(57)【要約】【課題】対物レンズの光軸方向における光学系の寸法を顕著に縮小できる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】対物レンズ１００には、出射面１０２に対して反対側の面に反射面１０１が形成され、その一部に、開口１０１ａが形成されている。さらに、開口１０１ａを介して入射されたレーザ光を反射面１０１へと導く曲面状の反射面１０２ａが配されている。レーザダイオード２０１から出射されたレーザ光は、立ち上げミラー２０３にて反射され、開口１０１ａから反射面１０２ａへと向かう。反射面１０２ａによって反射されたレーザ光は、反射面１０１に一様に導かれる。反射面１０１によって反射されたレーザ光は、さらに、出射面１０２によって収束され、ディスク上に集光される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズとを備え、
前記対物レンズは、
出射面に対して反対側の面に形成された第１の反射面と、
前記第１の反射面に形成され前記レーザ光が通過可能な透光部と、
前記透光部を介して入射された前記レーザ光を前記第１の反射面へと導く第２の反射面とを有し、
さらに、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記透光部から前記第２の反射面へと向かわせる光学素子を備え、
前記第２の反射面によって反射された後、前記第１の反射面によって反射された前記レーザ光が前記出射面によって前記記録媒体上に収束されるよう、前記第１の反射面、前記第２の反射面および前記出射面の面形状が調整され、
前記レーザ光源、前記対物レンズおよび前記光学素子がホルダによって一体的に収容されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２の反射面は、前記対物レンズの光軸からずれた位置に配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記透光部は、前記対物レンズの光軸からずれた位置に配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記光学素子は、前記対物レンズの厚みの範囲に含まれるように配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記レーザ光源は、前記光学素子までの前記レーザ光の光束が前記対物レンズの厚みの範囲に含まれるように配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項４または５において、
前記レーザ光源と前記光学素子は、前記対物レンズの光軸に直交する共通の設置面上に設置されている、
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、光ピックアップ装置に関し、特に、光学系の小型化を図る際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスク装置の小型化に伴って光ピックアップ装置の小型化が進められている。一般に、光ピックアップ装置には、レーザ光をディスク上に収束させるための構成として対物レンズが配され、対物レンズの光軸方向における光学系の寸法を小さくするために、立ち上げミラーが配されている。
【０００３】
図６は、対物レンズと立ち上げミラーの関係を示す図である。立ち上げミラーは、対物レンズの直下位置に配される。レーザ光は、対物レンズの光軸に直交する方向から立ち上げミラーに入射され、立ち上げミラーによって対物レンズに向かう方向に反射される。この場合、対物レンズの光軸方向における光学系の寸法は、同図に示す対物レンズの厚み、対物レンズの作動距離および可動量、立ち上げミラーの高さによって決定される。
【０００４】
しかし、立ち上げミラーには、対物レンズの開口数に応じた光束幅で、レーザ光が入射されるため、立ち上げミラーの高さは比較的大きなものとなる。立ち上げミラーを小型化できれば、対物レンズの光軸方向における光学系の寸法を縮小することができる。
【０００５】
これに対し、特許文献１には、図７に示す光学系が示されている。半導体レーザ１１から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ１２を透過し、ボールレンズ１３によって収束される。その後、レーザ光は、ミラー１４と、透明基板１５内のミラー１６によって反射され、対物レンズ１７によってディスク上に収束される。ディスクからの反射光は、上記光路を逆行し、ビームスプリッタ１２によって反射され、透明基板１５内の光検出器１８へと導かれる。
【０００６】
この構成では、ボールレンズ１３によって収束された状態でレーザ光がミラー１４に入射されるため、ミラー１４を小型化できる。よって、対物レンズ１７の光軸方向における光学系の寸法を縮小することができる。
