(57)【要約】【課題】自由曲面レンズからなる光学素子を用いて光学特性の劣化の少ない高性能な光ピックアップを提供する。【解決手段】光学作用面（１６〜１９）の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、光源からの光束を記録媒体２０に集光するための光学素子１０と、光学素子１０を保持するホルダ３０とを少なくとも有する光ピックアップにおいて、光源からの光束が光学素子１０に入射するのを制限し、該光束の光路１１に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部３７を有する。【選択図】図４
2005302232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、光源からの光束を記録媒体に集光するための光学素子と、該光学素子を保持するホルダとを少なくとも有する光ピックアップにおいて、
上記光源からの光束が上記光学素子に入射するのを制限し、該光束の光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を有することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
上記開口制限部を、上記ホルダに直接形成したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記開口制限部を上記ホルダとは別体の板状部材に形成して、該板状部材を上記ホルダに固定したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記開口制限部を上記光学素子とは別体のカバー部材に形成して、該カバー部材を上記光学素子に固定したことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記開口制限部を単一の平面に形成していないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記開口制限部を曲面に形成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
上記開口制限部を通って上記光学素子に入射する光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
上記開口制限部の光路に垂直な平面での投影形状を、楕円としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
上記開口制限部を、光路に対して非垂直で、かつ円形とし、該開口制限部を通って上記光学素子に入射する光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
上記光学素子は、上記光学作用面として、入射面と射出面とを有し、それらの少なくとも一方が回転非対称な曲面であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
上記光学素子は、上記光学作用面として、入射面と、少なくとも１つの反射面と、射出面とを有し、それらの少なくとも１つの面が回転非対称な曲面であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
上記光学素子の回転非対称な光学作用面の少なくとも１つを、光軸を通る平面に関して面対称な面とし、上記開口制限部の投影形状の楕円の長軸または短軸が、上記光軸を通る平面内にあることを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、入射光束を集光するための光学素子において、
上記入射光束の入射面に、上記入射光束の光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を有することを特徴とする光学素子。
【請求項１４】
上記開口制限部を、上記入射面に不要な波長の光を透過しないコートを施して形成したことを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
【請求項１５】
上記開口制限部を、上記入射面に不要な光を透過しないコートを施して形成したことを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
【請求項１６】
上記入射面を、不要な光を反射および／または散乱させる形状として、上記開口制限部を形成したことを特徴とする請求項１３に記載の光学素子。
【請求項１７】
上記開口制限部を通って上記入射面に入射する入射光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１８】
上記開口制限部の光路に垂直な平面での投影形状を、楕円としたことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１９】
上記光学作用面として、上記入射面と射出面とを有し、それらの少なくとも一方が回転非対称な曲面であることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２０】
