(57)【要約】【課題】光ディスクと光学ユニットとの作動距離であるワーキングディスタンス（ＷＤ）を小さくしながら、なおかつ対物レンズと光ディスクが衝突や接触する際に受ける損傷を対物レンズのみならず光ディスクとも両方回避できるような光学ユニットを提供すること。【解決手段】光ディスク装置に用いる光学ユニットであって、前記光学ユニットは情報を記録するための光ディスクの記録面に光束を集光するための対物レンズ８と、前記対物レンズを保持する鏡筒９とを備え、前記対物レンズ表面および前記鏡筒表面の前記光ディスクと対面する側に、潤滑作用を持つ潤滑層１０を有することにより、少ないワーキングディスタンス（ＷＤ）でも対物レンズや光ディスクを衝突や接触による損傷から保護する。【選択図】図２
2008103041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報を記録するための光ディスクの記録面に光束を集光するための対物レンズと、前記対物レンズを保持する鏡筒とを備え、前記対物レンズ表面および前記鏡筒表面の前記光ディスクと対面する側に、潤滑作用を持つ潤滑層を有することを特徴とする光学ユニット。
【請求項２】
前記潤滑層は、フッ素系潤滑膜であることを特徴とする請求項１記載の光学ユニット。
【請求項３】
前記潤滑層は、前記対物レンズ表面および前記鏡筒表面と固着している潤滑固定層と、前記潤滑固定層の上面にあって前記潤滑固定層よりも粘度が低く流動性を有する潤滑流動層とを含むことを特徴とする請求項１記載の光学ユニット。
【請求項４】
前記鏡筒表面の潤滑層の厚みは、前記対物レンズ有効径表面の潤滑層の厚みより厚く、前記対物レンズ有効径表面の潤滑層の高さは前記鏡筒表面の潤滑層の高さと同等または同等以上の高さとしたことを特徴とする請求項１記載の光学ユニット。
【請求項５】
前記対物レンズ有効径表面の潤滑層の厚みは、３ｎｍ以上であることを特徴とする請求項４記載の光学ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクを記録媒体として情報を記録または再生する光ディスク装置に用いる光学ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置や光磁気ディスク装置（以下光ディスク装置と総称する）においては、より高密度化と小型化のために、レンズ開口数（ＮＡ）を高くする高ＮＡ化が図られてきている。また光ディスクの厚みも薄くなるとともに、透過基板によって保護されている記録面までの距離が短くなり、ディスク表面に傷がついた場合のマージンも少なくなってきている。
【０００３】
さらにピックアップユニットの小型化に伴い、対物レンズの先端面と光ディスク表面までの離間距離である作動距離（以下ワーキングディスタンス（ＷＤ）という）が一段と小さくなり、従来に比べ対物レンズが、光ディスク表面に接触もしくは衝突してしまう可能性が高くなっているのが現状である。
【０００４】
また光学装置をモバイル化すれば、さらに大きな振動や衝撃が光学ピックに伝わることになり、対物レンズおよび光ディスクの衝突保護の必要性は高まっているのが現実である。これらの対策としては特許文献１に示すような例が提案されていた。
【特許文献１】特開２００２−２３７０７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、対物レンズのレンズ有効径の周辺に記録媒体との衝突を防止するための緩衝層を設けるものであり、緩衝層に緩衝作用を持たせるためには、緩衝層にはある程度の厚みを必要とし、対物レンズと光ディスクとの作動距離であるワーキングディスタンス（ＷＤ）は小さくしにくいという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ワーキングディスタンス（ＷＤ）を小さくしながら、なおかつ対物レンズと光ディスクが衝突、接触する際に受ける損傷を、対物レンズのみならず