(57)【要約】【課題】  ワーキングディスタンスが短くても、スタックリングの近傍位置に移動した際に、スタックリングとの干渉を低減する対物レンズ及び光ピックアップ装置を得ること。【解決手段】  情報記録媒体である光ディスクへレーザ光を照射及び集光する対物レンズであって、対物レンズの光ディスク側の面は、少なくとも光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径の外側の部位を切り欠いた切り欠き部が形成されている対物レンズとする。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体である光ディスクへレーザ光を照射及び集光する対物レンズであって、
前記対物レンズの前記光ディスク側の面は、少なくとも前記光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径の外側の部位を切り欠いた切り欠き部が形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】
前記切り欠き部以外の部位に、前記対物レンズの光軸直交方向の位置決めを行う位置決め部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の対物レンズ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の対物レンズを備えた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、光学式情報記録媒体である光ディスクへの、情報の再生と記録の少なくとも一方が可能な光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置に用いられる対物レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光情報記録媒体として光ディスクが知られており、コンパクトディスク（以下、ＣＤとも称す）、デジタルバーサタイルディスク（以下、ＤＶＤとも称す）等が普及している。また、開口数（ＮＡ）が０．８以上の対物レンズを用いる高密度光ディスク（以下、次世代ＤＶＤとも称す）も市販されるようになっている。これらの光ディスクは、それぞれの規格により、ディスク表面から情報記録面までの距離、使用するレーザ光の波長、対物レンズに必要とされるＮＡ等が異なるものであり、これら複数種類の光ディスクに対しアクセス可能とした光ピックアップ装置も市販されている。
【０００３】
光ピックアップ装置に備えられた対物レンズは、光ディスクの記録面に対するフォーカシングのために記録面に対して直交する方向に移動可能となされ、更に、光ディスクのトラッキングのために半径方向に移動可能に構成されている。
【０００４】
このような、光ピックアップ装置に関し、挿入された光ディスクがいずれの規格のディスクであるかを判別する際に、対物レンズの開口数を最小の開口数にして光ディスクからの反射光を検出し、この検出結果に基づいて光ディスクの種類を判別することで、対物レンズがディスク面と衝突することを低減させる光ピックアップ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、ワイヤーサスペンションに支持された光ヘッド部を光ディスクから所定間隔離隔させた状態に選択的に位置固定させ、外部衝撃による光ヘッド部と光ディスク面の衝突を防止しようとする光ピックアップ装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−３１１００４号公報
【特許文献２】特開２００５−９３０７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図７は、光ディスクＤの厚み方向の概略断面を示す図である。なお、同図はＣＤを例にとって模式的に示したものであるが、実寸法及び縮尺割合とは異なっている。
【０００７】
同図において、光ディスクＤは、直径１２０ｍｍの円盤状であり、基材として透明のポリカーボネート樹脂等で射出成形により形成されている。１は情報読み取り側の面であり、３は情報記録面上に形成されたアルミニウム膜からなる反射膜、４は反射膜３上に設けられた保護膜、５は印刷面、６はスタックリング、Ｈはセンターホールである。また、中心Ｃから同心円状に半径１３ｍｍ〜１６．５ｍｍの領域はクランプ領域である。
