(57)【要約】 【課題】  球面収差の低減を図るとともに、装置の小形化を図ることができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  集光ユニット１６のうち入射側および出射側レンズ２３，２４は、熱膨張部材２５によって互いに光軸方向に変位可能に固着される。光ピックアップ装置１０がアクチュエータコイル１７によって発熱すると、熱膨張部材２５が温度変化によって光軸方向に変位することで、入射側および出射側レンズ２３，２４の球面収差を低減する。【選択図】      図１
2005116004.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザからの発散光を、コリメートレンズにより略平行化し、偏光分岐素子および球面収差補償素子を介した後、集光手段によって記録媒体上に集光させ、記録媒体からの反射光を受光素子に結合することで、記録信号を読み取る光ピックアップ装置であって、
前記集光手段は、
第１および第２の対物レンズと、
温度変化によって光軸方向に変位する熱膨張部材であって、第１および第２の対物レンズを互いに光軸方向に変位可能に固着するための熱膨張部材とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
光源と、
光源と、情報が記録される記録媒体との間の光軸上に配設される光分岐素子と、
光分岐素子と記録媒体との間の光軸上に配設され、かつ光源から発せられる光を記録媒体上に集光させる集光手段であって、第１の対物レンズと、この第１の対物レンズに、温度変化によって光軸方向に変位する熱膨張部材を介して固着される第２の対物レンズとを備える集光手段と、
記録媒体からの反射光を検知する受光手段とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
熱膨張部材の線膨張係数は、光ピックアップ装置の発熱による第１および第２の対物レンズの球面収差発生量を補正するように設定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
集光手段は、第１および第２の対物レンズを保持するレンズホルダをさらに有することを特徴とする請求項１または２に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、たとえば光ディスクなどの情報記録媒体に対して半導体レーザの光を照射し、これによって該情報記録媒体の記録面に情報を記録する、あるいは該情報記録媒体の記録面に書き込まれた情報を再生する光ピックアップ装置に関する。
本発明において、「略平行化」は「平行化」を含む。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報記録の分野においては、光学情報記録方式に関する研究が各所で進められている。この光学情報記録方式は、非接触で記録再生が行えること、再生専用形、追記形、および書き換え可能形のそれぞれのメモリ形態に対応できることなどの数々の利点を有し、安価な大容量メディアを実現し得るものとして、産業用から民生用まで幅広い用途が考えられている。
【０００３】
前記光学情報記録方式の光ディスク装置の最近の流れとしては、以下の二つの座標軸が挙げられる。つまりコンパクトディスク（略称ＣＤ：Compact Disc）およびデジタルバーサタイルディスク（略称ＤＶＤ：Digital Versatile Disc）などの１２０ｍｍ径ディスクのように、すでにデファクトスタンダードとなった形状のディスクにおいて、単位面積あたりの情報記録容量を増やす方向、ならびに情報記録量を減らすことなくむしろ増やす方向にディスクおよびディスク再生装置の大きさを小さくする二つの座標軸が挙げられ、近年盛んに研究が行われている。
【０００４】
単位面積あたりの情報記録容量を増やす方向としては、光源の波長を短波長化するか、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることなどが挙げられる。光源の短波長化については青色レーザの出現により大きな飛躍を挙げたが、更なる短波長化に際しては光学部品の吸収が問題となるなどの理由で飛躍的な向上は望めない。一方、レンズＮＡの増加については、レンズ設計により単玉、二枚レンズで高ＮＡのレンズ設計は可能であるが、各々のレンズについて次のような特徴があることが知られている。