光ディスクとも両方回避できるような光学ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記従来の課題を解決するために、本発明の光学ユニットは、情報を記録するための光ディスクの記録面に光束を集光するための対物レンズと、前記対物レンズを保持する鏡筒とを備え、前記対物レンズ表面および前記鏡筒表面の前記光ディスクと対面する側に、潤滑作用を持つ潤滑層を有するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による光学ユニットによれば、潤滑作用を有する潤滑層によって対物レンズと光ディスクの両方が滑るために、対物レンズと光ディスクが衝突、接触する際に受ける損傷を、対物レンズのみならず光ディスクとも両方回避できるような光学ユニットが実現可能となり、それを用いた光ディスク装置の信頼性を大いに高めることができる。
【０００９】
また、潤滑層は表面の潤滑作用だけを発揮すればよいので、膜厚を薄くすることができ、ワーキングディスタンス（ＷＤ）を小さくすることができる。これにより、より高密度でさらに小型化を図った光ディスク装置を実現することができる。
【００１０】
また、潤滑層の膜厚を薄くすることにより、潤滑層自体の内部応力も少なくなり、対物レンズに加わる応力を軽減できるので、応力がレンズ特性に悪影響を及ぼすこともなく、特性の良いレンズ性能を発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光ディスク装置の概略図である。図１において光によって情報を記録、再生を行う記録媒体としての光ディスク１はスピンドルモータ２によって回転駆動する。光ディスク１の下面には記録面を有し、記録面の表面には保護層３を配置している。
【００１３】
半導体レーザ４から発したレーザ光はコリメータレンズ５を通して平行光に変換した後、反射板６で反射させ、波長板７を介してレンズ開口数（ＮＡ）の高い対物レンズ８を通して光ディスク１上の記録面にレーザ光の光束を集光し、焦点を合わせて情報の記録再生を行うものである。対物レンズ８はその周囲を鏡筒９により支持されている。このような構成で光ピックアップが構成されている。
【００１４】
対物レンズ８の表面には後述する潤滑層を有している。潤滑層を含む対物レンズ８の上面と光ディスク１の下面の保護層３との間隔は作動距離としてＷＤで示すワーキングディスタンスを有している。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態１における光ディスク装置の光ピックアップの光学ユニットの平面図および断面図である。図１と同一部品は同一番号で示した。光学ユニットは図２に示すように、高開口数（高ＮＡ）のガラス材料からなる対物レンズ８を設けている。対物レンズ８の周囲には鏡筒９を設け、対物レンズ８を鏡筒９に収め保持する構成となっている。
【００１６】
そして、光ディスク１の記録面と対向する対物レンズ８表面及び鏡筒９表面には、低摩擦係数で潤滑作用を持つ潤滑層１０を有している。対物レンズ８、鏡筒９、潤滑層１０により光ピックアップの一部である光学ユニット１１を構成している。
【００１７】
潤滑層１０は潤滑作用を持つ部材として、パーフルオロポリエ−テルなどのフッ素系樹脂材料によるフッ素系潤滑膜を用いるものである。フッ素系潤滑膜の材料としては、例えばソルベル社製のＺ−ＤＯＬ、Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（いずれも商品名）などを適切な溶剤で希釈した後、一般的なディッピング法やスピンコート法によって塗布する。フッ素系潤滑膜を用いることによって、潤滑性に優れた潤滑層１０を得ることができる。
【００１８】
