(57)【要約】【課題】簡単な構成で収差補正の調整を容易にできる光ピックアップ装置及び光学素子を提供する。【解決手段】この光ピックアップ装置は、光源１１からの光束を対物レンズ１６を介して情報記録面１７ａに集光するものであり、光透過性の樹脂シート２１から構成された光学素子２０が非点収差補正の調整手段として光源から対物レンズとの間の光路中に湾曲して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を対物レンズを介して情報記録面に集光する光ピックアップ装置であって、
光透過性の樹脂板または樹脂シートから構成された光学素子が非点収差補正の調整手段として前記光源から前記対物レンズとの間の光路中に湾曲して配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記調整手段は前記光学素子の湾曲の曲率を変化できる曲率調整機構を有する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記調整手段は前記光学素子を固定する部材に対し前記光学素子の光軸を中心に回転できる回転機構を有する請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光学素子は１／４波長板である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
光路を分岐する偏向ビームスプリッタを備え、
前記光学素子が前記偏向ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路に配置されている請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
光透過性の樹脂板または樹脂シートと、
前記樹脂板または樹脂シートを略平坦な状態から湾曲させ、その湾曲状態を保持する手段と、を備えることを特徴とする光学素子。
【請求項７】
前記樹脂板または樹脂シートが湾曲状態であるときの曲率を変化させる手段を備える請求項６に記載の光学素子。
【請求項８】
前記光学素子を固定する部材に対し光軸を中心に回転させて調整可能である請求項６または７に記載の光学素子。
【請求項９】
前記樹脂板または樹脂シートが略円筒状に湾曲されている請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光学素子。
【請求項１０】
前記光学素子は波長板機能を有する請求項６乃至９のいずれか１項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、収差補正手段を有する光ピックアップ装置及び光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体を用いて記録・再生を行う光ピックアップ装置において、半導体レーザやその他の光学部品により非点収差が発生する。非点収差は記録・再生に悪影響を及ぼすため、従来より様々な対策が行われてきた。例えば、特許文献１では領域により曲率が徐々に変化するような光学素子の非点収差補正レンズにより非点収差量の調整をできるようにしている。特許文献２ではコリメータレンズまたは平行平板を非点収差補正手段とし、その非点収差補正手段を回転可能に保持しその角度を調整する。特許文献３では非点補正板が光軸に対して傾斜角度調整手段を有している。特許文献４では平行平板を所定角度傾けて半導体レーザ起因の非点収差を取り除いている。特許文献５では収差を低減し得る程度のレンズ作用を有する光学部品を光軸を中心として回転可能に配置している。特許文献６では平板を光軸に対して傾けて取り付け、またその傾きを変えるための回転調整が可能となっている。特許文献７では非点収差の発生方向が所定の方向になるように補正する光学部品が設けられている。
【特許文献１】特開平０９−２１２８９８号公報
【特許文献２】特開平０７−２７０７１７号公報
【特許文献３】特開平１０−２１５７９号公報
【特許文献４】特開昭５８−１４３４４３号公報
【特許文献５】特開平０３−２１６８２３号公報
【特許文献６】特開平２−５６７４０号公報
【特許文献７】特開昭６２−９５３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来までは、非点収差補正のためにガラス製の複雑な形状の非点収差補正レンズやシリンドリカルレンズ等の高価な光学部品を用いており、光ピックアップ装置のコスト高につながり、また、光ピックアップ装置の固体差を考えると、非点収差補正の調整が容易であることが必要である。
【０００４】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、簡単な構成で収差補正の調整を容易にできる光ピックアップ装置及び光学素子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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による光ピックアップ装置は、光源からの光束を対物レンズを介して情報記録面に集光する光ピックアップ装置であって、光透過性の樹脂板または樹脂シートから構成された光学素子が非点収差補正の調整手段として前記光源から前記対物レンズとの間の光路中に湾曲して配置されていることを特徴とする。
