(57)【要約】【課題】  周囲の温度の変化によって、受光素子上に形成されるスポット位置のずれを低減する。【解決手段】  ベース１７と、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とを、式１に示す条件を満たす材料によって作製する。但し、α１はコリメータレンズホルダ２１、α２は集光レンズホルダ２２、αｂはベース１７を作製する材料の線膨張率であり、Ｒ１はコリメータレンズ１２の中心からベース１７までの距離であり、Ｒ２は集光レンズ１５の中心からベース１７までの距離であり、Ｆ１はコリメータレンズ１２における実効焦点距離であり、Ｆ２は集光レンズ１５における実効焦点距離であり、ａは第１のＶ字溝１７ｂの底部の角度の１／２であり、ｂは第２のＶ字溝１７ｃの底部の角度の１／２である。  （α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式１【選択図】  図１
2005108356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに照射する出射光を出射する光源と、
上記光源と上記光ディスクとの間の光路上に配置され、上記光源から出射される出射光を平行光に整形する第１のレンズと、
上記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、
上記光ディスクの反射光を、上記光源から出射された出射光の光路から分離する分離手段と、
上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を検出する光検出手段と、
上記分離手段と上記光検出手段との間の反射光の光路上に配置され、上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を集光して上記光検出手段に入射させる第２のレンズと、
上記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、
上記第１のレンズホルダを位置決めする第１の位置決め凹部と、上記第２のレンズホルダを位置決めする第２の位置決め凹部とが形成されたベースとを備え、
上記第１の位置決め凹部は、上記第１のレンズホルダの外周面を２点支持し、
上記第２の位置決め凹部は、上記第２のレンズホルダの外周面を２点支持し、
上記第１のレンズホルダ、上記第２のレンズホルダ、及び上記ベースは、それぞれ下記式１に示す条件を満たす材料によって作製されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。
（α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式１
（但し、α１は上記第１のレンズホルダを作製する材料の線膨張率であり、α２は上記第２のレンズホルダを作製する材料の線膨張率であり、αｂは上記ベースを作製する材料の線膨張率であり、Ｒ１は上記第１のレンズの中心から上記ベースまでの距離であり、Ｒ２は上記第２のレンズの中心から上記ベースまでの距離であり、Ｆ１は上記第１のレンズにおける実効焦点距離であり、Ｆ２は上記第２のレンズにおける実効焦点距離であり、ａは第１の位置決め凹部と上記第１のレンズホルダとの２つの接点における上記第１のレンズホルダの２つの接線がなす角の１／２の角度であり、ｂは上記第２の位置決め凹部と上記第２のレンズホルダとの２つの接点における上記第２のレンズホルダの２つの接線がなす角の１／２の角度である。）
【請求項２】
上記第１のレンズホルダと上記第２のレンズホルダとは、エポキシ樹脂によって作製されており、上記ベースは、マグネシウムによって作製されていること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記第１のレンズから出力された光を整形する整形光学系を備え、
上記第１のレンズの焦点距離がＦＬＤであり、上記整形光学系が、第１のレンズから出力された光を、上記第１の位置決め凹部と上記第１のレンズホルダとの２つの接点における上記第１のレンズホルダの２つの接線がなす角の２等分線に沿った方向を第１の方向としたときの、上記第１の方向の長さがβ倍（但し、β＞０。）となるように整形するときには、上記第１のレンズの実効焦点距離Ｆ１は、β×ＦＬＤであること
を特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記光源は、波長が３８５ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である光を出射すること
を特徴とする請求光１記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
光ディスクに照射する出射光を出射する光源と、
上記光源と上記光ディスクとの間の光路上に配置され、上記光源から出射される出射光を平行光に整形する第１のレンズと、
上記光ディスクの反射光を、上記光源から出射された出射光の光路から分離する分離手段と、
上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を検出する光検出手段と、
上記光ディスクと上記反射光検出手段との間の光路上に配置され、上記光ディスクからの反射光を集光して、上記反射光検出手段に入射させる第２のレンズと、
