JP2003203374A - 光ピックアップ用対物レンズ、及びその製造方法、並びに光ピックアップモジュール、光ディスク装置、及び結露除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ表面に光吸収発熱体を形成し、その発
熱によりレンズ表面の結露を除去する光ピックアップ用
対物レンズを提供する。 【解決手段】 本実施形態の対物レンズは第１のレンズ
１が形成された基板５と、第２のレンズ４が形成された
基板６と、基板５と６を貼り合わせて固定する接着剤３
と、第１のレンズ１と第２のレンズ４の光路を遮らない
位置に形成され、基板５の外側周辺には光吸収発熱体
２、内側に光吸収発熱体９が形成され、基板６の外側周
辺には光吸収発熱体１０、内側に光吸収発熱体８が形成
されている。図１では光吸収発熱体を図の位置に形成し
ているが、光路を遮らない位置であればどこでも構わな
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップ用
対物レンズに関し、さらに詳しくは、対物レンズ表面に
付着した結露を除去する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、音楽の記録再生装置
にとどまらず、画像の記録再生装置、あるいは情報記憶
装置などにも使用され広く普及している。近年では、音
楽・画像の記録再生装置や情報記憶装置のモバイル化が
進む中で、光ディスクの大容量化（高記録密度化）が要
求される一方、高い信頼性も要求されている。これによ
り、据置型の装置の場合に比べて光ディスク装置が外部
環境の急激な変動、特に湿度や温度の急激な変動にさら
される機会が非常に多くなっている。湿度や温度の急激
な変動は、光ディスク装置の対物レンズを始めとする光
学部品等に結露を生じさせ、対物レンズ等へ付着した水
分は細かな水滴となり、いわゆる“曇り”が生じて、情
報の記録再生を妨げ、光ディスク装置の信頼性を大きく
損ねてしまう結果となる。対物レンズの曇りに対して従
来の特開平５−１５１６０１号公報の光ディスク装置で
は、図１１に示すようにブラシ（繊維毛）１０２と、そ
れを駆動するアクチュエータ１０１を備え、対物レンズ
１００の結露をブラシの駆動で除去したり、あるいは、
特開平６−７６３３３号公報では、図１２に示すよう
に、対物レンズ１１０表面に導電薄膜１２０を設け、導
電薄膜１２０に通電し、対物レンズ１１０を加熱するこ
とにより、対物レンズ１１０の結露を除去することがな
されている。一方、光ディスクの大容量化に対しては特
開２０００−１３１５０８公報では、図１３に示すよう
に対物レンズを第１のレンズ１３０と第２のレンズ１４
０の２つのレンズで構成し、開口数（ＮＡ）を大きくし
たり、あるいは、近接場光を利用することで、記録密度
を高くするようなことがなされている。また、同一出願
人により、対物レンズ表面に光触媒材料（酸化チタン）
をコーティングし、光励起により超親水性にすることに
より、超親水性となった対物レンズ表面に環境変動で水
分が付着しても、水滴とならずに薄い水膜となるためレ
ンズに曇りは発生せず、レンズとして機能する技術が提
案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開２０００−１３１５０８公報の対物レンズでは、非常
に記録密度を高くすることができるが、レンズの曇りに
対する対策手段を備えておらず、信頼性に乏しいものと
なっている。これに対して、特開平５−１５１６０１号
公報のようにブラシとブラシを駆動するアクチュエータ
を備えたものは、ＣＤやＤＶＤの光ピックアップのよう
に対物レンズが単レンズであり、比較的構成が簡単な場
合には有効ではあるが、特開２０００−１３１５０８公
報の対物レンズのように比較的レンズ構成が複雑な場合
には、あまり有効ではない。特に２つのレンズが向き合
った面の曇りはブラシの駆動での除去が困難といった問
題があった。また、特開平６−７６３３３号公報のよう
に対物レンズ表面に導電薄膜を設けたものは、通電する
ための配線も設ける必要があり、特開２０００−１３１
５０８公報の対物レンズのように比較的レンズ構成が複
雑な場合には、あまり有効ではない。本発明は、かかる
課題に鑑み、レンズ表面に光吸収発熱体を形成し、その
発熱によりレンズ表面の結露を除去する光ピックアップ
用対物レンズを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１は、記録媒体上に光情報を記
録、再生する光ピックアップ用対物レンズにおいて、該
対物レンズの光路領域以外の一部または全部に、光を吸
収することにより発熱する光吸収発熱体を配置したこと
を特徴とする。レンズ表面の結露は、レンズの表面温度
と外気との温度差が急激に変化した場合に発生する。ま
た、湿度の高い環境においても空気中の水分がレンズ表
面に付着してレンズを曇らす原因となっている。この対
策として従来より、メカ的にブラシ等でレンズ表面の水
滴を除去したり、あるいは、レンズを発熱体により暖め
て水滴を蒸発させていた。これらの方法はそれなりの効
果はあるが、レンズ構造が変化した場合に効果を発揮で
きなかったり、実現のために構造的な複雑さを要求され
ていた。特に、後者の場合、発熱体への配線の複雑さ
や、発熱体の電源が必要である等の問題があった。そこ
で、前記の問題点を解消するために、電源も配線も必要
とせず、結露を除去するためにレンズの光路領域以外を
光吸収発熱体により覆い、この問題点解消を図ってい
る。かかる発明によれば、対物レンズの光路領域以外の
一部または全部に、光を吸収することにより発熱する光
吸収発熱体を形成することにより、電源も配線も必要と
せず、レンズの結露を除去することができる。請求項２
では、前記対物レンズの材質が有する熱伝導率よりも高
い熱伝導率を有し且つ前記光ピックアップに使用する光
源波長を透過させる薄膜を、前記対物レンズの光路領域
以外の一部または全部に形成された前記光吸収発熱体を
覆うように前記対物レンズ全面に形成することも本発明
の有効な手段である。請求項１では、光吸収発熱体をレ
ンズの光路領域以外に形成して、レンズに入射あるいは
レンズから出射する光束を遮らないように考慮されてい
た。しかし、最も結露を除去したい部分はこの光路上で
あり、光吸収発熱体が光を吸収してからレンズが加熱さ
れるまである程度の時間がかかってしまう。この時間を
可能な限り短縮するために、レンズの熱伝導率より高い
熱伝導率を有し、しかも、記録再生の光源波長を透過さ
せる材質で前記光吸収発熱体を含むレンズ全面を覆うよ
うにして、前記光吸収発熱体の熱をレンズの光路領域に
可能な限り早く伝達するようにする。かかる技術手段に
よれば、前記対物レンズの材質が有する熱伝導率より高
い熱伝導率を有し前記光ピックアップに使用する光源波
長を透過させる薄膜を、前記対物レンズの光路領域以外
の一部または全部に形成された前記光吸収発熱体を覆う
ように前記対物レンズ全面に形成することにより、レン
ズ光路領域の結露を迅速に除去することができる。