【０００５】
（単玉レンズ）
対物レンズとディスクとの間隔、つまりワーキングディスタンスが広くなるので、レンズ表面とディスク表面との衝突が起こりにくい。また、従来のＤＶＤとの互換が取りやすい。一方、一般的に軸外収差特性が悪くなるため、ピックアップの調整精度を二枚レンズに比べて上げる必要がある。
【０００６】
（二枚レンズ）
軸外収差特性が単玉レンズに比べて良いため、ピックアップの調整精度を上げる必要がない。一方、ワーキングディスタンスが単玉レンズに比べて狭く、レンズ表面とディスク表面との衝突が起こりやすい。また、従来のＤＶＤとの互換が取りにくい。
【０００７】
単玉レンズについては、ワーキングディスタンスが広いという長所があるものの、特にＤＶＤとの互換を必要としない場合、軸外収差マージンが広い方が量産には適していると考えられ、二枚レンズを対物レンズとして採用する場合が多い。さらに、倍速での記録、再生に対応してアクチュエータの帯域を拡げることを志向した場合、アクチュエータ全体の重量を軽量化する必要性がある。したがって対物レンズとして、従来のガラスレンズの代わりにガラスレンズよりも比重の軽い樹脂レンズを用いる場合が増えている。
【０００８】
図１１は、従来の温度検出素子１を含む光ピックアップ装置の構成を概略示す図である。前記光ピックアップ装置においては、装置内の温度上昇によって発生するレンズの球面収差を補正する技術が提案されている（特許文献１）。この光ピックアップ装置では、温度検出素子１によりモニタされたピックアップ装置内の温度変化に対応して、球面収差補正用のカップリングレンズ２の光軸方向位置を変化させ、球面収差を補正するように構成されている。
【０００９】
図１２は、従来の熱膨張部材３を含む光ピックアップ装置の構成を概略示す図である。前記光ピックアップ装置では、球面収差を補正するための熱膨張部材３を介して、カップリングレンズ４とホルダ５とを取り付けた構成が提案されている（特許文献１）。
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−１０６０１２号公報（第１−２頁、第５図、第１３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
対物レンズとして二枚組の樹脂レンズを用いた場合には、対物レンズ出射光に対して球面収差が発生する。つまり駆動用のアクチュエータコイルで生じる発熱のため、図６の波面収差プロファイルに表されるように、対物レンズ出射光に対して球面収差が発生する。この傾向は、対物レンズとして樹脂レンズのように屈折率の温度変化が大きい硝材を用いた際に顕著に見られる傾向である。この球面収差の主たる原因としては、レンズが高温になることによって二枚レンズの屈折率が変わり、焦点距離が変化することが考えられる。
【００１２】
図１１に示す光ピックアップ装置では、ピックアップ装置内の温度変化をモニタして球面収差を補正するため、温度モニタ用の温度検出素子１が必須となる。したがって光ピックアップ装置の部品点数が増加する。また、温度検出素子１が増えた分、その信号処理用の回路も増加するため、光ピックアップ装置全体の製作コストも増加する。また温度検出素子１を対象物に近接して配設できない場合であって、半導体レーザ、または駆動用ＩＣなどの他の熱源が前記温度検出素子の近くに配設される場合には、正確に温度検出できないおそれがある。
【００１３】
図１２に示す光ピックアップ装置では、熱膨張部材３の伸縮によってカップリングレンズ４の位置が自動的に調整される構成となっているが、次のような問題がある。熱膨張部材３は、球面収差調整のために０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度の伸縮量が必要となる。一方、線膨張係数は、大きいものであっても２×１０−４／℃程度であるため、仮に温度上昇量を５０℃とすると、熱膨張部材３の全長は、前記伸縮量に線膨張係数を乗じさらに温度上昇量を乗じた値、具体的には１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下のものが必要となる。このような場合、ホルダ５を含めたカップリングレンズ部分のサイズが増加する。それ故、光ピックアップ装置全体の大きさが増加する。