上記第１のレンズを位置決めする第１の位置決め凹部と、上記第２のレンズを位置決めする第２の位置決め凹部とが形成されたベースとを備え、
上記第１の位置決め凹部は、上記第１のレンズの光軸と上記出射光の光軸とが一致するように、上記第１のレンズの外周面を２点支持し、
上記第２の位置決め凹部は、上記第２のレンズの光軸と上記出射光の光軸とが一致するように、上記第２のレンズの外周面を２点支持し、
上記第１のレンズ、上記第２のレンズ、及び上記ベースは、それぞれ下記式２に示す条件を満たす材料によって作製されていること
を特徴とする光ピックアップ装置。
（α３−αｂ）／（α４−αｂ）×Ｒ３／Ｒ４×ｓｉｎａ／ｓｉｎｂ＝Ｆ１／Ｆ２…式２
（但し、α３は上記第１のレンズを作製する材料の線膨張率であり、α４は上記第２のレンズを作製する材料の線膨張率であり、αｂは上記ベースを作製する材料の線膨張率であり、Ｒ３は上記第１のレンズの半径であり、Ｒ４は上記第２のレンズの半径であり、Ｆ１は上記第１のレンズにおける実効焦点距離であり、Ｆ２は上記第２のレンズにおける実効焦点距離であり、ａは上記第１の位置決め凹部と上記第１のレンズとの接点における２つの接線がなす角の１／２の角度であり、ｂは上記第２の位置決め凹部と上記第２のレンズホルダとの接点における２つの接線がなす角の１／２の角度である。）
【請求項６】
上記第１のレンズから出力された光を整形する整形光学系を備え、
上記第１のレンズにおける焦点距離がＦＬＤであり、上記整形光学系が、上記第１のレンズから出力された光を、上記第１の位置決め凹部と上記第１のレンズホルダとの接点における２つの接線がなす角の２等分線に沿った方向を第１の方向としたときの、上記第１の方向の長さがβ倍（但し、β＞０。）となるように整形するときに、上記第１のレンズにおけるＹ軸方向の実効焦点距離Ｆ１は、β×ＦＬＤであること
を特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記光源は、波長が３８５ｎｍ以上４５０ｎｍ以下である光を出射すること
を特徴とする請求項５記載の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、光ディスクに対して光を照射して、光ディスクに対する情報の記録や再生を行う光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスクに対して情報信号の記録や再生を行う記録再生装置には、半導体レーザなどの光源から出射された出射光を対物レンズにより集光して、光ディスクに対して照射する光ピックアップ装置が用いられている。
【０００３】
図８に示すように、光ピックアップ装置１００は、光ディスク１０１に対して照射する出射光を出射する光源１０２と、光源１０２から出射された出射光を平行光に整形するコリメータレンズ１０３と、コリメータレンズ１０３の透過光を透過するとともに、光ディスク１０１の反射光を反射するビームスプリッタ１０４と、コリメータレンズ１０３を透過した後にビームスプリッタ１０４を透過した出射光を集光して光ディスク１０１に対して照射する対物レンズ１０５と、光ディスク１０１によって反射された後にビームスプリッタ１０４によって反射された反射光を集光する集光レンズ１０６と、集光レンズ１０６によって集光された反射光を受光してＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号などを生成する受光素子１０７と、各部を支持するベース１１２とを備える。
【０００４】
光ピックアップ装置１００では、受光素子１０７が生成したＲＦ信号に基づいて光ディスク１０１に記録された情報信号を読み取ることや、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号などに基づいて光ディスク１０１に照射される光の位置や焦点などの制御を行う（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
コリメータレンズ１０３は、図９（Ａ）に示すように、外周がコリメータレンズホルダ１１０によって被覆されており、集光レンズ１０６は、図９（Ｂ）に示すように、外周が集光レンズホルダ１１１によって被覆されている。
【０００６】
コリメータレンズ１０３は、ベース１１２に形成された第１のＶ字溝１１２ａを構成する２つの平面に、外周面が接触するように２点支持されることにより、コリメータレンズ１０３の光軸が光源１０２から出射された出射光の光軸と一致するように、支持される。また、集光レンズ１０６は、ベース１１２に形成された第２のＶ字溝１１２ｂを構成する２つの平面に、外周面が接触するように２点支持されることにより、集光レンズ１０６の光軸がビームスプリッタ１０４によって反射された光の光軸と一致するように、支持される。
【０００７】
コリメータレンズホルダ１１０、集光レンズホルダ１１１、及びベース１１２は、周囲の温度変化により膨張又は収縮する。コリメータレンズホルダ１１０、集光レンズホルダ１１１、及びベース１１２が膨張又は収縮すると、コリメータレンズ１０３の位置及び集光レンズ１０６の位置が変化してしまう場合が生じる。
【０００８】
以下では、コリメータレンズホルダ１１０及びベース１１２の膨張又は収縮により、コリメータレンズ１０３の位置が変化する原理について、具体的に説明する。なお、集光レンズホルダ１１１及びベース１１２の膨張又は収縮により、集光レンズ１０６の位置が変化する原理も同じである。