潤滑層１０は１層であっても有効な潤滑作用を発揮できるが、更なる潤滑作用を有する潤滑層を形成するために、潤滑層１０を２層構造としている。潤滑層１０の２層構造のうち、対物レンズ８およびそれを保持する鏡筒９の上に塗布される一層目である潤滑固定層１０ａは固体としての性質を有し、主に対物レンズ８およびそれを保持する鏡筒９との固着、固定を行う。このために潤滑固定層には密着性が要求される。
【００１９】
次に、潤滑固定層１０ａの上には二層目である潤滑流動層１０ｂを設ける。潤滑流動層１０ｂは、他の物体との当接などにより部分的に押さえ込まれれば、その部分が流動性でへこみ、押さえ込みを解除すれば自然に元の平坦な形状に復帰するといったように、粘着的な流動性を有する層として形成する。従って、潤滑流動層１０ｂは潤滑固定層１０ａよりも粘度は低くなっている。塗布された潤滑層１０の潤滑流動層１０ｂは主に潤滑特性を要求されるものである。
【００２０】
潤滑層１０の潤滑固定層１０ａと潤滑流動層１０ｂとの厚み比率であるボンド率は、塗布後の加熱温度、加熱時間もしくはＵＶ照射エネルギーを調整することで調整することができる。このように、潤滑作用を持つ潤滑層１０の厚みおよび潤滑固定層１０ａと潤滑流動層１０ｂの厚み比率であるボンド率は、潤滑特性を考慮しながら選択されるものである。
【００２１】
このように潤滑層１０を潤滑固定層１０ａと潤滑流動層１０ｂの２層構造とすることによって、潤滑層は対物レンズ８および鏡筒９とは十分な固着性を確保するとともに、潤滑層の表面は十分な潤滑性を発揮することになるので、潤滑層は１層構造に比べてより強靭なものとなり、十分な潤滑作用を得ることにつながるものである。
【００２２】
本発明の実施の形態では、潤滑固定層１０ａと潤滑流動層１０ｂを合わせた潤滑層１０の厚みは１０ｎｍとし製作した。また潤滑固定層１０ａの厚みは７ｎｍとし、潤滑流動層１０ｂの厚みを３ｎｍとしてボンド率は７０％とした。
【００２３】
次に、本発明の実施の形態１による光学ユニットを、市販の光ディスク装置（ブルーレイディスク装置）を実験用に改造した装置に組み込み、光ディスクを回転させながら故意に振動、衝撃を与え、光ディスクとの衝突、接触を繰り返す実験を行った。実験結果は、１００回の繰り返しにおいても、対物レンズおよび光ディスクには傷は発生しなかった。
【００２４】
このことは、対物レンズ８や鏡筒９が光ディスク１の保護層３に衝突、接触を繰り返しても、潤滑層１０の潤滑作用によって両方が滑るために傷を発生させない効果が出ていると考えられる。また、光学特性的にも問題がないことが確認された。これは、潤滑層１０が潤滑作用を発揮するだけの極めて薄い層であるので、対物レンズ表面に潤滑層１０を形成してもレンズ性能に影響を与えないためである。
【００２５】
このように、潤滑層１０は緩衝作用などが必要なく、表面の潤滑作用を持たせるだけの厚みでよいので、極めて薄くすることができ、この分だけ対物レンズ８は光ディスク１に接近させることができるので、ワーキングディスタンス（ＷＤ）を少なくすることができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２における光ディスク装置の光ピックアップの光学ユニットの断面図である。図３において対物レンズ３１は鏡筒３２によって保持されている。光ディスク１と対面する対物レンズ３１の上面側は中央部が少し膨らんだ凸形状としている。鏡筒３２の高さｈ１は、対物レンズ３１の周縁部の高さｈ２より少し低い形状としている。光ディスク１と対面する対物レンズ３１及び鏡筒３２の表面には、低摩擦係数で潤滑作用を持つ潤滑層３３を有している。潤滑層３３は１層または２層としている。
【００２７】
ここで、対物レンズの中央部の凸形状を含んだ、図中ＥＦＦで示すレンズ有効径範囲内の対物レンズ有効径表面には潤滑層３３の厚みをｔ１とし、鏡筒３２表面の潤滑層３３の厚みをｔ２として、鏡筒３２表面の潤滑層３３の厚みｔ２の方を厚くしている。
【００２８】