【０００８】
同図に示すように、光ディスクＤには、複数枚を積み重ねた際に情報読み取り面に傷が付くのを防止するためスタックリング（スタックリムとも呼ばれる）６が形成されている。スタックリング６は、光ディスクＤの中心Ｃから半径１６．５〜２２ｍｍの間で、光ディスクＤと同心円状で、情報読み取り側の面１から突出した凸部で形成されている。また、光ディスクＤの中心Ｃから半径２３ｍｍの位置から外側が情報の記録される領域として設定されている。
【０００９】
このような外形形状の光ディスクＤに対し、情報記録領域として設定された中心Ｃから半径２３ｍｍの位置まで可能な限り近接して情報を記録し、より多くの情報を記録しようとする場合、鏡枠を含む対物レンズユニットと情報読み取り側の面１から突出したスタックリング６とが干渉する危険度が高くなる問題がある。
【００１０】
この問題は、対物レンズの焦点距離が短く設定されている場合にはワーキングディスタンス（ＷＤ）が短いため、より深刻なものとなる。
【００１１】
また、複数種の光ディスクに対応した互換性を有する対物レンズの場合は、情報読み取り側の表面から情報記録面までの厚みが厚い規格のディスクに対応する際に対物レンズが情報読み取り側の表面に、より接近することになり、スタックリングと干渉する危険度が高くなる。
【００１２】
上記特許文献に記載の光ピックアップ装置は、情報読み取り側の面との衝突に関するものであり、スタックリングと対物レンズの干渉の問題に関しては、上記特許文献の光ピックアップ装置で解消することはできない。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑み、ワーキングディスタンスが短くても、スタックリングの近傍位置に移動した際に、スタックリングとの干渉を低減する対物レンズ及び光ピックアップ装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的は、以下の構成により達成される。
【００１５】
１）  情報記録媒体である光ディスクへレーザ光を照射及び集光する対物レンズであって、前記対物レンズの前記光ディスク側の面は、少なくとも前記光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径の外側の部位を切り欠いた切り欠き部が形成されていることを特徴とする対物レンズ。
【００１６】
２）  前記切り欠き部以外の部位に、前記対物レンズの光軸直交方向の位置決めを行う位置決め部を形成した１）の対物レンズ。
【００１７】
３）  １）又は２）の対物レンズを備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワーキングディスタンスが短くても、スタックリングの近傍位置に移動した際に、スタックリングとの干渉を低減した対物レンズ及び光ピックアップ装置を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２０】
図１は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の一例を模式的に示す構成図である。同図において、図中の下部に配置された１１は第１の半導体レーザモジュールであり、有底箱状の筐体底部中央に第１の半導体レーザ１１ａと、その両側に第１の光検出器１１ｂが配設されている。また、モジュールの表面には蓋状に第１のホログラム１１ｃが配置されている。第１の半導体レーザ１１ａは、λ１＝４０５ｎｍの波長の光ビーム２１ａ（実線で示す）を、図中の上方に射出する。
【００２１】
また、第１の半導体レーザモジュール１１の、右上方に配置された１２は第２の半導体レーザモジュールであり、有底箱状の筐体底部中央に第２の半導体レーザ１２ａと、その両側に第２の光検出器１２ｂが配設されている。また、モジュールの表面には蓋状に第２のホログラム１２ｃが配置されている。第２の半導体レーザ１２ａは、λ２＝６５０ｎｍの波長の光ビーム２１ｂ（破線で示す）を、図中の左方に射出する。
【００２２】