【特許文献１】特開２００２−３６７２１８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、かかる特許文献１の構成によれば、対物レンズ１７の直下位置に、ミラー１４の他、さらにミラー１６を配する必要があるため、対物レンズ１７の光軸方向における光学系の寸法は、ミラー１６の配置スペース分だけ大きくなる。また、この構成では、対物レンズの光軸位置にミラー１４が配されるため、ミラー１６によって反射されたレーザ光は、高強度の中央部分がミラー１４によって遮られることとなる。このため、この構成では、ディスクに対してレーザ光を効率良く導くことができなくなるとの不具合が生じる。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、対物レンズの光軸方向における光学系の寸法を顕著に縮小できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。また、レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体に効率的に導き得る光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズとを備える。ここで、前記対物レンズは、出射面に対して反対側の面に形成された第１の反射面と、前記第１の反射面に形成され前記レーザ光が通過可能な透光部と、前記透光部を介して入射された前記レーザ光を前記第１の反射面へと導く第２の反射面とを有する。さらに、このピックアップ装置は、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を前記透光部から前記第２の反射面へと向かわせる光学素子を備える。そして、前記第２の反射面によって反射された後、前記第１の反射面によって反射された前記レーザ光が前記出射面によって前記記録媒体上に収束されるよう、前記第１の反射面、前記第２の反射面および前記出射面の面形状が調整される。また、前記レーザ光源、前記対物レンズおよび前記光学素子がホルダによって一体的に収容されている。
【００１０】
この態様に係る光ピックアップ装置によれば、対物レンズに入射する際のレーザ光の光束幅を小さくすることができる。よって、光学素子（たとえば、立ち上げミラー）を小さくでき、対物レンズの光軸方向における光学系のサイズを顕著に縮小することができる。また、このようにレーザ光の光束幅を小さくできるため、透光部と第２の反射面を小さくすることができる。よって、透光部と第２の反射面によるレーザの光量ロスを抑制でき、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００１１】
さらに、第１の反射面における反射作用を利用してレーザ光が収束されるため、通常の対物レンズのように界面通過時の屈折作用のみによってレーザ光が収束される場合に比べ、色収差を抑制することができる。したがって、たとえば、温度変化あるいは出力パワーの切り替え等によってレーザ光の波長に変動が生じても、波長変動によるレーザ光の劣化を抑制することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様に係る光ピックアップ装置において、前記第２の反射面は、前記対物レンズの光軸からずれた位置に配されていることを特徴とする。この態様によれば、第２の反射面がレーザ光の中央部分よりもずれた位置に配されるため、高強度のレーザ光中央部分が第２の反射面によって遮られるのを抑制でき、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様に係る光ピックアップ装置において、前記透光部は、前記対物レンズの光軸からずれた位置に配されていることを特徴とする。この態様によれば、透光部がレーザ光の中央部分よりもずれた位置に配されるため、高強度のレーザ光中央部分が透光部から対物レンズ外に漏れるのを抑制でき、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第３の態様に係る光ピックアップ装置において、前記光学素子は、前記対物レンズの厚みの範囲に含まれるように配されていることを特徴とする。この態様によれば、光学素子（たとえば、立ち上げミラー）が前記対物レンズの厚み範囲内に収められるため、対物レンズの光軸方向における光学系のサイズがかなり小さくなる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第４の態様に係る光ピックアップ装置において、前記レーザ光源は、前記光学素子までの前記レーザ光の光束が前記対物レンズの厚みの範囲に含まれるように配されていることを特徴とする。この態様によれば、レーザ光源から光学素子までのレーザ光の光束が対物レンズの厚み範囲内に収められるため、対物レンズの光軸方向における光学系のサイズをさらに小さくすることができる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第４または第５の態様に係る光ピックアップ装置において、前記レーザ光源と前記光学素子は、前記対物レンズの光軸に直交する共通の設置面上に設置されていることを特徴とする。