【０００９】
図１０（Ａ）に示すように、コリメータレンズホルダ１１０の線膨張率とベース１１２の線膨張率とが等しいと、コリメータレンズホルダ１１０とベース１１２とが、それぞれコリメータレンズ１０３の中心を基準に膨張又は収縮するために、コリメータレンズ１０３の位置は変化しない。
【００１０】
しかし、コリメータレンズホルダ１１０の線膨張率とベース１１２の線膨張率とが異なるときには、ベース１１２の膨張がコリメータレンズホルダ１１０の膨張を上回るために図１０（Ｂ）に示すようにコリメータレンズ１０３の位置が下がる場合や、ベース１１２の膨張がコリメータレンズホルダ１１０の膨張を下回るために図１０（Ｃ）に示すようにコリメータレンズ１０３の位置が上がる場合などが生じてしまう。
【００１１】
具体的には、ベース１１２はマグネシウムによって作製されており、コリメータレンズホルダ１１０はエポキシ樹脂によって作製されており、集光レンズホルダ１１１は液晶ポリマー（以下、ＬＣＰという。）によって作製されている。また、マグネシウムは線膨張率が２．５×１０−５／℃であり、エポキシ樹脂は線膨張率が１．０×１０−５／℃であり、ＬＣＰは周囲の温度が６０℃であるときの線膨張率が２．５×１０−５／℃であり、−１０℃であるときの線膨張率が２．４×１０−５／℃である。
【００１２】
したがって、温度が上昇すると、コリメータレンズ１０３は、図１０（Ｂ）に示すように、図中矢印Ａで示すＡ方向にずれて中心位置がベース１１２の主面１１２ｃから下がってしまう。また、集光レンズ１０６は、図１０（Ａ）に示すようにほとんど位置が変化しない。
【００１３】
以上説明した理由により、コリメータレンズ１０３から出力される光の方向は、図１１に示すように、コリメータレンズ１０３の光軸に対して図中矢印Ａで示すＡ方向にθ°（但し、θ＞０である。）ずれてしまい、集光レンズ１０６から出力される光は、集光レンズ１０６の光軸に対して図中矢印Ｂで示すＢ方向にθ°ずれてしまう。したがって、受光素子１０７における受光位置が、図１１中ΔＹに示すようにずれてしまう。具体的には、計算上で２．１〜２．４μｍずれ、実際には３〜６μｍのずれてしまう。
【００１４】
受光素子１０７における受光位置のずれが大きくなると、受光素子１０７は、正確なＲＦ信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号などを生成することが困難となる。したがって、光ピックアップ装置１００は、例えば光ピックアップ装置１００を温度が高い環境で使用したときなどに、光ディスク１０１に対する情報信号の記録や再生を、正確に行うことが困難となる。
【００１５】
【特許文献１】特開平７−１７６０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、近年、電子機器の小型化に伴い記録媒体の小型化が要求されていることや、ディジタルビデオ信号を取り扱うことによる情報量の増大などに応じて、光ディスクの記録密度をさらに高めることが望まれている。光ディスクの記録密度を高める方法としては、光ピックアップ装置に備えられる対物レンズの開口数を上げる方法や、光源から出射される光の波長を短くする方法などが挙げられる。そこで、光源として例えば波長が約３８５ｎｍ〜４５０ｎｍである青紫色光を出射するレーザ光源を備える光ピックアップ装置、並びに青紫色光によって情報信号の読み出しや書き込みを行う光ディスクの開発が進められている。
【００１７】
しかしながら、青紫色光に対応した光ディスクに対する高密度の記録を実現するために、青紫色光を出射するレーザ光源を使用した光ピックアップ装置では、光ディスクに照射する光のトラッキングやフォーカスを、高い精度で制御する必要が生じる。
【００１８】
具体的に説明すると、光ピックアップ装置では、例えばＣＤ（Compact Disc）など、青紫色光と比較して長い波長の光に対応した光ディスクに対して情報信号を記録再生するときには、受光素子における受光位置が３〜６μｍずれても問題が生じない。しかし、青紫色光に対応した光ディスクに対して情報信号を記録再生するときには、受光素子における受光位置が３〜６μｍずれると、光ディスクに照射する光のトラッキングやフォーカスなどを十分に制御することができないなどの理由により、情報信号の記録再生に支障が出てしまう。
【００１９】
したがって、青紫色光を出射するレーザ光源を備える光ピックアップ装置では、情報信号の記録再生を正確に行うために、受光素子における受光位置のずれを低減する必要が生じる。
【００２０】
本発明は、以上説明した従来の実情を鑑みて提案されたものであり、受光素子における受光位置のずれが少なく、例えば青紫色光に対応した光ディスクに対する記録再生を行うなど、光ディスクに対して高密度な記録再生を行うときにも、十分に正確な記録再生を行うことが可能な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】
【００２１】
