(57)【要約】  プラスチックレンズを使用した光ピックアップにおいて、小型・軽量・薄型化を図り、かつ記録密度を低下させず、温度変化に対して光学収差を小さく抑える。  カップリングレンズ１０３及び対物レンズ１０４の４面を奇数次非球面とし、レンズ間の最周辺光の方向余弦は負の値を有するようにすることで、波面収差を低減する。メニスカス型のカップリングレンズの有効半径を小さくすることで小型軽量薄型を実現する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを固定して回転駆動するディスク駆動部と、前記ディスク駆動部に固定された光ディスクに対してレーザ光を照射し反射光を検出する光ピックアップと、前記光ピックアップを前記ディスク駆動部に固定された光ディスクの半径方向に駆動する光ピックアップ駆動部とを備える光ディスク装置において、
前記光ピックアップは、半導体レーザチップと、前記ディスク駆動部に固定された光ディスクに前記半導体レーザチップからの出射光を集光する集光光学系と、反射光を検出する検出光学系とを有し、前記集光光学系はプラスチックカップリングレンズとプラスチック対物レンズとによって構成され、前記カップリングレンズ及び前記対物レンズのそれぞれの面は奇数次非球面であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記半導体レーザリップからの出射光を受ける前記プラスチックカップリングレンズから前記プラスチック対物レンズに向かうレーザ光のビーム径は光軸を進むにしたがって小さくなることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記集光光学系の光軸と前記半導体レーザチップからの出射光を含む面内で前記光軸に垂直な直線を考えるとき、当該直線に対して前記プラスチックカップリングレンズから前記プラスチック対物レンズに向かうレーザ光の周辺光の方向余弦は−０．０８〜−０．０３であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記プラスチックカップリングレンズはメニスカスであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記プラスチック対物レンズのＮＡは略０．８５であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記半導体レーザチップ、前記プラスチックカップリングレンズ及び前記プラスチック対物レンズは相対位置が固定され、前記光ピックアップ駆動部は、前記半導体レーザチップ、前記プラスチックカップリングレンズ及び前記プラスチック対物レンズを一体として駆動することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項１記載の光ディスク装置において、前記集光光学系の有効半径は０．２５ｍｍ以下であることを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置に関し、より詳細には新規な光ピックアップを備えた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスク装置は、ＣＤあるいはＤＶＤが商品化されている。これらの装置は主に直径１２ｃｍの光ディスクを使用するため、その大きさに応じた光ディスクドライブが使用されおり、その内部にある光ディスクピックアップ装置（以下、光ピックアップという）はそれほど小型化することを要求されていない。しかし、光ディスクドライブの携帯用途でのさらなる利便性の向上を考えたとき、光ディスクの小径化とそれを読み書きする光ディスクドライブもさらに小型化及び軽量化、薄型化が必要になる。このためには、内部にある光ピックアップを小型かつ軽量、薄型化する必要がある。また、携帯用に光ディスクを小型化したとき、記録のための面積が小さくなり記憶容量が小さくなってしまう。これを避けるため、記憶密度を大きくすること、すなわち、光ディスクにレーザ光を絞り込む対物レンズのＮＡ（開口数）を大きくとることが望まれる。【０００３】
