(57)【要約】【課題】光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録及び／又は再生を行える光学素子、対物光学素子ユニット、および、光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】光学素子ＯＥ１のフランジ部ＦＬ１における面Ｐ１１、Ｐ１２を光軸直交方向に対して傾け、且つ面Ｐ１３の面粗度を悪化させているため、光軸に対して平行な光束が光学素子ＯＥ１に入射した際に、フランジ部ＦＬ１により反射した光束が光検出器ＰＤの受光面に入射することを抑制し、適切に情報の記録及び／又は再生を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から射出された波長λ１の光束を保護基板の厚さｔ１を有する光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に用いる光学素子であって、
前記光学素子は、それぞれパワーを有する２つの光学機能面と、フランジ部とを有し、前記フランジ部には、光軸に対して平行な光束が入射した際に、光軸に対して平行な方向に反射する光を低減する反射構造が設けられていることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記光学素子は、少なくとも前記光源からの波長λ１の光束に対して軸上色収差を補正する機能を有することを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記光学素子は、前記光源からの波長λ１の光束が光軸に対して平行な光束として入射した際に、光軸に対して平行な光束を射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記反射構造は、前記反射構造に入射した光束を散乱する機能を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
前記フランジ部は、光軸直交方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子と、対物光学素子、及び、前記光学素子と前記対物光学素子を支持する支持部材とを有し、前記光ピックアップ装置において、前記光学素子のフランジ部に設けた前記反射構造が少なくとも光源側に配置されることを特徴とする対物光学素子ユニット。
【請求項７】
前記支持部材に対して前記光学素子を組み付ける方向とは反対の方向から前記対物光学素子を組み付けてなることを特徴とする請求項６に記載の対物光学素子ユニット。
【請求項８】
前記支持部材は、前記光学素子と前記対物光学素子との間に絞りを有することを特徴とする請求項６又は７に記載の対物光学素子ユニット。
【請求項９】
波長λ１の光束を射出する光源と、前記光源から射出された波長λ１の光束を平行光束にするためのコリメータと、前記コリメータを通過した波長λ１の平行光束が入射される請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
波長λ１の光束を射出する光源と、前記光源から射出された波長λ１の光束を平行光束にするためのコリメータと、前記コリメータを通過した波長λ１の平行光束が入射される請求項６乃至８のいずれかに記載の対物光学素子ユニットとを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子、対物光学素子ユニット、及び、光ピックアップ装置に関し、特に高密度光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うのに好適な光学素子、対物光学素子ユニット、及び、光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、波長４０５ｎｍ程度の青紫色半導体レーザを用いて、情報の記録及び／又は再生（以下、「記録及び／又は再生」を「記録／再生」と記載する）を行える高密度光ディスクシステムの研究・開発が急速に進んでいる。一例として、ＮＡ０．６５、光源波長４０５ｎｍ程度の仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＨＤ  ＤＶＤ（以下、ＨＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２０ＧＢの情報の記録が可能である。また別な例として、ＮＡ０．８５、光源波長４０５ｎｍ程度の仕様で情報の記録／再生を行う光ディスク、いわゆるＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（以下、ＢＤという）では、直径１２ｃｍの光ディスクに対して、１層あたり１５〜２５ＧＢの情報の記録が可能である。以下、本明細書では、このような光ディスクを「高密度光ディスク」と呼ぶ。
【０００３】