本発明に係る光ピックアップ装置は、光ディスクに照射する出射光を出射する光源と、上記光源と上記光ディスクとの間の光路上に配置され、上記光源から出射される出射光を平行光に整形する第１のレンズと、上記第１のレンズを保持する第１のレンズホルダと、上記光ディスクの反射光を、上記光源から出射された出射光の光路から分離する分離手段と、上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を検出する光検出手段と、上記分離手段と上記光検出手段との間の反射光の光路上に配置され、上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を集光して上記光検出手段に入射させる第２のレンズと、上記第２のレンズを保持する第２のレンズホルダと、上記第１のレンズホルダを位置決めする第１の位置決め凹部と、上記第２のレンズホルダを位置決めする第２の位置決め凹部とが形成されたベースとを備え、上記第１の位置決め凹部は、上記第１のレンズホルダの外周面を２点支持し、上記第２の位置決め凹部は、上記第２のレンズホルダの外周面を２点支持し、上記第１のレンズホルダ、上記第２のレンズホルダ、及び上記ベースは、それぞれ下記式１に示す条件を満たす材料によって作製されていることを特徴とする。
【００２２】
（α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式１
（但し、α１は上記第１のレンズホルダを作製する材料の線膨張率であり、α２は上記第２のレンズホルダを作製する材料の線膨張率であり、αｂは上記ベースを作製する材料の線膨張率であり、Ｒ１は上記第１のレンズの中心から上記ベースまでの距離であり、Ｒ２は上記第２のレンズの中心から上記ベースまでの距離であり、Ｆ１は上記第１のレンズにおける実効焦点距離であり、Ｆ２は上記第２のレンズにおける実効焦点距離であり、ａは第１の位置決め凹部と上記第１のレンズホルダとの２つの接点における上記第１のレンズホルダの２つの接線がなす角の１／２の角度であり、ｂは上記第２の位置決め凹部と上記第２のレンズホルダとの２つの接点における上記第２のレンズホルダの２つの接線がなす角の１／２の角度である。）
【００２３】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、光ディスクに照射する出射光を出射する光源と、上記光源と上記光ディスクとの間の光路上に配置され、上記光源から出射される出射光を平行光に整形する第１のレンズと、上記光ディスクの反射光を、上記光源から出射された出射光の光路から分離する分離手段と、上記分離手段から出力される上記光ディスクの反射光を検出する光検出手段と、上記光ディスクと上記反射光検出手段との間の光路上に配置され、上記光ディスクからの反射光を集光して、上記反射光検出手段に入射させる第２のレンズと、上記第１のレンズを位置決めする第１の位置決め凹部と、上記第２のレンズを位置決めする第２の位置決め凹部とが形成されたベースとを備え、上記第１の位置決め凹部は、上記第１のレンズの光軸と上記出射光の光軸とが一致するように、上記第１のレンズの外周面を２点支持し、上記第２の位置決め凹部は、上記第２のレンズの光軸と上記出射光の光軸とが一致するように、上記第２のレンズの外周面を２点支持し、上記第１のレンズ、上記第２のレンズ、及び上記ベースは、それぞれ下記式２に示す条件を満たす材料によって作製されていることを特徴とする。
【００２４】
（α３−αｂ）／（α４−αｂ）×Ｒ３／Ｒ４×ｓｉｎａ／ｓｉｎｂ＝Ｆ１／Ｆ２…式２
（但し、α３は上記第１のレンズを作製する材料の線膨張率であり、α４は上記第２のレンズを作製する材料の線膨張率であり、αｂは上記ベースを作製する材料の線膨張率であり、Ｒ３は上記第１のレンズの半径であり、Ｒ４は上記第２のレンズの半径であり、Ｆ１は上記第１のレンズにおける実効焦点距離であり、Ｆ２は上記第２のレンズにおける実効焦点距離であり、ａは上記第１の位置決め凹部と上記第１のレンズとの接点における２つの接線がなす角の１／２の角度であり、ｂは上記第２の位置決め凹部と上記第２のレンズホルダとの接点における２つの接線がなす角の１／２の角度である。）
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る光ピックアップ装置は、下記式１を満たす材料によって、ベースと、第１のレンズホルダと、第２のレンズホルダとが作製されている。
【００２６】
（α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式１
本発明に係る光ピックアップ装置は、周囲の温度変化によってベース、第１のレンズホルダ、第２のレンズホルダが膨張又は収縮したときにも、受光素子上に形成されるスポット位置がずれることを抑えることが可能となる。すなわち、本発明に係る光ピックアップ装置は、周囲が高温や低温などの常温から外れた温度であるときにも、光ディスクに対して情報信号を高密度記録したり、高密度記録された光ディスクに対して情報信号を再生することを正確に実効することが可能となり、信頼性が高いものとなる。
【００２７】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、Ｒ１／Ｒ２＝Ｆ１／Ｆ２、且つａ＝ｂを満足する第１のレンズ及び第２のレンズを採用することにより、同じ材料によって作製された第１のレンズホルダと、第２のレンズホルダとを使用することが可能となるために、コストダウンを図ることが可能となる。
