(57)【要約】【課題】光ヘッド用対物レンズを構成する複数の光学素子の芯出しを容易、且つ、高精度で行う。【解決手段】複数の光学素子の一方に光軸に対して傾斜した支持面を設けるとともに、他方に該支持面の傾斜度に略一致した傾斜度を有する被支持面を設け、前記支持面に前記被支持面を接合し固定する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸レンズ及び色収差補正光学素子を有し、情報記録面に結像する光ヘッド用対物レンズにおいて、
光軸方向に傾斜した支持面を前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子のいずれか一方に設けるとともに、前記支持面の傾斜度に略一致した傾斜度を有する被支持面を前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子の他方に設け、前記支持面に前記被支持面を接合し固定したことを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。
【請求項２】
前記凸レンズは、１枚構成であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項３】
前記凸レンズは、２枚構成であることを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項４】
前記支持面が３個以上設けられ、前記被支持面は３点以上で前記支持面により支持されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項５】
前記支持面が前記凸レンズに設けられ、前記被支持面が前記色収差補正光学素子に設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項６】
前記支持面が前記色収差補正光学素子に設けられ、前記被支持面が前記凸レンズに設けられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズを有することを特徴とする情報記録読取用光ヘッド。
【請求項８】
凸レンズ及び色収差補正光学素子のいずれか一方に光軸方向に傾斜した支持面を設けるとともに、前記凸レンズ又は色収差補正光学素子の他方に前記支持面に対応し、傾斜した被支持面を設け、前記支持面に前記被支持面を接合し固定することにより、前記凸レンズと前記色収差補正光学素子を結合することを特徴とする光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【請求項９】
位置規制手段を用いて、前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子に対する他方の光学素子の光軸方向の位置を設定することを特徴とする請求項８に記載の光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【請求項１０】
前記支持面が設けられた前記凸レンズ及び前記色収差補正光学素子のいずれか一方に光軸方向の位置を規制する第１位置規制面を設けるとともに、他方の光学素子に第２位置規制面を設け、前記第１位置規制面に前記第２位置規制面を接触させることにより、前記凸レンズと前記色収差補正光学素子の間隔を設定することを特徴とする請求項８に記載の光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンパクトディスク（ＣＤ）装置、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）装置、光磁気ディスク装置（ＭＯ）等の情報記録再生装置、該装置の光ヘッド及び光ヘッドの組立方法に関し、特に、青色レーザを光源とするこれら装置に適用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の光ディスクから情報を読み取り又は光ディスクに情報を記録する光ヘッドは、レーザ光を光ディスクの情報記録面に結像させる対物レンズを有しており、該対物レンズは、一般に１枚又は２枚の凸レンズで構成され、該凸レンズにはプラスチックモールドレンズ又はガラスモールドレンズが用いられる。
【０００３】
前記対物レンズでは、光源である半導体レーザの出力変化や温度変化による波長シフト或いはレンズの温度による屈折率の変化により色収差が発生するが、該色収差を前記１枚又は２枚の凸レンズにより補正することができないために、回折レンズを用いて色収差を補正することが特許文献１〜７で提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−８２７２５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平６−２４２３７３号公報
【０００６】
【特許文献３】
特開平７−２９４７０７号公報
【０００７】
【特許文献４】
特開平１１−９５１４５号公報
【０００８】