【０００５】請求項３は、前記対物レンズ全面に形成さ
れた第１の薄膜と、該第１の薄膜上に前記対物レンズの
光路領域以外の一部または全部に前記光吸収発熱体を配
置し、前記第１の薄膜と屈折率が異なり前記対物レンズ
の材質が有する熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し且つ
前記光ピックアップに使用する光源波長を透過させる第
２の薄膜を、前記光吸収発熱体を覆うように前記対物レ
ンズ全面に形成することも本発明の有効な手段である。
レンズ表面に薄膜を形成すると表面で光が反射して光入
射効率を低下してしまう。それを防ぐには、屈折率の異
なる薄膜をさらに重ねてコーティングすることにより防
ぐことができる。かかる技術手段によれば、前記対物レ
ンズ全面に形成された第１の薄膜と、該第１の薄膜上に
前記対物レンズの光路領域以外の一部または全部に前記
光吸収発熱体を形成し、前記第１の薄膜と屈折率が異な
り前記対物レンズの材質が有する熱伝導率より高い熱伝
導率を有し前記光ピックアップに使用する光源波長を透
過させる第２の薄膜を、前記光吸収発熱体を覆うように
前記対物レンズ全面に形成することにより、レンズ表面
の反射を防ぎ光入射効率を高めることができる。請求項
４は、前記第１の薄膜が酸化セリウムであり、前記第２
の薄膜がダイヤモンドライクカーボンであることも本発
明の有効な手段である。第１の薄膜の役目は、第２の薄
膜と屈折率が異なることが必要であり、それには酸化セ
リウムが適している。第２の薄膜は光吸収発熱体の熱を
効率よく伝導するために、熱伝導率が高い材質であるこ
とが重要であり、しかも、表面に傷がつきにくい、硬度
の高い材質が好ましい。かかる技術手段によれば、前記
第１の薄膜が酸化セリウムであり、前記第２の薄膜がダ
イヤモンドライクカーボンを使用することにより、結露
の除去と表面保護の両方を実現することができる。

【０００６】請求項５は、前記対物レンズが、少なくと
も２枚以上のレンズで構成されていることも本発明の有
効な手段である。レンズの開口数（ＮＡ）値を大きくす
るためには、屈折率の異なる複数のレンズを使用するこ
とが有効である。また、レンズ特有の収差を複数のレン
ズで打ち消し合う効果も期待できる。かかる技術手段に
よれば、前記対物レンズが、少なくとも２枚以上のレン
ズで構成されているので、開口数を高くでき、記録媒体
の記録密度を高くすることができる。請求項６は、前記
対物レンズを構成する前記２枚以上のレンズ同士が接着
剤により貼り合わされた構造であることも本発明の有効
な手段である。レンズの製造工程では基板上に形成され
た第１の多数のレンズと、別の基板上に形成された第２
の多数のレンズを製造し、その基板をアライメントで位
置あわせして重ねて構成している。そして、接着剤で両
者を接着している。かかる技術手段によれば、前記対物
レンズ同士が接着剤により貼り合わされた構造であるの
で、安いコストで製造することができる。請求項７は、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の前記対物レンズお
よび前記光吸収発熱体がウエハプロセスにて製造される
ことを特徴とする。レンズ及びレンズ上に形成する薄膜
は、半導体形成プロセスにより形成することができる。
つまり、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工
程によりレンズを形成し、薄膜は真空蒸着技術により形
成することができる。かかる発明によれば、請求項１乃
至６の何れか一項に記載の前記対物レンズおよび前記光
吸収発熱体がウエハプロセスにて製造されることによ
り、既存の設備が使用でき、製造コストの低減と大量生
産をすることができる。

