(57)【要約】【課題】異なる３種類のフォーマットの記録媒体に対応することができ、薄型化を実現することができる対物レンズ装置、光ピックアップ装置、光ディスク駆動装置、及びその対物レンズの駆動方法を提供すること。【解決手段】３つのディスクフォーマットにそれぞれ対応した、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３が個別に設けられる。これにより、対物レンズ２１、２２及び２３をそれらの作動距離に応じて、各対物レンズ２１、２２及び２３のフォーカス方向の位置を相対的に変えてレンズホルダ２６により保持することができる。そして、各対物レンズ２１、２２及び２３がフォーカス方向における最適な位置でそれぞれ保持されれば、より薄型化された対物レンズ装置を実現することができる。【選択図】図４
2007328902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、
前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、
前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、
前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダと
を具備することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１の対物レンズは、第１の焦点距離と、第１のレンズ主点とを有し、
前記第２の対物レンズは、第２の焦点距離と、第２のレンズ主点とを有し、
前記第３の対物レンズは、第３の焦点距離と、第３のレンズ主点とを有し、
前記レンズホルダは、
前記保持した第１の対物レンズの前記第１のレンズ主点から、フォーカス方向に、前記第２の焦点距離及び前記第１の焦点距離の差である第１の焦点距離差(Ａ)と、前記第２の厚さ及び前記第１の厚さの差に相当する空気中の光路長である第１の空気中換算カバー厚差(Ｄ)との差(Ａ−Ｄ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第２のレンズ主点が配置されるように、前記第２の対物レンズを保持し、
前記第１のレンズ主点から、前記フォーカス方向に、前記第３の焦点距離及び前記第１の焦点距離の差である第２の焦点距離差(Ｃ)と、前記第３の厚さ及び前記第１の厚さの差に相当する空気中の光路長である第２の空気中換算カバー厚差(Ｆ)との差(Ｃ−Ｆ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第３のレンズ主点が配置されるように、前記第３の対物レンズを保持することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも２つが一体成型により構成されていることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項４】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１の開口数は０．８〜０．９、
前記第２の開口数は０．６〜０．７、
前記第３の開口数は０．４５〜０．５５であることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項５】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第３の対物レンズは、
前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズに比べ、前記第１の対物レンズ、第２の対物レンズ、第３の対物レンズ及び前記レンズホルダを含む機械的な振動系が共振するときの当該振動系の振動の腹に近い位置に配置されていることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項６】
請求項５に記載の対物レンズ装置であって、
前記第３の対物レンズは、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズの間に配置されていることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項７】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記レンズホルダは、前記第３の対物レンズの必要最小ストローク範囲内に、前記第２の対物レンズの必要最小ストローク範囲、及び、前記第１の対物レンズの必要最小ストローク範囲が含まれるように、前記第１、第２及び第３の対物レンズを保持することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項８】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第２の対物レンズ及び前記第３の対物レンズのワーキングディスタンスが０．２〜０．５mmであることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項９】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記レンズホルダに設けられ、前記第１、第２、または第３の光記録媒体と、前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも１つとが接触することを防ぐためのプロテクタをさらに具備することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の対物レンズ装置であって、
前記プロテクタは、前記レンズホルダにおける、前記第１、第２、または第３の光記録媒体のラジアル方向での外周側に設けられていることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも１つは、セルフアパーチャ部を有することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも２つが一体成型された一体型対物レンズであり、
前記一体型対物レンズは、セルフアパーチャ部を有することを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項１３】
請求項３に記載の対物レンズ装置であって、
前記第１、第２及び第３の対物レンズが一体成型により構成されていることを特徴とする対物レンズ装置。
【請求項１４】
第１の波長を有する第１のレーザ光と、前記第１の波長より長い第２の波長を有する第２のレーザ光と、前記第２の波長より長い第３の波長を有する第３のレーザ光とを出射する光源と、
第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に、前記第１のレーザ光を集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、
前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に、前記第２のレーザ光を集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、
前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に、前記第３のレーザ光を集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、
前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを駆動するアクチュエータと
を具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第１及び第２の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ１、前記第１及び第２の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ１とした場合、前記レンズホルダは、
ΔＳＴ１<Ｌ１
を満たすように第１及び第２の対物レンズを保持することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第２及び第３の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ２、前記第２及び第３の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ２とした場合、前記レンズホルダは、
ΔＳＴ２<Ｌ２
を満たすように第２及び第３の対物レンズを保持することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置であって、
前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第３及び第１の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ３、前記第３及び第１の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ３とした場合、前記レンズホルダは、
ΔＳＴ３<Ｌ３
を満たすように第３及び第１の対物レンズを保持することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
請求項１４に記載の光ピックアップ装置であって、
板状または三角柱状でなり、前記第１の対物レンズに対面するように配置され、前記光源から出射された前記第１のレーザ光を前記第１の対物レンズに入射させるように、前記第１のレーザ光を反射させるミラーをさらに具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第２の対物レンズに対面するように配置され、前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光のうち前記第１のレーザ光を透過させ、前記第２のレーザ光を前記第２の対物レンズに入射させるように反射させる第１のダイクロイックミラーと、
前記第３の対物レンズに対面するように配置され、前記第１、第２及び第３のレーザ光のうち前記第１及び第２のレーザ光を透過させ、前記第３のレーザ光を前記第３の対物レンズに入射させるように反射させる第２のダイクロイックミラーと
をさらに具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光ピックアップ装置であって、
前記第１のダイクロイックミラー及び前記第２のダイクロイックミラーを含むプリズムと、
前記プリズムに設けられ、前記第１、第２及び第３のレーザ光の偏光状態を変更する波長板と
をさらに具備することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２１】
第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体、前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体、または、前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体を回転駆動する回転駆動機構と、
前記光記録媒体に集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、
前記第２の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、
前記第３の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、