【０００６】
この光ピックアップ装置によれば、光透過性の樹脂板または樹脂シートから構成された光学素子を光路中に湾曲して配置して非点収差補正の調整手段として用いることができるので、非点収差補正の調整手段が簡単な構成となるとともに、容易に収差補正の調整ができる。
【０００７】
上記光ピックアップ装置において前記調整手段は前記光学素子の湾曲の曲率を変化できる曲率調整機構を有することで、非点収差補正の補正量を自由に制御できる。
【０００８】
また、前記調整手段は前記光学素子を固定する部材に対し前記光学素子の光軸を中心に回転できる回転機構を有することで、非点収差の補正方向を容易に調整できる。
【０００９】
また、前記光学素子は１／４波長板であることで、波長板の機能と非点収差補正の調整機能とを併せ持つことができ、１／４波長板を別に配置しなくてよいので、部品点数を削減できる。
【００１０】
また、上記光ピックアップ装置が光路を分岐する偏向ビームスプリッタを備える場合、前記光学素子が前記偏向ビームスプリッタと前記対物レンズとの間の光路に配置されることが好ましい。
【００１１】
本発明の光学素子は、光透過性の樹脂板または樹脂シートと、前記樹脂板または樹脂シートを略平坦な状態から湾曲させ、その湾曲状態を保持する手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この光学素子によれば、樹脂板または樹脂シートを略平坦な状態から湾曲させてその湾曲状態を保持することで光学素子を構成するので、簡単な構成で収差補正の調整が容易な光学素子を実現できる。
【００１３】
上記光学素子において前記樹脂板または樹脂シートが湾曲状態であるときの曲率を変化させる手段を備えることで、収差補正の補正量を自由に変えることができる。
【００１４】
また、前記光学素子を固定する部材に対し光軸を中心に回転させて調整可能であることで、収差補正の方向を容易に調整できる。
【００１５】
また、上記光学素子は、前記樹脂板または樹脂シートが略円筒状に湾曲されていることで構成できる。
【００１６】
また、前記光学素子は、例えば表面に微細な凹凸周期構造部を備えることで、波長板機能を有することが好ましく、これにより、波長板の機能と収差補正の調整機能とを併せ持つことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光ピックアップ装置及び光学素子によれば、高価な光学部品を使用することなく１枚の樹脂板または樹脂シートを湾曲させただけで軽量かつ簡単な構成で収差補正を容易に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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用いて説明する。図１は本実施の形態による光ピックアップ装置の概略的構成を示す図である。図２は図１の収差補正素子を示す断面図である。図３は図１の収差補正素子を偏向ビームスプリッタ１５側からみた平面図である。
【００１９】
図１の光ピックアップ装置１０は、レーザダイオード（ＬＤ）からなる光源１１と、光源からの光束をコリメートするコリメータ１２と、フォトダイオード（ＰＤ）からなる光検出器１３と、レンズ１４と、光源１１への光路と光検出器１３への光路とを分岐する偏向ビームスプリッタ１５と、光情報記録媒体１７の情報記録面１７ａに結像させる対物レンズ１６と、偏向ビームスプリッタ１５と対物レンズ１６との間に配置されるように装置筐体（図示省略）側の固定部材１９に固定された非点収差補正素子２０と、を備える。
【００２０】
図１〜図３のように、非点収差補正素子２０は、光学樹脂からなる矩形状のシート２１と、全体として略板状に構成され平坦なシート２１を湾曲させて保持するホルダ２２と、ホルダ２２に形成されて光が通過する矩形状の孔２３と、固定部材１９と反対側（偏向ビームスプリッタ）１５側）で孔２３の周囲に形成された傾斜部２４と、矩形状の孔２３の近傍から延びるようにホルダ２２に一体に形成されて図３の回転方向ａ及びその反対方向ａ’に回転させるための回転調整部２５と、固定部材１９側に円筒状に突き出るようにして形成された凸部２６と、を備える。
【００２１】
矩形状のシート２１（図３では一点鎖線で示す）は、その上下方向寸法が平坦な状態で孔２３の周囲の傾斜部２４の図の上下長さよりも長くなっており、傾斜部２４にその上下端部をあわせると容易に図のように撓んで湾曲する。この撓んだ状態でシート２１の上下の端部を接着剤２７（図１〜図３のハッチングで示す）により傾斜部２４に貼り付けて固定する。この固定により、シート２１は図１，図２の上下方向に円筒状に所定の曲率で湾曲した状態が維持される。なお、シート２１は図３の横方向（図１，図２の紙面垂直方向）には湾曲しない。
【００２２】
なお、シート２１を構成する光学樹脂は、ポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート等があるが、これらに限定されず、他の光学樹脂材料を使用してもよい。