上記光学作用面として、上記入射面と、少なくとも１つの反射面と、射出面とを有し、それらの少なくとも１つの面が回転非対称な曲面であることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２１】
上記回転非対称な光学作用面の少なくとも１つを、光軸を通る平面に関して面対称な面とし、上記開口制限部の投影形状の楕円の長軸または短軸が、上記光軸を通る平面内にあることを特徴とする請求項１８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、光学的に情報の記録／再生を行う光学式記録再生装置に設けられる光ピックアップ、およびそれに使用可能な光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学式記録再生装置は、波長７８０ｎｍのレーザを使用したＣＤから波長６６０ｎｍのレーザを使用したＤＶＤ、さらに波長４０５ｎｍのレーザを使用したディスクの採用と、波長を短くすることによる高密度化が進められている。ＮＡについても、ＣＤの０．４５からＤＶＤの０．６、さらに大きくすることによる高密度化が進められている。
【０００３】
このように、波長を短く、ＮＡを大きくしていくと、各種光学特性に対する許容量が減少し、記録媒体にレーザ光を集光する対物レンズへの要求も厳しいものとなる。例えば、レーザとしては、半導体レーザが用いられるが、その波長変動による色収差の発生が許容できなくなり、色収差を打ち消すために、対物レンズを１枚構成でなく、正負複数枚で構成する必要が生じる。
【０００４】
ところが、対物レンズを複数枚で構成すると、それらの光軸合わせが必要になるなど、組立性が悪化する。また、部品点数が増えるため、コスト的にも不利となりやすい。
【０００５】
このような不具合を解消するものとして、対物レンズとして光軸に関して回転対称な通常のレンズを用いるのでなく、図２１に示すように、回転非対称な曲面を持ついわゆる自由曲面レンズからなる対物レンズ１０１を用いることで、短波長、高ＮＡであっても、枚数を減らすことができるようにした光ピックアップが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、図２１では、他の図と方向を合わせるために、特許文献１に示された図を１８０度回転させ、記録媒体１０２が上になるように示している。
【０００６】
この対物レンズ１０１は、入射光１０３を面１０５で屈折させた後、面１０６および面１０７で順次反射させ、さらに面１０８で再び屈折させて、射出光１０４を記録媒体１０２に集光させるもので、面１０５〜１０８は、回転非対称な曲面とされている。
【特許文献１】特開２００２−２１４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示の対物レンズ１０１にあっては、面１０５〜１０８が回転非対称な曲面となっているため、設計によっては、光軸に垂直な面内で、光が全方向に均一に発散、集束しない場合がある。なお、設計によっては、均一に発散、集束させることも可能であるが、回転非対称な形状であるため、困難である。このため、例えば、入射光１０３の縦横比ｘ１：ｙ１と、射出光１０４の縦横比ｘ２：ｙ２（ｘ１、ｘ２は紙面に垂直な方向）とを考えると、ｘ方向とｙ方向との発散、集束の率が異なって、縦横比が同じ比率を維持しなくなり、その結果、光軸に関して垂直な面で見たとき、入射光１０３と射出光１０４とで光の形が相似形とならなくなって、射出光のスポット形状が好ましい形状からはずれ、光ピックアップの光学特性の劣化を招くことが懸念される。
【０００８】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、いわゆる自由曲面レンズからなる光学素子を用いて光学特性の劣化の少ない高性能な光ピックアップを提供することにある。さらに、本発明の他の目的は、かかる光ピックアップに使用するのに好適な光学素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する請求項１に係る発明は、光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、光源からの光束を記録媒体に集光するための光学素子と、該光学素子を保持するホルダとを少なくとも有する光ピックアップにおいて、
上記光源からの光束が上記光学素子に入射するのを制限し、該光束の光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を、上記ホルダに直接形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を上記ホルダとは別体の板状部材に形成して、該板状部材を上記ホルダに固定したことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項１に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を上記光学素子とは別体のカバー部材に形成して、該カバー部材を上記光学素子に固定したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を単一の平面に形成していないことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を曲面に形成したことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を通って上記光学素子に入射する光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部の光路に垂直な平面での投影形状を、楕円としたことを特徴とするものである。