前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダを駆動するアクチュエータと、
前記第１、第２または第３の対物レンズを用いて、前記回転駆動機構により回転駆動される前記第１、第２または第３の光記録媒体に信号を記録しまたは記録された信号を再生する記録／再生処理部と
を具備することを特徴とする光ディスク駆動装置。
【請求項２２】
第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に、第１の開口数を有する第１の対物レンズにより集光させるステップと、
前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズにより集光させるステップと、
前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズにより集光させるステップと、
信号の記録または再生のために、前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダを駆動するステップと
を具備することを特徴とする対物レンズの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に光学的に信号を記録すること及び記録された信号を再生することのうち少なくとも一方を行う光ピックアップ装置、これに搭載される対物レンズ装置、及び対物レンズの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＢＤ（Blu-ray Disc（登録商標））、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）等の３つのフォーマットに対応した光ピックアップに搭載される対物レンズとして、次のような対物レンズがある（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００３】
特許文献１の光ピックアップでは、ＢＤ（１００ｃ）に波長４００〜４１０nmのレーザ光を集光する第１の対物レンズ（２４）と、ＣＤ（１００ｂ）またはＤＶＤ（１００ａ）に、波長６５０〜７８０nmのレーザ光を集光する第２の対物レンズ（２５）とが、可動ブロック（１２）に保持されている。この特許文献１では、ピックアップの薄型化を図るため、例えば図７に示すように、各ディスク（１００）の作動距離（ワーキングディスタンス：ＷＤ）、すなわちディスクから対物レンズまでの距離が考慮された上で、フォーカシング方向における可動ブロック（１２）の中立位置が定められている。これは、ＣＤとＤＶＤに対応する対物レンズが２波長互換対物レンズであり、その場合、焦点距離がほぼ同じになるためである。互換対物レンズであるため焦点距離が同じであることは当然である。焦点距離が同じにもかかわらず、ＣＤとＤＶＤとでディスク表面のカバー層の厚さが異なるので、上記のように作動距離の中立位置の考慮が必要になる。その結果、ＣＤ及びＤＶＤそれぞれの場合について、フォーカスストロークの中立位置（各ディスクから作動距離だけ離れた位置）がそれぞれ異なる。その結果として、光ピックアップとして確保しなければならないトータルでのフォーカスストローク（トータルストローク）が中立位置の差の分だけ大きくなる。
【０００４】
ここでいう「フォーカスストローク」とは、アクチュエータの駆動によって対物レンズが移動する範囲である。特許文献１では、ＢＤも含めた３つのフォーマットに対応するため、ＢＤ対応の対物レンズの中立位置が、上記ＣＤ及びＤＶＤの各中立位置の間の中央に位置するように設計されている。これにより、そのフォーカス方向の薄型化が実現されている。
【０００５】
一方、特許文献２では、上記３つのフォーマットに対応した３波長互換対物レンズが用いられている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３０２１６３号公報（段落[００６０]、[００６１]、図７）
【特許文献２】特開２００５−２９３７７０号公報（段落[００３８]）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の光ピックアップでは、薄型化を図っているが、上記したようにＣＤ及びＤＶＤの中立位置が異なることによる作動距離の差（ΔＷＤ）が発生するので、その分だけ余分な厚さが残っている。
【０００８】
また、特許文献２では、ＢＤ、ＤＶＤ及びＣＤのそれぞれのカバー層の厚さの差に相当する空気中の光路長の差（Δカバー厚／カバー層の屈折率）が、そのまま３波長互換対物レンズのフォーカスストロークの中心位置の差（中立位置の差）となる。したがって、この設計では、ストローク量が多大になり、薄型化に反する。
【０００９】
また、特許文献１において２波長互換対物レンズは上記のように焦点距離が一定であるが、ＤＶＤ、ＣＤについてそれぞれ用いられるレーザ光ごとにＮＡ（Numerical Aperture）が異なるので、ＣＤよりＮＡの大きいＤＶＤの場合、不必要にビーム径が大きくなる。つまり、当該２波長互換対物レンズを通るＣＤ用のレーザ光の有効径と、ＤＶＤ用のレーザ光のそれとが異なってくる。特に、特許文献２のように、３波長互換対物レンズの場合、ＮＡの最も大きなＢＤの場合、さらにビーム径が大きくなり、対物レンズも巨大化してしまう。その結果、光学系に必要なビーム有効径が、ＮＡがより大きいＤＶＤ，ＢＤに対して、不必要に大きくなってしまい、その点においても、薄型化に適さない構成となってしまっていた。
【００１０】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、異なる３種類のフォーマットの記録媒体に対応することができ、薄型化を実現することができる対物レンズ装置、光ピックアップ装置、光ディスク駆動装置、及びその対物レンズの駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る対物レンズ装置は、第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダとを具備する。
【００１２】
本発明では、第１、第２及び第３の光記録媒体にそれぞれ対応する第１、第２及び第３の対物レンズが設けられている。したがって、それぞれの対物レンズの作動距離に応じて、各対物レンズのフォーカス方向の位置を相対的に変えてレンズホルダにより保持することができる。各対物レンズがフォーカス方向における最適な位置でそれぞれ保持されれば、より薄型化された対物レンズ装置及びそれを搭載する光ピックアップ装置の薄型化を実現することができる。
【００１３】
また、第１、第２及び第３の対物レンズが設けられることにより、従来の互換対物レンズのようにレンズが大きくなるという問題を解決することができる。これにより、対物レンズ装置の薄型化に寄与する。
【００１４】
「集光させることが可能」とは、信号の記録または再生が可能な状態にあることを含む意味である。
【００１５】
本発明において、前記第１の対物レンズは、第１の焦点距離と、第１のレンズ主点とを有し、前記第２の対物レンズは、第２の焦点距離と、第２のレンズ主点とを有し、前記第３の対物レンズは、第３の焦点距離と、第３のレンズ主点とを有し、前記レンズホルダは、前記保持した第１の対物レンズの前記第１のレンズ主点から、フォーカス方向に、前記第２の焦点距離及び前記第１の焦点距離の差である第１の焦点距離差(Ａ)と、前記第２の厚さ及び前記第１の厚さの差に相当する空気中の光路長である第１の空気中換算カバー厚差(Ｄ)との差(Ａ−Ｄ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第２のレンズ主点が配置されるように、前記第２の対物レンズを保持し、前記第１のレンズ主点から、前記フォーカス方向に、前記第３の焦点距離及び前記第１の焦点距離の差である第２の焦点距離差(Ｃ)と、前記第３の厚さ及び前記第１の厚さの差に相当する空気中の光路長である第２の空気中換算カバー厚差(Ｆ)との差(Ｃ−Ｆ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第３のレンズ主点が配置されるように、前記第３の対物レンズを保持する。これにより、レンズホルダによって各対物レンズのフォーカス方向における初期位置（以下、「フォーカス初期位置」、または、「ストローク中心位置」という）が固定される。すなわち、各対物レンズすべてについて、上記特許文献１、２で説明した中立位置が一定となり、その中立位置の差をゼロにすることができる。これにより、対物レンズ装置の薄型化及びそれを搭載する光ピックアップ装置の薄型化を実現することができる。
【００１６】
本発明では、第１のカバー層、第２のカバー層及び第３のカバー層のうち、それぞれ２つの厚さの差を、予め空気中での光路長に置き換えて各対物レンズのフォーカス初期位置をオフセットしておく、という趣旨である。したがって、それらの差を空気換算し、「空気中の光路長」と表現している。
【００１７】
上記発明は、前記レンズホルダは、前記保持した第２の対物レンズの前記第２のレンズ主点から、フォーカス方向に、前記第１の焦点距離及び前記第２の焦点距離の差である第１の焦点距離差(−Ａ)と、前記第１の厚さ及び前記第２の厚さの差に相当する空気中の光路長である第１の空気中換算カバー厚差(−Ｄ)との差(Ａ−Ｄ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第１のレンズ主点が配置されるように、前記第１の対物レンズを保持し、前記第２のレンズ主点から、前記フォーカス方向に、前記第３の焦点距離及び前記第２の焦点距離の差である第３の焦点距離差(Ｂ)と、前記第３の厚さ及び前記第２の厚さの差に相当する空気中の光路長である第３の空気中換算カバー厚差(Ｅ)との差(Ｂ−Ｅ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第３のレンズ主点が配置されるように、前記第３の対物レンズを保持する、という発明と実質的に同一である。すなわち、本発明は、第２の対物レンズの第２のレンズ主点が基準位置とされている。
【００１８】
第３の対物レンズの第３のレンズ主点が基準位置とされた場合も同様であり、その場合、前記レンズホルダは、前記保持した第３の対物レンズの前記第３のレンズ主点から、フォーカス方向に、前記第１の焦点距離及び前記第３の焦点距離の差である第２の焦点距離差(−Ｃ)と、前記第１の厚さ及び前記第３の厚さの差に相当する空気中の光路長である第２の空気中換算カバー厚差(−Ｆ)との差(Ｆ−Ｃ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第１のレンズ主点が配置されるように、前記第１の対物レンズを保持し、前記第３のレンズ主点から、前記フォーカス方向に、前記第２焦点距離及び前記第３の焦点距離の差である第３の焦点距離差(−Ｂ)と、前記第２の厚さ及び前記第３の厚さの差に相当する空気中の光路長である第３の空気中換算カバー厚差(Ｅ)との差(Ｅ−Ｂ)に相当する距離だけ離れた位置に、前記第２のレンズ主点が配置されるように、前記第２の対物レンズを保持する、
本発明において、前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも２つが一体成型により構成されている。これにより、当該少なくとも２つの対物レンズの間隔を狭くすることができ、対物レンズ装置を小型化することができる。また、一体成型することにより、対物レンズ装置の製造時における、当該少なくとも２つの対物レンズの取り付け位置精度やチルト精度が向上する。特に、第１〜第３の３つの対物レンズが一体成型されることにより、その効果は顕著となる。
【００１９】
本発明において、前記第１の開口数は０．８〜０．９、前記第２の開口数は０．６〜０．７、前記第３の開口数は０．４５〜０．５５である。すなわち、本発明は、第１の光記録媒体がＢＤ、第２の光記録媒体が、ＤＶＤまたはＨＤ（High Definition） ＤＶＤ、第３の光記録媒体がＣＤであることを記載したものである。