【０００７】請求項８は、請求項１乃至６の何れか一項
に記載の前記対物レンズと、該対物レンズを記録媒体の
深さ方向若しくは半径方向に移動するアクチュエータ
と、前記記録媒体上に情報を記録、再生する記録再生用
光源と、該記録再生用光源からの光を前記対物レンズに
導く照明光学系と、前記記録媒体上のピットからの反射
信号を検出する検出器と、該検出器へ光を導く検出光学
系と、を備えたことを特徴とする。光ピックアップモジ
ュールは独立した機能を有するモジュールである。その
構成は本発明の対物レンズと、レンズを駆動するアクチ
ュエータと、記録再生のための光源と、本発明の対物レ
ンズの結露を除去するために、光吸収発熱体に光を照射
する光源と、検出器、光学系から構成されている。かか
る発明によれば、請求項１乃至６の何れか一項に記載の
前記対物レンズと、該対物レンズを記録媒体の深さ方向
若しくは半径方向に移動するアクチュエータと、前記記
録媒体上に情報を記録、再生する記録再生用光源と、該
記録再生用光源からの光を前記対物レンズに導く照明光
学系と、前記記録媒体上のピットからの反射信号を検出
する検出器と、該検出器へ光を導く検出光学系と、を備
えたことにより、周囲環境の変動に対して強い記録再生
が可能となる。請求項９は、請求項８に記載の光ピック
アップモジュールと、対物レンズに形成した光吸収発熱
体に光を照射する光源と、レーザダイオードを駆動する
駆動部と、光記録媒体を回転させる回転機構と、検出系
で検出したフォーカス信号をもとにフォーカスアクチュ
エータを駆動するフォーカス制御部と、検出系で検出し
たトラック信号をもとにトラックアクチュエータを駆動
するトラック制御部と、前記光記録媒体に記録されたデ
ータを再生する信号再生部とを備えたことを特徴とす
る。光ディスク装置の光ピックアップに本発明の対物レ
ンズを使用することにより、周囲環境の変動に対して強
い光ディスク装置を実現することができる。そして、従
来の構成要素以外に、対物レンズに形成した光吸収発熱
体に光を照射する光源が必要である。かかる技術手段に
よれば、請求項８に記載の光ピックアップモジュール
と、対物レンズに形成した光吸収発熱体に光を照射する
光源と、レーザダイオードを駆動する駆動部と、光記録
媒体を回転させる回転機構と、検出系で検出したフォー
カス信号をもとにフォーカスアクチュエータを駆動する
フォーカス制御部と、検出系で検出したトラック信号を
もとにトラックアクチュエータを駆動するトラック制御
部と、前記光記録媒体に記録されたデータを再生する信
号再生部とを備えたことにより、環境変動に強い光ディ
スク装置を実現することができる。