【００１７】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記開口制限部を、光路に対して非垂直で、かつ円形とし、該開口制限部を通って上記光学素子に入射する光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記光学素子は、上記光学作用面として、入射面と射出面とを有し、それらの少なくとも一方が回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。
【００１９】
請求項１１に係る発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光ピックアップにおいて、上記光学素子は、上記光学作用面として、入射面と、少なくとも１つの反射面と、射出面とを有し、それらの少なくとも１つの面が回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。
【００２０】
請求項１２に係る発明は、請求項８に記載の光ピックアップにおいて、上記光学素子の回転非対称な光学作用面の少なくとも１つを、光軸を通る平面に関して面対称な面とし、上記開口制限部の投影形状の楕円の長軸または短軸が、上記光軸を通る平面内にあることを特徴とするものである。
【００２１】
さらに、上記目的を達成する請求項１３に係る発明は、光学作用面の少なくとも一つが回転非対称な曲面からなり、入射光束を集光するための光学素子において、
上記入射光束の入射面に、上記入射光束の光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を有することを特徴とするものである。
【００２２】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の光学素子において、上記開口制限部を、上記入射面に不要な波長の光を透過しないコートを施して形成したことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項１５に係る発明は、請求項１３に記載の光学素子において、上記開口制限部を、上記入射面に不要な光を透過しないコートを施して形成したことを特徴とするものである。
【００２４】
請求項１６に係る発明は、請求項１３に記載の光学素子において、上記入射面を、不要な光を反射および／または散乱させる形状として、上記開口制限部を形成したことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項１７に係る発明は、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の光学素子において、上記開口制限部を通って上記入射面に入射する入射光束の光路に垂直な平面における断面形状を、非円形としたことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項１８に係る発明は、請求項１３〜１７のいずれか一項に記載の光学素子において、上記開口制限部の光路に垂直な平面での投影形状を、楕円としたことを特徴とするものである。
【００２７】
請求項１９に係る発明は、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の光学素子において、上記光学作用面として、上記入射面と射出面とを有し、それらの少なくとも一方が回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。
【００２８】
請求項２０に係る発明は、請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の光学素子において、上記光学作用面として、上記入射面と、少なくとも１つの反射面と、射出面とを有し、それらの少なくとも１つの面が回転非対称な曲面であることを特徴とするものである。
【００２９】
請求項２１に係る発明は、請求項１８に記載の光学素子において、上記回転非対称な光学作用面の少なくとも１つを、光軸を通る平面に関して面対称な面とし、上記開口制限部の投影形状の楕円の長軸または短軸が、上記光軸を通る平面内にあることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を設けることで、いわゆる自由曲面レンズからなる光学素子への入射光と、該光学素子からの射出光とで光の形が相似形とならない場合に、開口制限部により射出光のスポット形状を好ましい形状とすることができるので、光学特性の劣化の少ない高性能な光ピックアップを実現することができる。
【００３１】