【００２８】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、Ｒ１＝Ｒ２、Ｆ１／Ｆ２＝１、且つａ＝ｂを満足する第１のレンズ及び第２のレンズを採用することにより、第１のレンズホルダと、第２のレンズホルダとを共通部品とすることが可能となるために、コストダウンを図ることが可能となる。
【００２９】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、下記式２を満たす材料によって、ベースと、第１のレンズと、第２のレンズとが作製されている。
【００３０】
（α３−αｂ）／（α４−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式２
本発明に係る光ピックアップ装置は、周囲の温度変化によってベース、第１のレンズ、第２のレンズが膨張又は収縮したときにも、受光素子上に形成されるスポット位置がずれることを抑えることが可能となる。すなわち、本発明に係るピックアップ装置は、周囲が高温や低温などの常温から外れた温度であるときにも、光ディスクに対して情報信号を高密度記録したり、高密度記録された光ディスクに対して情報信号を再生することを正確に実効することが可能となり、信頼性が高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
図１に示すように、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、光ディスク２に対して照射する出射光を出射するレーザ光源１１と、レーザ光源１１から出射された出射光を平行光に整形するコリメータレンズ１２と、コリメータレンズ１２の透過光を透過するとともに、光ディスク２の反射光を反射して９０°屈折させるビームスプリッタ１３と、コリメータレンズ１２を透過した後にビームスプリッタ１３を透過した光を集光して光ディスク２に対して照射する対物レンズ１４と、光ディスク２によって反射された後にビームスプリッタ１３によって反射された反射光を集光する集光レンズ１５と、集光レンズ１５によって集光された反射光を受光する受光素子１６と、各光学素子を支持するベース１７とを備えている。
【００３３】
以下の説明では、レーザ光源１１から出射される出射光の光路に沿った方向をＸ軸方向、光ディスク２によって反射された後にビームスプリッタ１３によって反射された反射光の光路に沿った方向をＺ軸方向、Ｘ軸とＺ軸との両方に垂直な方向をＹ軸方向という。
【００３４】
レーザ光源１１は、光ディスク２に対して情報信号の記録や再生を行うときに、光ディスク２に対して照射するための出射光を出射する。本実施の形態では、レーザ光源１１は、波長が約３８５ｎｍ〜４５０ｎｍである青紫色光を出射する。
【００３５】
コリメータレンズ１２は、図２（Ａ）に示すように、ベース１７によって支持されており、レーザ光源１１と光ディスク２との間の光路上に配置されている。コリメータレンズ１２の外周面は、エポキシ樹脂によって作製されているリング状のコリメータレンズホルダ２１によって、被覆されている。
【００３６】
集光レンズ１５は、図２（Ｂ）に示すように、ベース１７によって支持されており、ビームスプリッタ１３と受光素子１６との間の光路上に配置される。また、集光レンズ１５の外周面は、エポキシ樹脂によって作製されているリング状の集光レンズホルダ２２によって、被覆されている。
【００３７】
受光素子１６は、フォトダイオードなどの光検出手段が備えられている。受光素子１６は、光検出手段に入射した光の強度に応じた電気信号を出力し、出力した電気信号に対して所定の演算処理を施すことにより、ＲＦ信号、フォーカス制御信号、トラッキング制御信号などを生成して出力する。
【００３８】
ベース１７は、本実施の形態では、マグネシウムによって作製されている。ベース１７には、第１のＶ字溝１７ｂと、第２のＶ字溝１７ｃとが形成されている。第１のＶ字溝１７ｂはコリメータレンズ１２を位置決め保持し、第２のＶ字溝１７ｃは集光レンズ１５を位置決め保持している。
【００３９】
第１のＶ字溝１７ｂは、２つの平面１７ｄ，１７ｅから構成されており、第２のＶ字溝１７ｃは、２つの平面１７ｆ，１７ｇから構成されている。本実施の形態では、第１のＶ字溝１７ｂを構成する２つの平面１７ｄ，１７ｅがなす角の角度、及び第２のＶ字溝１７ｃを構成する２つの平面１７ｆ，１７ｇがなす角の角度は、共に９０°とされている。また、第１のＶ字溝１７ｂを構成する２つの平面１７ｄ，１７ｅがなす角の２等分線Ｄ１−Ｄ１’と、第２のＶ字溝１７ｃを構成する２つの平面１７ｆ，１７ｇがなす角の２等分線Ｄ２−Ｄ２’とは、Ｙ軸方向に沿っている。
【００４０】
第１のＶ字溝１７ｂは、図２（Ａ）に示すように、各平面１７ｄ，１７ｅを、それぞれコリメータレンズ１２の外周面と接触させることによって、コリメータレンズ１２を２点支持している。このように第１のＶ字溝１７ｂがコリメータレンズ１２を支持することにより、コリメータレンズ１２の光軸は、レーザ光源１１から出射されたレーザ光の光軸と一致する。
【００４１】
また、第２のＶ字溝１７ｃは、図２（Ｂ）に示すように、各平面１７ｆ，１７ｇを、それぞれ集光レンズ１５の外周面と接触させることによって、集光レンズ１５を２点支持している。かかる方法で第２のＶ字溝１７ｃが集光レンズ１５を支持することにより、集光レンズ１５の光軸は、ビームスプリッタ１３から出力された光ディスク２の反射光の光軸と一致する。
【００４２】