【００２０】
本発明において、前記第３の対物レンズは、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズに比べ、前記第１の対物レンズ、第２の対物レンズ、第３の対物レンズ及び前記レンズホルダを含む機械的な振動系が共振するときの当該振動系の振動の腹に近い位置に配置されている。開口数が大きい対物レンズほど焦点距離が短くなり、その対物レンズにより光が集められる対象となる光記録媒体の記録密度は高くなる。記録密度が高い光記録媒体ほど、フォーカシングサーボやトラッキングサーボについて高い精度が要求される。したがって、開口数が大きい対物レンズは、振動系の影響を極力受けないようにするため、上記振動系の腹より遠い位置に配置され、開口数が最も小さい第３の対物レンズは、振動系の腹に近い位置に配置される。これにより、信号の記録エラーまたは再生エラーを防止することができる。
【００２１】
ここでいう振動系の共振とは、フォーカス方向での共振及びトラッキング方向での共振のうち少なくとも一方の意味である。
【００２２】
本発明において、前記第３の対物レンズは、前記第１の対物レンズ及び前記第２の対物レンズの間に配置されている。レンズホルダを含む振動系は、その中央部が共振の腹になることが多い。したがって、本発明のような構成により、信号の記録エラーまたは再生エラーを防止することができる。
【００２３】
本発明において、前記レンズホルダは、前記第３の対物レンズの必要最小ストローク範囲内に、前記第２の対物レンズの必要最小ストローク範囲、及び、前記第１の対物レンズの必要最小ストローク範囲が含まれるように、前記第１、第２及び第３の対物レンズを保持する。必要最小ストロークとは、対応する光記録媒体の許容される面ぶれの量に相当する距離である。本発明のような構成によれば、対物レンズ装置の薄型化及びそれを搭載する光ピックアップ装置の薄型化を実現することができる。
【００２４】
本発明において、前記第２の対物レンズ及び前記第３の対物レンズのワーキングディスタンスが０．２〜０．５mmである。
【００２５】
本発明において、対物レンズ装置は、前記レンズホルダに設けられ、前記第１、第２、または第３の光記録媒体と、前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも１つとが接触することを防ぐためのプロテクタをさらに具備する。
【００２６】
本発明において、前記プロテクタは、前記レンズホルダにおける、前記第１、第２、または第３の光記録媒体のラジアル方向での外周側に設けられている。例えばＣＤの少なくとも内周部に環状のリブが設けられている。したがって、本発明によれば、そのリブとプロテクタとが接触することを防止できる。
【００２７】
本発明において、前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも１つは、セルフアパーチャ部を有する。これにより、従来のようにレンズホルダにアパーチャが設けられる場合に比べ、高い位置決め精度の必要がなくなる。特に、前記第１、第２及び第３の対物レンズのうち少なくとも２つが一体成型された一体型対物レンズであり、前記一体型対物レンズは、セルフアパーチャ部を有していてもよい。
【００２８】
本発明に係る光ピックアップ装置は、第１の波長を有する第１のレーザ光と、前記第１の波長より長い第２の波長を有する第２のレーザ光と、前記第２の波長より長い第３の波長を有する第３のレーザ光とを出射する光源と、第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に、前記第１のレーザ光を集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に、前記第２のレーザ光を集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に、前記第３のレーザ光を集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを駆動するアクチュエータとを具備する。
【００２９】
本発明において、「光源」は、各レーザ光をそれぞれ出射する別々の光源でもよいし、または、３つのレーザ光のうち少なくとも２つのレーザ光の光源が物理的に１つの構造体として構成された光源でもよい。「第１の波長」は、例えば４００〜４１０nm、「第２の波長」は、例えば６５０〜６６０nm、「第３の波長」は、例えば７７０〜８３０nmであるが、これらの範囲に限られない。
【００３０】
「アクチュエータ」とは、信号の記録または再生のために、少なくともトラッキング方向及びフォーカス方向に各対物レンズを駆動するために、レンズホルダを駆動する駆動機構である。アクチュエータは、例えば電磁作用、静電作用、または圧電作用等の駆動原理により駆動されるものが用いられればよい。
【００３１】
本発明において、前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第１及び第２の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ１、前記第１及び第２の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ１とした場合、前記レンズホルダは、ΔＳＴ１<Ｌ１を満たすように第１及び第２の対物レンズを保持する。あるいは、本発明において、前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第２及び第３の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ２、前記第２及び第３の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ２とした場合、前記レンズホルダは、ΔＳＴ２<Ｌ２を満たすように第２及び第３の対物レンズを保持する。あるいは、前記アクチュエータによる、フォーカス方向における前記第３及び第１の対物レンズのストロークの中心位置の差をΔＳＴ３、前記第３及び第１の厚さの差に相当する空気中の光路長をＬ３とした場合、前記レンズホルダは、ΔＳＴ３<Ｌ３を満たすように第３及び第１の対物レンズを保持する。
【００３２】
本発明において、光ピックアップ装置は、板状または三角柱状でなり、前記第１の対物レンズに対面するように配置され、前記光源から出射された前記第１のレーザ光を前記第１の対物レンズに入射させるように、前記第１のレーザ光を反射させるミラーをさらに具備する。開口数が最も大きい第１の対物レンズは、大きな開口数を実現するために、パワーの大きなレンズである必要があるため、特殊なレンズが用いられない限り、フォーカス方向の厚さが厚くなる。この場合、本発明のように、ミラーが板状または三角柱状であれば、第１の対物レンズのフォーカス方向のスペースを確保することができ、厚さが厚くても第１の対物レンズを適切な位置に配置させることができる。この場合、第２、第３の対物レンズに入射させるミラーは、板状または三角柱状であってもよいし、あるいは、後述するように四角柱状のプリズム等により実現されてもよい。
【００３３】
本発明において、光ピックアップ装置は、前記第２の対物レンズに対面するように配置され、前記第１のレーザ光及び第２のレーザ光のうち前記第１のレーザ光を透過させ、前記第２のレーザ光を前記第２の対物レンズに入射させるように反射させる第１のダイクロイックミラーと、前記第３の対物レンズに対面するように配置され、前記第１、第２及び第３のレーザ光のうち前記第１及び第２のレーザ光を透過させ、前記第３のレーザ光を前記第３の対物レンズに入射させるように反射させる第２のダイクロイックミラーとをさらに具備する。これにより、第１、第２及び第３の対物レンズが一列に並んだ状態の対物レンズ装置を実現することができる。
【００３４】
本発明において、光ピックアップ装置は、前記第１のダイクロイックミラー及び前記第２のダイクロイックミラーを含むプリズムと、前記プリズムに設けられ、前記第１、第２及び第３のレーザ光の偏光状態を変更する波長板とをさらに具備する。特に、第３のレーザ光の波長板がプリズムに設けられていることにより、上記第１のレーザ光を反射させるミラーの近傍には波長板を設ける必要がなくなる。すなわち、例えば第１対物レンズの近傍に第１のレーザ光用の波長板のスペースを確保する必要がないので、光ピックアップ装置の薄型化に寄与する。
【００３５】
本発明に係る光ディスク駆動装置は、第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体、前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体、または、前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体を回転駆動する回転駆動機構と、前記光記録媒体に集光させることが可能であり、第１の開口数を有する第１の対物レンズと、前記第２の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズと、前記第３の光記録媒体に集光させることが可能であり、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズと、前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダと、前記レンズホルダを駆動するアクチュエータと、前記第１、第２または第３の対物レンズを用いて、前記回転駆動機構により回転駆動される前記第１、第２または第３の光記録媒体に信号を記録しまたは記録された信号を再生する記録／再生処理部とを具備する。「記録／再生処理部」とは、信号の記録または再生に必要な部材、機能、または処理回路等を意味する。
【００３６】
本発明に係る対物レンズの駆動方法は、第１の厚さでなる第１のカバー層を有するディスク状の第１の光記録媒体に、第１の開口数を有する第１の対物レンズにより集光させるステップと、前記第１の厚さより厚い第２の厚さでなる第２のカバー層を有するディスク状の第２の光記録媒体に、前記第１の開口数より小さい第２の開口数を有する第２の対物レンズにより集光させるステップと、前記第２の厚さより厚い第３の厚さでなる第３のカバー層を有するディスク状の第３の光記録媒体に、前記第２の開口数より小さい第３の開口数を有する第３の対物レンズにより集光させるステップと、信号の記録または再生のために、前記第１、第２及び第３の対物レンズを一体的に保持するレンズホルダを駆動するステップとを具備する。
【発明の効果】
【００３７】
以上のように、本発明によれば、３つのフォーマットの記録媒体に対応し、薄型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００３９】
図１は本発明の一実施の形態に係る光ディスク駆動装置の概略斜視図である。図２は、図１の光ディスク駆動装置５０に搭載された光ピックアップ装置を示す模式的な平面図である。
【００４０】
光ディスク駆動装置５０は、光記録媒体としての光ディスク（CD, CD-ROM, CD-R/RW, DVD, DVD-ROM, DVD±R/RW, DVD-RAM, BD, BD-ROM, BD-R/RE, HD DVD等）１に対して情報の記録や再生を行う装置である。光ディスク１は、単一の信号記録層を有していてもよいし、複数の信号記録層を有していてもよい。以降、光ディスク１について、「ＢＤ１００」、「ＤＶＤ２００」、「ＣＤ３００」という場合もあり、これら３つの光ディスク、または、これらにＨＤ ＤＶＤ等の光ディスクも含めて４つの光ディスクをまとめて便宜的に「光ディスク１」という。
【００４１】
光ディスク駆動装置５０は、例えば光ディスク１が装着されるディスククランパ３と、後述する光学系等が搭載された光ピックアップ装置６と、これらを収容する筐体７とを備えている。
【００４２】