さらに、本発明によれば、いわゆる自由曲面レンズからなる光学素子の入射面に、入射光束の光路に垂直な平面での投影形状が非円形の開口制限部を設けることで、入射光と射出光とで光の形が相似形とならない場合に、開口制限部により射出光のスポット形状を好ましい形状とすることができるので、光ピックアップに使用することにより、その光学特性の劣化を少なくでき、性能を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００３３】
（第１実施の形態）
図１〜図９は本発明の第１実施の形態を示すもので、図１および図２は光ピックアップの斜視図、図３は同じく上面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は光ピックアップの分解斜視図、図６は対物レンズの斜視図、図７はホルダの上面図である。また、図８は第１実施の形態の変形例を示す図４相当図、図９は同じく他の変形例を示す図７相当図である。
【００３４】
図１〜図５に示すように、液晶ポリマーなどの合成樹脂で作られたホルダ３０には、光学素子である対物レンズ１０、フォーカスコイル１ａ〜１ｄ、トラッキングコイル２ａ、２ｂが接着されている。
【００３５】
対物レンズ１０は、いわゆる自由曲面レンズである。図４に示すように、対物レンズ１０には、光路１１から光が入射し、その入射光は入射面１６で屈折し、光路１２を進む。次に、反射面１７で反射し、光路１３を進む。さらに、反射面１８で反射し、光路１４を進む。最後に、射出面１９で屈折し、光路１５を進み、記録媒体２０にスポットを形成する。ここで、入射面１６、反射面１７、反射面１８、射出面１９の各光学作用面は、回転対称でない曲面で、自由曲面となっている。なお、光路１１〜１５の中心である光軸は、同一のＺＸ平面内にあり、入射面１６、反射面１７、１８、射出面１９は、回転対称でない曲面であるが、光軸を通るＺＸ平面に関しては、面対称な形状となっている。
【００３６】
図４および図６に示すように、対物レンズ１０のＸ＋方向端およびＹ方向両端は、ＸＹ平面に平行な平面部２１ａ〜２１ｃを持つ段形状となっており、これら平面部２１ａ〜２１ｃの分、入射面１６および反射面１８は、対物レンズ１０の外形２２ａ〜２２ｃよりも小さくなっている。
【００３７】
対物レンズ１０は、平面部２１ａ〜２１ｃでホルダ３０に固定される。このため、ホルダ３０には、図７に示すように、平面部２１ａ〜２１ｃを受ける受け部３６ａ〜３６ｃが設けられており、これら受け部３６ａ〜３６ｃで対物レンズ１０はホルダ３０に固定されて、Ｚ方向の位置も決められる。また、対物レンズ１０のＸＹ平面内での位置は、ホルダ３０の対物レンズ１０の固定部におけるＸおよびＹ方向両端の壁３５ａ〜３５ｄによって決められる。ここで、ホルダ３０の壁３５ａ〜３５ｄは、対物レンズ１０の外形２２ａ、２２ｂ、２３、２２ｃと対向しており、これら壁３５ａ〜３５ｄおよび外形２２ａ、２２ｂ、２３、２２ｃは、ＸＹ平面に垂直となっている。なお、ホルダ３０のＸ方向に対向する壁３５ｃ、３５ｄの距離は、対物レンズ１０の外形２３、２２ｃの距離より僅かに大きくなっており、Ｙ方向に対向する壁３５ａ、３５ｂの距離は、対物レンズ１０の外形２２ａ、２２ｂの距離より僅かに大きくなっている。これにより、対物レンズ１０は、ホルダ３０に殆どがたのない状態で嵌り、ＸＹ平面内で位置決めされる。
【００３８】
一方、ホルダ３０は、図４および図７に示すように、対物レンズ１０が入る空間の底部２９に、光路１１からの入射光を制限する開口制限の役割を果たす開口制限部であるしぼり３７が設けられている。しぼり３７は、楕円形状で、長軸３９はＺＸ平面内にあり、短軸４０はＺＸ平面と直交している。なお、図７には、楕円をわかりやすくするために、短軸を直径とする円３８を２点鎖線で示してある。
【００３９】
フォーカスコイル１ａ〜１ｄは、ホルダ３０に設けられた突起３１ａ、３１ｂ、３４ａ〜３４ｄで挟むように接着されており、接着後の剛性が高くなるようになっている。トラッキングコイル２ａ、２ｂは、それらの中央の穴４ａ、４ｂがホルダ３０の突起３１ａ、３１ｂに入るように、フォーカスコイル１ａ〜１ｄの表面に接着されている。このため、特に突起３１ａ、３１ｂのＺ方向寸法は、穴４ａ、４ｂの寸法より僅かに小さくなっており、これら突起３１ａ、３１ｂによりトラッキングコイル２ａ、２ｂが位置決めされるようになっている。
【００４０】
ホルダ３０には、Ｘ方向両端にも突起３２ａ、３２ｂが設けられている。突起３２ａ、３２ｂには、穴３３ａ〜３３ｃ、３３ｄ〜３３ｆが設けられ、ここに、ベリリウム銅製の６本のワイヤバネ６ａ〜６ｆが挿入され、接着されている。ワイヤバネ６ａ〜６ｆの断面形状は円であり、６本同一寸法のバネである。ホルダ３０には、基板５ａ、５ｂも接着されており、これら基板５ａ、５ｂに６本のワイヤバネ６ａ〜６ｆおよびフォーカスコイル１ａ〜１ｄ、トラッキングコイル２ａ、２ｂが半田付けされている。すなわち、２本のワイヤバネに直列に接続されたトラッキングコイル２ａ、２ｂの両端が接続され、他の２本のワイヤバネに直列に接続されたフォーカスコイル１ａ、１ｃの両端が接続され、更に他の２本のワイヤバネに直列に接続されたフォーカスコイル１ｂ、１ｄの両端が接続されており、公知の４本ワイヤ支持の場合と異なり、フォーカスコイルについては、２組に分けられている。
【００４１】