こうすると、レーザ光源と光学素子（たとえば、立ち上げミラー）が前記対物レンズの厚み範囲内に収められるため、対物レンズの光軸方向における光学系のサイズを顕著に小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように本発明によれば、対物レンズの光軸方向における光学系の寸法を顕著に縮小できる光ピックアップ装置を提供することができる。また、レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体に効率的に導くことができる。
【００１８】
本発明の特徴は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。但し、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に、実施の形態に係る光ピックアップ装置の光学系の構成を示す。
【００２０】
図示の如く、この光学系は、対物レンズ１００と、レーザダイオード２０１と、光路変更素子２０２と、立ち上げミラー２０３とを備えている。これら、対物レンズ１００と、レーザダイオード２０１と、光路変更素子２０２と、立ち上げミラー２０３は、ホルダ３０１に収容されている。また、ホルダ３０１には、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボ用のコイル３０２が配されている。コイル３０２には、磁気回路（図示せず）から磁界が印加されている。ホルダ３０１は、たとえばサスペンションワイヤー等によってフォーカス方向とトラッキング方向に変位可能に支持されている。
【００２１】
対物レンズ１００の出射面１０２と反対側の面には反射面１０１がスパッタ等により形成されている。この反射面１０１の一部に、反射膜のない開口１０１ａが配されている。開口１０１ａは、たとえば、スパッタによる反射膜形成時にその領域をマスクすることによって形成される。
【００２２】
対物レンズ１００の出射面１０２には、対物レンズ１００の内部方向に突出した曲面１０２ｂ（図１には図示せず）が形成され、この曲面１０２ｂの部分に反射面１０２ａがスパッタ等によって形成されている。反射面１０２ａの形状は、図示の如く開口１０１ａから入射されたレーザ光が反射面１０１に一様に広がるような形状とされている。
【００２３】
図２に、対物レンズ１００における反射面１０２ａと開口１０１ａの配置位置を示す。なお、同図（ａ）、（ｂ）は、対物レンズを出射面１０２側から見た図であり、同図（ａ）、（ｂ）は、対物レンズを反射面１０１側から見た図である。また、同図（ａ）は、反射面１０２ａが形成される前の状態を示し、同図（ｃ）は、反射面１０１が形成される前の状態を示している。
【００２４】
同図（ａ）を参照して、対物レンズ１００の出射面１０２には、光軸Ｏから距離Ｄ１だけ離れた位置に、対物レンズ１００の内部方向に突出した曲面１０２ｂが形成されている。この曲面１０２ｂの部分に反射膜が形成され、同図（ｂ）に示す如く、反射面１０２ａが形成される。
【００２５】
同図（ｃ）を参照して、対物レンズ１００の出射面１０２と反対側の面には、光軸Ｏから距離Ｄ２（Ｄ２＞Ｄ１）だけ離れた開口１０１ａの配置領域にマスクが配される。図示の如く、開口１０１ａの配置位置と反射面１０２ｂの配置位置は同一径上に並んでいる。この状態で、マスクの上から反射面１０１を形成し、その後、マスクを除去する。これにより、同図（ｄ）のように、反射面１０１上に開口１０１ａが形成される。
【００２６】
図１に戻り、ホルダ３０１内には、基板２０６が配され、この基板２０６上にさらに基板２０５が配されている。基板２０５の上面は、対物レンズ１００の光軸に垂直な面となっており、この面上に、レーザダイオード２０１、光路変更素子２０２、立ち上げミラー２０３が装着されている。また、基板２０５には、光検出器２０４が埋め込まれている。さらに、基板２０６の上面には、対物レンズ１００を装着するための台座２０７が配されている。台座２０７の上面は、反射面１０１の曲面形状と同様の曲面形状となっている。
【００２７】
図３は、光学系の生成工程を示す図である。
【００２８】
同図（ａ）は、半導体製造プロセスを用いて生成される構成部分を示す図である。この生成工程では、まず、上面に台座２０７が嵌め込まれる凹部２０６ａを有する基板２０６が生成される。次に、基板２０６の上面に、基板２０５が生成される。この際、同時に、光検出器２０４が生成され、また、光路変更素子２０２と立ち上げミラー２０３を嵌め込むための凹部２０６ｂが生成される。その後、基板２０５の上面にレーザダイオード２０１が生成される。これにより、同図（ａ）に示す構成部分が生成される。
【００２９】