ディスククランパ３は、光ディスク１を保持するためのチャッキング機構が設けられている。これにより、ディスククランパ３に光ディスク１が装着されて回転するこができるように構成されている。
【００４３】
光ピックアップ装置６は、移動ベース４と、この移動ベース４に搭載された光学系３０と、後述する集光デバイス（対物レンズ装置）２０を駆動するアクチュエータ８とを備えている。移動ベース４は、図２では示されない送りモータの回転軸に接続され、両端に設けられたガイド軸５に沿って光ディスク１の半径方向にスライド可能となっている。移動ベース４が移動する方向を一般的にラジアル方向という。また、ラジアル方向に直交する方向を一般的にタンジェンシャル方向という。アクチュエータ８は、対物レンズ装置２０をフォーカッシング方向及びトラッキング方向に変位させて、フォーカスサーボや、トラッキングサーボ等の駆動制御を行う２軸のアクチュエータである。しかし、必ずしも２軸である場合に限られず、対物レンズ装置２０と光ディスク１との相対的な傾き角（チルト角）の方向にも、対物レンズ装置２０を変位させることが可能な３軸アクチュエータが設けられていてもよい。
【００４４】
図３は図１に示した光ディスク駆動装置５０の構成を示すブロック図である。
【００４５】
光ディスク駆動装置５０は、図２に示すように、上記の光ピックアップ装置６に加え、スピンドルモータ９と、送りモータ１０と、システムコントローラ１１と、サーボ制御回路１２と、プリアンプ１３と、信号変復調器及びＥＣＣ（誤り訂正符号）部１４と、インターフェース１５と、Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器１６と、オーディオ・ビジュアル処理部１７と、オーディオ・ビジュアル信号入出力部１８と、レーザ制御部１９とをさらに備えている。
【００４６】
スピンドルモータ９は、光ディスク１を回転駆動するためのモータである。上記ディスククランパ３及びスピンドルモータ９により回転駆動機構が構成される。
【００４７】
送りモータ１０は、図１に示した移動ベース４を光ディスク１の半径方向に移動するためのモータである。これにより、光ピックアップ装置６が光ディスク１の半径方向に移動される
システムコントローラ１１は、この光ディスク駆動装置５０全体及び信号処理やサーボ制御などの個別制御を行うために設けられている。
【００４８】
サーボ制御回路１２は、プリアンプ１３から得られる信号（フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号）に基づきフォーカスサーボ信号及びトラッキングサーボ信号を生成し、これらの信号を光ピックアップ装置６及び送りモータ１０に送る。
【００４９】
プリアンプ１３は、光ピックアップ装置６で得られた信号からフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びＲＦ信号）を生成する。
【００５０】
信号変復調器及びＥＣＣ（誤り訂正符号）部１４は、ＲＦ信号を復調し、記録信号を復調すると共に、誤り訂正符号化処理を行う。例えば、記録信号にはＥＣＣを付加し、再生信号（ＲＦ信号）については誤り訂正を行う。
【００５１】
インターフェース１５は、外部コンピュータ２７との間で信号の遣り取りを行う。
【００５２】
Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器１６は、再生信号をディジタル信号からアナログ信号に変換すると共に、記録信号をアナログ信号からディジタル信号に変換する。
【００５３】
オーディオ・ビジュアル処理部１７及びオーディオ・ビジュアル信号入出力部１８は、外部機器との間でオーディオ信号や映像信号の遣り取りを行う。
【００５４】
レーザ制御部１９は、記録や再生、光ディスク１の種別などに応じて光ピックアップ装置６に搭載された半導体レーザの出力や波長を制御する。
【００５５】
以上のように構成された光ディスク駆動装置５０は、スピンドルモータ９によって、光ディスク１を回転操作し、サーボ制御回路１２からの制御信号に応じて送りモータ１０を駆動制御する。これにより、光ディスク駆動装置５０は、光ピックアップ装置６を光ディスク１の選択された信号記録層の所望の記録トラックに対応する位置に移動させることで、光ディスク１の選択された信号記録層に対して情報の記録再生を行う。
【００５６】
図２を参照して、光学系３０は、１波長レーザダイオード９０、レーザカプラ９２、フォトディテクタ９３、第１の調整レンズ９９、λ／２板９６、第１の偏光ビームスプリッタ９４、第２の偏光ビームスプリッタ９５、第２の調整レンズ９７、ミラー９８、グレーティング２４、コリメータレンズ８４、対物レンズ装置２０を有する。
【００５７】
１波長レーザダイオード９０は、ＢＤ１００に対応した波長４００〜４１０nmのレーザ光（以下、第１のレーザ光という。）を出射する。レーザカプラ９２は、ＤＶＤ２００に対応した波長６５０〜６６０nmのレーザ光（以下、第２のレーザ光という。）及びＣＤ３００に対応した波長７７０〜８３０nmのレーザ光（以下、第３のレーザ光という。）を出射するとともにこれら第２及び第３のレーザ光を受光する受発光素子を搭載している。
【００５８】
フォトディテクタ９３は、第１のレーザ光の光ディスク１からの戻り光を検出する。第２の調整レンズ９７は、フォトディテクタ９３が好適に当該戻り光を検出するためのビーム径を調整等する。ミラー９８は、第２の調整レンズ９７から出射された第１のレーザ光をフォトディテクタ９３に導く。
【００５９】
コリメータレンズ８４は、第１の偏光ビームスプリッタ９４を透過または反射した各波長のレーザ光を平行光にする。コリメータレンズ８４は、レンズホルダ５１に支持されるとともに、このレンズホルダ５１の両端が、光軸方向に延設された一対のガイド軸５２に支持されている。またレンズホルダ５１は、駆動モータ５４のリードスクリュー５５に係合されることにより光軸方向に移動可能とされている。そしてコリメータレンズ８４は、駆動モータ５４のリードスクリュー５５が回転駆動されることにより、レンズホルダ５１が光軸方向に移動され、光ディスク１の、表面カバー層の厚み誤差及び多層ディスクにおける表面カバー層の違いによって発生する球面収差を補正するとともに、光ディスク１のフォーマットに応じて記録再生に用いるレーザの波長が異なることに対しても、それぞれに最適なコリメータ位置にすることができる。
【００６０】
図４は、図２に示す光ピックアップ装置６の光学系３０に含まれる対物レンズ装置の周辺の側面図である。光学系３０は、立ち上げプリズム８６、立ち上げミラー８３、第１のλ／４板８７、第２のλ／４板８５をさらに有する。
【００６１】
立ち上げプリズム８６は、上記コリメータレンズ８４を透過した第１のレーザ光を透過させるとともに、コリメータレンズ８４を透過した第２及び第３のレーザ光を光ディスク１側へ立ち上げる。すなわち、立ち上げプリズム８６は、第２及び第３のレーザ光をＤＶＤ用対物レンズ２２及びＣＤ用対物レンズ２３に入射させるように、当該第２及び第３のレーザ光を反射させる。立ち上げミラー８３は、コリメータレンズ８４及び立ち上げプリズム８６を透過した第１のレーザ光を光ディスク１側へ立ち上げ、ＢＤ用対物レンズ２１に第１のレーザ光を入射させるように当該第１のレーザ光を反射させる。
【００６２】
第１のλ／４板８７は、立ち上げプリズム８６によって立ち上げられた第２及び第３のレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する。第１のλ／４板８７は、ＣＤ用とＤＶＤ用で一体型であるが、一体型ではなく、例えば図２１に示すように個別に設けられていてもよい。
第２のλ／４板８５は、同じく立ち上げプリズム８６を透過した第１のレーザ光の偏光方向を直線偏光から円偏光へ変換する。
【００６３】
なお、立ち上げプリズム８６は、波長依存性をもった分離膜を有し、対応する対物レンズの順序に応じた反射、透過の膜特性を有している。ただし、後述するように、ＤＶＤ用対物レンズ２２がＨＤ ＤＶＤ用の対物レンズとして用いられる場合は、ＢＤとＨＤ ＤＶＤ用のレーザ光の波長が同じであるため、立ち上げプリズム８６の当該分離膜の反射、透過の比率が好適に設定すればよい。
【００６４】
１波長レーザダイオード９０は、発光部からは第１のレーザ光が第１の偏光ビームスプリッタ９４に向かって出射する。１波長レーザダイオード９０から出射されたレーザ光は、第１のレーザ光に対するλ／２板の機能を兼ね備えた上記グレーティング２４により、偏光方向を第１の偏光ビームスプリッタ９４に対してほぼＳ偏光となるように回転される。グレーティング２４によってさらに第１のレーザ光は、差動プッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成するための３つのビームに分岐された後、第１の偏光ビームスプリッタ９４に入射される。
【００６５】
ここで、対物レンズ位置がスピンドルモータ３の中心からタンジェンシャル方向にオフセットしていることにより、差動プッシュプル法における主・副スポットそれぞれによるプッシュプル信号の位相がずれる。このことを回避するために、例えば特開２００４−３１８９５７にあるように、グレーティング２４は、副スポットに４５度方向の非点収差を発生させ、副スポットによるプッシュプル信号振幅を抑制するようにしてもよい。
【００６６】
図５は、レーザカプラ９２を示す斜視図である。なお、図５では、このレーザカプラ９２を覆うパッケージ等の部材は図示を省略している。レーザカプラ９２は、例えば表面領域に、第２及び第３のレーザ光の戻り光を検出するフォトディテクタ１０１及び１０２が設けられたシリコンチップ１０３を有している。シリコンチップ１０３上にはフォトダイオードチップ１０９が搭載され、このフォトダイオードチップ１０９に２波長レーザダイオード１０４が搭載されている。
【００６７】
２波長レーザダイオード１０４は、再生専用の場合は通常、表面領域にＰＩＮフォトダイオード１０８が設けられたフォトダイオードチップ１０９を介してシリコンチップ１０３に取り付けられる。このフォトダイオードチップ１０９に設けられたＰＩＮフォトダイオード１０８は、２波長レーザダイオード１０４の出力を制御する目的で、その２波長レーザダイオード１０４の後面から出射するレーザ光をモニタする。
【００６８】
記録再生用の場合は、シリコンチップ１０３上に設けられた図示しないレーザパワーモニター用のフォトディテクタが用いられる。このフォトディテクタは、例えば特許第３４３８４８２号の図２、図７、図９などに記載されているようなモニタ用受光部（２７）に相当する。このようなレーザパワーモニター用のフォトディテクタにより、２波長レーザダイオード１０４の前面から出射するレーザ光のうち、光ディスク１への集光に用いない成分（例えばプリズム１０５を透過した成分等）がモニタされる。
【００６９】
シリコンチップ１０３上には、２波長レーザダイオード１０４から出射された第２、第３のレーザ光をほぼ直角に反射させる傾斜端面１０５ａを有するプリズム１０５が搭載されている。傾斜端面１０５ａで反射したレーザ光は第２の偏光ビームスプリッタ９５へ向かって進んでいく。一方、光ディスク１の信号記録面で反射した戻り光は、プリズム１０５の傾斜端面１０５ａを透過し、プリズム１０５内を通って上記したようにフォトディテクタ１０１、１０２により検出される。
【００７０】
図２を参照して、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ９４及び９５は、それぞれ波長選択機能を有する。すなわち、第１及び第２の偏光ビームスプリッタ９４及び９５は、入射されたレーザ光の波長によって透過または反射させる素子であり、例えば所定の構成を有する光学薄膜がプリズムの接合面９４ａ及び９５ａに設けられることにより構成される。これにより、第１の偏光ビームスプリッタ９４は、第２及び第３のレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、かつ、第１のレーザ光を偏光状態に応じて透過または反射させる。また、第２の偏光ビームスプリッタ９５も同様に、第２及び第３のレーザ光を偏光状態に係わらず透過し、かつ、第１のレーザ光を偏光状態に応じて透過または反射させる。