６本のワイヤバネ６ａ〜６ｆのＹ＋方向端は、バネウケ７に固定され、さらに基板４１の穴４３ａ〜４３ｆに挿入されて半田付けされている。バネウケ７には、凹部８ａ、８ｂが形成されており、その部分にシリコーンゲルが充填され、ワイヤバネ６ａ〜６ｆをダンピングしている。なお、図示していないが、凹部８ａ、８ｂの底（Ｙ＋方向）にあたる部分にも、ホルダ３０および基板４１と同様に、ワイヤバネ６ａ〜６ｆを通す穴部が形成されている。基板４１は、穴部４２をバネクケ７に設けた円形状の凸部９に嵌合して、位置決めされている。
【００４２】
以上により、ホルダ３０は、６本のワイヤバネ６ａ〜６ｆによって、記録媒体２０にほぼ垂直な方向（Ｚ方向）および記録媒体２０のトラックを横切る方向（Ｘ方向）に移動可能にバネウケ７に支持されていることになる。また、基板４１は、外部の電気回路と接続され、これによりフォーカスコイル１ａ〜１ｄ、トラッキングコイル２ａ、２ｂは、６本のワイヤバネ６ａ〜６ｆを介して外部の電気回路に接続されている。
【００４３】
バネウケ７は、鉄製のベース４４に固定されている。ベース４４には、立ち上げ部４５ｃ、４５ｄが形成され、これら立ち上げ部４５ｃ、４５ｄでバネウケ７のＸ方向およびＹ方向が位置決めされ、バネウケ７のＺ方向はベース４４の底面（ＸＹ方向に延びる面）で位置決めがなされている。
【００４４】
ベース４４には、立ち上げ部４５ｃ、４５ｄと同様の形状の立ち上げ部４５ａ、４５ｂも形成され、これら立ち上げ部４５ａ〜４５ｄには、磁石４７ａ〜４７ｄが接着されている。さらに、ベース４４には、磁石４７ａ〜４７ｄと対向する部分に、立ち上げ部４６ａ〜４６ｄが形成されている。なお、ベース４４はプレス加工により製作されるが、立ち上げ部４６ａ〜４６ｄはプレス加工時に板厚のまま曲げるのでなく、少し潰すことにより曲げる前より長さを長く加工される。このように加工することで、立ち上げ部４６ａ、４６ｃの距離および立ち上げ部４６ｂ、４６ｄの距離は狭いが、立ち上げ部４６ａ〜４６ｄの高さ（Ｚ寸法）を確保できる。また、このため、立ち上げ部４６ａ〜４６ｄの厚さ（Ｙ寸法）は、板厚のまま曲げる立ち上げ部４５ａ〜４５ｄの厚さ（Ｙ寸法）より小さくなっている。
【００４５】
磁石４７ａ〜４７ｄは、例えば図３に示す極性となっており、トラッキングコイル２ａの対向する辺３ａ、３ｂ（図５参照）では、矢印で示すように磁界の向きが逆となっている。しかし、辺３ａ、３ｂでは電流の向きも逆になるので、磁界から受ける力の向きは同一となる。これによりトラッキングコイル２ａは、トラッキング方向（Ｘ方向）の駆動力を発生する。しかも、トラッキングコイル２ａの２つの辺３ａ、３ｂで駆動力を発生するので、その力を大きくでき、コイルに流す電流の大きさに対して駆動力を高められる。トラッキングコイル２ｂの辺３ｃ、３ｄについても同様である。なお、フォーカスコイル１ａ、１ｂに及ぶ磁界の向きも逆になるが、独立したコイルであるので、同一の方向に駆動力が発生するように電流を流してやれば良く、特に問題はない。フォーカスコイル１ｃ、１ｄについても同じである。
【００４６】
ところで、先に述べたように、フォーカスコイル１ａ〜１ｄは、フォーカスコイル１ａ、１ｃが直列接続され、フォーカスコイル１ｂ、１ｄが直列接続されて、それぞれ独立して電流を流せるようになっている。したがって、フォーカスコイル１ａ、１ｃとフォーカスコイル１ｂ、１ｄとが同じ駆動力を発生するように電流を流すと、ホルダ３０はフォーカス方向（Ｚ方向）に駆動力を受けて移動する。ここで、フォーカスコイル１ａ、１ｃが発生する駆動力とフォーカスコイル１ｂ、１ｄが発生する駆動力とに差をつけると、駆動力の大きい方が大きく移動し、ホルダ３０は、Ｙ軸回りに回転する。これを利用して、対物レンズ１０の傾きを調整する動きをさせることができる。フォーカスコイル１ａ、１ｃとフォーカスコイル１ｂ、１ｄとに発生させる駆動力は、場合によっては逆向きになることもあり得る。
【００４７】
以上のように構成された対物レンズ１０の駆動機構をレンズアクチュエータと呼ぶ。レンズアクチュエータは図示していないが、光源であるレーザダイオード、フォトディテクタ、プリズムなどからなる光学系を備えた光ピックアップ本体に固定される。
【００４８】
次に、以上のように構成された本実施の形態の動作について説明する。
【００４９】
図示しない光学系のレーザダイオードより発せられたレーザ光は、いくつかのプリズムなどを経由したあと、光路１１を通って対物レンズ１０に入射し、光路１５から射出して記録媒体２０にスポットを形成する。記録媒体２０での反射光は、再び対物レンズ１０を通り、図示しない光学系に戻り、いくつかのプリズムなどを経由した後、フォトディテクタで受光されて、フォーカスエラー、トラッキングエラーおよび記録信号の検出が行われる。また、記録媒体２０に対する対物レンズ１０のＹ軸回りの傾き検出も行われる。
【００５０】
フォーカスエラーが検出された場合は、フォーカスコイル１ａ〜１ｄに電流を流すことによってホルダ３０を記録媒体２０に垂直な方向に駆動する。また、トラッキングエラーが検出された場合は、トラッキングコイル２ａ、２ｂに電流を流すことでホルダ３０を記録媒体２０のトラックを横切る方向、記録媒体２０が円形のディスクである場合は半径方向に駆動することになる。異なるトラックにアクセスする場合は、図示していない駆動手段によってレンズアクチュエータを備えた本体ごとホルダ３０を記録媒体２０のトラックを横切る方向に駆動する。以上のようにして、ホルダ３０およびそれに固定された対物レンズ１０は、フォーカス制御、トラッキング制御、アクセス制御される。