更に、第２の半導体レーザモジュール１２の、右上方に配置された１３は第３の半導体レーザモジュールであり、有底箱状の筐体底部中央に第３の半導体レーザ１３ａと、その両側に第３の光検出器１３ｂが配設されている。また、モジュールの表面には蓋状に第３のホログラム１３ｃが配置されている。第３の半導体レーザ１３ａは、λ３＝７８０ｎｍの波長の光ビーム２１ｃ（一点鎖線で示す）を、図中の左方に射出する。なお、本実施形態では、レーザ，検出器，及びホログラムをモジュール化しているが、これに限定されるものではなく、各部品をそれぞれ別個に配置した構成としても良い。
【００２３】
第１の半導体レーザ１１ａから射出された光ビーム２１ａ、及び第２の半導体レーザ１２ａから射出された光ビーム２１ｂは、その各光路が交わる位置に配置された略立方体状のビームスプリッタ１４により光路が共通となり、記録媒体へ向かって延びる光軸Ｘを共通に持つ。さらに、第３の半導体レーザ１２ａから射出された光ビーム２１ｂは、その光路が前記光ビーム２１ａ，２１ｂの光路と交わる位置に配置された略立方体状のビームスプリッタ１５により光路が共通となり、前記光軸Ｘを共通に持つ。
【００２４】
各光ビームは上方に配置されたコリメートレンズ１６で平行光とされ、更に上方に配置された円板状の回折光学素子１７と結像機能を有する光学素子である対物レンズ１８により集束される。対物レンズ１８は、図中の下方（記録媒体と反対側）に大きく膨らんだ凸の形状をしている。なお、ビームスプリッタ１４，１５は、波長選択性の干渉膜により光ビームを分離，合成する光学素子である。
【００２５】
第１の半導体レーザ１１ａから射出された波長λ１の光ビーム２１ａは、第１の記録媒体１９ａの情報記録面に結像する。また、第２の半導体レーザ１２ａから射出された波長λ２の光ビーム２１ｂは、第２の記録媒体１９ｂの情報記録面に結像する。さらに、第３の半導体レーザ１３ａから射出された波長λ３の光ビーム２１ｃは、第３の記録媒体１９ｃの情報記録面に結像する。
【００２６】
ここで、第１の記録媒体１９ａは次世代ＤＶＤであり、表面から記録面まで（カバー層）の厚みが０．１ｍｍである。また、第２の記録媒体１９ｂは従来のＤＶＤであり、表面から記録面までの厚みが０．６ｍｍである。さらに、第３の記録媒体１９ｃはＣＤであり、表面から記録面までの厚みが１．２ｍｍである。同図では各記録媒体の前記厚み分のみ図示している。なお、図示の便宜上、記録媒体１９ａ，１９ｂ，及び１９ｃが一緒に描いてあるが、実際は別々に使用されることは言うまでもない。
【００２７】
第１の記録媒体１９ａで反射された波長λ１の光ビーム２１ａは、光路を逆にたどって第１の半導体レーザモジュール１１に戻り、第１のホログラム１１ｃで光路を曲げられ、第１の光検出器１１ｂに入射して、ここで光信号が検出される。また、第２の記録媒体１９ｂで反射された波長λ２の光ビーム２１ｂは、光路を逆にたどって第２の半導体レーザモジュール１２に戻り、第２のホログラム１２ｃで光路を曲げられ、第２の光検出器１２ｂに入射して、ここで光信号が検出される。さらに、第３の記録媒体１９ｃで反射された波長λ３の光ビーム２１ｃは、光路を逆にたどって第３の半導体レーザモジュール１３に戻り、第３のホログラム１３ｃで光路を曲げられ、第３の光検出器１３ｂに入射して、こ
こで光信号が検出される。
【００２８】
回折光学素子１７は単一の素子であって、入射側に第１の回折面１７ａを有し、射出側に第２の回折面１７ｂを有する。第１の回折面１７ａでは、波長λ１の光ビーム２１ａ及び波長λ３の光ビーム２１ｃは回折されずに直進し、波長λ２の光ビーム２１ｂが回折される。また、第２の回折面１７ｂでは、波長λ１の光ビーム２１ａ及び波長λ２の光ビーム２１ｂは回折されずに直進し、波長λ３の光ビーム２１ｃが回折される。
【００２９】
対物レンズ１８は、波長λ１の光ビーム２１ａを平行光で入射させたときに、厚み０．１ｍｍの第１の記録媒体１９ａに結像するように設計されている。波長λ１の光ビームは、回折光学素子１７で回折されずに直進し、波面は影響を受けないため、対物レンズ１８により、第１の記録媒体１９ａに結像する。
【００３０】
波長λ２の光ビーム２１ｂは回折光学素子１７の第１の回折面１７ａで回折されることで球面収差を発生し、さらに、回折された光が発散光となるようにし、その発散光が対物レンズ１８に入射することでも球面収差を発生するようにしている。そして、これらの球面収差により、記録媒体の厚みの差と波長の差により発生する球面収差を打ち消し、厚み０．６ｍｍの第２の記録媒体１９ｂに結像するよう構成されている。
【００３１】