次に、同図（ｂ）に示す如く、凹部２０６ａに台座２０７が装着され、さらに、凹部２０６ｂに光路変更素子２０２と立ち上げミラー２０３が装着される。なお、台座２０７と立ち上げミラー２０３を、半導体製造プロセスを用いて形成しても良い。しかる後、同図（ｃ）に示す如く、対物レンズ１００が台座２０７に装着される。このとき、対物レンズ１００の反射面１０１を台座２０７に載せた状態で対物レンズ１００を前後左右に回転させ、レーザ光が開口１０１ａから適正に入射される位置に、対物レンズ１００が位置調整される。かかる調整後、接着剤により対物レンズ１００が基板２０７により固着される。
【００３０】
図４は、レーザダイオード２０１から開口１０１ａまでの部分を拡大して示す図である。同図（ａ）は側面図、同図（ｂ）は上面図である。
【００３１】
光路変更素子２０２は、偏光選択性の回折素子２０２ａと１／４波長板２０２ｂが一体化されて構成されている。レーザダイオード２０１から出射されたレーザ光の偏光方向は、回折素子２０２ａによる回折作用を受けない方向となっている。したがって、このレーザ光は、光路が変更されることなく回折素子２０２ａを透過して１／４波長板２０２ｂに入射し、ここで円偏光に変換される。その後、レーザ光は、立ち上げミラー２０３によって反射され、開口１０１ａを通って対物レンズ１００内に入射する。
【００３２】
図１に戻り、こうして対物レンズ１００内に入射したレーザ光は、反射面１０２ａへと導かれて反射される。反射されたレーザ光は、反射面１０２ａの曲面形状によりミラー面１０１に一様に導かれる。しかる後、レーザ光は、ミラー面１０１によって反射されて収束される。その後、レーザ光は、出射面１０２によってさらに収束され、ディスク内の記録層上に集光される。ディスク内の記録層によって反射されたレーザ光は、上記光路を逆行し、光路変更素子２０２に入射する。
【００３３】
再び図４を参照して、光路変更素子２０２に入射したレーザ光（ディスクからの反射光）は、１／４波長板２０２ｂによって直線偏光に変換される。このとき、レーザ光の偏光方向は、レーザダイオード２０１から出射される際のレーザ光の偏光方向に対して直交する方向となっている。このため、このレーザ光（ディスクからの反射光）は、回折素子２０２ａによって回折されて光路が変更され、同図（ａ）に示す如く、光検出器２０４に入射される。
【００３４】
ここで、回折素子２０２ａの回折パターンは、かかる光路変更作用の他、レーザ光に非点収差作用を付与するパターンに調整されている。かかる回折素子２０２ａの作用により、レーザ光（ディスクからの反射光）は、４分割センサを有する光検出器２０４上に、非点収差を持ちながら収束される。４分割センサからの出力を、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の生成手法およびプッシュプル法に基づくプッシュプル信号の生成手法にしたがって演算処理することにより、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号（トラッキングエラー信号）が生成される。
【００３５】
図５は、本実施の形態による光学系の対物レンズ１００光軸方向における寸法を示す図である。本実施の形態によれば、対物レンズ１００の厚みの範囲内にレーザダイオード２０１、光路変更素子２０２および立ち上げミラー２０３が配置されるため、光学系の厚みは、対物レンズ１００の厚みと同じになる。よって、対物レンズ１００の光軸方向における光学系の寸法を顕著に縮小することができ、光ピックアップ装置を顕著に小型化することができる。
【００３６】
また、レーザダイオード２０１が対物レンズ１００の直近位置に配置されているため、対物レンズ１００に入射する際のレーザ光の光束幅をかなり小さくすることができる。このため、開口１０１ａと反射面１０２ａを小さくすることができ、開口１０１ａと反射面１０２ａによるレーザの光量ロスを抑制することができる。つまり、反射面１０２ａによって反射されたレーザ光は、その一部が、開口１０１ａから外部に放出され、また、反射面１０１によって反射されたレーザ光は、その一部が、反射面１０２ａによって遮られる。よって、開口１０１ａと反射面１０２ａが大きいと、開口１０１ａから外部に漏れるレーザ光の光量と、反射面１０２ａによって遮られるレーザ光の光量が大きくなり、レーザ光の光量ロスが大きくなる。これに対し、本実施の形態では、開口１０１ａと反射面１０２ａを小さくできるため、開口１０１ａと反射面１０２ａによるレーザの光量ロスを抑制することができ、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００３７】
さらに、本実施の形態によれば、反射面１０１における反射作用を利用してレーザ光が収束されるため、通常の対物レンズのように出射面１０２と入射面（反射面１０１が形成される面）を通過する際の２つの屈折作用によってレーザ光が収束される場合に比べ、色収差を抑制することができる。したがって、本実施の形態によれば、たとえば、温度変化あるいは出力パワーの切り替え等によってレーザ光の波長に変動が生じても、波長変動によるレーザ光の劣化を抑制することができる。