【００５１】
さらに、記録媒体２０の撓みなどにより、対物レンズ１０から光路１５に射出する光が記録媒体２０に垂直でなくなり、それによるＹ軸回りの傾きが検出されたときには、先に述べたように、フォーカスコイル１ａ、１ｃとフォーカスコイル１ｂ、１ｄとに流す電流を調整することにより、ホルダ３０をＹ軸回りに回転させて、光路１５が記録媒体２０に垂直になるように調整する。ここで、傾き調整はＹ軸回りの方向しかないが、記録媒体２０が円形ディスク状の場合、中心側から外周側に向かう方向へのＹ軸回りの撓みが主であるので問題ない。
【００５２】
ここで、対物レンズ１０は、入射光が、ＺＸ平面に垂直なＹ方向よりも、ＺＸ平面に沿ったＸ方向のほうが高い比率で集束するように設計されている。このため、しぼり３７を円形とした場合には、光路１５からの射出光は、集束の度合いの大きいＸ方向がつぶれた（短軸となる）楕円形となり、光ピックアップの光学特性が低下することになる。しかし、本実施の形態では、しぼり３７を円形でなく、Ｘ方向が長軸の楕円形としているので、光路１５からの射出光として、きれいな円形の光を得ることができ、光学特性を良好にすることができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、しぼり３７をホルダ３０に直接設けたが、別に設けても良い。例えば、図８に示すように、ホルダ３０と異なるイタ５１に、同様の楕円形状のしぼり３７を形成して、イタ５１をホルダ３０に接着により固定してもよい。このように、しぼり３７をホルダ３０と別体に設ける場合には、しぼり３７を形成したイタ５１をホルダ３０に固定する際に、ＸＹ平面内でしぼり３７の位置調整を行うことができので、より良好な光学特性を得ることも可能となる。なお、低価格化という点では、しぼり３７をホルダ３０と一体に設けた方が有利であることが多い。
【００５４】
また、本実施の形態では、しぼり３７を、高い比率で集束するＸ方向を長軸とする楕円としたが、場合によっては、集束の率の高い方の開口数を高くすると収差など光学特性の劣化が大きいことがある。このような場合には、射出光の形状が円とならなくても、光学特性の劣化の大きい軸の開口数を小さくした方が、トータルでの光学特性が良好になることがあるので、この場合には、図９に示すように、しぼり３７の形状を、短軸４０がＺＸ平面内に、長軸３９がＺＸ平面と直交している楕円形状としてもよい。
【００５５】
つまり、しぼり３７は、最終的に良好な光学特性が得られるような楕円形状とすればよいので、場合によっては、長軸あるいは短軸がＺＸ平面と一致していなくても良いし、また、長軸と短軸とが直交していなくとも良い。
【００５６】
（第２実施の形態）
図１０〜図１２は本発明の第２実施の形態を示すもので、図１０は光ピックアップの断面図で第１実施の形態の図４に相当する図、図１１はホルダの上面図で第１実施の形態の図７に相当する図、図１２は第２実施の形態の変形例を説明するための図である。なお、各図において、第１実施の形態と同じ役割をする部分には、同じ参照符号を付してある。
【００５７】
第１実施の形態では、しぼり３７がホルダ３０の単一平面部に設けられていたが、本実施の形態では、図１０に示すように、しぼり３７が、ＸＹ平面に平行な平面部５２と、ＸＹ平面と角度を持つ平面部５３とにまたがって設けられている。すなわち、しぼり３７は、図１１に示すように屈曲部５４で面が折れていることになり、平面部５３は入射光の光路１１に垂直に交わっていないことになる。このような形状となっているのは、対物レンズ１０のＺ−端の入射面１６および反射面１８に合わせてホルダ３０の底部（しぼり３７が設けられている面）を形成するためである。しぼり３７が設けられていない平面部５９も、ＸＹ平面と角度を持っている。
【００５８】
しぼり３７は、入射光の光路１１に垂直な面に投影した形状（しぼり３７を光路１１の方向、すなわち、Ｚ方向より見た形状）が、図１１に示すように第１実施の形態と同じ楕円形状となっている。なお、本実施の形態の場合には、しぼり３７が設けられている面が途中で折れているため、各々の平面部５２、５３で、面内でのしぼり３７の形状を見ると、異なる長軸と短軸を持つ楕円の一部となるが、実際に開口制限として機能する形状は、先の光路１１に垂直な面に投影した形状となる。
【００５９】
その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。
【００６０】
本実施の形態では、しぼり３７を設けた面を、対物レンズ１０のＺ−端の入射面１６および反射面１８に合わせて形成することで、例えば、図１０では、Ｘ方向両端の部分５５ａ、５５ｂと、それらを接続する平面部５２、５３、５９とを、Ｚ−端でなく、Ｚ＋方向にずらすことができ、より中央に近い部分で接続することができるので、ホルダ３０の剛性を高めることができ、高性能な装置とすることができる。
【００６１】
なお、本実施の形態において、しぼり３７が実際に開口制限として機能するのは、第１実施の形態と同じであり、Ｘ方向が長軸の楕円とすることで、射出光の位置では、きれいな円形の光を得ることができ、光学特性を良好にすることができる。
【００６２】
本実施の形態では、しぼり３７を設けた面を単一の平面でなく、２つの平面の組合せとしたが、図１２（ａ）に示すように、入射光の光路１１と垂直に交わらないようにＸＹ平面と角度を持たせた単一の平面部５６に、図１２（ｂ）に示すように円形のしぼり３７を形成しても良い。