波長λ３の光ビーム２１ｃは回折光学素子１７の第２の回折面１７ｂで回折されることで球面収差を発生し、さらに、回折された光が発散光となるようにし、その発散光が対物レンズ１８に入射することでも球面収差を発生するようにしている。そして、これらの球面収差により、記録媒体の厚みの差と波長の差により発生する球面収差を打ち消し、厚み１．２ｍｍの第３の記録媒体１９ｃに結像するよう構成されている。
【００３２】
対物レンズ１８は、コリメートレンズ１６側に大きくふくらんだ凸面のレンズ面を有している。なおディスク側のレンズ面も凸面であっても良いが、コリメートレンズ１６側のレンズ面が主たる屈折力を負担するようになっている。
【００３３】
回折光学素子１７のコリメートレンズ側の回折面１７ａには、断面が階段形状の格子部が同心円状に形成されている。対物レンズ１８側の回折面１７ｂにも、格子部が同心円状に配設されている。回折面１７ａの格子部は４段の階段形状が繰り返す構成であり、回折面１７ｂの格子部は１段の階段形状が繰り返す構成である。なお、回折面１７ａと回折面１７ｂの配置は逆であってもよい。
【００３４】
即ち、本例は単一の回折光学素子１７と対物レンズ１８により、ＣＤ、ＤＶＤ、次世代ＤＶＤに対し互換性を有するようにした光ピックアップ装置の例である。
【００３５】
図２は、本実施の形態に係る光ピックアップ装置の光ヘッド部の一例を示す模式図である。以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部品には同符号を付与して説明する。
【００３６】
同図において、Ｘを光軸とする不図示の回折光学素子と対物レンズ１８を保持する鏡枠３０で構成された対物レンズユニット１００は、対物レンズ支持部材２２に支持接着されている。対物レンズ支持部材２２は支持ホルダ２７から延びる４本の可撓性のワイヤ２６により支持され、ワイヤ２６をサスペンションとして、対物レンズ支持部材２２は光軸Ｘ方向であるフォーカシング方向及び光軸に直交する方向のトラッキング方向ヘの所定範囲の揺動が可能とされている。
【００３７】
対物レンズ支持部材２２の外周には、フォーカス駆動用コイル３３が巻き回され、外ヨーク２４、内ヨーク２５、マグネット２３で構成される磁気回路中にトラッキング駆動用コイル３４（図示せず）が配置されている。アクチュエータである、これらのコイルに給電することにより対物レンズ支持部材２２は、光軸Ｘの方向とこの光軸に直交する方向の２方向に揺動可能となっている。またこれらのコイルはワイヤ２６を介して電源が供給されるようになっている。
【００３８】
更に、この光ヘッド部は、不図示のトラッキング機構により、光ディスクの情報記録領域にわたり、半径方向（図示矢印方向）に移動可能となされている。同図においては、図示Ａ側に光ディスクの回転中心がある。
【００３９】
以下に、本発明に係る対物レンズ１８の形状について、より詳しく説明する。なお以下の図においては、回折光学素子１７の格子部の図示は省略してある。
【００４０】
図３は、対物レンズユニット１００に組み込まれた、本実施の形態に係る対物レンズ１８を示す断面図である。
【００４１】
同図に示す対物レンズ１８の断面形状は、３種の各規格の光ディスク１９ａ、１９ｂ、１９ｃに対応した波長λ１、λ２、λ３の光線経路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうち、光軸Ｘから最も外側を通る波長λ１の光ビーム２１ａが通過する領域１８ｂ（有効径とも称す）の外側の破線で図示した部位が切り欠かれている（図中１８ｋで示す部位）。なお、同図では、有効径１８ｂの外側を全周にわたって切り欠いているが、少なくとも光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径１８ｂの外側の部位が切り欠かれていればよい。
【００４２】
図４は、対物レンズユニット１００に組み込まれた、本実施の形態に係る対物レンズ１８のその他の例を示す断面図である。
【００４３】
同図に示す対物レンズ１８の断面形状は、２種の規格の光ディスク１９ｂ、１９ｃに対応した波長λ２、λ３の光線経路２１ｂ、２１ｃのうち、光軸Ｘから最も外側を通る波長λ２の光ビーム２１ｂが通過する領域１８ｂ（有効径）の外側の破線で図示した部位が切り欠かれている。
【００４４】
