(57)【要約】【課題】複数の光学素子を有する対物レンズを備えた光ヘッドにおいては、トラッキングやフォーカシングのために対物レンズを駆動する際に、チルトや振動が起きやすいという問題がある。【解決手段】複数の光学素子を有する対物レンズの重心の位置を、ほぼその支持点を結ぶ線上に位置させる。【選択図】        図４
2004199826.tif 000002
【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する光ヘッド用対物レンズにおいて、
前記光ヘッド用対物レンズの重心を、前記光ヘッド用対物レンズの支持点を結ぶ直線上にほぼ位置づける位置決め手段を有することを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。
【請求項２】
鏡枠を有し、前記重心は前記凸レンズ、前記色収差補正光学素子及び前記鏡枠を含む対物レンズ全体の合成重心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、１枚構成であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項４】
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又は請求項２に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【請求項５】
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を備えた情報記録読取用光ヘッドにおいて、
前記光ヘッド用対物レンズの重心を、前記光ヘッド用対物レンズの支持点を結ぶ直線上にほぼ位置づけたことを特徴とする情報記録読取用光ヘッド。
【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）等の情報記録読取用光ヘッド及び光ヘッド用対物レンズに関し、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】
光ヘッドは、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の光ディスクの情報記録面にレーザ光をスポットとして結像させる対物レンズ及び該対物レンズを駆動してトラッキング及びフォーカシングを行う駆動手段を有する。
【０００３】
特許文献１では、トラッキング又はフォーカシング時に生ずる光ヘッドの共振を防止するために光ヘッドの重心の位置をその駆動点の位置に一致させることが提案されている。
【０００４】
また、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２〜８で提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１０８６０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−８２７２５号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平６−２４２３７３号公報
【０００８】
【特許文献４】
特開平７−２９４７０７号公報
【０００９】
【特許文献５】
特開平１１−９５１４５号公報
【００１０】
【特許文献６】
特開平１１−３３７８１８号公報
【００１１】
【特許文献７】
特開２０００−８１５６６号公報
【００１２】
【特許文献８】
特開２００２−２９８４２２号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
色収差補正光学素子を有する対物レンズは、複数の光学素子からなるために、その重心は１枚の光学素子からなる対物レンズの重心とは違った位置となる。従って、１枚の光学素子を有する従来の対物レンズと同様に複数の光学素子を有する対物レンズを光ヘッドの支持枠に取り付けると、対物レンズをその重心から外れた位置で支持することになる。
【００１４】
特許文献１では、対物レンズの含む光ヘッドにおける可動部の重心をその駆動点に一致させているが、可動部全体としての重心をその駆動点に一致させても、対物レンズの重心がその支持点からはずれている場合には、可動部の運動が複雑になってチルト等が起るとともに、振動を防止することが困難になるという問題がある。
【００１５】
特許文献１の図１２には、対物レンズを含む可動部の駆動点から離れた位置に対物レンズを配置した光ヘッドが記載され、図１４には、ほぼ駆動点を結ぶ線上に対物レンズを配置した光ヘッドが記載されているが、前記の問題は特許文献１の図１２、１４に記載の光ヘッドのいずれにおいても発生する可能性がある。
【００１６】
本発明はこのような問題を解決することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
前記目的は下記の発明により達成される。
【００１８】
１．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いて、
前記光ヘッド用対物レンズの重心を、前記光ヘッド用対物レンズの支持点を結ぶ直線上にほぼ位置づける位置決め手段を有することを特徴とする光ヘッド用対物レンズ。
【００１９】
２．鏡枠を有し、前記重心は前記凸レンズ、前記色収差補正光学素子及び前記鏡枠を含む対物レンズ全体の合成重心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。
【００２０】
３．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又は前記２に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００２１】