【００６３】
この場合、光路１１に垂直な面にしぼり３７を投影すると、その形状は、図１２（ｃ）に示すように楕円５７となり、実質的な開口制限としては楕円となる。このように、入射光の光路１１に垂直でない平面に円形のしぼり３７を設けた場合でも、実際に開口制限として機能する光路１１に垂直な平面に投影した形状が楕円５７であれば、第１実施の形態で述べたのと同じ効果を得ることができる。
【００６４】
なお、しぼり３７を設ける面は、平面に限らず、曲面としても良い。曲面とすれば、より対物レンズ１０に沿った形状にホルダ３０を形成できるなど、設計の自由度が上がり、ホルダ３０の剛性を向上させることが容易となる。この場合も、しぼり３７の形状は、入射光の光路１１に垂直な平面に投影した形状で考えれば良い。
【００６５】
（第３実施の形態）
図１３〜図１６は本発明の第３実施の形態を示すもので、図１３は対物レンズの斜視図で第１実施の形態の図６に相当する図、図１４は図１３に示す対物レンズを用いる光ピックアップの断面図で第１実施の形態の図４に相当する図、図１５および図１６は第３実施の形態の２つの変形例を説明するための図である。なお、各図において、第１実施の形態と同じ役割をする部分には、同じ参照符号を付してある。
【００６６】
本実施の形態では、図１３に示すように、対物レンズ１０の入射面１６に２つの領域６１、６２に分けてコートがなされている。領域６１には、光路１１からの入射光、すなわち図示しない光学系のレーザダイオードからの波長の光を透過しないコートがなされており、領域６２には、光路１１からの入射光が反射して効率が落ちるのを防ぐための反射防止コートがなされている。領域６１と領域６２との境界６３は、楕円を曲面に貼り付けたような形状で、境界６３を光路１１に垂直な面に投影すると楕円となっている。
【００６７】
図１４に示すように、本実施の形態では、第１実施の形態とは異なり、ホルダ３０にはしぼりは設けられておらず、ホルダ３０には、本来必要なしぼりよりも大きな穴５８が開けられている。
【００６８】
本実施の形態において、図示しない光学系から発せられる光は、光路１１からホルダ３０の穴５８を通って対物レンズ１０の入射面１６に入射する。ここで、入射面１６に入射した光のうち、領域６２に入射した光は、入射面１６を屈折透過して光路１２を進み、領域６１に入射した光は、入射面１６を屈折透過しない。すなわち、領域６１に施されたコートが開口制限の役割を果たす開口制限部を構成している。
【００６９】
その他の構成および動作については、第１実施の形態とほぼ同じである。
【００７０】
本実施の形態によれば、入射光の開口制限を非円形とすることで良好な光学特性を得ることができるのに加え、対物レンズ１０に開口制限の役割を果たすコートを直接施したので、その他に開口制限のための部材を用意する必要がなく、装置の構成を簡単にすることができる。また、ホルダ３０にしぼりを設けた場合には、ホルダ３０と対物レンズ１０との取り付けガタや、各部品内の公差が積算されて、開口制限の位置精度が低下するおそれがあるが、本実施の形態では、対物レンズ１０に開口制限機能を直接持たせるので、開口制限の位置精度を高めることができる。
【００７１】
なお、本実施の形態では、領域６１に、使用しているレーザダイオードの波長の光を透過しないコートを施したが、使用している波長の光だけでなく、すべての光を透過しない黒幕のようなコートを施したり、全反射コートを施したりして開口制限部を構成しても良い。
【００７２】
また、領域６１に、光が透過しないコートに代えて、例えば、図１５に示すように、細かい形状の凸凹６４を直接形成して、領域６１に入射する光を凹凸６４で散乱させて透過しないように開口制限を構成することもできる。さらには、図１６に示すように、領域６２のみを光学作用面の形状とし、領域６１は、該領域６１での反射光６５や、該領域６１を屈折透過した光６６が、領域６２を透過した光に対して影響しないようなところに進む形状の面６７とすることで開口制限部を構成することもできる。なお、図１５および図１６は、模式的に示したもので、簡略化のため、領域６１、６２が平面（直線）上にあるように描いている。また、図１６では、領域６１と領域６２との間に段差を形成しているが、必ずしも段差が必要なわけではない。
【００７３】
（第４実施の形態）
図１７は、本発明の第４実施の形態を示す光ピックアップの断面図で、第１実施の形態の図４に相当する図である。なお、図１７において、第１実施の形態と同じ役割をする部分には、同じ参照符号を付してある。
【００７４】
本実施の形態では、対物レンズ１０のＺ−側にカバー７１が固定されている。このため、対物レンズ１０のＸ方向両端には、カバー７１を固定するための、ＸＹ平面に垂直な面７３ａ、７３ｂが形成されている。また、カバー７１には、対物レンズ１０の面７３ａ、７３ｂと相対する位置関係となるように、Ｘ方向両端にＸＹ平面に垂直な面７２ａ、７２ｂが形成されている。カバー７１は、対物レンズ１０にはめたときに僅かにしまりばめとなる寸法に形成され、これにより精度良く対物レンズ１０に固定されるようになっている。なお、カバー７１は、合成樹脂製からなり、しまりばめによって対物レンズ１０に及ぼす応力は僅かであるようにされており、これによって、対物レンズ１０が歪むことがないようになっている。また、図示していないが、対物レンズ１０およびカバー７１のＹ方向両端についても、同様にしまりばめで位置決めされるようになっている。