青紫色半導体レーザを用いた光ピックアップ装置では、光源の発振波長の微小変動により、対物光学素子の軸上色収差が問題になる恐れがある。一般のレンズ材料において、波長の微小変動による屈折率変化は短波長の光ほど大きくなるため、青紫色レーザ光を集光するために用いられる対物光学素子では波長の微小変動により生じる焦点のデフォーカス量は大きくなる傾向がある。また、対物光学素子の焦点深度は、k・λ／NA2（kは比例定数、λは波長、NAは対物光学素子の像側開口数）で表されることからわかるように、使用される光源の発振波長が短いほど焦点深度が小さくなり、僅かなデフォーカス量も許されなくなる。従って、青紫色半導体レーザのような短波長の光源、及び、高い像側開口数を有する対物光学素子を用いた光学系では、青紫色半導体レーザのモードホップ現象などの出力変化による波長変動や、高周波重畳による波面収差の劣化を防ぐために軸上色収差の補正が重要となる。特許文献１には、軸上色収差を補正するために、回折構造を形成した平行平板を対物レンズの光源側に配置した構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−０８２２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、平行平板のフランジ部は、光軸に対して直交しているので、有効径外の光がフランジ部に入射したときに、そのフランジ部からの反射光が光検出器に入射することで、読み取りエラー等を招く恐れがある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録／再生を行える光学素子、対物光学素子ユニット、及び、光ピックアップ装置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】
【０００６】
請求項１に記載の光学素子は、光源から射出された波長λ１の光束を保護基板の厚さｔ１を有する光情報記録媒体の情報記録面に集光して情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置に用いる光学素子であって、前記光学素子は、それぞれパワーを有する２つの光学機能面と、フランジ部とを有し、前記フランジ部には、光軸に対して平行な光束が入射した際に、光軸に対して平行な方向に反射する光を低減する反射構造が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、前記光学素子は、それぞれパワーを有する２つの光学機能面と、フランジ部とを有し、前記フランジ部には、光軸に対して平行な光束が入射した際に、光軸に対して平行な方向に反射する光を低減する反射構造が設けられているので、前記フランジ部から反射した光束が、光ピックアップ装置の光検出器の受光面に入射することを抑制し、これにより適切に情報の記録/再生を行うことができる。例えば光学素子を傾けて、そのフランジ部を光軸直交方向に対して角度付けすることで、光軸に対して平行な光束が角度付けされたフランジ部に入射した際に、そのフランジ部から光軸に対して平行な方向に光が反射することを抑制できる。しかしながら、本発明の光学素子のように２つの光学機能面にパワーを持たせると、光軸に対して光学素子を傾けることで収差が発生してしまうため、光学素子を傾けることができない。そこで、光軸に対して平行な光束が入射した際に、光軸に対して平行な方向に反射する光を低減する前記反射構造が有効となるのである。尚、「フランジ部」とは、光軸に交差する光学素子の光学機能面以外の面をいい、具体的には有効径外の光束が入射する領域をいうが、光源側であっても光情報記録媒体側であっても良く、光源側と光情報記録媒体側との両方であっても良い。
【０００８】
請求項２に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、少なくとも前記光源からの波長λ１の光束に対して軸上色収差を補正する機能を有することを特徴とする。但し、前記光学素子に、例えばＤＶＤやＣＤとの互換を実現するための回折構造等を設けることは任意である。
【０００９】
請求項３に記載の光学素子は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光源からの波長λ１の光束が光軸に対して平行な光束として入射した際に、光軸に対して平行な光束を射出することを特徴とするので、光ピックアップ装置への組み付けが容易になる。
【００１０】
請求項４に記載の光学素子は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、  前記反射構造は、前記反射構造に入射した光束を散乱する機能を有することを特徴とする。前記光学素子のフランジ部に入射した光束を散乱することで、前記フランジ部から反射した光束が、光ピックアップ装置の光検出器の受光面に入射することを抑制できる。
【００１１】
請求項５に記載の光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記フランジ部は、光軸直交方向に対して傾斜していることを特徴とする。これにより、前記フランジ部で反射した光束が、光ピックアップ装置の光検出器の受光面に入射することを抑制できる。
【００１２】