【００１４】
本発明の目的は、球面収差の低減を図るとともに、装置の小形化を図ることができる光ピックアップ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、半導体レーザからの発散光を、コリメートレンズにより略平行化し、偏光分岐素子および球面収差補償素子を介した後、集光手段によって記録媒体上に集光させ、記録媒体からの反射光を受光素子に結合することで、記録信号を読み取る光ピックアップ装置であって、
前記集光手段は、
第１および第２の対物レンズと、
温度変化によって光軸方向に変位する熱膨張部材であって、第１および第２の対物レンズを互いに光軸方向に変位可能に固着するための熱膨張部材とを有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１６】
本発明に従えば、半導体レーザからの発散光は、コリメートレンズにより略平行化される。略平行化された光を、偏光分岐素子および球面収差補償素子を介した後、集光手段によって記録媒体上に集光させる。記録媒体からの反射光を受光素子に結合することで、記録信号を読み取る。集光手段は、第１および第２の対物レンズと熱膨張部材とを有する。第１および第２の対物レンズは、熱膨張部材によって互いに光軸方向に変位可能に固着される。光ピックアップ装置が発熱すると、熱膨張部材が温度変化によって光軸方向に変位する。したがって前記発熱に起因して発生し得る第１および第２の対物レンズの球面収差を、熱膨張部材の変位によって低減することができる。
【００１７】
また本発明は、光源と、
光源と、情報が記録される記録媒体との間の光軸上に配設される光分岐素子と、
光分岐素子と記録媒体との間の光軸上に配設され、かつ光源から発せられる光を記録媒体上に集光させる集光手段であって、第１の対物レンズと、この第１の対物レンズに、温度変化によって光軸方向に変位する熱膨張部材を介して固着される第２の対物レンズとを備える集光手段と、
記録媒体からの反射光を検知する受光手段とを有することを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１８】
本発明に従えば、光源から発せられる光は、光分岐素子および集光手段を介して記録媒体上に集光される。記録媒体からの反射光は、受光手段によって検知される。前記集光手段は、光源から発せられる光を記録媒体上に集光させる。この集光手段は、第１および第２の対物レンズと熱膨張部材とを備える。これらのうち熱膨張部材は、温度変化によって光軸方向に変位するうえ、第１および第２の対物レンズを固着する機能を有するので、次のような作用を奏する。光ピックアップ装置が発熱すると、熱膨張部材が温度変化によって光軸方向に変位する。したがって前記発熱に起因して発生し得る第１および第２の対物レンズの球面収差を、熱膨張部材の変位によって低減することができる。
【００１９】
また本発明は、熱膨張部材の線膨張係数は、光ピックアップ装置の発熱による第１および第２の対物レンズの球面収差発生量を補正するように設定されることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、光ピックアップ装置の発熱によって、第１および第２の対物レンズに球面収差が発生する。前記球面収差発生量を補正すべく熱膨張部材の線膨張係数が設定される。換言すれば、熱膨張部材の線膨張係数を設定するだけで、第１および第２の対物レンズの球面収差発生量を補正することができる。
【００２１】
また本発明は、集光手段は、第１および第２の対物レンズを保持するレンズホルダをさらに有することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、集光手段はレンズホルダをさらに有する。このレンズホルダに、第１および第２の対物レンズが保持される。したがって第１および第２の対物レンズの少なくともいずれか一方がレンズホルダから不所望に脱落するのを未然に防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１および第２の対物レンズは、熱膨張部材によって互いに光軸方向に変位可能に固着される。光ピックアップ装置が発熱すると、熱膨張部材が温度変化によって光軸方向に変位する。したがって前記発熱に起因して発生し得る第１および第２の対物レンズの球面収差を、熱膨張部材の変位によって低減することができる。