【００７１】
より具体的には、第１の偏光ビームスプリッタ９４は、１波長レーザダイオード９０より出射されるとともに、グレーティング２４によってＳ偏光とされた第１のレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、接合面９４ａによってコリメータレンズ８４側へ全光量反射させる。また、第１の偏光ビームスプリッタ９４は、光ディスク１の信号記録面に反射されて第２のλ／４板８５によってＰ偏光とされた第１のレーザ光の戻り光の入射角度が設計中心値のとき、第２の偏光ビームスプリッタ９５側へ全光量透過させる。
【００７２】
第１の偏光ビームスプリッタ９４と、第２の偏光ビームスプリッタ９５との間には、上記λ／２板９６が設けられている。したがって、第１の偏光ビームスプリッタ９４を透過したＰ偏光とされた戻りの第１のレーザ光は、再度Ｓ偏光とされて第２の偏光ビームスプリッタ９５へ入射される。第２の偏光ビームスプリッタ９５は、Ｓ偏光とされた第１のレーザ光の入射角度が設計中心値のとき、上記第１の偏光ビームスプリッタ９４と同様に接合面９５ａによって全光量反射させる。接合面９５ａによって反射された戻り光は、第２の調整レンズ９７、ミラー９８を介してフォトディテクタ９３の受光面へ入射される。
【００７３】
対物レンズ装置２０は、第１のレーザ光を光ディスク１の信号記録面に収束させるＢＤ用対物レンズ２１と、第２のレーザ光を光ディスク１の信号記録面に収束させるＤＶＤ用対物レンズ２２と、第３のレーザ光を光ディスク１の信号記録面に収束させるＣＤ用対物レンズ２３と、これらＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３を一体的に保持するレンズホルダ２６とを有する。レンズホルダ２６は、例えば樹脂でなることが好ましいが、アルミニウム等の比重の軽い金属であってもよく、あるいは、これら以外の材料であってもよい。
【００７４】
このように、３つのディスクフォーマットにそれぞれ対応した、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３が個別に設けられることにより、各対物レンズ２１、２２及び２３をそれらの作動距離に応じて、各対物レンズ２１、２２及び２３のフォーカス方向の位置を相対的に変えてレンズホルダ２６により保持することができる。そして、各対物レンズ２１、２２及び２３がフォーカス方向における最適な位置でそれぞれ保持されれば、より薄型化された対物レンズ装置を実現することができる。各対物レンズ２１、２２及び２３の最適な保持位置については、後述する。
【００７５】
また、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３が個別に設けられることにより、従来の互換対物レンズのようにレンズが大きくなるという問題を解決することができる。これにより、対物レンズ装置の薄型化に寄与する。これについては、後で詳述する。
【００７６】
また、本実施の形態では、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３について、個別にレンズ設計が可能となる。例えば、各対物レンズ２１、２２、２３について個別に収差を考慮することができ、異なる３つの波長を有する各レーザ光に対応する最適なレンズ設計が可能となる。
【００７７】
立ち上げミラー８３は、三角柱状でなるプリズム形状のミラーであり、ＢＤ用対物レンズ２１に対面するように配置されている。ＮＡが最も大きいＢＤ用対物レンズ２１は、大きな開口数を実現するために、パワーの大きなレンズである必要があるため、特殊なレンズが用いられない限り、フォーカス方向の厚さが厚くなる。この場合、立ち上げミラー８３が三角柱状であれば、ＢＤ用対物レンズ２１のフォーカス方向のスペースを確保することができ、厚さが厚くてもＢＤ用対物レンズ２１を適切な位置に配置させることができる。以上のような趣旨から、立ち上げミラー８３は、もちろん板状であってもよい。
【００７８】
立ち上げプリズム８６は、典型的には、上記した分離膜として第１のダイクロイックミラー８６ａと、第２のダイクロイックミラー８６ｂとを有する。第１のダイクロイックミラー８６ａは、ＤＶＤ用対物レンズ２２に対面するように配置され、第１及び第２のレーザ光のうち、第１のレーザ光を透過させ、第２のレーザ光をＤＶＤ用対物レンズ２２に入射させるように反射させる。また、第２のダイクロイックミラー８６ｂは、ＣＤ用対物レンズ２３に対面するように配置され、第１、第２及び第３のレーザ光のうち第１及び第２のレーザ光を透過させ、第３のレーザ光をＣＤ用対物レンズ２３に入射させるように反射させる。
【００７９】
上記したように、立ち上げプリズム８６に波長板として第１のλ／４板８７及び第２のλ／４板８５が設けられている。特に、第３のレーザ光用の波長板である第２のλ／４板８５が立ち上げプリズム８６に設けられていることにより、上記立ち上げミラー８３の近傍には波長板を設ける必要がなくなる。すなわち、例えばＢＤ用対物レンズ２１の近傍に第２のλ／４板８５のためのスペースを確保する必要がないので、光ピックアップ装置６の薄型化に寄与する。
【００８０】
以上のような光学系３０では、１波長レーザダイオード９０より出射された第１のレーザ光は、カップリングレンズ９９を介して往路倍率を調整された後、グレーティング２４のλ／２板機能によって偏光方向が回転されて出射されることにより第１の偏光ビームスプリッタ９４の接合面９４ａでＳ偏光成分が反射されるとともに、一部のＰ偏光成分が透過し、図示しないレーザパワーモニター用受光素子によって、レーザ光量がモニタされる。反射された第１のレーザ光は、位置調整をすることにより、ＢＤ用対物レンズ２１との組合せでＢＤ１００の球面収差を取り除くことが可能となされたコリメータレンズ８４、さらには対物レンズ２１を通ってＢＤ１００のカバー層１００ａを介して信号記録面１００ｂに収束する。またＢＤ１００の信号記録面１００ｂに反射された戻りのレーザ光は、λ／４板８５によって往路に対して偏光方向が直交する方向に変換され、第１の偏光ビームスプリッタ９４に対してＰ偏光の状態で入射され全光量透過する。全光量透過した戻りの第１のレーザ光は、第２の偏光ビームスプリッタ９５の直前に設けられたλ／２板９６によって偏光方向が直交する方向に変換されてＳ偏光の状態で入射されることにより第２の偏光ビームスプリッタ９５の接合面９５ａで全光量反射されてフォトディテクタ９３の受光面に収束する。
【００８１】
また、レーザカプラ９２より出射された第２または第３のレーザ光は、第２の偏光ビームスプリッタ９５、λ／２板９６及び第１の偏光ビームスプリッタ９４を全光量透過する。全光量透過した第２または第３のレーザ光は、それぞれの発光点及び波長に応じて、ＤＶＤ２００またはＣＤ３００に対して最適な位置となるように設定されたコリメータレンズ８４を通り、さらにＤＶＤ用対物レンズ２２またはＣＤ用対物レンズ２３を通って、ＤＶＤ２００またはＣＤ３００のそれぞれのカバー層２００ａまたは３００ａを介して信号記録面２００ｂまたは３００ｂに収束する。またＤＶＤ２００またはＣＤ３００の信号記録面２００ｂまたは３００ｂで反射された戻りの第２または第３のレーザ光は、往路と同一の光路を戻ってレーザカプラ９２内に入射され、プリズム１０５の傾斜端面１０５ａを透過してフォトディテクタ１０１、１０２に収束する。
【００８２】
なお、本実施の形態では、トラッキングサーボの方法として差動プッシュプル法を例に挙げたが、他の公知の方法であってもよい。上記光学系３０においては、第１のレーザ光のみ選択的に透過または反射させる構成としたが、例えば、光源、フォトディテクタ及び第１及び第２の偏光ビームスプリッタ９４及び９５の偏光分離膜（接合面９４ａ及び９５ａ）の構成によって、第２のレーザ光のみ選択的に透過または反射させるような構成としてもよい。
【００８３】
図６は、本実施の形態に係るＣＤ用対物レンズ２３、ＤＶＤ用対物レンズ２２、ＢＤ用対物レンズ２１の、それぞれのφ（有効径）（mm）、ｆ（焦点距離）（mm）、ＮＡを示した表である。図７は、ＣＤ３００、ＤＶＤ２００及びＢＤ１００の各カバー層３００ａ、２００ａ及び１００ａのｔ（厚さ）（mm）を示した表である。φ及びｆに関しては、この表の値は単なる例示であり、対物レンズの大きさの設計により変わる値である。ＣＤに関して、再生専用の場合には、ＮＡ＝０．４５〜０．５０程度が一般的であり、記録再生用の場合には、ＮＡ＝０．５０〜０．５５程度が一般的である。ＤＶＤに関しても、再生専用の場合には、ＮＡ＝０．６０〜０．６５程度、記録再生用の場合には、ＮＡ＝０．６５〜０．７０程度が一般的である。ＢＤに関しては、現状ではＮＡ＝０．８５程度が一般的であるが、今後、諸条件を考慮しつつ、ＣＤ，ＤＶＤ同様に、０．８０〜０．９０程度の範囲で適切なＮＡを選定することになると考えられる。ｔについても、この表の値はそれぞれで標準的な値であり、ばらつき及び多層ディスクの場合等、これらの値とは異なる場合がある。以降、ＢＤのカバー層の厚さをｔ１、ＤＶＤのカバー層の厚さをｔ２、ＣＤのカバー層の厚さをｔ３とする（図４参照）。
【００８４】
図４に示すように、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３のそれぞれのレンズ主点を第１のレンズ主点２１ａ、第２のレンズ主点２２ａ及び第３のレンズ主点２３ａとする。レンズ主点とは、レンズの光学的な中心であり、焦点距離ｆを定める中心点である。また、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３は、第１の焦点距離ｆ１、第２の焦点距離ｆ２及び第３の焦点距離ｆ３をそれぞれ有する。
【００８５】
ここで、第１の焦点距離ｆ１と第２の焦点距離ｆ２の差をΔｆａ(=ｆ２−ｆ１)、
第２の焦点距離ｆ２と第３の焦点距離ｆ３の差をΔｆｂ(=ｆ３−ｆ２)、
第３の焦点距離ｆ３と第１の焦点距離ｆ１の差をΔｆｃ(=ｆ３−ｆ１)とする。
また、ＢＤ１００及びＤＶＤ２００のそれぞれのカバー層１００ａ及び２００ａの厚さの差をΔｔａ（＝ｔ２−ｔ１）、
ＤＶＤ２００及びＣＤ３００のそれぞれのカバー層２００ａ及び３００ａの厚さの差をΔｔｂ（＝ｔ３−ｔ２）、
ＣＤ３００及びＢＤ１００のそれぞれのカバー層３００ａ及び１００ａの厚さの差をΔｔｃ（＝ｔ３−ｔ１）とする。
【００８６】
図６に示す例においては、Δｆａ＝０．３８５、Δｆｂ＝０．３８０、Δｆｃ＝０．７６５である。また、Δｔａ＝０．５、Δｔｂ＝０．６、Δｔｃ＝１．１となる。
【００８７】
そして、これらのΔｔａに相当する空気中のレーザ光の光路差Ｌ１、Δｔｂに相当する空気中のレーザ光の光路差Ｌ２、Δｔｃに相当する空気中のレーザ光の光路差Ｌ３は、それぞれ下記の式で表すことができる。
【００８８】
Ｌ１＝Δｔａ／カバー層の屈折率・・・（１）
Ｌ２＝Δｔｂ／カバー層の屈折率・・・（２）
Ｌ３＝Δｔｃ／カバー層の屈折率・・・（３）
ＢＤ１００、ＤＶＤ２００及びＣＤ３００のカバー層が、例えばポリカーボネイト樹脂である場合、その屈折率はおよそ１．６である。図６に示す例においては、
Ｌ１＝０．５／１．６≒０．３１・・・（４）
Ｌ２＝０．６／１．６≒０．３８・・・（５）
Ｌ３＝１．１／１．６≒０．６９・・・（６）
となる。
【００８９】
ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３に、ポリカーボネイトとは別の、カバー層が用いられる場合であって屈折率が異なる場合は、当然、Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は、それぞれ上記値とは異なる。
【００９０】