【００７５】
カバー７１には、開口制限部であるしぼり３７が形成されている。しぼり３７は、カバー７１の曲面に形成されており、その形状は、入射光の光路１１に垂直な平面に投影したとき楕円となっている。なお、ホルダ３０には、しぼり３７より大きい穴５８が設けられている。
【００７６】
対物レンズ１０は、第１実施の形態と同様に、その平面部２１ａ〜２１ｃをホルダ３０の受け部３６ａ〜３６ｃに当接させ、対物レンズ１０の外形２２ａ〜２２ｃ、２３とホルダ３０の壁３５ａ〜３５ｄとによって位置決めして、ホルダ３０に固定する。その他の構成および動作については、第１および第３実施の形態とほぼ同じである。
【００７７】
本実施の形態によれば、入射光の開口制限を非円形とすることで良好な光学特性を得ることができるのに加え、しぼり３７を設けたカバー７１を対物レンズ１０に直接固定し、それらをホルダ３０に固定したので、ホルダ３０の設計の自由度が上がり、ホルダ３０の剛性を高め易くなる。また、カバー７１の方がホルダ３０よりも形状が単純で精度を高め易いので、ホルダ３０にしぼりを設ける場合よりも、開口制限の位置精度を高めることができる。
【００７８】
なお、本発明は上記実施の形態および変形例に限定されるものではなく、更なる変形または変更が可能である。例えば、光学素子である対物レンズは、上記以外の種々の形状も考えられ、特に反射面の数は任意に設定することができる。また、対物レンズの光学作用面は、すべて回転非対称な曲面に限らず、回転対称な曲面が含まれても良い。さらに、光学作用面に回折格子が形成されていても良い。
【００７９】
また、光学素子である対物レンズは、反射面が０で、回転非対称な曲面からなる入射面と射出面との２つの光学作用面を持って構成することもできる。さらに、図１８および図１９に示すように、対物レンズ８０を、回転非対称な曲面からなる入射面８２と、射出光の光軸８３に関して回転対称な曲面からなる射出面８１との２つの光学作用面をもって構成することもできる。
【００８０】
また、対物レンズへの入射光を制限する開口制限部であるしぼりは、入射光の光路に垂直な平面への投影形状が楕円形状に限らず、例えば、図２０に示すような卵形のしぼり９０とすることもできるし、その他、対物レンズの特性に合わせて種々の形状にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１実施の形態における光ピックアップの斜視図である。
【図２】同じく、図１とは異なる方向から見た光ピックアップの斜視図である。
【図３】同じく、光ピックアップの上面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】第１実施の形態における光ピックアップの分解斜視図である。
【図６】第１実施の形態における対物レンズの斜視図である。
【図７】同じく、ホルダの上面図である。
【図８】第１実施の形態の変形例を示す光ピックアップの断面図である。
【図９】同じく、他の変形例を示すホルダの上面図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態における光ピックアップの断面図である。
【図１１】同じく、ホルダの上面図である。
【図１２】第２実施の形態の変形例を説明するための図である。
【図１３】本発明の第３実施の形態における対物レンズの斜視図である。
【図１４】図１３に示す対物レンズを用いる光ピックアップの断面図である。
【図１５】第３実施の形態の変形例を説明するための図である。
【図１６】同じく、他の変形例を説明するための図である。
【図１７】本発明の第４実施の形態における光ピックアップの断面図である。
【図１８】本発明の変形例を説明する対物レンズの斜視図である。
【図１９】図１８に示す対物レンズを異なる方向から見た斜視図である。
【図２０】本発明の変形例を説明するしぼり形状を示す図である。
【図２１】従来の光ピックアップに用いられている対物レンズを示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  対物レンズ（光学素子）
１１〜１５  光路
１６  入射面（光学作用面）
１７、１８  反射面（光学作用面）
１９  射出面（光学作用面）
２０  記録媒体
２９  底部
３０  ホルダ
３７  しぼり（開口制限部）
５１  イタ
５２、５３、５６、５９  平面部
５４  屈曲部
５８  穴
６１  領域（開口制限部）
６４  凹凸
６７  面
７１  カバー
８０  対物レンズ（光学素子）
８１  射出面（光学作用面）
８２  入射面（光学作用面）
８３  光軸
９０  しぼり（開口制限部）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005302232.tif 000017
【図１６】
2005302232.tif 000018
【図１７】
2005302232.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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