４．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又は前記２に記載の光ヘッド用対物レンズ。
【００２２】
５．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を備えた情報記録読取用光ヘッドにおいて、
前記光ヘッド用対物レンズの重心を、前記光ヘッド用対物レンズの支持点を結ぶ直線上にほぼ位置づけたことを特徴とする情報記録読取用光ヘッド。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、情報記録読取用の光ヘッドの概略を示し、該光ヘッドにおいて、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５を透過し、絞り７により所定開口数に絞られ、対物レンズ４を介して、ＣＤ、ＤＶＤ、ＭＯ等の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。
【００２４】
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４を介して平行光束となり、更に絞り７、１／４波長板５、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８を経て、非点収差補正と倍率変換が施され、光検出器９の受光面に収束する。図中の５０は、フォーカシング及びトラッキングのための駆動手段としての磁気駆動機構であり、対物レンズ４を磁気駆動機構５０で駆動するように構成されている。
【００２５】
情報の読取においては、光検出器９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。
【００２６】
図２は本発明の実施の形態に係る情報記録読取用光ヘッドの例の斜視図である。本例の対物レンズ駆動機構はワイヤサスペンション方式のものであり、対物レンズ４を保持している可動側部材であるホルダ１０が４本のワイヤ１１によって、トラッキング方向Ｔおよびフォーカシング方向Ｘ（光軸方向）に移動可能な状態で、固定側部材である装置フレーム１３の側に支持されている。
【００２７】
また、ホルダ１０をトラッキング方向Ｔおよびフォーカシング方向Ｘに移動させるための駆動手段として、ムービングコイルタイプの磁気駆動機構５０が備わっている。この磁気駆動機構５０は、ホルダ１０に搭載された駆動コイルユニット２０と、この駆動コイルユニット２０に対向するように装置フレーム１３の側に取り付けられている駆動マグネット３０とから構成されている。
【００２８】
ホルダ１０は、中央に対物レンズ４が取り付けられた台形のレンズホルダ１０ａと、このレンズホルダ１０ａの底辺を一辺として四角形筒状に下側に延びる胴部１０ｂとを有している。ホルダ１０はその胴部１０ｂとレンズホルダ１０ａとにより内側に矩形の保持空間を形成する。レンズホルダ１０ａには、光軸がＸとなるように対物レンズ４が取り付けられる。
【００２９】
ホルダ１０を支える４本のワイヤ１１の基端部分は、ゲル剤が充填された構成の平板状のゲルポット１２を介して装置フレーム１３の一部を垂直に立ち上げた支持板部分１３ａによって支持されている。さらに、この支持板部分１３ａの背面に取り付けた配線基板１４に対して半田付けされている。ゲルポット１２は、ホルダ１０が駆動される際のワイヤ１１の不要振動を吸収するためのものであり、配線基板１４は、ワイヤ１１を利用して駆動コイルユニット２０に給電するためのものである。
【００３０】
装置フレーム１３の底板部分１３ｂには駆動マグネット３０が固定されている。
【００３１】
胴部１０ｂには、駆動コイルユニット２０が取り付けられている。駆動コイルユニット２０はトラッキング用コイル２１、フォーカシング用コイル２２及びヨーク２３からなる。ヨーク２３は中央部のヨーク本体２３１と両端部のヨークアーム２３２で構成される。駆動コイルユニット２０の図である図３に示すように、トラッキングコイル２１はヨーク本体２３１に、光軸方向Ｘに平行な巻線部を有するように巻き付けられ、フォーカシングコイル２２はヨーク本体２３１に、光軸方向Ｘに対して直交するように巻き付けられている。駆動コイルユニット２０のヨークアーム２３２はホルダ１０の胴部１０ｂに取り付けられる。
【００３２】
トラッキングコイル２１及びフォーカシングコイル２２は駆動マグネット３０に対向し、トラッキングコイル２１、フォーカシングコイル２２及び駆動マグネット３０はホルダ１０の内側に形成された保持空間に配置される。
【００３３】
トラッキング信号でトラッキングコイル２１に対する駆動力が発生し、対物レンズ４は矢印Ｔ方向に移動してトラッキングが行われ、フォーカシング信号でフォーカシングコイル２２に対する駆動力が発生し、レンズ４は光軸方向Ｘに移動してフォーカシングが行われる。
【００３４】
例えば、特開平５−２１０８６０号公報で検討されているように、駆動コイルユニット２０を駆動する場合に、駆動コイルユニット２０の重心とその駆動点との位置関係で決まるモーメントにより発生する共振等がトラッキング及びフォーカシングにおける問題となる。従って、駆動コイルユニットの重心の設定が、光ヘッドの設計において重要な課題となるが、対物レンズ４が前記のように複数の光学素子からなる場合に、対物レンズユニットの重心がその保持位置からずれていると、対物レンズ４のチルトが発生する、駆動コイルユニット２０の重心を適切な位置に設定することが困難になる等の問題が生ずる。
【００３５】
本実施の形態においては、複数の光学素子からなる対物レンズユニットの重心を対物レンズユニットの支持位置にほぼ一致させることにより、この問題を解決している。