【０００８】請求項１０は、外部から入力されたデータ
をもとに追記型光記録媒体または書換型光記録媒体に記
録可能な信号に変換する信号処理部を更に備えたことを
特徴とする。外部のＰＣ等からデータのコピーやファイ
ルの保存のために、追記型光記録媒体または書換型光記
録媒体を用意することができれば、更に装置のバリエー
ションが拡がる。そこで、本発明の光ピックアップモジ
ュールを備えた現状の装置に追記型光記録媒体または書
換型光記録媒体に記録する信号に変換する信号処理部を
更に備えることにより実現可能となる。かかる発明によ
れば、外部から入力されたデータをもとに追記型光記録
媒体または書換型光記録媒体に記録可能な信号に変換す
る信号処理部を更に備えたことにより、装置のバリエー
ションを拡げることができる。請求項１１は、前記記録
再生用光源と前記光吸収発熱体に光を照射する光源とが
同一のものであることも本発明の有効な手段である。光
ディスクを使用した装置は、そのディスクの記録再生の
ために必ず何らかの光源が必要である。本発明の前記光
吸収発熱体も光により発熱するため、その光源が必要と
なる。しかし、光源が２種類必要となり、コスト的にも
構造的にも不利である。そこで、信号の記録再生用光源
を前記光吸収発熱体に光を照射する光源として兼用する
ことにより、光源を減らすことができる。かかる技術手
段によれば、信号の記録再生用光源と前記光吸収発熱体
に光を照射する光源とを同一のものにすることにより、
装置の小型化とコストダウンを実現することができる。
請求項１２は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の前
記対物レンズに形成した前記光吸収発熱体に光を照射し
て前記対物レンズの温度を上昇させ、前記対物レンズ表
面に付着した結露を除去することを特徴とする。かかる
発明によれば、請求項１と同様な作用効果を奏する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施形
態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載
される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配
置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎな
い。図１は本発明の第１の実施形態に係る光ピックアッ
プ用対物レンズの断面図である。本実施形態の対物レン
ズは第１のレンズ１が形成された基板５と、第２のレン
ズ４が形成された基板６と、基板５と基板６とを貼り合
わせて固定する接着剤３と、第１のレンズ１と第２のレ
ンズ４の光路を遮らない位置に形成され、基板５の外側
周辺には光吸収発熱体２、内側に光吸収発熱体９が形成
され、基板６の外側周辺には光吸収発熱体１０、内側に
光吸収発熱体８が形成されている。図１では光吸収発熱
体を図の位置に形成しているが、光路を遮らない位置で
あればどこでも構わない。この構成により、第１のレン
ズ１と第２のレンズ４の光路を遮らないようにして、光
吸収発熱体２、９、１０、８が形成されているので、結
露が発生した場合、光吸収発熱体２、９、１０、８の全
てに光を照射することにより、それぞれの光吸収発熱体
から発熱して、レンズを加熱して結露を除去することが
できる。特に、基板５と６に挟まれた空間７内の結露
は、光吸収発熱体８、９により内部を加熱することによ
り除去可能であり、従来のブラシによる方法では不可能
であった結露も除去することができる。以上のように、
レンズ表面の結露は、レンズの表面温度と外気との温度
差が急激に変化した場合に発生する。また、湿度の高い
環境においても空気中の水分がレンズ表面に付着してレ
ンズを曇らす原因となっている。この対策として従来よ
り、メカ的にブラシ等でレンズ表面の水滴を除去した
り、あるいは、レンズを発熱体により暖めて水滴を蒸発
させていた。これらの方法はそれなりの効果はあるが、
レンズ構造が変化した場合に効果を発揮できなかった
り、実現のために構造的な複雑さを要求されていた。特
に、後者の場合、発熱体への配線の複雑さや、発熱体の
電源が必要である等の問題があった。そこで、前記の問
題点を解消するために、本発明では、電源も配線も必要
とせず、結露を除去するためにレンズの光路領域以外を
光吸収発熱体を形成し、この問題点の解消を図ってい
る。これにより、電源も配線も必要とせず、レンズの結
露を除去することができる。

【００１０】次に、本実施形態の対物レンズの製造方法
について説明する。尚、図示は省略して説明する。ま
ず、フォトリソグラフィ工程とドライエッチング工程に
より、石英ガラスウエハにレンズ形状を形成する。フォ
トリソ工程でのフォトレジストによるレンズ形状の形成
は、一般的なフォトリソグラフィ工程（レジスト塗布、
露光、現像）で円筒状のレジストパターンを形成した
後、レジストが溶融する温度でベークすることでレジス
トが球面形状になるリフロー法で行うことができる。そ
の他にも、露光の際に、レンズ形状に対応した光量分布
が生じるような手法、例えば、レンズ形状に対応した濃
度分布を持つグレイスケールマスクなど用いることなど
でも、レンズ形状のレジストパターンを形成することが
でき、このような手法では、球面形状だけでなく、任意
の非球面形状も形成することができる。レジストにより
レンズパターンを形成した石英ガラスウエハをＣＦ_４や
Ｃ_４Ｆ _８、ＣＨＦ_３などのフロロカーボンガスを用いて
ドライエッチングすることにより、レジストのレンズパ
ターンが石英ガラスウエハに転写され、石英ガラスウエ
ハにレンズ形状を形成することができる。本実施形態で
は、ドライエッチング装置としてＥＣＲエッチング装置
を用いているが、ＩＣＰエッチング装置など他のエッチ
ング装置でも構わない。次に、レンズを形成した石英ガ
ラスウエハに光吸収発熱体を形成する。光吸収発熱体の
形成は、一般的な成膜方法とフォトリソグラフィ工程お
よびエッチング工程で行うことができる。本実施形態で
は光吸収発熱体としてチタンを用いている。チタンの成
膜は真空蒸着で行い、フォトリソグラフィによるパター
ニング後、ＣＣｌ４を用いたドライエッチングを行い、
レンズとして有効な領域のチタン薄膜を除去する。レン
ズ形状の形成および光吸収発熱体の形成は、第１のレン
ズ１と第２のレンズ４で別々の石英ガラスウエハに形成
する。図２は第１のレンズ１と光吸収発熱体９を形成し
た石英ガラスウエハ１２で、図３は第２のレンズ４と光
吸収発熱体８を形成した石英ガラスウエハ１４である。
それぞれの石英ガラスウエハにはアライメントマーク
１、１３も形成しており、最後に２つの石英ガラスウエ
ハを貼り合わせ、ダイシングソーで分割する。本実施形
態では光吸収発熱体としてチタンを用いているが他の材
料でも良い。このように、レンズ及びレンズ上に形成す
る薄膜は、半導体形成プロセスにより形成することがで
きる。つまり、フォトリソグラフィ工程とドライエッチ
ング工程によりレンズを形成し、薄膜は真空蒸着技術に
より形成することができる。これにより、既存の設備が
使用でき、製造コストの低減と大量生産をすることがで
きる。