【特許文献５】
特開平１１−３３７８１８号公報
【０００９】
【特許文献６】
特開２０００−８１５６６号公報
【００１０】
【特許文献７】
特開２００２−２９８４２２号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、色収差補正用の光学素子を用いる光ヘッド用対物レンズでは、１枚の凸レンズを用いる場合であっても、２個の光学素子が必要となるように、複数の光学素子を用いることが必要となるが、ＤＶＤ用の光ヘッド等においては、開口数の大きいレンズが必要とされるために光学素子間の光軸の調整に高い精度が必要である。
【００１２】
特に、波長が４００ｎｍ近傍にある青色レーザを光源とする光ヘッド用の対物レンズでは、光学素子間の光軸の調整、すなわち、芯出しが困難となり、所望の性能を持った光ヘッドを得ることが困難になる。また、芯出しに時間と労力が費やされ、コストアップの原因になる。
【００１３】
本発明は、容易に、しかも高い精度で芯出しを行うことを可能にすることにより、安価であり、且つ大量生産に適した光ヘッド用対物レンズ、情報記録読取用光ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記本発明の目的は下記の発明により達成される。
【００１５】
１．凸レンズ及び色収差補正光学素子を有し、情報記録面に結像する光ヘッド用対物レンズにおいて、
光軸方向に傾斜した支持面を前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子のいずれか一方に設けるとともに、前記支持面の傾斜度に略一致した傾斜度を有する被支持面を前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子の他方に設け、前記支持面に前記被支持面を接合し固定したことを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。
【００１６】
２．前記凸レンズは、１枚構成であることを特徴とする前記１に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００１７】
３．前記凸レンズは、２枚構成であることを特徴とする前記１に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００１８】
４．前記支持面が３個以上設けられ、前記被支持面は３点以上で前記支持面により支持されることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００１９】
５．前記支持面が前記凸レンズに設けられ、前記被支持面が前記色収差補正光学素子に設けられたことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００２０】
６．前記支持面が前記色収差補正光学素子に設けられ、前記被支持面が前記凸レンズに設けられたことを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００２１】
７．前記１〜６のいずれか１項に記載の光ヘッド用対物レンズを有することを特徴とする情報記録読取用光ヘッド。
【００２２】
８．凸レンズ及び色収差補正光学素子のいずれか一方に光軸方向に傾斜した支持面を設けるとともに、前記凸レンズ又は色収差補正光学素子の他方に前記支持面に対応し、傾斜した被支持面を設け、前記支持面に前記被支持面を接合し固定することにより、前記凸レンズと前記色収差補正光学素子を結合することを特徴とする光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【００２３】
９．位置規制手段を用いて、前記凸レンズ又は前記色収差補正光学素子に対する他方の光学素子の光軸方向の位置を設定することを特徴とする前記８に記載の光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【００２４】
１０．前記支持面が設けられた前記凸レンズ及び前記色収差補正光学素子のいずれか一方に光軸方向の位置を規制する第１位置規制面を設けるとともに、他方の光学素子に第２位置規制面を設け、前記第１位置規制面に前記第２位置規制面を接触させることにより、前記凸レンズと前記色収差補正光学素子の間隔を設定することを特徴とする前記８に記載の光ヘッド用対物レンズの組立方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は、情報記録読取用光ヘッドの概略を示し、光ヘッド２０において、光源である半導体レーザ１からの光束は、光合成分離手段であるビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３を介して平行光束にされ、１／４波長板４を透過し、絞り８により所定開口数に絞られ、対物レンズ５を介して、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の光情報記録媒体である光ディスク６の情報記録面にスポットとして結像集光される。