ところで、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２と、ベース１７とは、周囲の温度が上昇することによって膨張し、周囲の温度が下降することによって収縮する。温度の上昇及び下降に応じた線膨張率は、材料によって異なる。したがって、コリメータレンズホルダ２１、集光レンズホルダ２２、ベース１７を作製する材料によっては、コリメータレンズ１２の位置と集光レンズ１５の位置とがＹ軸方向に沿って変化してしまうために、集光レンズ１５から出力される光の照射位置がずれ、受光素子１６上に形成されるスポットの位置がずれてしまう場合が生じる。
【００４３】
具体的に説明すると、周囲の温度が上昇した場合、コリメータレンズ１２の位置は、図３（Ａ）に示すように、図中矢印Ａで示すＡ方向、すなわち、Ｖ字溝１７ｂの底部１７ｈの方向に変化してしまう。また、集光レンズ１５の位置は、図３（Ｂ）に示すように、ほとんど変化しない。なお、図３中点線は膨張前のコリメータレンズ１２及び集光レンズ１５の位置を示しており、実線は膨張後のコリメータレンズ１２及び集光レンズ１５の位置を示している。
【００４４】
光ピックアップ装置１では、コリメータレンズホルダ２１及び集光レンズホルダ２２を線膨張率が１．０×１０−５であるエポキシ樹脂によって作製し、ベース１７をマグネシウムによって作製することにより、受光素子１６上に形成されるスポット位置がずれることを、抑えることができる。
【００４５】
以下では、光ピックアップ装置１で、受光素子１６上に形成されるスポット位置のずれが抑制される原理について説明する。
【００４６】
図４に示すように、周囲の温度変化によってコリメータレンズ１２の位置がＹ方向にＹＬＤだけ変化するときに、コリメータレンズ１２の透過光とコリメータレンズ１２の光軸とがなす角をθ°とし、コリメータレンズ１２の焦点距離をＦＬＤとすると、下記式３に示す式が成立する。なお、図４中Ｌ−Ｌ’線は、ベース１７、コリメータレンズホルダ２１及び集光レンズホルダ２２が膨張する前の、コリメータレンズ１２の中心位置と集光レンズ１５の中心位置とを結んだ直線を示している。
【００４７】
ＹＬＤ＝ＦＬＤ×ｓｉｎθ…式３
コリメータレンズ１２を透過した光は、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１４を透過し、図５に示すように、光ディスク２の主面の垂線に対してθ°の角度で入射して反射された後に、ビームスプリッタ１３によって反射され、さらに集光レンズ１５を透過するために、集光レンズ１５の中心を透過した光と集光レンズ１５の光軸とがなす角は、図４に示すように−θ°となる。したがって、集光レンズ１５の焦点距離がＦＰＤであるときに、集光レンズ１５の位置がＹ軸方向にＹＰＤだけ変化しているとすると、受光素子１６に照射される光のＹ軸方向に沿った照射位置のずれΔＹは、下記式４に示す通りとなる。なお、図４では、ＹＰＤ＝０である。
【００４８】
ΔＹ＝ＦＰＤ×ｓｉｎ（−θ）＋ＹＰＤ…式４
式３及び式４より、下記式５が成立する。
【００４９】
ΔＹ＝（−ＦＰＤ／ＦＬＤ）×ＹＬＤ＋ＹＰＤ…式５
受光素子１６に照射される光のＹ軸方向に沿った照射位置のずれΔＹが解消されるときには、ΔＹ＝０となるため、下記式６が成立する（但し、ｋは０以外の実数とする。）。
【００５０】
ＹＰＤ／ＹＬＤ＝ＦＰＤ／ＦＬＤ＝ｋ…式６
すなわち、式６を成立させることにより、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２と、ベース１７との膨張によって、受光素子１６における受光位置のずれを解消することが可能となる。
【００５１】
また、膨張前におけるコリメータレンズ１２の中心からコリメータレンズホルダ２１とベース１７との接点までの距離と、膨張後におけるコリメータレンズ１２の中心からコリメータレンズホルダ２１とベース１７までの距離との差をＹ’ＬＤとすると、下記式７に示す式が成立し、膨張前における集光レンズ１５の中心からベース１７までの距離と、膨張後における集光レンズ１５の中心からベース１７までの距離との差をＹ’ＰＤとすると、下記式８が成立する。
【００５２】
ＹＬＤ＝Ｙ’ＬＤ／ｓｉｎａ＝（α１−αｂ）×Ｒ１×Δｔ／ｓｉｎａ…式７
ＹＰＤ＝Ｙ’ＰＤ／ｓｉｎｂ＝（α２−αｂ）×Ｒ２×Δｔ／ｓｉｎｂ…式８
但し、α１はコリメータレンズホルダ２１を作製する材料の線膨張率であり、α２は集光レンズホルダ２２を作製する材料の線膨張率であり、αｂはベース１７を作製する材料の線膨張率であり、Ｒ１はコリメータレンズ１２の中心からベース１７までの距離であり、Ｒ２は集光レンズ１５の中心からベース１７までの距離であり、Δｔは周囲の温度変化であり、ａは平面１７ｄと２等分線Ｄ１−Ｄ１’とがなす角の角度であり、ｂは、平面１７ｆと２等分線Ｄ２−Ｄ２’とがなす角の角度である。
【００５３】
したがって、式６に式７及び式８を代入することによって、下記式９が成立する。
【００５４】
（α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝ＦＬＤ／ＦＰＤ…式９
すなわち、式９で示される材料によって、ベース１７と、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とを作製することにより、周囲の温度が大きく変化することによるベース１７、コリメータレンズホルダ２１、集光レンズホルダ２２の膨張や収縮が原因となり、受光素子１６における光の照射位置のずれを抑えることが可能となる。