尚、「光軸に対して平行な光束が入射した際に、光軸に対して平行な方向に反射する光を低減する反射構造」は、上述した例に限られない。例えば前記光学素子のフランジ部に反射防止膜を成膜すること、又は黒い樹脂製のカバーで覆うことなども考えられる。
【００１３】
請求項６に記載の対物光学素子ユニットは、請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子と、対物光学素子、及び、光学素子と対物光学素子を支持する支持部材とを有し、前記光ピックアップ装置において、前記光学素子のフランジ部に設けた前記反射構造が少なくとも光源側に配置されることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の対物光学素子ユニットは、請求項６に記載の発明において、前記支持部材に対して前記光学素子を組み付ける方向とは反対の方向から前記対物光学素子を組み付けてなることを特徴とするので、前記対物レンズユニットの組付性が向上する。
【００１５】
請求項８に記載の対物光学素子ユニットは、請求項６又は７に記載の発明において、前記光学素子と前記対物光学素子との間に絞りを有することを特徴とするため、部品点数を削減できる。
【００１６】
請求項９に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の光束を射出する光源と、前記光源から射出された波長λ１の光束を平行光束にするためのコリメータと、前記コリメータを通過した波長λ１の平行光束が入射される請求項１乃至５のいずれかに記載の光学素子とを有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の光束を射出する光源と、前記光源から射出された波長λ１の光束を平行光束にするためのコリメータと、前記コリメータを通過した波長λ１の平行光束が入射される請求項６乃至８のいずれかに記載の対物光学素子ユニットとを有することを特徴とする。
【００１８】
光源波長λ１の好ましい範囲は、３５０〜４４０ｎｍである。又、光情報記録媒体の好ましい例はＢＤであり、従って、光情報記録媒体の保護基板における厚さｔ１の好ましい範囲は、０．０７０≦ｔ１（ｍｍ）≦０．１０５である。
【００１９】
対物光学素子とは、光ピックアップ装置に光情報記録媒体を装填した状態において、最も光情報記録媒体側の位置で、これと対向すべく配置される集光作用を有する光学素子とその光学素子と共にアクチュエータによって少なくともその光軸方向に作動可能な光学素子とからなる素子を指すものとする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、光検出器の誤検出を抑制して適切に情報の記録／再生を行える光学素子、対物光学素子ユニット、及び、光ピックアップ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、光ディスクＢＤに対して適切に情報の記録／再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置ＰＵ１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、各種の光情報再生装置や光情報記録再生装置等に搭載できる。
【００２２】
光源としての半導体レーザＬＤから射出された光束は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過し、コリメータＣＬで平行光束とされた後、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物光学素子ＯＬにより、光ディスク（光情報記録媒体ともいう）ＢＤの保護基板ＰＬ（厚さｔ１）を介してその情報記録面ＲＬに集光され、ここに集光スポットを形成する。
【００２３】
そして情報記録面ＲＬで情報ピットにより変調された光束は、再び対物光学素子ＯＬ、λ／４波長板ＱＷＰ、コリメータＣＬを透過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射され、センサレンズＳＥＮを介して光検出器ＰＤの受光面に入射するので、その出力信号を用いて、光ディスクＢＤに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。
【００２４】
また、光検出器ＰＤ上で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う。この検出に基づいて、アクチュエータＡＣ１が、半導体レーザＬＤからの光束を光ディスクＢＤの情報記録面上に結像するように対物光学素子ＯＬを移動させるようになっている。
【００２５】
図２は、本実施の形態にかかる対物光学素子ユニットＯＬの断面図である。図２において、対物光学素子ユニットＯＬは、光源側の光学素子ＯＥ１と、光ディスク側の対物光学素子ＯＥ２と、光学素子ＯＥ１と対物光学素子ＯＥ２の支持部材であるホルダＨＬにより同軸に結合した構成を有する。より具体的には、ホルダＨＬは、光源側（図２で左側）に第１基準面ＳＰ１１と第１基準径面ＳＰ１２とを有し、光ディスク側（図２で右側）に第２基準面ＳＰ２１と第２基準径面ＳＰ２２とを有している。基準面ＳＰ１１，２１は、それぞれ光軸に対して直交しており、基準径面ＳＰ２１，２２は、それぞれ光軸と同軸となっている。