光ピックアップの小型軽量化の例として、特許文献１に半導体レーザチップとプリズムとを光検出器が作製された基板上に集積する技術が開示されている。ＣＤとＤＶＤでは波長が異なるのでそれぞれの波長の半導体レーザチップを用いた集積基板を２段重ねにして小型化を図っている。この場合、対物レンズ等の光学系が２重に設置されるのを避けることでの軽量化のメリットがある。特許文献２には、光源と立ち上げミラー、対物レンズ、反射光を回折する回折素子を一体化し、反射板の移動により受光素子への入射位置の調整を容易にした超小型ヘッドが記載されている。このヘッドはスイングアーム上に取り付けられ、ヘッド全体が駆動され、フォーカス及びトラッキング制御がなされる。特許文献３には、光ピックアップの薄型化に関し、半導体レーザチップとプリズムを同一基板上に取り付け、プリズムの大きさを小さくする方法が記載されている。
【特許文献１】特開平11-144297号公報
【特許文献２】特開2004-272951号公報
【特許文献３】特開平5-28517号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ピックアップを小型かつ厚さの薄いものにするためには、レーザ光を集光するレンズ系を小さくする必要がある。しかも、記憶容量を大きく保つ必要があるため、ＮＡを大きくしておく必要がある。特許文献1から３は、レンズの大きさについては言及していない。また、光ピックアップでは、情報記録面でレーザ光を適切な位置に集光するためにレンズの位置を制御する必要がある。このとき、光ピックアップの重量はできるだけ軽い方がよい。重いと、レンズを制御するためのアクチュエータの消費電力が大きくなるとともに、発熱量も大きくなり、光ピックアップの温度を上昇させる。【０００５】
光ピックアップの重量を軽くするためにレンズの材料としてプラスチックを使用する場合、プラスチックはガラスと比較して屈折率の温度変化が大きいという欠点がある。光ピックアップには半導体レーザチップやアクチュエータなどの発熱源があり、レンズの温度も装置の使用により上昇する。このため、レンズから出射したレーザ光の波面が最適な状態からずれてしまい、集光状態が悪くなる。その結果、光情報媒体のマーク列やピット列からの反射光による信号は、分解能の低下や反射光の変動により、ジッターの大きいものになり、読み出した情報にエラーが多くなってしまう。【０００６】
本発明の目的は、プラスチックレンズを使用した光ピックアップにおいて、小型・軽量・薄型化を図り、かつ記録密度を低下させず、温度変化に対して光学収差を小さく抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＣＤやＤＶＤでは対物レンズのＮＡが０．４５，０．６である。本発明では、記録密度を大きく保つため、これらの値より大きなＮＡ０．８５を採用する。ＮＡを大きくすれば、レーザスポットを小さくすることができるので、記憶密度を大きくすることができる。この条件の下、レンズの有効径を小さくする。光ピックアップの大きさはレンズの有効径だけでなく、当然光学系全体で決まるものであるので、採用する全体の光学系の構成を決めておく必要がある。【０００８】
図２に、光ピックアップの全体の光学系を示す。半導体レーザチップ１０からのレーザ光は点Ｌの発光点から出射し、プリズム１１１で反射され、カップリングレンズ１０１へ入射する。さらに対物レンズ１０２で、情報記録媒体（光ディスク）３００の情報記録層３１０へ集光される。情報記録層３１０から反射されたレーザ光はレンズ１０２及び１０１を戻り、プリズム１１１の内部に入射する。プリズム内部では反射を繰り返しながら、光検出器２２１，２２２，２２３でレーザ光が検出されていく。光検出器２２２の位置は、距離ＬＰと同じ光学的距離に設置されている。Ｐは光軸とプリズム反射面との交点を表しており、光学的距離はプリズム内部での検出器までの複数回の反射を考慮したものである。【０００９】
半導体レーザチップ１０とプリズム１１１、レンズ１０１，１０２は光検出器が作り付けられた基板２１０に固定されていて、相対的に位置が変化することはないものとする。フォーカシング及びトラッキング制御は基板２１０を移動させることで行う。基板２１０はアクチュエータアーム２０１に固定され、アクチュエータアームの先端の回転移動や情報記録媒体３００の回転軸方向への移動により、トラッキング及びフォーカシング制御が行われる。光検出器２２１及び２２３は分割検出器を用いており、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を生成することができ、スイングアームのアクチュエータ用のフィードバック信号となる。【００１０】