【００２４】
このような集光手段によって、球面収差を低減することができるので、本発明の光ピックアップ装置によれば、従来必要であった温度モニタ用温度検出素子を不要とすることができる。それ故、光ピックアップ装置の構造を簡単化することができる。また第１および第２の対物レンズは、熱膨張部材を介して固着されるので、光ピックアップ装置の光軸方向の大きさを抑制することが可能となる。これによって光ピックアップ装置の小形化を図ることができる。
【００２５】
また本発明によれば、集光手段のうち熱膨張部材は、温度変化によって光軸方向に変位するうえ、第１および第２の対物レンズを固着する機能を有するので、次のような効果を奏する。光ピックアップ装置が発熱すると、熱膨張部材が温度変化によって光軸方向に変位する。したがって前記発熱に起因して発生し得る第１および第２の対物レンズの球面収差を、熱膨張部材の変位によって低減することができる。
【００２６】
このような集光手段によって、球面収差を低減することができるので、本発明の光ピックアップ装置によれば、従来必要であった温度モニタ用温度検出素子を不要とすることができる。それ故、光ピックアップ装置の構造を簡単化することができる。また第１および第２の対物レンズは、熱膨張部材を介して固着されるので、光ピックアップ装置の光軸方向の大きさを抑制することが可能となる。これによって光ピックアップ装置の小形化を図ることができる。
【００２７】
また本発明によれば、球面収差発生量を補正すべく熱膨張部材の線膨張係数が設定される。換言すれば、熱膨張部材の線膨張係数を設定するだけで、第１および第２の対物レンズの球面収差発生量を補正することができる。したがって、従来のような複雑な機構を用いることなく、球面収差発生量を補正することができる。それ故、光ピックアップ装置の製作コストを低減することができる。
【００２８】
また本発明によれば、集光手段はレンズホルダをさらに有する。このレンズホルダに、第１および第２の対物レンズが保持される。したがって第１および第２の対物レンズの少なくともいずれか一方がレンズホルダから不所望に脱落するのを未然に防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を概略示す図である。本実施形態の光ピックアップ装置は、ＣＤおよびＤＶＤなどの記録媒体に対して、半導体レーザの光を照射してその記録面に情報を記録する、あるいは記録媒体の記録面に書き込まれた情報を再生する装置に適用される。光ピックアップ装置１０は、光源である半導体レーザ１１と、コリメートレンズ１２と、偏光分岐素子である光分岐素子１３と、ビーム拡大素子１４と、立ち上げミラー１５と、集光手段としての集光ユニット１６と、アクチュエータコイル１７と、スポットレンズ１８と、円柱レンズ１９と、受光手段としての受光素子２０とを有する。
【００３０】
半導体レーザ１１からの発散光は、コリメートレンズ１２によって平行光束化される。この平行光束化された光は、光分岐素子１３を介してビーム拡大素子１４によって光束径が拡大される。この拡大された光は、立ち上げミラー１５によって光路を曲げられ、その後集光ユニット１６によって記録媒体２１に光を集光させる。後述する集光ユニット１６の外周付近部にアクチュエータコイル１７が配設される。記録媒体２１は光記録媒体２１とも呼ばれる。光記録媒体２１からの反射光は、入射光と逆の光路つまり集光ユニット１６、立ち上げミラー１５、ビーム拡大素子１４を順次辿った後、光分岐素子１３で反射される。
【００３１】