【００２６】
光軸に対して直交度及び同軸度を確保した光学素子ＯＥ１のフランジ部ＦＬ１の光ディスク側面を第１基準面ＳＰ１１に当接させ、且つフランジ部ＦＬ１の外周面を第１基準径面ＳＰ１２に当接させると共に、同様に光軸に対して直交度及び同軸度を確保した対物光学素子ＯＥ２のフランジ部ＦＬ２の光源側を第２基準面ＳＰ２１に当接させ、且つフランジ部ＦＬ２の外周面を第２基準径面ＳＰ２２に当接させることで、光学素子ＯＥ１と対物光学素子ＯＥ２とは同軸に且つ光軸に対して傾きがないように結合される。
【００２７】
光学素子ＯＥ１において、光源側の光学機能面Ｓ１には、光軸を中心した断面が鋸歯状である輪帯状回折構造ＤＯＥが形成されている。一方、光ディスク側の光学機能面Ｓ２は、凹状の屈折面となっている。即ち光学機能面Ｓ１，Ｓ２は共にパワーを有しており、光学機能面Ｓ１に入射した光軸に対して平行な光束は、光学機能面Ｓ２からより小径の光軸に対して平行な光束として射出される。光学素子ＯＥ１により軸上色収差の補正を行うことができる。尚、光学素子ＯＥ１と対物光学素子ＯＥ２との間には、ホルダＨＬの内周から突出した絞りＡＰが形成されている。
【００２８】
又、光源側の光学機能面Ｓ１の光軸直交方向の有効径外方には、フランジ部ＦＬ１の光源側の面Ｐ１１，Ｐ１２、Ｐ１３がこの順序で形成されており、光ディスク側の光学機能面Ｓ２の光軸直交方向の有効径外方には、フランジ部ＦＬ１の光ディスク側の面Ｐ２１，Ｐ２２、Ｐ２３がこの順序で形成されている。面Ｐ２３は、光軸に対して直交しており、ホルダＨＬの第１基準面ＳＰ１１に当接する。
【００２９】
一方、光源側の面Ｐ１１は、光軸に対して外方に向くように傾いた面となっているため、光軸に対して平行な光束は外方方向に反射する。面Ｐ１２は、光軸に対して内方（光軸側）に向くように傾いた面となっているので、光軸に対して平行な光束は内方方向に反射する。尚、面Ｐ１１及び面Ｐ１２の傾き角は、光軸に対して４度以上１０度以下であると好ましいが、これに限るものではない。
【００３０】
面Ｐ１３は、少なくとも光源からの光束が入射する領域において、面Ｐ１１よりも面粗度を悪化させているため、面Ｐ１３からの入射光束は散乱する。尚、面Ｐ１３の面粗度は、中心線平均粗さＲａで２μｍ以上４μｍ以下であると好ましいが、これに限るものではない。面Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３が、本発明の反射構造を形成する。
【００３１】
図３は、光学素子ＯＥ１を成形する金型の断面図である。光学素子ＯＥ１は、金型Ｍ１，Ｍ２により転写形成される。光学素子ＯＥ１の面Ｐ１３に対応する金型Ｍ２のフランジ転写面ＭＦは、予めサンドブラスト加工が施されており、面粗度が悪化している。従って、金型Ｍ２を用いて光学素子ＯＥ１を成形すると、フランジ転写面ＭＦが面Ｐ１３に転写され、それにより面Ｐ１３の面粗度が悪化するのである。尚、金型Ｍ２のフランジ転写面ＭＦの面粗度は、中心線平均粗さＲａで２μｍ以上４μｍ以下であると好ましい。
【００３２】
本実施の形態によれば、光学素子ＯＥ１のフランジ部ＦＬ１における面Ｐ１１、Ｐ１２を光軸直交方向に対して傾け、且つ面Ｐ１３の面粗度を悪化させているため、光軸に対して平行な光束が光学素子ＯＥ１に入射した際に、フランジ部ＦＬ１により反射した光束が光検出器ＰＤの受光面に入射することを抑制するため、適切に情報の記録／再生を行うことができる。
【００３３】
以上の実施の形態はＢＤ専用の光ピックアップ装置を例としたが、例えばＨＤ、ＤＶＤ、ＣＤのいずれかに対して、或いはＢＤ、ＨＤ、ＤＶＤ及びＣＤの何れか２種以上の光ディスクに互換可能に情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施の形態にかかる対物光学素子ＯＬの断面図である。
【図３】第１素子ＯＥ１を成形する金型の断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
ＡＰ 絞り部
ＣＬ コリメータ
ＤＯＥ 輪帯状回折構造
ＦＬ１ フランジ部
ＦＬ２ フランジ部
ＨＬ ホルダ
ＬＤ 半導体レーザ
Ｍ１，Ｍ２ 金型
ＭＦ フランジ転写面
ＯＥ１ 光学素子
ＯＥ２ 対物光学素子
ＯＬ 対物光学素子ユニット
Ｐ１１，Ｐ１２、Ｐ１３ 光源側の面
Ｐ２１，Ｐ２２、Ｐ２３ 光ディスク側の面
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 光検出器
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
Ｓ１ 光学機能面
ＳＰ１１ 基準面
ＳＰ１２ 基準径面
Ｓ２ 光学機能面
ＳＰ２１ 基準面
ＳＰ２２ 基準径面
ＳＥＮ センサレンズ
【図１】
2008130156.tif 000003
【図２】
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【図３】
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