【００２３】
光ピックアップ装置筐体側の固定部材１９には、図１，図２のように、光が通過する孔１９ａと、孔１９ａの周囲に非点収差補正素子２０の円筒状の凸部２６が嵌め込み可能なように凹んだ肩部１９ｂが形成されている。
【００２４】
非点収差補正素子２０は、円筒状の凸部２６が固定部材１９の肩部１９ｂに嵌め込まれることで、光ピックアップ装置１０の筐体側に固定される。非点収差補正素子２０が装置筐体側に固定されると、非点収差補正素子２０の光軸ｂが光ピックアップ装置１０の光軸と一致するようになっている。
【００２５】
非点収差補正素子２０を固定部材１９に嵌め込んでから、図３のように回転調整部２５で回転方向ａまたは反対方向ａ’に光軸ｂを中心にして回転させることで、非点収差補正方向を容易に調整でき所望の位置にあわせることができる。この場合、回転調整部２５に形成した孔部２５ａを利用して容易に回転させることができる。例えば、孔部２５ａをねじ孔等にしてねじ（図示省略）をねじ込んで、そのねじの頭部を掴んで回転させることで上記回転調整を容易に行うことができる。
【００２６】
上述のように、非点収差補正素子２０の回転調整部２５と凸部２６及び固定部材１９の肩部１９ｂにより回転機構が構成される。
【００２７】
非点収差補正素子２０は、シート２１が図１，図２の上下方向に所定の曲率で湾曲することで、光源（レーザダイオード）１１やその他の光学部品により光情報記録媒体１７の情報記録面１７ａで生じる非点収差を補正できるが、シート２１の接着時に湾曲による曲率を調整することで、非点収差の補正量を調整することができる。
【００２８】
また、非点収差補正素子２０は、シート２１の表面に凹凸状に溝が周期的に形成された微細凹凸周期構造部２１ａ（図５参照）を備え、微細凹凸周期構造部２１ａが構造性複屈折波長板機能を発揮することで１／４波長板としても機能するようになっている。
【００２９】
光ピックアップ装置１０は光情報記録媒体１７に対し情報の記録・再生が可能であるが、光情報記録媒体１７を再生する場合を例にして光ピックアップ装置１０の動作を説明する。
【００３０】
光源１１から出射した光束は、コリメータ１２を透過し、偏向ビームスプリッタ１５で反射し、非点収差補正素子２０を透過して直線偏光から円偏光の光束となり、対物レンズ１６により図１のように光情報記録媒体１７の情報記録面１７ａに集光される。
【００３１】
そして、情報記録面１７ａで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、非点収差補正素子２０、偏向ビームスプリッタ１５、レンズ１４を透過して、光検出器１３に入射し、その出力信号を用いて、光情報記録媒体１７に記録された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器１３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２次元アクチュエータ（図示省略）が光源１１からの光束を光情報記録媒体１７の情報記録面１７ａ上に結像するように対物レンズ１６を移動させるとともに、光源１１からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ１６を移動させる。
【００３２】
上述の再生（または記録）の際に、光情報記録媒体１７の情報記録面１７ａに生じる非点収差は、光源１１からの光束が偏向ビームスプリッタ１５と対物レンズ１６との間で非点収差補正素子２０を透過する際に補正される。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、非点収差の補正量の調整を高価なガラス製等の光学部品を使用することなく１枚の樹脂シートを湾曲させることのみで可能であり、その補正量は調整可能である。さらに、１／４波長板を非点収差補正素子２０と兼用させることで、部品点数を増やすことなく非点収差補正機能を付加することができる。したがって、材料コスト、調整工数、軽さにおいて高い効果を得ることができる。
【００３４】
次に、曲率調整機構を有する非点収差補正素子について図４，図５を参照して説明する。図４は、本実施の形態による曲率調整機構を有する非点収差補正素子を図１の固定部材に固定した状態で示す断面図である。図５は、図４の非点収差補正素子の分解斜視図である。
【００３５】
図４，図５に示す非点収差補正素子３０は、表面に微細凹凸周期構造部２１ａが形成された矩形状のシート２１と、図１〜図３とほぼ同様のホルダ２２と、ホルダ２２上のシート２１を左右端で押さえるとともにシート２１が湾曲したときの曲率を調整可能な曲率調整冶具３１と、を備える。
【００３６】
曲率調整冶具３１は、全体として略板状に構成され、ホルダ２２の孔２３に対応して形成され図５の上下方向に延びて長方形状に開口した開口３６と、開口３６の両側に凸状に形成されてシート２１の上下方向中央部を左右端で押し付ける略半円状の一対の凸部３２，３３と、を備える。
【００３７】
更に、曲率調整冶具３１は、開口３６の下部にホルダ２２側に突き出るように形成された突き出し部３４と、突き出し部３４の先端から上部に突き出てホルダ２２の凸部２６の下部の肩部２２ａ（図５）に係合する小突起部３５と、開口３６の上部に形成された孔３７と、孔３７を通り抜けてホルダ２２の孔部２５ａに形成したねじ部に螺合する調整ねじ３８（図４）と、を備える。