この反射光はスポットレンズ１８で集光された後、円柱レンズ１９を通って受光素子２０に照射される。受光素子２０は、同一平面上の多分割の受光部を有する。受光素子２０の受光部で記録信号およびサーボ信号が検出される。球面収差補償素子であるビーム拡大素子１４は、カバーガラス厚み誤差に起因する球面収差を補正することを目的としている。係る目的を達成する手段として、液晶駆動素子を用いた球面収差補正手段などであってもよい。コリメートレンズ１２と光分岐素子１３との間の光路途中に、ビーム整形のための図示外のビーム整形素子、および偏光方向調整のためのλ／２板などを配置してもよい。光分岐素子１３と集光ユニット１６との間の光路途中に、たとえばλ／４板を配置するような形態であってもよい。前記λ／４板は、直線偏光を円偏光に変換するためのものである。
【００３２】
図２は、光ピックアップ装置１０の要部を、その光軸方向を含む仮想平面で切断して示す図である。図３は、第１および第２の対物レンズを組立てる方法を段階的に示す図である。集光ユニット１６は、レンズホルダ２２と、入射側レンズ２３と、出射側レンズ２４と、熱膨張部材２５とを有する。入射側レンズ２３が第１の対物レンズに相当し、出射側レンズ２４が第２の対物レンズに相当する。入射側および出射側レンズ２３，２４は、二枚組みの対物レンズである。入射側レンズ２３には、熱膨張部材２５を介して出射側レンズ２４が嵌合される。これら嵌合された入射側および出射側レンズ２３，２４が、レンズホルダ２２に嵌合されて保持される。
【００３３】
入射側レンズ２３は、レンズ本体２６と、このレンズ本体２６に一体成形されるレンズ保持体２７とを有する。具体的にこれらレンズ本体２６およびレンズ保持体２７は合成樹脂材料から成り、レンズ保持体２７は略円筒形状に形成される。前記「略円筒形状」は「円筒形状」を含む。レンズ保持体２７の外周部のうち、記録媒体２１に臨む一部分であって光出射側の一部分は、矢符Ｌ１（図２参照）で示す光路方向一方に向かうに従って半径方向内方に縮径するテーパ形状に形成されている。前記レンズ保持体２７の一部分をテーパ部分２７ａと称す。後述するが、レンズホルダ２２と、レンズ保持体２７のテーパ部分２７ａとの間の環状隙間に接着剤２８（図１０参照）が塗布され、レンズホルダ２２とレンズ保持体２７とが一体に固着される。
【００３４】
レンズ保持体２７には、光路方向一方に開放する内周部２９が形成されている。レンズ保持体２７のうち光入射側の端部には、レンズ本体２６が配設されており、このレンズ本体２６によって、レンズ保持体２７は有底筒状体を成している。立ち上げミラー１５に臨むレンズ本体２６の凸部は、レンズ保持体２７の端部よりも所定小距離突出するように形成されている。レンズ保持体２７の内周部２９には、記録媒体２１に臨んで形成される大径部分２９ａと、レンズ本体２６付近に形成される小径部分２９ｂと、これら大径部分２９ａと小径部分２９ｂとの間の段部分２９ｃであって熱膨張部材２５を内装するための段部分２９ｃとを含む。前記大径部分２９ａは小径部分２９ｂよりもやや大径に形成される。段部分２９ｃに熱膨張部材２５を内挿した後、入射側レンズ２３の大径部分２９ａに、後述する出射側レンズ２４が嵌合される。
【００３５】
出射側レンズ２４は合成樹脂材料から成り、このレンズ部２４ａの外周部分にはフランジ部２４ｂが一体成形される。フランジ部２４ｂは、前記大径部分２９ａよりもやや小径に形成される。つまり入射側レンズ２３には、出射側レンズ２４のフランジ部２４ｂがタイトに嵌合される。入射側レンズ２３に、熱膨張部材２５を介して出射側レンズ２４が嵌合された状態では、少なくともレンズ部２４ａとレンズ本体２６とが干渉しないように互いに離隔して配設される。
【００３６】
熱膨張部材２５は、たとえば高密度ポリエチレンから成り、円環状に形成される。この熱膨張部材２５の線膨張係数は、光ピックアップ装置１０の発熱による入射側および出射側レンズ２３，２４の球面収差発生量を補正するように設定される。具体的に熱膨張部材２５の線膨張係数は、１．８×１０−４／℃となっている。ただし熱膨張部材は、必ずしも高密度ポリエチレンに限定されるものではなく、種々な合成樹脂材料などを用いて形成し得る。また熱膨張部材２５の線膨張係数も必ずしも１．８×１０−４／℃に限定されるものではない。この熱膨張部材２５の光路方向の厚みは、たとえば約１ｍｍに設定される。熱膨張部材２５の外周部２５ａは、入射側レンズ２３の大径部分２９ａの寸法と略同一に設定される。熱膨張部材２５の内周部は、入射側レンズ２３の小径部分２９ｂの寸法と略同一に設定される。「略同一」は「同一」を含む。
【００３７】