【００１１】以上のように、対物レンズのレンズ以外の
領域に光吸収発熱体を形成することで、温度や湿度など
の急激な変動により、対物レンズに水滴が付着して曇り
が生じても、光吸収発熱体に光を照射し、発生した熱で
対物レンズの温度を上昇させることで、対物レンズに付
着した水分を蒸発させ、対物レンズの曇りを除去するこ
とができる。また、本発明はＣＤやＤＶＤなどの単レン
ズで構成される光ピックアップ用対物レンズにおいても
有効である。しかしながら、光ディスクの大容量化（高
記録密度化）を実現するためには対物レンズで集光され
るスポットを小さくする必要があり、対物レンズの開口
数（ＮＡ）大きくしなければならず、開口数の大きな対
物レンズを単レンズで構成するのは困難であるため、本
実施形態で説明したような２枚以上のレンズで構成され
る場合が多い。このように複雑な構成の対物レンズにお
いては、ブラシなどで水滴を除去するのは非常に難し
く、本実施形態の方法は非常に有効である。

【００１２】図４は本発明の第２の実施形態に係る光ピ
ックアップ用対物レンズの断面図である。この対物レン
ズでは第２の対物レンズ１９に高屈折率材料を埋め込ん
で第３のレンズ１６とし、さらに対物レンズの開口数を
大きくしたものである。同じ構成要素には同じ参照番号
が付されているので、重複する説明は省略する。図５は
本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップ用対物レ
ンズである。同じ構成要素には同じ参照番号が付されて
いるので、重複する説明は省略する。図５の対物レンズ
は第１の実施形態で示した図１の対物レンズのレンズ領
域および光吸収発熱体上にレンズ材質の石英ガラスより
熱伝導率の高いダイヤモンドライクカーボン薄膜（以
下、ＤＬＣ膜と記す）を形成したものである。つまり、
基板５の表面にはＤＬＣ膜２１、内側にはＤＬＣ膜２０
を形成し、基板６の表面にはＤＬＣ膜２３、内側にはＤ
ＬＣ膜２４が形成されている。このような構成にするこ
とで、光吸収発熱体で発生した熱で効率良く対物レンズ
の温度を上昇させることができるので、対物レンズに結
露が生じた際にも、迅速に結露を除去することができ
る。また、ダイヤモンドライクカーボン膜は非常に硬い
膜であり、レンズ表面が傷などの損傷を受けるのを防
ぐ、保護膜としても役割も果たしている。光吸収発熱体
をレンズの光路領域以外に形成して、レンズに入射ある
いはレンズから出射する光束を遮らないように考慮され
ていた。しかし、最も結露を除去したい部分はこの光路
上であり、光吸収発熱体が光を吸収してからレンズが加
熱されるまである程度の時間がかかってしまう。この時
間を可能な限り短縮するために、レンズの熱伝導率より
高い熱伝導率を有し、しかも、記録再生の光源波長を透
過させる材質で前記光吸収発熱体を含むレンズ全面を覆
うようにして、前記光吸収発熱体の熱をレンズの光路領
域に可能な限り早く伝達するようにする。これにより、
レンズ光路領域の結露を迅速に除去することができる。
製造方法は、第１の実施形態と同様に、石英ガラスウエ
ハにレンズ形状と光吸収発熱体を形成した後、ウエハの
ままでプラズマＣＶＤ法によりダイヤモンドライクカー
ボン膜を形成する。その後も、第１の実施形態と同様に
貼り合わせを行い、ダイシングにより分割する。