【００３８】
平坦な状態のシート２１をホルダ２２の傾斜部２４に載せてから、曲率調整冶具３１を、小突起部３５をホルダ２２の肩部２２ａに係合させるとともに調整ねじ３８をホルダ２２の孔部２５ａにねじ込むことで、ホルダ２２に取り付ける。そして、ホルダ２２の凸部２６を固定部材１９の肩部１９ｂに嵌め込むことで非点収差補正素子３０を装置筐体側に固定する。
【００３９】
上述のように、曲率調整冶具３１とホルダ２２の孔部２５ａにより曲率調整機構が構成される。
【００４０】
図４のように、曲率調整冶具３１がホルダ２２に取り付けられると、一対の凸部３２，３３がシート２１をその上下方向中央部で押し付けることで、シート２１が上下方向に撓んで湾曲する。この状態で、ホルダ２２と曲率調整冶具３１との間隔を、調整ねじ３８のねじ込み量で調整することで、シート２１の撓み量を調整し、その曲率を調整することができる。このようにしてシート２１の湾曲の曲率を調整することで、非点収差補正素子３０において非点収差補正の補正量を自由に制御できる。
【００４１】
上述のようにして非点収差補正素子３０における非点収差補正の補正量を調整した後は、シート２１を図２，図３のように接着剤でホルダ２２に固定してから曲率調整冶具３１を取り外すことができるが、曲率調整冶具３１をホルダ２２に取り付けたままでもよい。
【００４２】
また、非点収差補正素子３０を固定部材１９に対し図３と同様に回転させることで、非点収差補正方向を所望の位置にあわせることができる。
【実施例】
【００４３】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００４４】
図６は本実施例における樹脂シートの非点収差量の測定を説明するための概略図である。図７は本実施例で測定した樹脂シートの曲率と非点収差量との関係を示すグラフである。
【００４５】
０．１５ｍｍ厚の環状ポリオレフィン樹脂からなるシート２１を用いて非点収差補正素子を構成し、シート２１を図４，図５のような曲率調整冶具３１とホルダ２２を用いて湾曲させ、図６に示す曲率θを０〜５度の範囲で変えて非点収差量（λＲＭＳ）を測定した。この場合、非点収差補正素子の図６の有効径を２．５ｍｍとした。
【００４６】
図７の測定結果から、樹脂シートの湾曲の程度を変えて曲率θが大きくなると、非点収差量が大きくなることがわかる。したがって、非点収差補正素子において曲率θを変えることで非点収差補正量を調整することができ、さらに非点収差補正方向を所望の位置にあわせることで図１のような光ピックアップ装置における非点収差をうち消すようにして補正することができる。
【００４７】
以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本実施の形態及び実施例では樹脂シートを用いて非点収差補正素子を構成したが、本発明はこれに限定されず、比較的厚い樹脂板を用いてもよいことはもちろんである。
【００４８】
また、図４，図５の非点収差補正素子３０では、曲率調整冶具３１とホルダ２２とを別々の部材で構成したが、一体に構成してもよい。
【００４９】
また、図５の微細凹凸周期構造部２１ａを有するシート２１は、例えば、インプリント法により、微細凹凸周期構造に対応した金型を用いて、樹脂材料を加圧成形した後に、成形品を金型から剥離することで製造することができる。また、シート２１に形成する微細周期構造としては、凹凸周期構造に限定されず、例えば、ポリカーボネイトフィルムを延伸した波長板や紫外線硬化型高分子液晶などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施の形態による光ピックアップ装置の概略的構成を示す図である。
【図２】図１の収差補正素子を示す断面図である。
【図３】図１の収差補正素子を偏向ビームスプリッタ１５側からみた平面図である。
【図４】本実施の形態による曲率調整機構を有する非点収差補正素子を図１の固定部材に固定した状態で示す断面図である。
【図５】図４の非点収差補正素子の分解斜視図である。
【図６】本実施例における樹脂シートの非点収差量の測定を説明するための概略図である。
【図７】本実施例で測定した樹脂シートの曲率と非点収差量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５１】
１０ 光ピックアップ装置
１１ 光源
１５ 偏向ビームスプリッタ
１６ 対物レンズ
１７ 光情報記録媒体
１７ａ 情報記録面
１９ 固定部材
１９ｂ 肩部
２０ 非点収差補正素子（光学素子）
２１ シート（樹脂シート）
２１ａ 微細凹凸周期構造部
２２ ホルダ
２４ 傾斜部
２５ 回転調整部
２６ 凸部
２７ 接着剤
３０ 非点収差補正素子（光学素子）
３１ 曲率調整冶具
３２，３３ 凸部
θ 曲率
ｂ 光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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