【００２６】
光ディスク６の情報記録面で情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ５を介して平行光束となり、更に絞り８、１／４波長板４、コリメートレンズ３を介して収束光となり、ビームスプリッタ２で反射され、シリンドリカルレンズ９を経て、非点収差補正と倍率変換が施され、光検出器１０の受光面に収束する。図中の１１は、フォーカス制御およびトラッキング制御のための駆動手段としてのアクチュエータであり、鏡枠（後述）をアクチュエータ１１で駆動するように構成されている。
【００２７】
情報の読取においては、光検出器１０の出力が読取情報として用いられ、情報の記録においては、情報により変調された半導体レーザ１からの光により光ディスク６の情報記録面に情報が記録される。
【００２８】
図２（ａ）は本発明の実施の形態に係る対物レンズの一例の断面図であり、１枚の凸レンズを用いた例を示す。対物レンズ５は回折レンズ３１及び凸レンズ３２からなる。回折レンズ３１は色収差補正光学素子であり、半導体レーザ１の発振波長の変化や温度変化によるレンズの屈折率の変化等により発生する色収差を補正する。回折レンズ３１は回折面を有し、該回折面は、図２（ｂ）に示すように、微少な回折縞を有し、該回折縞は光軸を中心とした輪帯状に形成される。回折レンズ３１は凸レンズ３２により発生する色収差を打ち消すように収差を発生して色収差を補正するものであり、屈折によるパワーを持たない平板状光学部材であってもよいし、屈折によるパワーを有するレンズの一面に回折面を設けたものでもよく、例えば、特開平６−８２７２５号公報、特開平６−２４２３７３号公報、特開平７−２９４７０７号公報、特開平１１−９５１４５号公報、特開平１１−３３７８１８号公報、特開２０００−８１５６６号公報、特開２００２−２９８４２２号公報等に開示されたものを用いることができ、プラスチックモールドレンズからなる。３２は平行光ＬＢを光ディスク６の情報記録面に結像集光させ、また、光ディスク６の情報記録面での反射放射光を平行光とする凸レンズであり、図示の単玉構成には、ガラスモールドレンズが好ましく用いられるがプラスチックモールドレンズを用いることもできる。３３はボビンと称される鏡枠であり、回折レンズ３１は鏡枠３３により支持される。凸レンズ３２は後述のように回折レンズ３１に固定されているので、回折レンズ３１及び凸レンズ３２は一体で鏡枠３３に支持され、フォーカシング及びトラッキングは、鏡枠３３を図１の駆動手段１１で駆動することにより行われる。
【００２９】
図３は回折レンズ３１を光ディスク６側から見た側面図である。なお、本明細書において、対物レンズ５に対して光源側（半導体レーザ１の側）を物体側と言い、光ディスク６の側を像側と言う。
【００３０】
回折レンズ３１は図３に示すように、そのフランジ３１Ｆにほぼ等角度間隔で光軸に平行に設けられた３個の凸条に設けた支持面３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃを有する。なお、支持面は必要に応じて３個以上適宜数設けることができる。支持面３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃは３１Ａで代表して図２に示すように、像側から物体側に向かって光軸からの距離が減少する光軸方向に直線の断面を有する傾斜した面である。
【００３１】
凸レンズ３２の外周は図２に示すように像側から物体側に向かって光軸からの距離が減少する傾斜した被支持面３２Ａに形成される。そして、凸レンズ３２の外周を形成する被支持面３２Ａは図２に示すように、支持面３１Ａの傾斜度に略一致した傾斜度を有し（支持面３１Ｂ、３１Ｃの傾斜度にも略一致する）、支持面３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃにより支持される。図３に示すように、３個の支持面３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃが、ほぼ等角度間隔で回折レンズ３１に設けられており、レンズの組立時に、凸レンズ３２を回折レンズ３１内に落とし込む単純な作業で凸レンズ３２は回折レンズ３１により３点支持されて、回折レンズ３１に対する凸レンズ３２の芯出しが極めて正確に行われる。
【００３２】
回折レンズ３１と凸レンズ３２の光軸方向の間隔は、種々の方法により設定することが可能であり、図４はその例である本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの組立方法の例を示す。
【００３３】
図４（ａ）において、光軸に直角な位置規制面３４Ａ及び３４Ｂを有する位置規制手段としての治具３４を用い、位置規制面３４Ａに回折レンズ３１の位置規制面３１Ｄを、位置規制面３４Ｂに凸レンズ３２の位置規制面３２Ｂをそれぞれ突き当てることにより、回折レンズ３１と凸レンズ３２間の間の間隔が正確に設定され、設定後にこれら両レンズ３１、３２間を、例えば、紫外線硬化接着剤で接着し固定することにより、回折レンズ３１と凸レンズ３２とは正確な間隔で組立られる。