プリズム１１１の厚さは距離ＬＰに依存するが、短くすればプリズム１１１の高さを低くすることができる。しかし、距離ＬＰと距離ＰＨを加えたレンズの作動距離が一定であるならば、距離ＬＰを短くすると距離ＰＨが大きくなり、光ピックアップの厚さは厚くならざるを得ない。ここに、点Ｈはレンズ１０１のプリズム側の面の光軸との交点を表す。したがって、全体の厚さを薄くするためには、距離ＬＰと距離ＰＨを加えた作動距離の短くなるようなレンズ系を使用する必要がある。【００１１】
レンズ系には複数のパラメータがあり、それぞれがレンズの特性に影響を与える。すべての組み合わせについて影響を計算するのは時間がかかるので、品質工学でパラメータ設計に使用される「Taguchi Methods」を利用する。解析するレンズ系を図３に示す。Ｌはレーザ光の点光源、１０１はプラスチックのカップリングレンズ、１０２はプラスチックの対物レンズである。Ａはカップリングレンズの有効径（半径）、Ｆはレンズ間隔、Ｇは対物レンズ１０２の肉厚である。Ｂは周辺光の方向余弦である。方向余弦の方向の定義は、光軸と光線を含む面を考え、この面内の光軸に垂直な直線に対して方向余弦を考える。方向は、光軸から離れていく方向を正とする。レンズ間の光線が対物レンズに向かって収束していく場合、方向余弦は負の符号をとることになる。ＡとＦ，Ｇ，Ｂを「Taguchi Methods」の制御要因とし、その他の要因としてレンズに使用するプラスチックの屈折率の温度変化係数（Ｃと表記）、屈折率（Ｄと表記）、アッベ数（Ｅと表記）を選ぶ。ＡからＧの制御因子をＬ１８の直交表に列番１を除いて割り当てる。列番１は水準が二つなので不使用とした。残りの７列は３水準あり適当に制御要因の数値を３個設定することができる。表１に制御因子のそれぞれの水準の値を示す。
【表１】
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【００１２】
ＤＶＤなどでは有効半径１．５ｍｍ程度のレンズが使用されるが、小型化のために６分の１程度の値とした。屈折率は温度上昇に伴い小さくなるので、負の値を設定し、ガラス材料に比較して絶対値で１から２乗程度大きい値とした。【００１３】
８個の因子に対して直交表で決まるそれぞれの水準の組み合わせに対して、レンズ設計を行う。本発明では、レンズのすべての面に対して、奇数次非球面を使用する。これにより収差を低く抑えるレンズの設計が可能になる。奇数次非球面は次式で与えられる。
【数１】
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【００１４】
ここに、ｃは面の頂点での曲率（単位：１／ｍｍ）、Ｋはコーニック係数、Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ２次，３次，４次の非球面係数である。像側ＮＡは前述のように０．８５とし、物体側のＮＡは０．１とした。光源とカップリングレンズ１０１の物体側の面（第１面）との距離を１．４ｍｍに設定し、中心肉厚０．４２ｍｍのカップリングレンズの形状はメニスカス型とした。これにより、図２における距離（ＬＰ＋ＰＨ）を短くできるので、プリズム１１１を薄くすることが可能になる。また、３０１は厚さ０．１ｍｍのポリカーボネートのカバー層を表しており、対物レンズとカバー層までの作動距離は０．０５ｍｍ以上とした。このような条件の下、温度２０℃において物体の高さ（光軸からのＬまでの距離）を０．０及び０．０１ｍｍとし、波長６４５ｎｍ、６５０ｎｍ、６５５ｎｍの３波長について、レンズ形状の最適化を行う。【００１５】
ＡからＧの因子の水準選択は直交表により行われ、１８組の設定がなされる。表２に直交表とそれぞれの設定に対するＳＮ比の計算結果を示す。
【表２】
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【００１６】
