きによって引き起こされる波面変形に関するシミュレーション結果を示す。これらの結果を得るために、光線追跡を用いて光学システムをシミュレートした。以下の仮定を立てた。
【００１５】
１）板ばねアクチュエータ１２の長さは約２ｃｍである。これは、準標準直径３．０±０．２ｃｍの小型光学記録媒体８が使用されるならば、妥当な値である。
２）板ばねアクチュエータ１２の垂直移動範囲は、少なくとも±７５μｍであるべきである。この値は、ブルーレイ・ディスク標準からのダウンスケーリングによって得られる。
３）光学記録媒体８のカバー層の厚さは、５０μｍ〜１００μｍの範囲内になるように選択される。
【００１６】
所与の光学システムで、０．３８度のレンズ傾斜は、±７５μｍの垂直シフトを引き起こす。青色光を使用する光学ドライブに対する標準的な一要件は、波面収差（ＲＭＳ）が３０ｍλ未満になるべきだということである。図２の表からわかるように、この条件は、開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）０．８５の対物レンズ７の場合でも満たされる。このＮＡおよび±７５μｍの垂直シフトの場合、波面収差は１８ｍλである。記憶容量はＮＡ２で拡大・縮小するので、このシミュレーション結果は、収差に対する十分なマージンを生み且つ高い記憶容量を得るためには、提案するシステムでのＮＡが０．７５〜０．８５の範囲内であるべきだということを示す。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による光学ピックアップを概略的に示す図である。
【図２】対物レンズの動きによって引き起こされる波面変形に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年8月28日(2007.8.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを生成するための光源と、フォーカス・アクチュエータとしての働きをするフレキシブル・アーム（１２）と、前記光ビームを光学記録媒体（８）上に集束させるために前記フレキシブル・アーム（１２）上に配置された対物レンズ（７）であって、前記フレキシブル・アーム（１２）上に配置された唯一の光学要素である対物レンズ（７）と、前記光ビームを前記光学記録媒体（８）の方に向けるための光学構成と、前記光学記録媒体（８）によって反射された前記光ビームを検出するための１つまたは複数の検出器（１１、１３）と、前記光学記録媒体（８）によって反射された前記光ビームを第１の検出器（１１）の方に向けるためのミラー（９）とを備える、光学記録媒体（８）のためのピックアップであって、
前記光学構成は光学ベンチ（３）および透明ブロック（１０）を備え、前記１つまたは複数の検出器（１１、１３）は前記光学ベンチ（３）上に配置され、前記ミラー（９）は前記透明ブロック（１０）上に配置され前記透明ブロック（１０）の表面に対して傾斜していることを特徴とする、前記ピックアップ。
【請求項２】
前記フレキシブル・アーム（１２）は、電圧が印加されていないときに前記光学記録媒体（８）から最大限に離れるようにして、事前搭載された、請求項１に記載のピックアップ。
【請求項３】
前記光源（１）を前記光学記録媒体（８）上に結像させるために有限光学系が使用される、請求項１または２に記載のピックアップ。
【請求項４】
前記第１の検出器（１１）は、入射した光ビームの何分の一かを第２の検出器（１３）の方に向ける反射面を有する、請求項１から３のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項５】
前記光源（１）は、前記光学記録媒体（８）の回転によって生成される気流によって冷却されるようにしてヒート・シンク（２）上に配置された、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項６】
前記光源（１）は、３８０ｎｍ〜４１５ｎｍの波長を有する、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項７】
前記対物レンズは、０．７５〜０．８５の開口数を有する、前記請求項のうちの一項に記載のピックアップ。
【請求項８】
請求項１から７のうちの一項に記載の光学ピックアップを含むことを特徴とする、光学記録媒体（８）に対して読取りおよび／または書込みを行うための装置。
【国際調査報告】
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