レンズホルダ２２は、たとえば合成樹脂材料から成り、円筒形状に形成される。レンズホルダ２２の内周部には、記録媒体２１に臨んで形成される大径部２２ａと、レンズ本体２６付近の小径部２２ｂと、これら大径部２２ａと小径部２２ｂとの間の段部２２ｃであって、入射側レンズ２３のレンズ保持体２７を保持する段部２２ｃとを含む。前記大径部２２ａは小径部２２ｂよりもやや大径に形成される。このレンズホルダ２２の大径部２２ａにレンズ保持体２７が嵌合された状態では、レンズ本体２６の凸部がレンズホルダ２２の一端部２２ｄから突出しないように、かつ前記凸部と小径部２２ｂとが干渉しないように、レンズホルダ２２が形成される。
【００３８】
具体的に入射側レンズ２３と出射側レンズ２４とを固着する場合、図３に示すように、先ず入射側レンズ２３の段部分２９ｃと熱膨張部材２５とをＵＶ樹脂３０（ＵＶ：Ultra
Violet）で固定する。その後、熱膨張部材２５に出射側レンズ２４をＵＶ樹脂３０で固定する。ＵＶ樹脂３０としては、線膨張係数が極力小さいものを用いるのが望ましい。これによってＵＶ樹脂３０自身の熱膨張を極力防止することができる。換言すれば、ＵＶ樹脂３０の熱膨張を考慮することなく、熱膨張部材２５の熱膨張だけを利用して、レンズ間隔を調整し、球面収差を補償することが可能となる。それ故、アクチュエータコイル１７から発生する熱で、入射側および出射側レンズ２３，２４が加熱されることに起因する球面収差を、正確に低減することが可能となる。このような線膨張係数が極力小さいＵＶ樹脂としては、たとえばスリーボンド株式会社製の「ＴＢ３０５５」などが採用されている。この「ＴＢ３０５５」の線膨張係数は、具体的に１×１０−４ｃｍ／℃程度である。
【００３９】
図４は、二枚組み対物レンズにおいて、レンズの硝材にガラスを用いたものと各種樹脂材料を用いたものとの波面収差発生量の比較を示すグラフである。ガラス材料では、屈折率の温度依存係数が２×１０−６／℃程度であるのに対し、樹脂材料では屈折率の温度依存係数が、１×１０−４／℃程度と２桁程度大きい。それ故、球面収差が発生する傾向は、対物レンズに樹脂材料を適用したときに顕著である。これに対して対物レンズにガラス材料を適用した場合には、収差の影響がほとんど見られない。したがって二枚組み対物レンズの硝材として、少なくとも一方の対物レンズに樹脂材料を適用した場合に、本実施形態の構成による効果が大きい。
【００４０】
図５は、二枚組み対物レンズにおいて、レンズの硝材にアクリル樹脂を用いた場合と、熱膨張部材２５を用いて補償した場合との収差を比較するグラフである。つまり第１の実施形態の光学系において、対物レンズが温度上昇した場合について、光学シミュレーションを行った結果が、図５に示されている。球面収差を補正する前は、対物レンズの温度上昇によって球面収差が発生するため、波面収差は単調に増加し、２６℃の温度上昇で収差ｒｍｓは３０ｍλとなる。ところで光ピックアップの集光スポットを充分絞るためには、シミュレーション段階で収差ｒｍｓは、３０ｍλ以下である必要がある。そのため、温度上昇が約２６℃を超えると、集光スポットを充分絞ることができなくなる。
【００４１】
ここで光学シミュレーションに用いた対物レンズを構成する二枚レンズの非球面係数（１２次以上の非球面係数、ならびに非球面係数の有効桁３桁以上については記載していない）、ならびに屈折率の温度依存性を次に示す。なおレンズは、入射側から順にＯＬ１、ＯＬ２とし、非球面多項式におけるＺはレンズ面変位、Ｒはレンズ中心からの距離を表す。Ｘは光軸に水平な方向の高さ、Ｋは円錐係数、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは非球面係数を表す。屈折率の温度依存式におけるαは屈折率の温度依存係数であり、代表的なレンズ用樹脂材料であるアクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の１．１×−４／℃を用いた。ただし屈折率は、アクリル樹脂のそれではなく、仮想的な樹脂材料を想定した場合の値である。
（非球面多項式）
Ｚ＝（Ｘ２／Ｒ）／（１＋ｓｑｒｔ（１−（１＋Ｋ）・Ｘ２／Ｒ２））
＋ＡＸ４＋ＢＸ６＋ＣＸ８＋ＤＸ１０＋ＥＸ１２＋ＦＸ１４＋ＧＸ１６＋・・
（屈折率の温度依存式）
温度依存屈折率＝屈折率＠２０℃−α×温度上昇（℃）
【００４２】
【表１】