【００３６】
図４は本発明の実施の形態に係る光ヘッド用対物レンズの例の断面図である。
対物レンズ４はボビンと称される鏡枠４０、回折レンズ４１及び凸レンズ４２からなる。
【００３７】
回折レンズ４１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４１は回折面を有し、該回折面は、図４（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４１は凸レンズ４２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。４２は平行光を光ディスク６の情報記録面に集光させ、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。
【００３８】
回折レンズ４１はそのフランジ部で鏡枠４０に接着等の手段により固定され、凸レンズ４２はそのフランジ部で回折レンズ４１のフランジ部に接着され、回折レンズ４１に固定される。そして、鏡枠４０はレンズホルダ１０ａに設けた円形孔に鏡枠４０を勘合し、接着等の手段により固定される。
【００３９】
鏡枠４０とレンズホルダ１０ａとの結合過程において、鏡枠４０、回折レンズ４１及び凸レンズ４２の合成重心がＰ１にある場合、レンズホルダ１０ａによる支持点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ線がほぼ合成重心Ｐ１を通るように、位置関係の設定が行われる。支持点Ｐ２、Ｐ３はレンズホルダ１０ａの厚み方向の中心を通る線Ｌがレンズホルダ１０ａと鏡枠４０とが接する線と交差する点である。このように、鏡枠４０、回折レンズ４１及び凸レンズ４２を含む対物レンズ４全体の合成重心Ｐ１を、支持点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ直線上にほぼ位置するように設定することにより、対物レンズ４をレンズホルダ１０ａに取り付けた場合にも、可動部の光軸方向Ｘにおける重心の移動がなく、トラッキング、フォーカシングにおける振動防止手段の設計が容易になって、振動を良好に防止することができる。
【００４０】
レンズホルダ１０ａと鏡枠４０との位置関係は、鏡枠４０に設けた位置決め手段としてのフランジ４０ａの支持面により設定される。従って、フランジ４０ａの支持面の位置は、対物レンズ４０の重心位置に従って設定される。
【００４１】
回折レンズ４１が組み込まれることにより、多くの場合に合成重心Ｐ１の位置は凸レンズ４２単体の重心の位置から回折レンズ４１の側に大きくずれた位置となる。
【００４２】
なお、回折レンズ４１又は凸レンズ４２のフランジにレンズホルダ１０ａに契合する支持面を設けて鏡枠４０を省略することもできる。
【００４３】
図５は凸レンズを２枚の凸レンズ４２、４３で構成した例を示す。このような２枚構成の凸レンズには、プラスチックモールドレンズが好ましく用いられる。
【００４４】
図５のレンズ構成においても、鏡枠４０、回折レンズ４１及び凸レンズ４２、４３からなる対物レンズ４の重心Ｐ１がレンズホルダ１０ａの支持点Ｐ２、Ｐ３を結ぶ線上にほぼ位置するように、鏡枠４０のフランジ４０ａの支持面が設定される。
【００４５】
図６はレンズホルダ１０ａのレンズ支持部が平板状ではなく屈曲している例を示す。図６のように、レンズホルダ１０ａが屈曲している構成においても、支持点Ｐ２，Ｐ３は前記に説明したと同様に、レンズホルダ１０ａの厚み方向の中心線Ｓと、レンズホルダ１０ａと鏡枠４０の接合線の交点である。
【００４６】
なお、対物レンズ４の重心と支持点との光軸方向Ｘに関する関係について説明したが、光軸方向Ｘに直行する方向の重心と支持点の関係の設定は、レンズホルダ４０に設けた円形の支持孔に鏡枠４０の嵌合させる構造であるので、自動的に前記重心と支持点とが一致する。
【００４７】
図７は、鏡枠４０で凸レンズ４２を支持し、凸レンズ４２で回折レンズ４１を支持した例である。即ち、凸レンズ４２にフランジ４２ａを設け、該フランジ４２ａにより回折レンズ４１が支持されるとともに、フランジ４２ａは鏡枠４０により支持される。この例では、凸レンズ４２の位置を基準にして回折レンズ４１の位置が設定される。
【００４８】
【発明の効果】
請求項１〜５のいずれかに記載の発明により、トラッキング又はフォーカシング時に発生しやすい対物レンズのチルトや振動が良好に防止される。従って、色収差補正光学素子を用いることにより、複数の光学素子で構成される体物レンズにおいても、安定して情報の読取及び記録を行うことができる情報記録読取用光ヘッド又は光ヘッド用対物レンズが実現される。
【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情報記録読取用光ヘッドの斜視図である。
【図３】駆動コイルユニットの図である。
【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例の断面図である。
【図５】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。
【符号の説明】
４  対物レンズ
１０  ホルダ
１０ａ  レンズホルダ
４０  鏡枠
４１  回折レンズ
４２、４３  凸レンズ
Ｐ１  合成重心
Ｐ２、Ｐ３  支持点
【図１】
2004199826.tif 000003
【図２】
2004199826.tif 000004
【図３】
2004199826.tif 000005
【図４】
2004199826.tif 000006
【図５】
2004199826.tif 000007
【図６】
2004199826.tif 000008
【図７】
2004199826.tif 000009