前述のように１列目は使用せず、２列目から表１の制御因子を割り当ててある。数字は水準を表し、例えば、１列目の条件ではすべての因子に水準１が設定されることになる。ＳＮ比の計算はｒｍｓ波面収差を用いて計算する。２０℃において最適化されたレンズ形状において、物体高と波長の組み合わせた６通りについて４０℃及び６０℃での波面収差を計算する。３通りの温度で計算された１８個の波面収差の２乗の平均をとり、それをσ2としたとき、ＳＮ比はＳ／Ｎ＝１０×log（１／σ2）（ｄＢ）と表される。そもそも、σ2のなかの２０℃に関連する値は最適化されたものなのでσ2への影響は小さく、４０℃及び６０℃での波面収差に大きく影響されるものである。すなわち、温度上昇による波面収差が小さい場合、σ2の値は大きくなる。【００１７】
次に、ＳＮ比に対する各制御因子の主効果の大きさについて計算する。制御因子の各水準での主効果は関係するＳＮ比の平均で表される。例えば、制御因子Ａの水準１の主効果をＡ１をしたとき、Ａ１＝（η1＋η2＋η3＋η10＋η11＋η12）／６のように表される。ηはＳＮ比を表し、添え字は条件の行番号を表す。同様に水準２の主効果Ａ２は、Ａ２＝（η4＋η5＋η6＋η13＋η14＋η15）／６と表される。図４から図１０にＡからＧの主効果を示す。図４から図１０は、それぞれ有効半径、方向余弦、屈折率温度変化率、屈折率、アッベ数、レンズ間隔、対物レンズ中心肉厚の効果を表す。【００１８】
図４には、有効半径は０．２５ｍｍより小さい方が温度上昇による収差が小さいことが示されている。図５は、方向余弦が０から負の値の方が収差が低くなることを示している。図６は屈折率温度変化係数が小さい方が収差が小さくなり、図８はアッベ数が大きい方が収差が小さくなること示しているが、これらはレンズ材料の特性を考えれば当然の帰結である。図７は、屈折率が１．５のように小さくても温度変化に対して収差の発生を小さくできることを示している。図９は、レンズ間隔は０．２ｍｍより長い方が収差が小さくなることを示している。【００１９】
上記の解析結果をもとに、周辺光の方向余弦に対する収差の依存性を計算する。条件を表３に示す。
【表３】
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【００２０】
条件はＳＮ比が大きくなるところを選んだ。一般に温度が上昇すると、半導体レーザチップからの出射光の波長は長くなる。したがって、温度が上昇したとき注目すべき収差は波長６５５ｎｍにおけるものであり、この波長における物体高が０．０ｍｍと０．０１ｍｍでの収差が最大になる方が実際上重要となる。図１１に、横軸を方向余弦とした６５５ｎｍにおける最大波面収差を示す。光ピックアップに許される波面収差を０．０３λｒｍｓと仮定すると、周辺光の方向余弦は−０．０８から−０．０３で使用可能であることが分かる。【００２１】
次に、レンズ間隔について解析する。使用する条件を表４に示す。
【表４】
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【００２２】
レンズ間隔は狭い方が光ピックアップを薄くできるので好ましいが、収差を考慮する必要がある。評価のための波面収差は、温度が６０℃、波長６５５ｎｍで計算されたもので、物体高が０．０ｍｍと０．０１ｍｍのうち大きい方を選んだ。図１２に解析結果を示す。０．２ｍｍ付近のレンズ間隔において波面収差が０．０３λｒｍｓより小さくなるので、この近傍で使用可能であることが分かる。【００２３】
次に、対物レンズの中心肉厚について解析する。使用する条件を表５に示す。
【表５】
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【００２４】
レンズの中心肉厚は薄い方が光ピックアップを薄くすることができる。しかし、レンズのコバ厚が薄くなり過ぎないようにする必要がある。図１３は波面収差のレンズ肉厚依存性を示すものであり、波面収差はレンズ間隔の場合と同様の定義を使用した。肉厚０．３２ｍｍから０．３６ｍｍの範囲で使用可能であることが分かる。【００２５】
同様な解析をカップリングレンズの有効半径について行う。解析条件を表６に示す。
【表６】
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【００２６】
図１４に波面収差の有効半径依存性を示す。使用可能な範囲は、波面収差が０．０３λｒｍｓ以下とすれば、有効半径０．２４ｍｍから０．２５ｍｍの範囲となる。【００２７】
以上の解析をもとに設計されたレンズの面データの一例を表７に示す。
【表７】