空気で光路長を換算する理由は、それぞれのカバー層１００ａ、２００ａ及び３００ａの厚さの差をその空気中の光路長に置き換えて、各対物レンズ２１、２２及び２３のフォーカス初期位置を予めオフセットしておく、というのが本実施の形態の趣旨だからである。フォーカス初期位置とは、つまりアクチュエータ８によるレンズホルダ２６のストローク中心位置である。本実施の形態は、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３において、これらのストローク中心位置の差をすべてゼロにすることができる、という特徴を有する。
【００９１】
ここで、上記式（１）、（２）及び（３）は、例えば、従来のような２波長互換対物レンズを用いた光ピックアップのストローク中心位置の差を表していると考えることができる。つまり、
（ａ）式（１）の場合、ＢＤ用及びＤＶＤ用の互換対物レンズと、独立したＣＤ用の対物レンズとで構成される形態が想定される。この場合、ＣＤ用は対物レンズが独立しているため、ストローク中心を自由に設定できるが、ＢＤ／ＤＶＤ用は互換対物レンズを用いているため、カバー層の厚さの差Δｔａを空気中に換算した光路差Ｌ１がストローク中心の差として残存することになる。
（ｂ）式（２）の場合、ＤＶＤ用及びＣＤ用の互換対物レンズと、独立したＢＤ用対物レンズとで構成される形態が想定される。この場合、ＢＤ用は対物レンズが独立しているため、ストローク中心を自由に設定できるが、ＤＶＤ／ＣＤ用は互換対物レンズを用いているため、カバー層の厚さの差Δｔｂを空気中に換算した光路差Ｌ２がストローク中心の差として残存することになる。
（ｃ）式（３）の場合、ＢＤ用及びＣＤ用の互換対物レンズと、独立したＤＶＤ用対物レンズとで構成される形態が想定される。この場合、ＤＶＤ用は対物レンズが独立しているため、ストローク中心を自由に設定できるが、ＢＤ／ＣＤ用は互換対物レンズを用いているため、カバー層の厚さの差Δｔｃを空気中に換算した光路差Ｌ３がストローク中心の差として残存することになる。
【００９２】
以下に説明するように、本実施の形態では、上記（ａ）〜（ｃ）のような従来のいずれの方法よりも各対物レンズ２１、２２及び２３のストロークの差を小さくすることができる。具体的には、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３は、次のような位置でレンズホルダ２６により保持される。
【００９３】
レンズホルダ２６により、フォーカス方向における所定の位置にＢＤ用対物レンズ２１が保持される。所定の位置とはどこでもよいが、この所定の位置が基準位置となる。その基準位置となる第１のレンズ主点２１ａから、上記したΔｆａとＬ１との差分に相当する距離、すなわちΔｆａ−Ｌ１=0.385-0.31=0.075だけ、フォーカス方向（光ディスク１から離れる方向のフォーカス方向）に離れた位置に第２のレンズ主点２２ａが配置されるように、ＤＶＤ用対物レンズ２２がレンズホルダ２６により保持されている。焦点距離が考慮されるのは、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２、ＣＤ用対物レンズ２３がそれぞれ個別に設けられ、それぞれの焦点距離が異なるからである。
【００９４】
同様に、基準位置となる第１のレンズ主点２１ａから、Δｆｃ−Ｌ３=0.765-0.69=0.075だけフォーカス方向（光ディスク１から離れる方向のフォーカス方向）に離れた位置に第３のレンズ主点２３ａが配置されるように、ＣＤ用対物レンズ２３がレンズホルダ２６により保持されている。
【００９５】
これにより、レンズホルダによって各対物レンズ２１、２２及び２３のストローク中心位置の差の最大値（ΔＳＴ）をゼロとすることができるので、これにより、対物レンズ装置２０の可動範囲の薄型化を実現することができる。その結果、光ピックアップ装置６や光ディスク駆動装置５０を薄型化することができる。
【００９６】
上記「最大値」とは、ＢＤ用対物レンズ２１とＤＶＤ用対物レンズ２２のそれぞれのストロークの中心位置の差、ＤＶＤ用対物レンズ２２とＣＤ用対物レンズ２３のそれぞれのストロークの中心位置の差、及び、ＣＤ用対物レンズ２３とＢＤ用対物レンズ２１のそれぞれのストロークの中心位置の差の、３つの差のうち、最も大きい値を意味する。
【００９７】
また、この例の場合はそれぞれの対物レンズ２１、２２及び２３の有効径もほとんど等しくなっている。有効径φとＮＡと焦点距離ｆの関係は、
φ＝２×ＮＡ×ｆ
となる。したがって、上記特許文献１または２のように、互換対物レンズが用いられる場合はｆが固定されるため、ＮＡの比率で有効径が大きくなる。しかしながら、本実施の形態ように互換対物レンズが用いられなければ、ＮＡの大きいＢＤやＤＶＤの有効径が不必要に大きくなり光学ピックアップの小型化、薄型化に不利になるということもない。本実施の形態では、３つの対物レンズ２１、２２及び２３が独立であり、焦点距離がそれぞれ選択することができる、という構成から生じる効果である。
【００９８】
また、本実施の形態では、特開２００５−１００５１３の図２に示すような特殊な立ち上げプリズム（３１）を使用しなくても、光ピックアップ装置６を薄型化することができる。
【００９９】
本実施の形態において、３つの対物レンズ２１、２２及び２３が独立して設けられることにより、対物レンズ装置２０は特に重くはならない。３波長互換対物レンズのように巨大なレンズを用いる場合に比べると、３つの対物レンズ２１、２２及び２３がそれぞれ小型化できるため、合計質量はあまりかわらない。
【０１００】
また、従来の互換対物レンズではストローク中心位置に差が大きくあった為、基準の中心位置から他方の中心位置へ変位する際にＤＣ電流を流さなければならず、各ストローク位置での感度変動やスキュー変動を考慮した設計も必要であった。しかし、本実施の形態では、ストローク中心位置の差が無いあるいは十分に小さいので、大きなＤＣ電流を流す必要も無く、感度変動やスキュー変動を考慮した設計も必要がない。その結果として性能が高く、信頼性の高い光ピックアップ装置を設計することができる。
【０１０１】
以上のように、各対物レンズ２１、２２及び２３のストローク中心位置の差の最大値ΔＳＴをゼロとすることが最も好ましいが、必ずしもゼロにする必要はない。本実施の形態では、ＢＤ用対物レンズ２１及びＤＶＤ用対物レンズ２２のそれぞれのストローク中心位置の差をΔＳＴ１とした場合、
ΔＳＴ１<Ｌ１・・・（７）
を満たすように、ＢＤ用対物レンズ２１及びＤＶＤ用対物レンズ２２がレンズホルダ２６により保持されることが好ましい。
【０１０２】
あるいは、同様に、ＤＶＤ用対物レンズ２２及びＣＤ用対物レンズ２３のそれぞれのストローク中心位置の差をΔＳＴ２とした場合、
ΔＳＴ２<Ｌ２・・・（８）
を満たすように、ＤＶＤ用対物レンズ２２及びＣＤ用対物レンズ２３がレンズホルダ２６により保持されることが好ましい。
【０１０３】
あるいは、同様に、ＣＤ用対物レンズ２３及びＢＤ用対物レンズ２１のそれぞれのストローク中心位置の差をΔＳＴ３とした場合、
ΔＳＴ３<Ｌ３・・・（９）
を満たすように、ＣＤ用対物レンズ２３及びＢＤ用対物レンズ２１がレンズホルダ２６により保持されることが好ましい。
【０１０４】
（７）、（８）及び（９）を図６及び図７で示した例に当てはめると、上記式（４）におけるＬ１≒０．３１という値が最も小さい値である。したがって、式（７）を満たすことが最も好ましい。
【０１０５】
ＣＤ用対物レンズ２３のストローク中心位置に対してＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２のストローク中心位置がそれぞれ例えば０．１mm程度ずれていても、アクチュエータ８の性能や薄型化に関する効果としては、ΔＳＴがゼロの場合とほぼ同等となる。すなわち、ＢＤやＤＶＤはディスクのソリの規格がＣＤに比べて少なく、面ぶれ量が少ない。面ぶれの規格は、ＢＤで最大±０．３ｍｍ、ＤＶＤで最大±０．４ｍｍ、ＣＤで最大±０．５mmである。すなわちＣＤ用対物レンズ２１のストローク中心位置に対してＢＤ用対物レンズ２１またはＤＶＤ用対物レンズ２２のそれが０．１mmずれても、面ぶれ量が最も大きいＣＤのストローク範囲に入っているからである。
【０１０６】
図８は、本発明の他の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す平面図である。図９は、この光ピックアップ装置１０６の対物レンズ装置の周辺の側面図である。これ以降の説明では、図２及び図４等に示した実施の形態に係る光ピックアップ装置６の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【０１０７】
この光ピックアップ装置１０６の対物レンズ装置３５では、ＤＶＤ用対物レンズ３２及びＣＤ用対物レンズ３３が一体成型されてＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット３４（一体型対物レンズ）が構成されている。この場合、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ３２及び３３は、樹脂であってもよいし、ガラスであってもよい。このＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット３４と、ＢＤ用対物レンズ２１とは別体であり、これらの対物レンズが一体的にレンズホルダ３６に保持されている。このような構成によれば、２つの対物レンズ３２及び３３の間隔を狭くすることができ、対物レンズ装置３５及び光ピックアップ装置１０６を小型化することができる。また、一体成型することにより、対物レンズ装置３５の製造時における、当該この２つの対物レンズ３２及び３３の取り付け位置精度やチルト精度が向上する。
【０１０８】
このように、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ３２及び３３が一体成型されている形態に限らず、ＢＤ用及びＣＤ用対物レンズが一体成型され、かつ、ＤＶＤは独立していてもよい。さらに、図２６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズすべてが一体成型されていてもよい。このような構成によれば、３つの対物レンズの間隔を狭くすることができ、対物レンズ装置３５及び光ピックアップ装置１０６を小型化することができる。また、一体成型することにより、対物レンズ装置３５の製造時における、当該この３つの対物レンズの取り付け位置精度やチルト精度が更に向上する。
【０１０９】
図１０は、本発明のさらに別の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す平面図である。図１１（Ａ）は、図１０におけるＡ−Ａ線断面図であり、図１１（Ｂ）は、図１０におけるＢ−Ｂ線断面図である。この光ピックアップ装置２０６の対物レンズ装置４０では、光ディスク１の半径方向にＢＤ用レンズ２１とＣＤ用対物レンズ２３とが並ぶように配置されている。また、ＣＤ用対物レンズ２３及びＤＶＤ用対物レンズ２２が、光ディスク１のタンジェンシャル方向（接線方向）に並ぶように配置され、これらＢＤ用、ＤＶＤ用及びＣＤ用対物レンズ２１、２２及び２３は一体的にレンズホルダ４６により保持されている。
【０１１０】
この光ピックアップ装置２０６では、図２に示した形態と比べ、対物レンズ２１、２２及び２３の配置に応じて、例えば１波長レーザダイオード９０と、レーザカプラ９２の配置が逆になっている。また、必要な集光レンズ４１やミラー４２等も設けられている。
【０１１１】
本実施の形態では、対物レンズ装置４０を構成する各部品の構成や配置等の設計事項に応じて、あるいは、この光ピックアップ装置２０６を搭載する光ディスク駆動装置のさまざまな設計事項に応じて、この対物レンズ装置４０のように各対物レンズ２１、２２及び２３の配置を設計することができる。例えば、図１０において、ＢＤ用対物レンズ２１とＣＤ用対物レンズ２３の配置が互いに逆であってもよいし、ＣＤ用対物レンズ２３とＤＶＤ用対物レンズ２２の配置が互いに逆であってもよい。あるいは、ＢＤ用対物レンズ２１とＤＶＤ用対物レンズ２２の配置が互いに逆であってもよい。また、各対物レンズ２１、２２及び２３を半径方向に対して一列に斜めに並ぶように配置することも可能である。