鏡筒３２の高さｈ１は、対物レンズ３１の周縁部の高さｈ２より低い形状としているので、鏡筒３２部の潤滑層３３の厚みｔ２が厚くなっても、鏡筒３２の潤滑層の高さｈ３は、対物レンズ３１のレンズ有効径表面部分の高さｈ４より高くならないようにしている。図３は対物レンズ３１の中央部の膨らみによってレンズ有効径表面の潤滑層３３の高さｈ４が、鏡筒３２の潤滑層３３の高さｈ３より高くなっている形状を示している。
【００２９】
対物レンズ３１の中央部の膨らみがなく平坦な形状の場合は、レンズ有効径表面の潤滑層の高さｈ４と鏡筒表面の潤滑層の高さｈ３は同一面となる。ここで、ｈ１〜ｈ４で示す高さとは、対物レンズ３１および鏡筒３２の光ディスクと対面する面の反対側、すなわち図３では底面側を基準にした高さ寸法とした。
【００３０】
このように、対物レンズ３１の有効径表面の潤滑層３３は、鏡筒３２表面の潤滑層３３と比べて同等の高さ、すなわち同一面とするか、または同等以上の高さとしてレンズ有効径表面の潤滑層３３側を高くするか、のいずれかの形状とするものである。
【００３１】
一般的には、鏡筒３２のエッジ部分が衝突や接触の際に光ディスク１を傷つける影響が高いと考えられるので、この部分に厚みｔ２の厚い潤滑層３３を配することでさらに信頼性が高まる。しかしながら、対物レンズ３１の上の潤滑層３３まで同じく厚く形成すると、場合によっては所望の光学特性が得られない恐れもある。従って図３の実施の形態２の光学ユニットの断面図に示すように、レンズ有効径（図中ＥＦＦで示す）範囲内の潤滑層３３の厚みは潤滑作用が保てる限度まで薄い方がよい。
【００３２】
図３に示す実施の形態２の光学ユニットにすることにより、鏡筒３２の潤滑層３３に邪魔されることなく、対物レンズ３１と光ディスク１とをより接近させることができるのでワーキングディスタンス（ＷＤ）をより小さくすることができる。
【００３３】
実施の形態２による光学ユニットを、実施の形態１と同様に、市販の光ディスク装置（ブルーレイディスク装置）を実験用に改造した装置に組み込み、光ディスクを回転させながら故意に振動、衝撃を与え、光ディスクとの衝突、接触を繰り返す実験を行った結果、潤滑層３３のレンズ有効径表面の厚みｔ１は３ｎｍ以上あれば、光ディスクには傷は発生しなかった。また光学特性的にも問題ないことが確認された。
【００３４】
以上説明したように、本発明は、対物レンズと光ディスクが衝突、接触する際に受ける損傷を対物レンズのみならず光ディスクとも両方回避できるような光学ユニットが可能となり、それを用いた光学ディスク装置の信頼性を大いに高めることができる。
【００３５】
また、潤滑層は表面の潤滑作用だけを発揮すればよいので、膜厚を極めて薄くすることができ、ワーキングディスタンスを小さくすることができる。対物レンズ有効径表面の潤滑層の高さは鏡筒表面の潤滑層の高さと同等、またはそれ以上の高さとすることによってワーキングディスタンス（ＷＤ）はさらに小さくすることができる。これらにより、より高密度でさらに小型化を図った光ディスク装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る光学ユニットは、潤滑層によって対物レンズ及び光ディスクの衝突、接触の際に受ける損傷を回避できるので、光ディスク装置に用いる光学ユニット等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態１における光ディスク装置の概略図
【図２】本発明の実施の形態１における光ディスク装置の光ピックアップの光学ユニットの平面図および断面図
【図３】本発明の実施の形態２における光ディスク装置の光ピックアップの光学ユニットの断面図
【符号の説明】
【００３８】
１  光ディスク
８、３１  対物レンズ
９、３２  鏡筒
１０、３３  潤滑層
１０ａ  潤滑固定層
１０ｂ  潤滑流動層
ｔ１  対物レンズ有効径表面の潤滑層の厚み
ｔ２  鏡筒表面の潤滑層の厚み
１１  光学ユニット
【図１】
2008103041.tif 000003
【図２】
2008103041.tif 000004
【図３】
2008103041.tif 000005