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【００２８】
OBJは物体面、IMGは像面を表す。＃１は図３のカップリングレンズ１０１の光源側の面を表し、STOは絞り面であること示しており、もし絞り面でなければ＃２と表示されるものである。STOは、図３ではカップリングレンズ１０１の光ディスク側の面を表す。＃３は対物レンズ１０２の光源側の面を表し、＃４は対物レンズ１０２の光ディスク側の面を表す。＃５は光ディスクのカバー層３０１の光源側の面、＃６はカバー層の裏面を表している。TYPEの列は面のタイプを表し、Ｓは球面、Ａは非球面を意味する。RADIUSは曲率半径を表し、曲率半径の負の符号は中心が光源側にあることを表している。また、Infinityは半径が無限大であることを表している。ここでのRADIUSは、数式１のｃ（曲率）の逆数となっている。DISTANCEは面間隔である。GLASSの列は該当する面から次の面までの材質を表し、５０００００．５５０は２０℃における比屈折率１．５、アッベ数５５．０を表し、POLYCARBはポリカーボネート、AIRは空気を表す。INDEXの列は２０℃での絶対屈折率、APY-Yの列はアパーチャ半径を表し、APの列のＣは円形開口であることを示している。表８には非球面係数を表す。
【表８】
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【００２９】
＃１から＃４は表７と同じ面を表しており、すべての面はＯＤＤで表される奇数次非球面となっている。Ｋ及びＡ，Ｂ，Ｃは、奇数次非球面を表すための係数であり、式(1)で使用された係数と同じである。この面形状を使用すると、環境温度６０℃、波長６５５ｎｍ、物体高０．０１ｍｍの条件で、波面収差は０．０２６９４λｒｍｓを得ることができる。【００３０】
以上の解析は、プラスチックの屈折率温度変化係数が−１００×１０-6／℃の下に行ったものであり、この係数をさらにゼロに近い値（例えば−８０×１０-6／℃）に設定すると、使用可能な範囲すなわち波面収差が０．０３λｒｍｓより小さい範囲は広がる。したがって、上記の解析した範囲に、本発明の範囲が限定されるものではない。
【発明の効果】
【００３１】
光ピックアップのカップリングレンズと対物レンズにプラスチック材料を使用したとき、レンズの屈折率が温度で大きく変わる問題が生ずる。本発明では、光ピックアップで使用する２枚のレンズの４面すべてを奇数次非球面とすることで、プラスチックレンズに温度上昇があっても、波面収差を小さくすることができる。これにより情報記録媒体上に良好な光スポットを形成することができ、読出しエラーを少なくすることができる。【００３２】
また、光ピックアップのレンズにプラスチックを使用したことで、移動制御するべきレンズの重量を軽くすることができ、これにより発生する熱を小さくすることが可能になる。本発明の光ピックアップは、スイングアームを使用する。スイングアームは光ピックアップの光学系全体を移動制御するので、重量が重いとスイングアームを回転させたり、曲げたりするためのアクチュエータに流す電流が大きくなり、発熱量が大きくなる。その結果、光ピックアップ内部の温度が上昇し、プラスチックレンズの屈折率を大きく変化させる原因になる。本発明によれば、スイングアームにかかる負荷を小さくできるので、消費電力を小さくすることができ、光ピックアップの温度上昇を抑えることができる。【００３３】
さらに、有効径の小さいレンズの採用と、メニスカス型のカップリングレンズの使用により、小型で軽量の携帯用途に適した光ピックアップの実現が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による光ピックアップの実施例を示す断面概略図。
【図２】光ピックアップの概略図。
【図３】レンズ系を示す図。
【図４】有効半径の主効果を示す図。
【図５】方向余弦の主効果を示す図。
【図６】屈折率温度変化係数の主効果を示す図。
【図７】屈折率の主効果を示す図。
【図８】アッベ数の主効果を示す図。
【図９】レンズ間隔の主効果を示す図。
【図１０】対物レンズ中心肉厚の主効果を示す図。
【図１１】波面収差の最周辺光の方向余弦に対する依存性を示す図。
【図１２】波面収差のレンズ間隔依存性を示す図。
【図１３】波面収差の対物レンズの中心肉厚に対する依存性を示す図。