【００３４】
なお、回折レンズ３１に対して凸レンズ３２が位置決め固定される位置における支持面３１Ａ〜３１Ｃの内接円の径よりも、同位置における被支持面３２Ａの外周円の径を微少値、例えば、直径でφ＝０〜０．０２ｍｍだけ大に形成して、組立時に、回折レンズ３１に対して凸レンズ３２を押し込むことにより、回折レンズ３１に対する凸レンズ３２の芯出し及び光軸方向の間隔設定が正確に行われる。
【００３５】
図４（ｂ）においては、２個の位置規制手段としての治具３４１及び３４２を用いて、回折レンズ３１と凸レンズ３２との間隔が設定される。即ち、それぞれの位置規制面３４１Ａ、３４２Ａ間が正確に平行に保持された状態で治具３４１と３４２とをそれぞれ矢印Ｗ１、Ｗ２方向に移動させて、回折レンズ３１と凸レンズ３２との間隔を所定値に設定する。回折レンズ３１の位置規制面３１Ｄ及び凸レンズの位置規制面３２Ｂは、それぞれこれらのレンズを正確に位置づけるように形成されているので、治具３４１、３４２を用いた前記のような位置決めにより、回折レンズ３１と凸レンズ３２間の間隔が正確に設定される。
【００３６】
図５は、回折レンズ３１と凸レンズ３２間の光軸方向の間隔を設定する他の例を示す。図５（ａ）は、凸レンズが図１に示す単玉レンズからなる場合の例である。
【００３７】
図５（ａ）において、回折レンズ３１に設けた支持面３１Ａの端部に光軸に直角な位置規制面３１Ｅ（第１位置規制面）を設ける。凸レンズ３２に設けた光軸に直角な位置規制面３２Ｂ（第２位置規制面）は、回折レンズ３１の位置規制面３１Ｅに突き当たり、位置規制される。なお、図３に示す位置支持面３１Ｂ、３１Ｃそれぞれの端部にも図５（ａ）に示した位置規制面３１Ｅが設けられる。そして、位置規制面３１Ｅ側の端部における支持面３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃの内接円に対して、被支持面３２Ａの位置規制面３２Ｂ側の端部の外周円の径を微少値だけ大とすることが望ましいことは前記のとおりである。
【００３８】
図６は凸レンズを２枚玉とした対物レンズの例の断面図であり、本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの他の例を示す。図２におけると同一部品には同一符号を付しその説明を省略する。
【００３９】
凸レンズ３５及び凸レンズ３６により平行光ＬＢが光ディスク６の情報記録面にスポットとして結像集光される。このような２枚玉の凸レンズとしてはプラスチックモールドレンズが望ましいが、一方をプラスチックモールドレンズとし、他方をガラスモールドレンズとしてもよい。
【００４０】
凸レンズ３５及び３６はそれぞれ外周面である被支持面３５Ａ、３６Ａを有し、被支持面３５Ａ、３６Ａはそれぞれ回折レンズ３１の支持面３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃと略同一の光軸方向の傾斜度を有する傾斜面に形成される。被支持面３５Ａ、３６Ａは、それぞれ回折レンズ３１の支持面３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃにより位置規制されるので、回折レンズ３１に対する凸レンズ３５、３６の芯出しが正確に行われる。図６の例では、凸レンズ３６の回折レンズ３１に対する光軸方向の間隔が、図４又は図５（ａ）に示す方法により設定される。すなわち、回折レンズ３１に対して位置設定された凸レンズ３６の位置規制面３６Ｂ（光軸に直角）に凸レンズ３５の位置規制面３５Ｂ（光軸に直角）を突き当てることにより、回折レンズ３１に対して、凸レンズ３５及び３６がともに正確に位置決めされる。そして、回折レンズ３１と凸レンズ３５、３６とは位置設定後に、紫外線硬化接着剤で接着することにより固定される。
【００４１】
なお、回折レンズ３１に対する凸レンズ３５、３６の位置決めを図５（ｂ）に示す方法により行うことも可能である。即ち、回折レンズ３１の傾斜した支持面として３１Ａ１、３１Ａ２を設け、支持面３１Ａ１の端に光軸に直角な位置規制面３１Ｈ（第１位置規制面）を、支持面３１Ａ２の端に光軸に直角な位置規制面３１Ｊ（第１位置規制面）をそれぞれ設ける。そして、位置規制面３１Ａ１に凸レンズ３６の位置規制面３６Ｃ（第２位置規制面）を、位置規制面３１Ａ２に凸レンズ３５の位置規制面３５Ｂ（第２位置規制面）をそれぞれ突き当てることにより、凸レンズ３５、３６が回折レンズ３１に対して正確に位置設定される。
【００４２】
図７は凸レンズ３５に傾斜した支持面を形成し、凸レンズ３５を鏡枠３３で支持した例であり、本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの他の例の断面図である。図２及び図６と同一部品には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４３】