【００５５】
ところで、光ピックアップ装置１では、図６に示すように、コリメータレンズ１２の後段に、コリメータレンズ１２から出力された光の断面積を変化させる整形光学系３０が配置される場合がある。
【００５６】
整形光学系３０によって、コリメータレンズ１２から出力された光におけるＹ軸方向の長さがβ倍（但し、β＞０。）とされるときには、下記式１０に示す関係が成立する。
【００５７】
ＦＰＤ／（ＦＬＤ×β）＝ｋ…式１０
整形光学系３０が備えられないときは、β＝１となる。したがって、式９においてＦＬＤの代わりにＦＬＤ×βを使用することにより、式９は、コリメータレンズ１２の後段に整形光学系３０が配置された光ピックアップ装置１にも適用することが可能となる。
【００５８】
また、例えば集光レンズ１５の前段に光学素子（図示せず。）を配置することなどにより、集光レンズ１５に入射する光におけるＹ軸方向の長さがγ倍（但し、γ＞０。）とされるときには、下記式１１に示す関係が成立する。
【００５９】
（ＦＰＤ×γ）／ＦＬＤ＝ｋ…式１１
光学素子が備えられないときは、γ＝１のときである。したがって、式９においてＦＰＤの代わりにＦＰＤ×γを使用することにより、式９は、集光レンズ１５の前段又は後段に光学素子が配置された光ピックアップ装置１にも適用することが可能となる。
【００６０】
したがって、ＦＬＤ×βをコリメータレンズ１２の実効焦点距離Ｆ１と定義し、ＦＰＤ×γを集光レンズ１５の実効焦点距離Ｆ２と定義することにより、式９は、下記式１に書き直される。
【００６１】
（α１−αｂ）／（α２−αｂ）×Ｒ１／Ｒ２×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式１
式１が成立する材料によって、ベース１７と、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とを作製することにより、光ピックアップ装置１は、コリメータレンズ１２の後段に整形光学系３０が備えられたときなどにも、周囲の温度変化が原因である熱膨張によって、受光素子１６上に形成されるスポット位置のずれを抑えることが可能となる。
【００６２】
以上説明したように、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、式１を満たす材料によって、ベース１７と、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とが作製されている。具体的に説明すると、ベース１７がマグネシウムによって作製されており、コリメータレンズホルダ２１と集光レンズホルダ２２とがエポキシ樹脂によって作製されている。
【００６３】
したがって、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、周囲の温度変化によってベース１７、コリメータレンズホルダ２１、集光レンズホルダ２２が膨張又は収縮したときにも、受光素子１６上に形成されるスポット位置のずれを抑えることが可能となる。すなわち、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、例えば周囲が６０℃や−１０℃などの常温から外れた温度である場合にも、青紫色光に対応した光ディスクに対する情報信号の記録再生を、正確に行うことが可能となるために、信頼性が高いものとなる。
【００６４】
また、本発明を適用した光ピックアップ装置１によれば、受光素子１６上に形成されるスポット位置の変化量が改善されるため、組み立て余裕ができる。
【００６５】
また、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、Ｒ１／Ｒ２＝Ｆ１／Ｆ２、且つａ＝ｂを満足するコリメータレンズ１２及び集光レンズ１５を採用することができるために、同じ材料によって作製されたコリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とを使用することが可能となり、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６６】
また、本発明を適用した光ピックアップ装置１は、Ｒ１＝Ｒ２、Ｆ１／Ｆ２＝１、且つａ＝ｂを満足するコリメータレンズ１２及び集光レンズ１５を採用することにより、コリメータレンズホルダ２１と、集光レンズホルダ２２とを共通部品とすることが可能となるために、コストダウンを図ることが可能となる。
【００６７】
なお、光ピックアップ装置１では、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、コリメータレンズホルダ２１及び集光レンズホルダ２２を介することなく、ベース１７が直接コリメータレンズ１２及び集光レンズ１５を支持しても良い。ベース１７が直接コリメータレンズ１２及び集光レンズ１５を支持する場合には、周囲の温度変化によってコリメータレンズ１２、集光レンズ１５、ベース１７が膨張又は収縮することにより、コリメータレンズ１２及び集光レンズ１５の位置が変化し、受光素子１６上に形成されるスポット位置にずれが生じる。
【００６８】