【図１４】波面収差のカップリングレンズの有効半径に対する依存性を示す図。
【図１５】実施例で使用したレンズ系の波面収差の温度依存性を示す図。
【図１６】実施例に使用される光検出器パターンを示す図。
【図１７】本発明の光ピックアップを搭載した光ディスク装置の概略を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
10  半導体レーザチップ
103  カップリングレンズ
104  対物レンズ
111  プリズム
211  シリコン基板
221，222，223  光検出器
201  アクチュエータアーム
300  情報記録媒体（光ディスク）
301  カバー層
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の形態の形態を、図を用いて説明する。【００３７】
図１７は、光ディスク装置の概略図である。図１７（ａ）は平面図、図１７（ｂ）は側面図である。光ディスク３００はスピンドルモータ４０２の回転軸に固定され、回転駆動される。光ピックアップ４０１はアクチュエータアーム２０１に取りつけられており、アクチュエータアーム２０１はフォーカスアクチュエータ４０７で光ピックアップの対物レンズの光軸方向に微動できるようになっている。さらにアクチュエータアーム２０１とフォーカスアクチュエータ４０７は、カウンターバランス４０５と共にスイングアーム４０３に固定されており、スイングアーム４０３はスイングモータ４０４により光ピックアップ４０１を光ディスク３００の半径方向に駆動する。光ピックアップへの信号入出力は図示しないフレキシブルプラスチックケーブルにより制御回路４０６へ結線されている。【００３８】
図１は、本発明による光ピックアップの実施例を示すものであり、光ピックアップの光軸を通る断面の概略図である。図１に示した光学系は、図２に示した概略の光学構成と同じであるが、図１にはプラスチックレンズの設計結果に基づく光学系が示してあり、同時に光線経路を示し、光ビームの大きさが分かるようにした。１０は波長６５０ｎｍの半導体レーザチップであり、屈折率１．７２５８２９のガラスプリズム１１１により反射される。カップリングレンズ１０３及び対物レンズ１０４はZEONEX330R（日本ゼオン株式会社製）という光学用のプラスチックを使用している。プラスチックレンズは射出成型により作られ、光を屈折するレンズ部分と同時に、プリズム１１１の上部に設置するための平坦な支持部も成型される。カップリングレンズ１０３はメニスカス型であり、レーザ光源側のＮＡ（０．１）と有効半径が固定されている場合、レーザ光源とカップリングレンズ１０３との間の作動距離を短くするのに有効となる。カップリングレンズ１０３と対物レンズ１０４の間の最周辺光の方向余弦は−０．０６になるように設計した。カップリングレンズ１０３はプリズム１１１の上に接着され、さらに対物レンズ１０４がカップリングレンズ１０３の上に接着される。対物レンズ１０４のＮＡは０．８５であり、レーザ光は光ディスクの０．１ｍｍのカバー層を通して情報記録層に集光される。【００３９】
情報記録層からの反射光は対物レンズ１０４及びカップリングレンズ１０３を戻った後、プリズム１１１の内部に進入し、複数回内部で反射される。プリズムの上部はアルミニウムの薄膜が蒸着され、反射率を大きくしている。２２１と２２２，２２３は光検出器であり、光ディスクが合焦点位置にあるとき光検出器２２２のところで光スポットが小さくなるように、プリズム１１１の高さと位置、反射光の進入位置を適切に設定してある。【００４０】
光検出器２２１と２２３はフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成するためのものであり、光検出器２２２からの信号は記録情報を読み出すためのＲＦ信号となる。これらの光検出器はシリコン基板２１１上に形成されたものであり、スイングアーム２０１に接着されている。スイングアームはアクチュエータにより紙面に垂直方向と紙面内上下方向に移動・屈曲することができ、光検出器２２１と２２３からのフィードバック信号により、光ディスク３０１の情報記録層上で適切なトラック位置、焦点位置が保たれる。【００４１】
図１に示したプラスチックレンズの面データの一例を表９，表１０に示す。
【表９】
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【表１０】