【００１３】図６は本発明の第４の実施形態に係る光ピ
ックアップ用対物レンズである。同じ構成要素には同じ
参照番号が付されているので、重複する説明は省略す
る。ＤＬＣ薄膜と屈折率の異なる膜とで多層膜を形成す
ることで、反射防止膜としても機能することができる。
つまり、基板５の表面にはＤＬＣ膜２１の下層にＣｅＯ
_２膜３０、内側にはＤＬＣ膜２０の下層にＣｅＯ_２膜３
１を形成し、基板６の表面にはＤＬＣ膜２３の下層にＣ
ｅＯ_２膜３３、内側にはＤＬＣ膜２４の下層にＣｅＯ_２
膜３２が形成されている。本実施例ではＤＬＣ薄膜と屈
折率の異なる膜としてＣｅＯ_２膜を使用している。記録
再生用光源として、波長６５０ｎｍのＬＤを使用し、屈
折率が１．７４のＤＬＣ膜を用いた場合、レンズの材質
である石英ガラスの屈折率は１．４５であり、また、Ｃ
ｅＯ_２膜の屈折率は２．２であるので、まず石英ガラス
表面にＣｅＯ_２膜を２９５ｎｍ成膜し、その上にＤＬＣ
膜を３７０ｎｍ成膜すると多層反射防止膜として機能す
る。図７は本発明の実施形態に係る光ピックアップモジ
ュールの構成図である。この構成は、光源としてのレー
ザダイオード３０と、この光束を平行光にするコリメー
トレンズ３１と、ビームを整形するビーム整形プリズム
３２と、ビームの往路と復路を偏向する偏向ビームスプ
リッタ３３と、往路のビームの位相を９０度移相するλ
／４板３４と、そのビームを９０度折り曲げる立ち上げ
ミラー３７と、本発明の対物レンズ３５と、そのレンズ
をトラック方向とフォーカス方向に移動するアクチュエ
ータ３６と、偏向ビームスプリッタ３３により偏向され
た復路のビームをトラックデータとフォーカスデータに
偏向するビームスプリッタ３８と、トラックデータのビ
ームを集光する検出レンズ３９と、そのビームからトラ
ックデータを検出する分割ＰＤ４３と、ビームスプリッ
タ３８により偏向されたフォーカスデータを集光する検
出レンズ４０と、そのビームを補正するシリンドリカル
レンズ４１と、不要な光束をカットするナイフエッジ４
４と、フォーカスデータを検出する分割ＰＤ４２から構
成されている。

【００１４】図８は本発明の実施形態に係る光ディスク
装置の斜視図である。この構成は、光ピックアップモジ
ュール４５が、スピンドルモータ５０により回転される
図示しない光ディスクの半径方向に移動するキャリッジ
アクチュエータ５２に取り付けられており、また、装置
内には対物レンズ３５に形成した光吸収発熱体に光を照
射するためのランプ５１を備えている。光ピックアップ
モジュール４５をランプ５１の下に移動し、ランプ５１
を点灯させて、対物レンズに形成してある光吸収発熱体
に光を照射して発熱させることで、対物レンズの温度が
上昇する。従って、環境の変動等により、対物レンズに
水滴が付着しても、水滴をすばやく蒸発させることがで
き、良好なスポット形成することができる。図９は本発
明の実施形態に係る光ディスク装置のブロック図であ
る。この構成は、全ての制御を司る中央制御部６０と、
スピンドルモータ６２の回転制御をするスピンドル制御
部６１と、ディスク回転するスピンドルモータ６２と、
対物レンズの光吸収発熱体を照射するランプ６４と、そ
のランプのＯＮ／ＯＦＦを制御するランプ制御部６３
と、対物レンズ３５をフォーカス方向に移動するフォー
カスアクチュエータ３６と、それを制御するフォーカス
制御部６５と、対物レンズ３５をトラック方向に移動す
るトラックアクチェータを制御するトラック制御部６６
と、キャリッジアクチュエータ７３を制御するキャリッ
ジ制御部６８と、ＬＤ７１を制御するＬＤ制御部７４か
ら構成されている。図８のブロック図において、外部か
ら入力された記録データを書き込み信号に変換する信号
変調部を追加し、ＬＤ制御部７４に接続することで、追
記および書換が可能な光ディスク装置とすることができ
る。以上のように、光ディスク装置の光ピックアップに
本発明の対物レンズを使用することにより、周囲環境の
変動に対して強い光ディスク装置を実現することができ
る。そして、従来の構成要素以外に、対物レンズに形成
した光吸収発熱体に光を照射する光源が必要であるた
め、環境変動に強い光ディスク装置を実現することがで
きる。また、外部のＰＣ等からデータのコピーやファイ
ルの保存のために、追記型光記録媒体または書換型光記
録媒体を用意することができれば、更に装置のバリエー
ションが拡がる。そこで、本発明の光ピックアップモジ
ュールを備えた現状の装置に追記型光記録媒体または書
換型光記録媒体に記録する信号に変換する信号処理部を
更に備えることにより実現可能となる。これにより、装
置のバリエーションを拡げることができる。