2005116004.tif 000003
【００４３】
図６は、レンズホルダ２２の温度が（ｉ）＝２２℃、（ii）＝４７．３℃、（iii）＝７２．５℃における対物レンズ出射光の波面収差プロファイルの測定結果を表す図である。図７は、レンズホルダ２２の温度上昇に対する、球面収差ならびに収差の発生量を示すグラフである。図８は、温度とレンズ間隔増加量との関係を示すグラフである。実際に対物レンズとして二枚組のアクリル系の樹脂レンズを用い、駆動用のアクチュエータコイル１７に所定の電流値をかけて発熱させたときの波面収差プロファイルを図６に示す。そのときの球面収差ならびに収差ｒｍｓの値を図７に示す。図７に示すホルダ温度は、レンズホルダ２２の温度と同義である。
【００４４】
図７に示すように、レンズホルダ２２の温度上昇に従って球面収差、ならびに収差ｒｍｓが実際に増加する。なおシミュレーション結果の図５より実測値が大きめに出ているのは、レンズ表面の粗さ、ならびに少量の残留コマ収差による収差ｒｍｓが初期状態から存在するためで、概ね、この分だけシミュレーション結果よりも大きくなっている。
【００４５】
本実施形態において、特に、熱膨張部材２５を入射側レンズ２３と出射側レンズ２４との間に介在させる、換言すれば熱膨張部材２５をレンズ２３，２４間に挟んで集光ユニット１６を構成したので、次の効果を奏する。図８に示すように、入射側および出射側レンズ２３，２４への加熱に伴って、熱膨張部材２５が膨張してこれら入射側および出射側レンズ２３，２４のレンズ間隔が増加する。これによって球面収差を補償することができる。このとき、たとえば常温約２０℃からレンズ温度８０℃まで上昇した場合であっても、収差ｒｍｓは２０ｍλ程度であり、球面収差の発生は充分抑えられる。
【００４６】
以上説明した光ピックアップ装置１０によれば、集光ユニット１６のうち入射側および出射側レンズ２３，２４は、熱膨張部材２５によって互いに光軸方向に変位可能に固着される。光ピックアップ装置１０がアクチュエータコイル１７によって発熱すると、熱膨張部材２５が温度変化によって光軸方向に変位する。したがって前記発熱に起因して発生し得る入射側および出射側レンズ２３，２４の球面収差を、熱膨張部材２５の変位によって低減することができる。
【００４７】
このような集光ユニット１６によって、球面収差を低減することができるので、本実施形態の光ピックアップ装置１０によれば、従来必要であった温度モニタ用温度検出素子を不要とすることができる。それ故、光ピックアップ装置１０の構造を簡単化することができる。また入射側および出射側レンズ２３，２４は、熱膨張部材２５を介して固着されるので、光ピックアップ装置１０の光軸方向の大きさを抑制することが可能となる。これによって光ピックアップ装置１０の小形化を図ることができる。
【００４８】
熱膨張部材２５の線膨張係数は、光ピックアップ装置１０の発熱による入射側および出射側レンズ２３，２４の球面収差発生量を補正するように設定される。換言すれば、熱膨張部材２５の線膨張係数を設定するだけで、入射側および出射側レンズ２３，２４の球面収差発生量を補正することができる。このような構成によれば、従来のような複雑な機構を用いることなく、球面収差発生量を補正することができる。それ故、光ピックアップ装置１０の製作コストを低減することができる。またレンズホルダ２２には、入射側および出射側レンズ２３，２４が保持される。したがって入射側および出射側レンズ２３，２４の少なくともいずれか一方がレンズホルダ２２から不所望に脱落するのを未然に防止することができる。
【００４９】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置１０Ａの構成を概略示す図である。ただし第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。前記第２の光ピックアップ装置１０Ａは、光源である半導体レーザ１１と、偏光分岐素子である光分岐素子１３と、コリメートレンズ１２Ａと、立ち上げミラー１５と、集光手段としての第２の集光ユニット１６Ａと、アクチュエータコイル１７と、円柱レンズ１９と、受光手段としての受光素子２０とを有する。
【００５０】