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【００４２】
表の見方は表７、表８と同じである。図１のプリズムの高さは０．６５ｍｍであり、レーザ光源とプリズムまでの距離は１．１ｍｍ、光軸の高さはシリコン基板表面から０．４５ｍｍの所に設定した。表９に示した面間隔を勘案すると、プリズムの底面から対物レンズの出射面までの高さは約１．７ｍｍとなる。シリコン基板とスイングアームの厚さを、それぞれ０．５ｍｍ，１．０ｍｍとすると、全体の厚さは約３．２ｍｍとなる。レーザ光源からプリズム１１１の右端までの距離は約３ｍｍであり、紙面に垂直方向のプリズム１１１の幅は約０．８ｍｍ程度とすることができる。このように光ピックアップの光学系を小さくでき、またレンズの支持部分にもプラスチックを使用するので、軽量化できる。【００４３】
レンズの面データを表９，表１０に示したレンズ系のプラスチックレンズの波面収差の温度依存性を図１５に示す。６５０ｎｍと６５５ｎｍの２波長と、零と０．０１ｍｍの二つの物体高の組み合わせについて、２０，４０，６０℃の波面収差を示した。温度が上昇しても、波長６５５ｎｍで軸外すなわち物体高０．０１ｍｍにおいても０．０３λｒｍｓ以下に波面収差が抑えられている。６０℃での波面収差が４０℃の場合より小さくなる現象が見られるが、これは使用したプラスチック材料ZEONEX330Rの屈折率温度変化係数が温度上昇とともに負から正の値に変化する性質を有するためである。【００４４】
実施例の光検出器２２１，２２２，２２３の形状とフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦＳ）と光検出器からの出力の関係を図１６に示す。光検出器の形状は、対物レンズの光軸方向すなわち光ディスク側からシリコン基板を見たときのものであり、左方向にレーザ光源がある。フォーカスエラー信号は、３分割された光検出器２２１（Ｍ，Ｎ，Ｏ）と６分割した光検出器２２３（Ｐ，Ｑ，Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕ）から生成する。ｋはプリズム内で反射する毎に光量が減少して、光検出器に入射する全光量が減少するのを補償するためのものである。情報記録媒体が合焦点位置にある場合の光検出器上のスポット形状と比較して、情報記録媒体が対物レンズから微小な距離遠ざかると、２２１の検出器に落ちる光スポットが小さくなり、かつ２２３の光検出器に落ちる光スポット形状は大きくなる。逆に、情報記録媒体が対物レンズに近づくと、２２１の検出器に落ちる光スポットが大きくなり、かつ２２３の光検出器に落ちる光スポット形状は大きくなる。この形状変化をＦＥＳの信号として検出し、スイングアームのアクチュエータを制御する。トラッキングエラー信号は光検出器２２３から形成される。光情報記録媒体のトラックの方向と光検出器２２３の２分割線の方向がほぼ一致するように光ピックアップが設置されており、トラッキングがずれると検出器２２３のＳ、Ｔ、Ｕの組の総光量とＰＱＲの組の総光量にアンバランスが生じる。これがトラッキングエラー信号となる。【００４５】
本発明により、光ピックアップが小型軽量化され、光ディスク装置の利便性を向上することができる。小径の光ディスクを使用することで、光ピックアップを含む光ディスクドライブを小型化できる。これを、携帯電話等の情報携帯端末に搭載することで、容易に大量のデータを取り込むことができるようになる。また、軽いプラスチックレンズを使用することで、光ピックアップ内のスイングアームを高速で移動させることが可能になるので、データアクセス時間を短縮することが可能になる。さらに、プラスチックレンズはガラスモールドレンズより製作が容易であるため、光ピックアップを安価に製造可能となる。
【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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【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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