【０１１２】
図１２は、本発明のさらに別の実施の形態に係る対物レンズ装置を示す側面図であり、ＢＤ用対物レンズが中央に配置された対物レンズ装置を示す図である。この例では、図示しない光源に近い側から、ＣＤ用対物レンズ２３、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２が一列に並ぶようにレンズホルダ２６に保持されている。なお、この場合、図４に示したように、立ち上げプリズム８６及び立ち上げミラー８３が配置されてもよいが、図１２では、１つの立ち上げプリズム７５が配置されてもよい。この立ち上げプリズム７５と、各対物レンズ２１、２２及び２３との間には、λ／４板７６が配置されている。
【０１１３】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【０１１４】
図２及び図４に示した光学系３０の光路は、第１、第２及び第３のレーザ光の光路の一部が共通する例を挙げた。しかし、第１、第２及び第３のレーザ光の光路がそれぞれ独立するように光学系３０が構成されてもよい。
【０１１５】
図４に示した対物レンズ装置２０のＤＶＤ用対物レンズ２２は、ＨＤ ＤＶＤ用の対物レンズとして用いることも可能である。すなわち、光ピックアップ装置６では、３つの対物レンズ２１、２２及び２３で、４つのフォーマットの光ディスクに対応することができる。ＤＶＤとＨＤ ＤＶＤは対物レンズの設計に重要なＮＡとカバー層の厚さがほぼ等しい。したがって、例えば波長選択性のホログラムが用いられることにより、ＤＶＤ用対物レンズ２２をＨＤ ＤＶＤ用の対物レンズとして兼用することができる。
【０１１６】
図１３は、本発明のさらに別の実施の形態に係る対物レンズ装置を示す斜視図である。
【０１１７】
本実施形態に係る対物レンズ装置４５では、レーザカプラ９２などの光源に近い側から順に、ＤＶＤ用対物レンズ２２、ＣＤ用対物レンズ２３、ＢＤ用対物レンズ２１が配置されるように、レンズホルダ５６によりこれらの対物レンズ２１、２２、２３が保持されている。レンズホルダ５６の端部には、レンズホルダを２軸または３軸駆動するためのコイル３９が装着されている。以下、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２、及びＣＤ用対物レンズ２３をまとめて対物レンズ２１〜２３という場合もある。
【０１１８】
ここで、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２、ＣＤ用対物レンズ２３、及びレンズホルダ５６を含む機械的な振動系を考える。ＣＤ用対物レンズ２３は、他の２つの対物レンズに比べ、振動系が共振するときの当該振動系の振動の腹に近い位置に配置されている。図１３に示す例では、ＣＤ用対物レンズ２３は、レンズホルダ５６の中央付近に配置される。本実施の形態では、ＣＤ用対物レンズ２３及びＤＶＤ用対物レンズ２２は、図８に示したような一体成型された例を示している。しかし、対物レンズ２１〜２３はそれぞれ別体であってもよいし、図２６（Ａ）、（Ｂ）に示したような対物レンズ２１〜２３のすべてが一体成型されたレンズユニットであってもよい。
【０１１９】
図１４（Ａ）は、振動系のフォーカス方向（Ｚ軸方向）の共振をシミュレーションした図である。図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）における共振ピークを、対物レンズ２１〜２３ごとに示したグラフである。この場合、共振周波数（２次）は２７kHzであった。図１４（Ｂ）は、振動系のトラッキング方向（Ｘ軸方向）の共振をシミュレーションした図である。図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）における共振ピークを、対物レンズ２１〜２３ごとに示したグラフである。この場合、共振周波数（２次）は２２kHzであった。図１４（Ａ）、（Ｂ）から、フォーカス方向及びトラッキング方向で、レンズホルダの中央付近が共振の腹となっていることが分かる。
【０１２０】
ＮＡが大きい対物レンズほど集光スポットを小さく絞ることができ、光ディスク１の記録密度は高くなる一方で、焦点深度が小さくなってしまう。その結果、記録密度が高い光ディスク１ほど、フォーカシングサーボやトラッキングサーボについて高い精度が要求される。したがって、ＮＡが大きいＢＤ用対物レンズ２１またはＤＶＤ用対物レンズ２２は、振動系の影響を極力受けないようにするため、共振の腹より遠い位置に配置され、ＮＡが最小のＣＤ用対物レンズ２３は、共振の腹に近い位置に配置される。これにより、対物レンズ２１〜２３による信号の記録または再生エラーを防止することができる。薄型の光ディスクドライブにおいては、スピンドルモータ９の回転数にして最大５０００〜６０００rpm程度で用いられることが多い（ＣＤにして２４倍速程度、ＤＶＤにして８倍速程度、ＢＤにして５倍速程度に相当する）が、特にそのような、高い速度による記録または再生のときに高精度なサーボが要求されるので、本実施形態は有効である。
【０１２１】
本実施の形態の場合、図１６に示すように、対物レンズ装置４５は、移動ベース４に次のように配置される。光ピックアップ装置１５６の非動作時において、対物レンズ装置４５は、光ディスク１がディスククランパ３（図１参照）に保持されたときの光ディスク１の中心を通る中心線Ｅが通る位置にＣＤ用対物レンズ２３が位置するように配置される。あるいは、図１７に示すように、対物レンズ装置４５は、光ピックアップ装置２５６の非動作時において、その中心線Ｅからずれた位置にＣＤ用対物レンズ２３が位置するように配置されていてもよい。
【０１２２】
レンズホルダ５６の形状やコイル３９の配置などによっては、共振の腹の位置が、必ずしもレンズホルダ５６の中央付近であるとは限らない。例えば、図４または図１２に示した順に各対物レンズ２１〜２３が配置されている場合に、その振動系の共振の腹に最も近い位置にＣＤ用対物レンズ２３が配置される場合もあり得る。本実施の形態の趣旨は、振動系の共振の腹の部分にＣＤ用対物レンズ２３が配置されることである。対物レンズ装置の製造時において、意図的に振動系の共振の腹の位置が設定されてもよい。
【０１２３】
また、図１３に示した対物レンズ装置４５では、レンズホルダ５６の上面にプロテクタ３７が設けられている。このプロテクタ３７は、光ディスク１と、３つの対物レンズ２１〜２３（特に、対物レンズ２１〜２３の上端面）のうち少なくとも１つとが接触することを防ぐ機能を有する。すなわち、プロテクタの上端面の高さが、対物レンズ２１〜２３の上端面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの高さより高く設定されている。
【０１２４】
プロテクタ３７は、例えばタンジェンシャル方向（Ｙ軸方向）で２つ設けられているが、１つであってもよいし、どのような配置であってもよい。プロテクタ３７の材質は、樹脂、ゴム、金属などであるが、その他の材料であってもよい。
【０１２５】
図１８は、他の実施形態に係るプロテクタを備えた対物レンズ装置を示す斜視図である。本実施の形態に係るプロテクタ３８は、光ディスク１のラジアル方向での外周側に設けられ、内周側には設けられていない。つまり、プロテクタ３８は、そのラジアル方向でレンズホルダ６６の上面のほぼ中央位置から外周側にかけて設けられている。これにより、プロテクタ３８とＣＤの内周部に形成された環状のリブ（図示せず）とが接触することを防止できる。なお、このリブの高さは、規格上最大０．４mmとされている。
【０１２６】
図１８では、プロテクタ３８は、そのラジアル方向でレンズホルダ６６の上面のほぼ中央位置から外周側にかけて設けられているが、プロテクタ３８がＣＤの内周部のリブに接触しなければ、レンズホルダ６６のどの位置に設けられていてもよい。
【０１２７】
なお、図１３に示した対物レンズ装置４５の考え方が、図８または図１０に示す対物レンズ装置３５、４０に適用されてもよいし、以降に説明する他の実施形態に係る対物レンズ装置に適用されてもよい。
【０１２８】
次に、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２、ＣＤ用対物レンズ２３の相対的な高さの配置の他の実施形態について説明する。図１９は、対物レンズ２１〜２３の必要最小ストローク（必要最小のフォーカスストローク）及びＷＤを示す図である。なお、図１９では、各寸法値（単位は[mm]）に対して、対物レンズ２１〜２３の大きさを小さく表している。
【０１２９】
本実施の形態では、ＣＤ用対物レンズ２３の必要最小ストロークの範囲内に、ＢＤ用対物レンズ２１、ＤＶＤ用対物レンズ２２のそれぞれ必要最小ストロークの範囲が含まれている。各対物レンズ２１〜２３のＷＤが設定されている。必要最小ストロークとは、光ディスク１の許容面ぶれ量（規格値）相当する距離である。例えば、ＣＤ用対物レンズ２３の必要最小ストロークは、ＣＤの許容面ぶれ量±０．５mm（最大１．０mm）である。ＤＶＤ用対物レンズ２２の必要最小ストロークは、ＤＶＤの許容面ぶれ量±０．４mm（最大０．８mm）である。ＢＤ用対物レンズ２１の必要最小ストロークは、ＢＤの許容面ぶれ量±０．３mm（最大０．６mm）である。すなわち、本実施形態の趣旨は、最も長い必要最小ストロークであるＣＤの許容面ぶれ量±０．５mmの範囲内に、ＤＶＤ用及びＢＤ用対物レンズ２２及び２１のそれぞれの必要最小ストロークの範囲が含まれるように、レンズホルダ５６が各対物レンズ２１〜２３を保持していることである。このような構成によれば、対物レンズ装置の製造時において、±０．５mmの範囲内で、薄型化を実現しながらも、ＤＶＤ用及びＢＤ用対物レンズ２２及び２１のそれぞれの高さの配置を自由に設定することができる。
【０１３０】
本実施の形態では、対物レンズ２１〜２３のＷＤは、それぞれ０．２mm、０．４mm、０．４mmとなっている。
【０１３１】
図２０は、従来のＣＤとＤＶＤの互換対物レンズのＷＤを示す図である。この図から分かるように、互換対物レンズ７９であるため対物レンズの必要最小ストロークは大きくならざるを得なくなり、また、その分ＷＤも大きくなる。ＣＤの場合、ＷＤは０．７mmであり、ＤＶＤの場合、ＷＤは０．３３mmである。上記特許文献１について説明したように、２つのＷＤに差（ΔＷＤ）があるので、両方のディスク２００、３００の場合で、互換対物レンズ７９の中立位置が異なる。したがって、その分のスペースを確保しなければならず、確保すべき対物レンズ装置の可動範囲が大きくなってしまう。
【０１３２】
図２１は、図８及び図９に示したような、ＣＤ用対物レンズ及びＤＶＤ用対物レンズが一体成型された対物レンズ装置の他の実施形態を示す図である。一体成型されたＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４では、ＣＤ用対物レンズ２３の上端面２３ｂとＤＶＤ用対物レンズ２２の上端面２２ｂとが同じ高さに設定されている。また、ＢＤ用対物レンズ２１の上端面２１ｂも、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４の上端面２３ｂ、２２ｂと同じ高さに設定されれば製造が容易になるとともに、上記プロテクタ３７または３８も配置しやすくなり、またそれぞれの光ディスク１に対する衝突の可能性も最小とすることができる。
【０１３３】
また、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４のＷＤは、０．２〜０．５mmに設定されている。図２１に示す例では、そのＷＤは０．４mmとされている。
【０１３４】