【００３８】
また、本実施の形態によれば、反射面１０２ａがレーザ光の中央部分（対物レンズ１００の光軸）よりも距離Ｄ１（図２参照）だけずれた位置に配されるため、高強度のレーザ光中央部分が反射面１０２ａによって遮られるのを抑制でき、レーザ光の利用効率を高めることができる。なお、図２の距離Ｄ１を対物レンズ１００の光軸から離間させる程、反射面１０２ａの位置がレーザ光の中央から離れるため、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００３９】
さらに、本実施の形態によれば、開口１０１ａがレーザ光の中央部分（対物レンズ１００の光軸）よりも距離Ｄ２（図２参照）だけずれた位置に配されるため、高強度のレーザ光中央部分が開口１０１ａから対物レンズ１００外に漏れるのを抑制でき、レーザ光の利用効率を高めることができる。なお、この場合も、図２の距離Ｄ２を対物レンズ１００の光軸から離間させる程、開口１０１ａの位置がレーザ光の中央から離れるため、レーザ光の利用効率を高めることができる。
【００４０】
以上、本実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。
【００４１】
たとえば、上記実施の形態では、対物レンズ１００と、レーザダイオード２０１、光路変更素子２０２、立ち上げミラー２０３からなる光学系をホルダ３０１に一系統だけ配する構成としたが、この光学系を二系統以上配し、異種のディスクに適応可能な互換型の光ピックアップ装置とすることも可能である。この場合、各系のレーザダイオードは、対応するディスクに応じて異なる波長のレーザ光を出射する。
【００４２】
また、上記実施の形態では、出射レーザ光の光軸が対物レンズ１００の光軸に直交するようレーザダイオード２０１を配置したが、出射レーザ光の光軸が図１の状態から上下方向に所定角度だけ傾くようにレーザダイオード２０１を配置しても良い。この場合も、出射レーザ光の光軸が図１の状態から上方向に傾くようにレーザダイオード２０１を配置すると、レーザダイオード２０１を対物レンズ１００の厚み範囲内に配置することができるため、光学系の厚みを小さくすることができる。
【００４３】
さらに、上記実施の形態では、対物レンズ１００の内部に突出するよう反射面１０２ａを形成したが、逆に、対物レンズ１００の外部に突出するよう反射面１０２ａを形成することもできる。この場合、反射面１０２ａによって反射されたレーザ光は、反射面１０１に到達する前に、対物レンズ１００内部で一旦収束し、その後、広がって、反射面１０１へと一様に導かれる。
【００４４】
さらに、上記実施の形態では、レーザ光が通過する位置に開口１０１ａと反射面１０２ａを配したが、光学設計上可能であれば、レーザ光が通過しない位置に開口１０１ａと反射面１０２ａの双方または何れか一方を配しても良い。こうすると、レーザ光が開口１０１ａまたは反射面１０２ａによって光量ロスを受けないため、レーザ光の利用効率を高めることができる。なお、レーザ光が通過しない位置に開口１０１ａを配する場合、その位置にはそもそもレーザ光が入射されないため反射面１０１も不要となる。よって、この場合、開口１０１ａは反射面１０１に形成されるというよりも、むしろ、反射面１０１が形成されていない領域からレーザ光が対物レンズ内に入射するということになる。この領域も、上記実施の形態における開口１０１ａと同様、本発明の透光部に相当する。
【００４５】
さらに、上記実施の形態では、開口１０１ａと反射面１０２ａが対物レンズ１００の径方向（対物レンズ１００の光軸に直交する一つの直線上）に並ぶよう配置されたが、開口１０１ａと反射面１０２ａは必ずしもこのように配置される必要はなく、開口１０１ａを通過したレーザ光が、反射面１０２ａによって反射されることにより、反射面１０１上の所定の領域に適正に導かれ得る位置に配置されていれば良い。
【００４６】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成を示す図
【図２】実施の形態に係る対物レンズの構成を示す図
【図３】実施の形態に係る光学系の生成工程を示す図
【図４】実施の形態に係る光学系の一部を拡大して示す図
【図５】実施の形態に係る光学系の対物レンズ光軸方向の寸法を示す図
【図６】従来技術に係る光学系の対物レンズ光軸方向の寸法を示す図
【図７】特許文献１の構成を示す図
【符号の説明】
【００４８】
１００  対物レンズ
１０１  反射面（第１の反射面）
１０１ａ  開口（透光部）
１０２  出射面
１０２ａ  反射面（第２の反射面）
２０１  レーザダイオード
２０３  立ち上げミラー
２０５  基板
３０１  ホルダ
【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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