半導体レーザ１１からの発散光は、光分岐素子１３を介してコリメートレンズ１２Ａによって平行光束化される。この平行光束化された光は、立ち上げミラー１５によって光路を曲げられ、その後第２の集光ユニット１６Ａによって記録媒体２１に光を集光させる。第２の集光ユニット１６Ａの外周付近部にアクチュエータコイル１７が配設される。記録媒体２１からの反射光は、入射光と逆の光路つまり第２の集光ユニット１６Ａ、立ち上げミラー１５、コリメートレンズ１２Ａを順次辿った後、光分岐素子１３で反射される。この反射光は円柱レンズ１９を通って受光素子２０に照射される。ここで記録信号およびサーボ信号が検出される。第２の実施形態において、コリメートレンズ１２Ａは、カバーレンズ厚み誤差に起因する球面収差を補正する素子としての役割も兼ねている。
【００５１】
図１０は、光ピックアップ装置１０，１０Ａの要部をその光軸方向を含む仮想平面で切断して示し、（ｉ）はレンズホルダ２２に第１の対物レンズを接着する場合の図、（ii）はレンズホルダ２２に第２の対物レンズを接着する場合の図である。第２の集光ユニット１６Ａは、レンズホルダ２２と、第１の対物レンズである入射側レンズ３１と、第２の対物レンズである出射側レンズ３２と、熱膨張部材２５とを有する。入射側および出射側レンズ３１，３２は、二枚組みの対物レンズである。出射側レンズ３２には、熱膨張部材２５を介して入射側レンズ３１が嵌合される。これら入射側および出射側レンズ３１，３２のうち出射側レンズ３２が、レンズホルダ２２に嵌合接着されて保持される。
【００５２】
レンズとレンズホルダ２２とは、第１の実施形態に係る図１０（ｉ）に示す構造で接着する方法、第２の実施形態に係る図１０（ii）に示す構造で接着する方法の二通りが考えられる。特に第１の実施形態に係る構造では、入射側および出射側レンズ２３，２４が、レンズホルダ２２の段部２２ｃに確実に保持される。それ故、アクチュエータ駆動による振動などの要因によって、熱膨張部材２５の接着部材が剥がれ、少なくともいずれか一方のレンズが不所望に脱落するおそれがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ピックアップ装置１０の構成を概略示す図である。
【図２】光ピックアップ装置１０の要部を、その光軸方向を含む仮想平面で切断して示す図である。
【図３】第１および第２の対物レンズを組立てる方法を段階的に示す図である。
【図４】二枚組み対物レンズにおいて、レンズの硝材にガラスを用いたものと各種樹脂材料を用いたものとの波面収差発生量の比較を示すグラフである。
【図５】二枚組み対物レンズにおいて、レンズの硝材にアクリル樹脂を用いた場合と、熱膨張部材を用いて補償した場合との収差を比較するグラフである。
【図６】レンズホルダ２２の温度が（ｉ）＝２２℃、（ii）＝４７．３℃、（iii）＝７２．５℃における対物レンズ出射光の波面収差プロファイルの測定結果を表す図である。
【図７】レンズホルダ２２の温度上昇に対する、球面収差ならびに収差の発生量を示すグラフである。
【図８】温度とレンズ間隔増加量との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置１０Ａの構成を概略示す図である。
【図１０】光ピックアップ装置１０，１０Ａの要部をその光軸方向を含む仮想平面で切断して示し、（ｉ）はレンズホルダ２２に第１の対物レンズを接着する場合の図、（ii）はレンズホルダ２２に第２の対物レンズを接着する場合の図である。
【図１１】従来の温度検出素子１を含む光ピックアップ装置の構成を概略示す図である。
【図１２】従来の熱膨張部材３を含む光ピックアップ装置の構成を概略示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  光ピックアップ装置
１１  半導体レーザ
１２  コリメートレンズ
１３  光分岐素子
１４  ビーム拡大素子
１６  集光ユニット
２０  受光素子
２１  記録媒体
２２  レンズホルダ
２３  入射側レンズ
２４  出射側レンズ
２５  熱膨張部材
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図６】
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