上記下限値０．２mmについて説明する。ＣＤの場合、ＣＤの外周部に最大０．１ｍｍの環状のリブが設けられている。また、カバー層厚さが１．２±０．１mmであるので、最もカバー層が厚いＣＤとして１．３mmのカバー層厚を有するＣＤが用いられることが想定される。したがって、１．２mmと１．３mmの差である０．１mmの空気換算分の距離である０．０６（≒０．１／１．６）だけ、１．３ｍｍのディスクに対して対物レンズがディスクに接近してしまう。従って、外周部のリブとの衝突回避という条件だけでも、最低限０．１＋０．０６＝０．１６ｍｍのＷＤが必要となる。さらに、例えばＣＤ（あるいはＤＶＤ）がチャッキング機構でチャッキングされたときのそのディスクの傾きや、レンズホルダ６６により保持されるＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４の傾きなどを考慮すると、０．１６mm＋（０．０２〜０．０４mm）=０．２mmとなる。
【０１３５】
上限値０．５mmについて説明する。ＣＤとＤＶＤの各カバー層厚さの差は、１．２−０．６=０．６mmである。これを空気換算すると、０．３６（≒０．６／１．６）となる。上記下限値０．２mmに０．３６を加え、端数を切り捨てることで０．５mmが得られる。
【０１３６】
このようにＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４のＷＤが設定される場合、ＢＤ用対物レンズ２１のＷＤは、ＢＤ用対物レンズ２１及びＣＤ用対物レンズ２３のそれぞれの必要最小ストローク（片側）の違い０．２ｍｍを考慮して、図２１に示す例では、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４のＷＤが０．４ｍｍに対して、ＢＤ用対物レンズ２１のＷＤは０．２mmとされている。
【０１３７】
図２２は、例えば上記ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４及びＢＤ用対物レンズ２１が装着されるレンズホルダを示す斜視図である。ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４は、凹部５７に装着され、ＢＤ用対物レンズ２１は、凹部５８に装着される。
【０１３８】
例えば、対物レンズ装置４５の製造時において、まず、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４が凹部５７に嵌め込まれる。このときのＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４のラジアル方向及びタンジェンシャル方向のスキュー値を基準とする。作業者は、ＢＤ用対物レンズ２１のタンジェンシャル方向のスキューを、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４の基準のスキュー値に一致させるように、ＢＤ用対物レンズ２１のタンジェンシャル方向のスキューを調整する。ＢＤ用対物レンズ２１のラジアル方向についてはスキュー調整されなくても、２軸または３軸アクチュエータにより記録または再生時に調整可能である。
【０１３９】
このスキュー調整の様子を図２３に示す。図２４は、スキュー調整時のＢＤ用対物レンズ２１の断面図である。例えば、２本押さえピン７２及び７３を有する調整具の、１本のピン７２の高さが調整されることでスキュー調整が行われる。
【０１４０】
このように、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４は、大きさが大きいため、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット１３４がスキュー調整されるより、ＢＤ用対物レンズ２１のスキューが調整される方がスキュー調整が容易になる。
【０１４１】
上記各実施の形態に係る対物レンズ２１〜２３のうち少なくとも１つは、セルフアパーチャ部を有していてもよい。これにより、従来のようにレンズホルダにアパーチャが設けられる場合に比べ、高い位置決め精度の必要がなくなる。
【０１４２】
特に、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット３４、１３４は、セルフアパーチャ部を有していもよい。図２５は、セルフアパーチャ部１２２ａ、１２３ａを有するＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニットを示す図である。図２５の例では、特開２０００−３０２７８でも記載されているように、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット２３４は、所定の関数で示す曲面を有することで、環状のセルフアパーチャ部１２２ａ、１２３ａが形成される。
【０１４３】
典型的には、ＣＤ用対物レンズ１２３（またはＤＶＤ用対物レンズ１２２）の半径方向（Ｙ軸方向）から所定の半径以内に入射したレーザ光は、ＣＤ３００（またはＤＶＤ２００）のピットに収束する（収束光α）。上記所定の半径より外側であるセルフアパーチャ部１２３ａ（または１２２ａ）に入射したレーザ光は、平行光β、発散光、または収束光であっても記録／再生処理に寄与しない光として出射する。すなわち、従来のような対物レンズとは別体のアパーチャがなくても、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット２３４はアパーチャ機能を有する。これにより、対物レンズ装置の小型化または薄型化を実現することができる。
【０１４４】
従来のようなアパーチャがＣＤ用及びＤＶＤ用対物レンズ２３及び２２のためのアパーチャが、レンズホルダにそれぞれ設けられる場合、各アパーチャの中心と、ＣＤ用及びＤＶＤ用対物レンズ２３及び２２のそれぞれの中心（光軸の位置）とを一致させることが難しい。これに対し、本実施の形態では、ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット２３４のＣＤ用及びＤＶＤ用対物レンズ１２３及び１２２がそれぞれセルフアパーチャ部１２３ａ、１２２ａを有するので、上記のような問題はない。
【０１４５】
なお、セルフアパーチャ部１２２ａ、１２３ａは、曲面の関数で定義される場合のものに限られない。レーザ光が平行光として出射したり、または発散などすれば、どのような形態であってもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ディスク駆動装置の概略斜視図である。
【図２】図１の光ディスク駆動装置に搭載された光ピックアップ装置を示す模式的な平面図である。
【図３】図１に示した光ディスク駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す光ピックアップ装置の光学系に含まれる対物レンズ装置の側面図である。
【図５】レーザカプラを示す斜視図である。
【図６】本実施の形態に係るＣＤ用、ＤＶＤ用、ＢＤ用対物レンズの、それぞれのφ（有効径）、ｆ（焦点距離）、ＮＡを示した表である。
【図７】ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの各カバー層の厚さ示した表である。
【図８】本発明の他の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す平面図である。
【図９】図８に示す光ピックアップ装置の対物レンズ装置の周辺の側面図である。
【図１０】本発明のさらに別の他の実施の形態に係る光ピックアップ装置を示す平面図である。
【図１１】（Ａ）は図１０におけるＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である。
【図１２】本発明のさらに別の実施の形態に係る対物レンズ装置を示す側面図であり、ＢＤ用対物レンズが中央に配置された対物レンズ装置を示す図である。
【図１３】本発明のさらに別の実施の形態に係る対物レンズ装置を示す斜視図である。
【図１４】（Ａ）は、振動系のフォーカス方向の共振をシミュレーションした図である。（Ｂ）は、振動系のトラッキング方向の共振をシミュレーションした図である。
【図１５】（Ａ）は、図１４（Ａ）における共振ピークを、対物レンズごとに示したグラフである。（Ｂ）は、図１４（Ｂ）における共振ピークを、対物レンズごとに示したグラフである。
【図１６】図１３に示す対物レンズ装置の初期位置の例を示す模式図である。
【図１７】図１３に示す対物レンズ装置の初期位置の他の例を示す模式図である。
【図１８】他の実施形態に係るプロテクタを備えた対物レンズ装置を示す斜視図である。
【図１９】各対物レンズの必要最小ストローク及びＷＤを示す図である。
【図２０】従来のＣＤとＤＶＤの互換対物レンズのＷＤを示す図である。
【図２１】図８及び図９に示したようなＣＤ用対物レンズ及びＤＶＤ用対物レンズが一体成型された対物レンズ装置の他の実施形態を示す図である。
【図２２】ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット及びＢＤ用対物レンズが装着されるレンズホルダを示す斜視図である。
【図２３】図２２に示したＢＤ用対物レンズのスキュー調整の様子を示す図である。
【図２４】そのスキュー調整時のＢＤ用対物レンズの断面図である。
【図２５】セルフアパーチャ部を有するＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニットを示す図である。
【図２６】（Ａ）は、３つの対物レンズが一体成型された対物レンズを示す斜視図である。（Ｂ）は、その側面図である。
【符号の説明】
【０１４７】
ｆ１…第１の焦点距離
ｆ２…第２の焦点距離
ｆ３…第３の焦点距離
カバー層の厚さの差…Δｔａ、Δｔｂ、Δｔｃ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３…光路長
１…光ディスク（１００…ＢＤ、２００…ＤＶＤ、３００…ＣＤ）
６、１０６、２０６、１５６、２５６…光ピックアップ装置
８…アクチュエータ
２１…ＢＤ用対物レンズ
２１ａ…第１のレンズ主点
２２、３２…ＤＶＤ用対物レンズ
２２ａ…第２のレンズ主点
２３、３３…ＣＤ用対物レンズ
２３ａ…第３のレンズ主点
３５、４０、４５…対物レンズ装置
２６、３６、４６、５６、６６…レンズホルダ
３４、１３４、２３４…ＤＶＤ／ＣＤ対物レンズユニット
５０…光ディスク駆動装置
１００ａ、２００ａ、３００ａ…カバー層
【図１】
2007328902.tif 000003
【図２】
2007328902.tif 000004
【図３】
2007328902.tif 000005
【図４】
2007328902.tif 000006
【図５】
2007328902.tif 000007
【図６】
2007328902.tif 000008
【図７】
2007328902.tif 000009
【図８】
2007328902.tif 000010
【図９】
2007328902.tif 000011
【図１０】
2007328902.tif 000012
【図１１】
2007328902.tif 000013
【図１２】
2007328902.tif 000014
【図１３】
2007328902.tif 000015
【図１６】
2007328902.tif 000016
【図１７】
2007328902.tif 000017
【図１８】
2007328902.tif 000018
【図１９】
2007328902.tif 000019
【図２０】
2007328902.tif 000020
【図２１】
2007328902.tif 000021
【図２６】
2007328902.tif 000022
【図１４】
2007328902.tif 000023
【図１５】
2007328902.tif 000024
【図２２】
2007328902.tif 000025
【図２３】
2007328902.tif 000026
【図２４】
2007328902.tif 000027
【図２５】
2007328902.tif 000028