凸レンズ３５のフランジ３５Ｆには、３個以上の光軸に平行な凸条を設け、各凸条には、像側から物体側に向けて光軸からの距離が増大する断面直線状の傾斜した３個の支持面３５Ｃを設ける。
【００４４】
凸レンズ３６の外周は、支持面３５Ｃに略一致した傾斜度を有する被支持面３６Ａである。また、回折レンズ３１の外周は、支持面３５Ｃに略一致した傾斜度を有する被支持面３１Ｋである。
【００４５】
図示のように、凸レンズ３６及び回折レンズ３１は凸レンズ３５の支持面３５Ｃにより支持されて、これらの光学素子の芯出しが正確に行われる。凸レンズ３６は、その位置規制面３６Ｂ（光軸に直角）を凸レンズ３５の位置規制面３５Ｂ（光軸に直角）に突き当てることにより、凸レンズ３５に対して正確に位置設定される。
【００４６】
なお、凸レンズ３５に対する回折レンズ３１及び凸レンズ３６の位置設定は、図４、５に示す方法により行うことができる。
【００４７】
図８は、凸レンズ３６に傾斜した支持面を形成し、凸レンズ３６を鏡枠３３で支持した例の断面図である。図２及び図６と同一部品には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４８】
凸レンズ３６のフランジ３６Ｆに３個以上の光軸に平行な凸条を設け、各凸条には、像側から物体側に向けて光軸からの距離が減少する支持面３６Ｄ及び像側から物体側に向けて光軸からの距離が増大する支持面３６Ｅを設けるとともに、回折レンズ３１の外周を支持面３６Ｅの傾斜度に略一致する被支持面３１Ｋに形成し、凸レンズ３５の外周を支持面３６Ｄの傾斜度に略一致する傾斜度を有する被支持面３５Ａに形成する。
【００４９】
回折レンズ３１は、その被支持面３１Ｋを支持面３６Ｅに接合させることにより、凸レンズ３６に対する芯出し及び凸レンズ３６との間隔が設定され、凸レンズ３５に関しては、その被支持面３５Ａを支持面３６Ｄに接合させることにより、凸レンズ３６に対する芯出しが行われ、凸レンズ３５の位置規制面３５Ｂを凸レンズ３６の位置規制面３６Ｂに突き当てることにより、凸レンズ３５が凸レンズ３６に対して、光軸方向に正確に位置設定される。なお、回折レンズ３１と凸レンズ３６間の間隔は、図４又は図５に示す方法により高精度で設定される。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１〜１０のいずれかの発明により、凸レンズ及び色収差補正光学素子を有する光ヘッド用対物レンズにおける複数の光学素子間の芯出しが容易になり、しかも、組立工程において高い精度の芯出しが行われるので、低コストで高性能の情報記録読取用光ヘッド及び光ヘッド用対物レンズを製造することが可能になる。
【００５１】
特に、青色レーザ用の情報記録読取用光ヘッドを高精度、且つ、低コストで製造することが可能になる。
【００５２】
請求項９又は請求項１０の発明により、対物レンズを構成する複数の光学素子間の間隔が容易に、且つ、高精度で設定されるので、高性能の情報記録読取用光ヘッド、光ヘッド用対物レンズを低コストで製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】情報記録読取用光ヘッドの概略を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの一例の断面図である。
【図３】回折レンズを像側から見た図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの組立方法の例を示す図である。
【図５】回折レンズと凸レンズ間の光軸方向の間隔を設定する他の例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの他の例の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの他の例の断面図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの他の例の断面図である。
【符号の説明】
５  対物レンズ
３１  回折レンズ
３２、３５、３６  凸レンズ
３３  鏡枠
３４  治具
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３５Ｃ、３６Ｄ、３６Ｅ、３１Ａ１、３１Ａ２  支持面
３１Ｋ、３２Ａ、３５Ａ、３６Ａ  被支持面
３１Ｄ、３１Ｅ、３１Ｈ、３１Ｊ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ、３５Ｂ、３６Ｂ、３６Ｃ  位置規制面
【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】
2004198903.tif 000008
【図７】
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【図８】
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