【００１５】図１０は本発明の実施形態に係る光ピック
アップモジュールの構成図である。本発明の光ピックア
ップモジュールの別の形態を示す図である。同じ構成要
素には同じ参照番号が付されているので、重複する説明
は省略する。図７で示した光ピックアップモジュールに
可動範囲の大きい粗動アクチュエータ４５が追加されて
いる。粗動アクチュエータ４５によって、ＬＤ３０から
のレーザ光が対物レンズ３５に形成してある光吸収発熱
体に照射する位置まで対物レンズを移動することができ
る。従って、対物レンズ３５に曇りが生じた際には粗動
アクチュエータ４５で対物レンズ３５を大きく移動し
て、ＬＤ３０からのレーザ光を対物レンズ３５の光吸収
発熱体に照射して、対物レンズの温度を上昇させて、対
物レンズ３５の曇りを除去することができ、光ディスク
装置内に光吸収発熱体照射用のランプを別途設ける必要
がない。粗動アクチュエータ４５はトラックやフォーカ
スを制御するアクチュエータ３６に比べて精度や応答性
を必要とせず、非常に簡素なもので良い。以上のよう
に、光ピックアップモジュールは独立した機能を有する
モジュールである。その構成は本発明の対物レンズと、
レンズを駆動するアクチュエータと、記録再生のための
光源と、本発明の対物レンズの結露を除去するために、
光吸収発熱体に光を照射する光源と、検出器、光学系か
ら構成されているので、周囲環境の変動に対して強い記
録再生が可能となる。また、光ディスクを使用した装置
は、そのディスクの記録再生のために必ず何らかの光源
が必要である。本発明の前記光吸収発熱体も光により発
熱するため、その光源が必要となる。しかし、光源が２
種類必要となり、コスト的にも構造的にも不利である。
そこで、信号の記録再生用光源を前記光吸収発熱体に光
を照射する光源として兼用することにより、光源を減ら
すことができる。これにより、装置の小型化とコストダ
ウンを実現することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上記載のごとく請求項１、１２の発明
によれば、対物レンズの光路領域以外の一部または全部
に、光を吸収することにより発熱する光吸収発熱体を形
成することにより、電源も配線も必要とせず、レンズの
結露を除去することができる。また請求項２では、前記
対物レンズの材質が有する熱伝導率より高い熱伝導率を
有し前記光ピックアップに使用する光源波長を透過させ
る薄膜を、前記対物レンズの光路領域以外の一部または
全部に形成された前記光吸収発熱体を覆うように前記対
物レンズ全面に形成することにより、レンズ光路領域の
結露を迅速に除去することができる。また請求項３で
は、前記対物レンズ全面に形成された第１の薄膜と、該
第１の薄膜上に前記対物レンズの光路領域以外の一部ま
たは全部に前記光吸収発熱体を形成し、前記第１の薄膜
と屈折率が異なり前記対物レンズの材質が有する熱伝導
率より高い熱伝導率を有し前記光ピックアップに使用す
る光源波長を透過させる第２の薄膜を、前記光吸収発熱
体を覆うように前記対物レンズ全面に形成することによ
り、レンズ表面の反射を防ぎ光入射効率を高めることが
できる。また請求項４では、前記第１の薄膜が酸化セリ
ウムであり、前記第２の薄膜がダイヤモンドライクカー
ボンを使用することにより、結露の除去と表面保護の両
方を実現することができる。

【００１７】また請求項５では、前記対物レンズが、少
なくとも２枚以上のレンズで構成されているので、開口
数を高くでき、記録媒体の記録密度を高くすることがで
きる。また請求項６では、前記対物レンズ同士が接着剤
により貼り合わされた構造であるので、安いコストで製
造することができる。また請求項７では、前記対物レン
ズの製造方法において、請求項１乃至６の何れか一項に
記載の前記対物レンズ形成および前記光吸収発熱体形成
をウエハプロセスにて行うことにより、既存の設備が使
用でき、製造コストの低減と大量生産をすることができ
る。また請求項８では、請求項１乃至６の何れか一項に
記載の前記対物レンズと、該対物レンズを記録媒体の深
さ方向若しくは半径方向に移動するアクチュエータと、
前記記録媒体上のピットを照射する光源と、該光源から
の光を前記対物レンズに導く照明光学系と、前記記録媒
体上のピットからの反射信号を検出する検出器と、該検
出器へ光を導く検出光学系とを備えたことにより、周囲
環境の変動に対して強い記録再生が可能となる。また請
求項９では、請求項８に記載の光ピックアップモジュー
ルと、対物レンズに形成した光吸収発熱体に光を照射す
る光源と、レーザダイオードを駆動する駆動部と、光記
録媒体を回転させる回転機構と、検出系で検出したフォ
ーカス信号をもとにフォーカスアクチュエータを駆動す
るフォーカス制御部と、検出系で検出したトラック信号
をもとにトラックアクチュエータを駆動するトラック制
御部と、前記光記録媒体に記録されたデータを再生する
信号再生部とを備えたことにより、環境変動に強い光デ
ィスク装置を実現することができる。また請求項１０で
は、外部から入力されたデータをもとに追記型光記録媒
体または書換型光記録媒体に記録する信号に変換する信
号処理部を更に備えたことにより、装置のバリエーショ
ンを拡げることができる。また請求項１１では、信号の
記録再生用光源と前記光吸収発熱体に光を照射する光源
とを同一のものにすることにより、装置の小型化とコス
トダウンを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ
用対物レンズの断面図である。

【図２】本発明の第１のレンズと光吸収発熱体を形成し
た石英ガラスウエハの図である。

【図３】本発明の第２のレンズと光吸収発熱体を形成し
た石英ガラスウエハの図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ
用対物レンズの断面図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係る光ピックアップ
用対物レンズの断面図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係る光ピックアップ
用対物レンズの断面図である。