かかる場合には、式１中α１をコリメータレンズ１２の材料の線膨張率α３とし、式１中α２を集光レンズ１５の材料の線膨張率α４とし、式１中Ｒ１をコリメータレンズ１２の半径Ｒ３とし、式１中Ｒ２を集光レンズ１６の半径Ｒ４とした下記式２が適用できる。
【００６９】
すなわち、下記式２が成立する材料によって、ベース１７と、コリメータレンズ１２と、集光レンズ１５とを作製することにより、周囲の温度変化が原因である膨張や収縮によって、受光素子１６上に形成される位置がずれることを抑えることが可能となる。
【００７０】
（α３−αｂ）／（α４−αｂ）×Ｒ３／Ｒ４×ｓｉｎｂ／ｓｉｎａ＝Ｆ１／Ｆ２…式２
【実施例】
【００７１】
つぎに、本発明を適用した光ピックアップ装置の、受光素子上でのスポット位置のずれについて、実施例及び比較例に基づいて説明する。
実施例
図１に示すように、レーザ光源と、レーザ光源から出射された出射光を透過するコリメータレンズと、コリメータレンズの透過光を透過するとともに、光ディスクの反射光を反射して９０°屈折させるビームスプリッタと、コリメータレンズを透過した後にビームスプリッタを透過した光を集光して光ディスクに照射する対物レンズと、光ディスクによって反射された後にビームスプリッタによって反射された反射光を集光する集光レンズと、集光レンズによって集光された反射光を受光する受光素子と、各光学素子を支持するベースとを備え、且つ、図６に示すように、コリメータレンズの後段に整形光学系が配置された光ピックアップ装置を作製した。
【００７２】
本実施例では、コリメータレンズの中心からベースまでの距離並びに集光レンズの中心からベースまでの距離を３．２５ｍｍとした。また、コリメータレンズとしては焦点距離が１１．４ｍｍであるものを使用し、集光レンズとしては焦点距離が２５ｍｍであるものを使用し、整形光学素子としては、β＝２．２であるものを使用した。
【００７３】
また、ベースをマグネシウム（線膨張率は２．５×１０−５）によって作製し、コリメータレンズホルダ及び集光レンズホルダを線膨張率が１．０×１０−５であるエポキシ樹脂によって作製した。
【００７４】
この光ピックアップ装置において、周囲の温度を２５℃から６０℃に変化させ、受光素子上のスポット位置のずれを測定したところ、ずれは約１μｍであった。また、周囲の温度を２５℃から−１０℃に変化させたときには、受光素子上のスポット位置のずれは約１〜２μｍであった。
【００７５】
比較例
集光レンズホルダを液晶ポリマーによって作製した以外は、実施例と同様にして光ピックアップ装置を作製し、周囲の温度を２５℃から６０℃に変化させ、受光素子上のスポット位置のずれを測定したところ、ずれは約４〜６μｍであった。また、周囲の温度を２５℃から−１０℃に変化させたときには、受光素子上のスポット位置のずれは約３〜５μｍであった。
【００７６】
以上説明した実施例及び比較例より、本発明を適用した光ピックアップ装置によれば、周囲の温度が大きく変化したときにも、受光素子上のスポット位置のずれを１〜２μｍに抑えることが可能であることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明を適用した光ピックアップ装置の光学系を示す模式図である。
【図２】同光ピックアップ装置で、ベースがコリメータレンズと集光レンズとを支持している状態を示す図である。
【図３】同光ピックアップ装置で、コリメータレンズの位置と集光レンズの位置とが変化する状態を示す図である。
【図４】コリメータレンズからθ°の角度で出力した光が、集光レンズに−θ°の角度で入射する状態を示す図である。
【図５】光ディスクにθ°の角度で入射した光が反射する状態を示す図である。
【図６】コリメータレンズの後段に整形光学系を配置した状態を示す図である。
【図７】ベースが、コリメータレンズホルダによって外周が被覆されていないコリメータレンズと、集光レンズホルダによって外周が被覆されていない集光レンズとを支持する状態を示す図である。
【図８】従来の光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【図９】同光ピックアップ装置で、ベースがコリメータレンズと集光レンズとを保持している状態を示す図である。
【図１０】膨張により、コリメータレンズの位置と集光レンズの位置とが変化する状態を示す図である。
【図１１】コリメータレンズからθ°の角度で出力した光が、集光レンズに−θ°の角度で入射する状態を示す図である。
【符号の説明】
【００７８】
１  光ピックアップ装置、２  光ディスク、１１  レーザ光源、１２  コリメータレンズ、１３  ビームスプリッタ、１４  対物レンズ、１５  集光レンズ、１６  受光素子、１７  ベース、２１  コリメータレンズホルダ、２２  集光レンズホルダ
【図１】
2005108356.tif 000003
【図２】
2005108356.tif 000004
【図３】
2005108356.tif 000005
【図４】
2005108356.tif 000006
【図５】
2005108356.tif 000007
【図６】
2005108356.tif 000008
【図７】
2005108356.tif 000009
【図８】
2005108356.tif 000010
【図９】
2005108356.tif 000011
【図１０】
2005108356.tif 000012
【図１１】
2005108356.tif 000013