即ち、図３及び図４に示すように、対物レンズの光ディスク側の面を、少なくとも光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径の外側の部位を切り欠き、この有効径部のみを図２に示したように光ヘッド部から突出するように組み付けることにより、光ディスクに近接する領域を対物レンズ１８の有効径部のみとすることができ、光ディスクの情報記録領域として設定された中心から半径２３ｍｍの位置へ、可能な限り近接し、より多くの情報を記録しようとする場合でも、スタックリングとの干渉を回避した対物レンズとすることができる。
【００４５】
図５は、図３及び図４に示した対物レンズ１８の形状を示す斜視図である。同図は、対物レンズ１８のみを抜き出し、光ディスク側斜め上方から見た図である。
【００４６】
同図に示す対物レンズ１８は、フランジ部１８ｆを有しており、このフランジ部１８ｆの側端面１８ｔで、鏡枠３０と嵌合して光軸Ｘに直交する方向の位置決めがなされる。
【００４７】
図６は、本実施の形態に係る対物レンズ１８のその他の形状例を示す斜視図である。同図も、対物レンズ１８のみを光ディスク側斜め上方から見た図である。
【００４８】
同図（ａ）に示す対物レンズ１８は、光ディスク側の面の有効径の外側を全周にわたって切り欠かず、略１２０度間隔で３方向にリブ１８ｄを形成したものである。このリブ１８ｄの間の切り欠き部が光ディスクの回転中心方向（図示Ａ方向）となるように組み付けられる。
【００４９】
同図（ｂ）に示す対物レンズ１８は、円周状のフランジ部を有さないレンズ形状の例である。略１２０度間隔で３方向に形成されたリブ１８ｄの側端面１８ｍで鏡枠３０と嵌合して光軸Ｘに直交する方向の位置決めがなされ、不図示の回折光学素子側の面１８ｓが鏡枠３０と当接して、回折光学素子との間隔が決められる。また、このリブ１８ｄの間の切り欠き部が光ディスクの回転中心方向（図示Ａ方向）となるように組み付けられる。
【００５０】
以上説明したように、対物レンズの光ディスク側の面を、少なくとも光ディスクの回転中心に近接する側で、有効径の外側の部位を切り欠いた切り欠き部を有するように形成することで、光ディスクの情報記録領域として設定された中心から半径２３ｍｍの位置へ、可能な限り近接し、より多くの情報を記録しようとする場合でも、スタックリングとの干渉を回避した対物レンズとすることができる。
【００５１】
なお、上記の実施の形態においては、対物レンズ群が回折光学素子及び凸レンズで構成された対物レンズユニットを例にとって説明したが、これに限るものでなく、単レンズであってもよい。また、複数枚のレンズで構成された対物レンズ群であってもよく、この場合には、光ディスクに最も近いレンズが上記のように形成されていればよい。また、複数種の光ディスクに対応した対物レンズ群を用いて説明したが、これに限るものでなく、単一の光ディスクに対応した対物レンズにも適用可能であるのはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態に係る光ピックアップ装置の一例を模式的に示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る光ピックアップ装置の光ヘッド部の一例を示す模式図である。
【図３】対物レンズユニットに組み込まれた、本実施の形態に係る対物レンズを示す断面図である。
【図４】対物レンズユニットに組み込まれた、本実施の形態に係る対物レンズのその他の例を示す断面図である。
【図５】図３及び図４に示した対物レンズの形状を示す斜視図である。
【図６】本実施の形態に係る対物レンズのその他の形状例を示す斜視図である。
【図７】光ディスクＤの厚み方向の概略断面を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  第１の半導体レーザモジュール
１２  第２の半導体レーザモジュール
１３  第３の半導体レーザモジュール
１４  ビームスプリッタ
１５  ビームスプリッタ
１６  コリメートレンズ
１７  回折光学素子
１８  対物レンズ
１９  光ディスク
３０  鏡枠
１００  対物レンズユニット
【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】
2007058925.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007058925.tif 000009