【図７】本発明の実施形態に係る光ピックアップモジュ
ールの構成図である。

【図８】本発明の実施形態に係る光ディスク装置の斜視
図である。

【図９】本発明の実施形態に係る光ディスク装置のブロ
ック図である。

【図１０】本発明の実施形態に係る光ピックアップモジ
ュールの構成図である。

【図１１】従来例における結露除去装置の断面図であ
る。

【図１２】従来例における結露除去装置の断面図であ
る。

【図１３】従来例における対物レンズの構成図である。

【符号の説明】

１ 第１のレンズ、２ 光吸収発熱体、３ 接着剤、４
第２のレンズ、５、６ 基板、８ 光吸収発熱体、９
光吸収発熱体、１０ 光吸収発熱体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三船 博庸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2K009 BB02 CC01 CC03 DD03 EE02 5D119 AA50 BA01 JA43 MA08 MA17 NA05 5D789 AA50 BA01 CA21 CA22 CA23 JA43 MA08 MA17 NA05

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体上に光情報を記録、再生する光
   ピックアップ用対物レンズにおいて、該対物レンズの光
   路領域以外の一部または全部に、光を吸収することによ
   り発熱する光吸収発熱体を配置したことを特徴とする光
   ピックアップ用対物レンズ。
2. 【請求項２】 前記対物レンズの材質が有する熱伝導率
   よりも高い熱伝導率を有し且つ前記光ピックアップに使
   用する光源波長を透過させる薄膜を、前記対物レンズの
   光路領域以外の一部または全部に形成された前記光吸収
   発熱体を覆うように前記対物レンズ全面に形成すること
   を特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ用対物レ
   ンズ。
3. 【請求項３】 前記対物レンズ全面に形成された第１の
   薄膜と、該第１の薄膜上に前記対物レンズの光路領域以
   外の一部または全部に前記光吸収発熱体を配置し、前記
   第１の薄膜と屈折率が異なり前記対物レンズの材質が有
   する熱伝導率よりも高い熱伝導率を有し且つ前記光ピッ
   クアップに使用する光源波長を透過させる第２の薄膜
   を、前記光吸収発熱体を覆うように前記対物レンズ全面
   に形成することを特徴とする請求項２に記載の光ピック
   アップ用対物レンズ。
4. 【請求項４】 前記第１の薄膜が酸化セリウムであり、
   前記第２の薄膜がダイヤモンドライクカーボンであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光
   ピックアップ用対物レンズ。
5. 【請求項５】 前記対物レンズが、少なくとも２枚以上
   のレンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃
   至４の何れか一項に記載の光ピックアップ用対物レン
   ズ。
6. 【請求項６】 前記対物レンズを構成する前記２枚以上
   のレンズ同士が接着剤により貼り合わされた構造である
   ことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ用対
   物レンズ。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６の何れか一項に記載の前
   記対物レンズおよび前記光吸収発熱体がウエハプロセス
   にて製造されることを特徴とする光ピックアップ用対物
   レンズの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１乃至６の何れか一項に記載の前
   記対物レンズと、該対物レンズを記録媒体の深さ方向若
   しくは半径方向に移動するアクチュエータと、前記記録
   媒体上に情報を記録、再生する記録再生用光源と、該記
   録再生用光源からの光を前記対物レンズに導く照明光学
   系と、前記記録媒体上のピットからの反射信号を検出す
   る検出器と、該検出器へ光を導く検出光学系と、を備え
   たことを特徴とする光ピックアップモジュール。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の光ピックアップモジュ
   ールと、前記対物レンズに形成した光吸収発熱体に光を
   照射する光源と、レーザダイオードを駆動する駆動部
   と、光記録媒体を回転させる回転機構と、検出系で検出
   したフォーカス信号をもとにフォーカスアクチュエータ
   を駆動するフォーカス制御部と、検出系で検出したトラ
   ック信号をもとにトラックアクチュエータを駆動するト
   ラック制御部と、前記光記録媒体に記録されたデータを
   再生する信号再生部と、を備えたことを特徴とする光デ
   ィスク装置。
10. 【請求項１０】 外部から入力されたデータをもとに追
    記型光記録媒体または書換型光記録媒体に記録可能な信
    号に変換する信号処理部を更に備えたことを特徴とする
    請求項９に記載の光ディスク装置。
11. 【請求項１１】 前記記録再生用光源と前記光吸収発熱
    体に光を照射する光源とが同一のものであることを特徴
    とする請求項９又は請求項１０に記載の光ディスク装
    置。
12. 【請求項１２】 請求項１乃至６の何れか一項に記載の
    前記対物レンズに形成した前記光吸収発熱体に光を照射
    して前記対物レンズの温度を上昇させ、前記対物レンズ
    表面に付着した結露を除去することを特徴とする対物レ
    ンズの結露除去方法。