JPH09212909A - 記憶素子および光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型，高密度，大容量で、電子部品と同様に
扱うことの可能な記憶素子を提供する。 【解決手段】 記憶素子１は、光を用いて再生される情
報を担持するための光ディスク１０と、この光ディスク
１０の中央部を支持するターンテーブル１５と、このタ
ーンテーブル１５を回転させるスピンドルモータと、光
を用いて光ディスク１０に対する情報の記録と光ディス
ク１０からの情報の再生とを行う光ピックアップ装置３
０と、これらを封止するパッケージ５０と、このパッケ
ージ５０の側部に設けられ、パッケージ５０内の回路を
外部の回路に接続するための複数の接続ピン５６とを備
えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記憶媒体として光
ディスクを用いて情報を記憶する記憶素子およびこの記
憶素子に用いるのに適した光ピックアップ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、メモリの分野では、容量の増大が
著しい。一方、ニュートン，マジックリンク，ザウルス
（いずれも商品名）等で代表されるＰＤＡ（パーソナル
・ディジタル・アシスタンス）では、ＭＰＵ（マイクロ
・プロセッサ・ユニット）を用いて極めて高い性能を実
現したものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＰＤＡ
等の小型の携帯端末に内蔵する記憶装置としては、外形
の大きさ、容量および記録密度等の点で最適なものがな
い。例えば、半導体メモリの分野では、高密度のメモリ
がない。大容量記憶装置等の分野において期待が寄せら
れているＤＶＤ（ディジタル・ビデオ・ディスク）や、
３．５インチのＭＯ（光磁気）ディスク装置では大きす
ぎる。また、ＭＤ（ミニ・ディスク）装置でも大きすぎ
ると共に、アクセス速度が遅すぎる。一方、小さな切手
サイズのフラッシュメモリカードが開発され、商品化さ
れているが、これは容量が小さすぎるし、高価すぎる。

【０００４】従って、従来のＰＤＡ等の小型の携帯端末
では、ＭＰＵを用いて極めて高い性能を実現しているの
にもかかわらず、メモリの容量がノートブック型のパー
ソナルコンピュータに比べて極端に小さいため、動画を
扱えない等、マルチメディア化の重要な一端を欠いてい
る。

【０００５】ところで、高密度，大容量の記憶装置とし
てはディスク型の記憶装置が適している。しかしなが
ら、前述のような小型の携帯端末に内蔵するには外形寸
法が１インチを切る程度のものが必要となるが、現在、
外形寸法が１インチを切るようなディスク型の記憶装置
は存在していない。

【０００６】また、光メモリの分野では、超高密度化の
研究が盛んに行われているが、記録密度を上げる一手段
としてのレーザの短波長化や高ＮＡ（開口数）化にも限
界があって、２０Ｇビット／インチ² レベルはまだ実現
しそうにない。また、近年、ソリッドイマージョンレン
ズ（Solid Immersion Lens；以下、ＳＩＬとも記す。）
を用いて超高密度化を図る技術も報告されている。ＳＩ
Ｌとは、顕微鏡の液浸対物レンズの原理を光メモリに応
用したレンズであり、これにより光学系の実質的なＮＡ
を大きくしてスポットサイズを縮小することが可能とな
る。しかしなから、従来のＳＩＬ技術の研究では、現状
のリムーバブルな光ディスク装置に応用しようとしてい
たため、ＳＩＬと光ディスクとの間のエアギャップを小
さくするために光ディスクのリムーバブル性が失われる
可能性があるという、極めて技術的な困難が付きまとっ
ていた。

【０００７】一方、記録媒体がリムーバブルであること
が必要ではない分野も多い。このような分野では、装置
に内蔵されていて、特にＳＣＳＩ等のインタフェースを
必要としないが、容量が大きく、しかもランダムアクセ
ス性のある記憶装置が要求される。さらに、これから
は、電子部品のように扱えて、コンピュータ以外の機器
全てに入れることができ、機器にインテリジェンスを与
える記憶装置が必要になってくる。その場合、製造ライ
ンの工程では、記憶装置を半導体メモリのようにリフロ
ー半田を通したいが、プラスチック基板を使用したもの
ではそれは不可能である。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、小型，高密度，大容量で、電
子部品と同様に扱うことの可能な記憶素子を提供するこ
とにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、上記記憶素子に用
いるのに適した光ピックアップ装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の記憶素子
は、光を用いて再生される情報を担持するための光ディ
スクと、この光ディスクを回転させる回転駆動手段と、
光を用いて光ディスクに対する情報の記録と光ディスク
からの情報の再生のうちの少なくとも再生を行う光ピッ
クアップ装置と、光ディスク、回転駆動手段および光ピ
ックアップ装置を封止するパッケージと、このパッケー
ジに設けられ、パッケージ内の回路を外部の回路に接続
するための端子とを備えたものである。

【００１１】請求項１８記載の光ピックアップ装置は、
光を用いて再生される情報を担持するための光ディスク
に対する情報の記録と光ディスクからの情報の再生のう
ちの少なくとも一方を行う光ピックアップ装置であっ
て、光ディスクに照射するための光を出射する発光手段
と、光ディスクからの戻り光を受光する受光手段と、発
光手段から出射された光を光ディスクに照射すると共に
光ディスクからの戻り光を受光手段に導く光学系とを備
え、光学系は、光ディスクに対して対向配置されるソリ
ッドイマージョンレンズを含み、このソリッドイマージ
ョンレンズは、ソリッドイマージョンレンズと光ディス
クの記録層との間に存在する光ディスクの透明基板の厚
みを考慮した光学特性となるように設定されているもの
である。

【００１２】請求項２１記載の光ピックアップ装置は、
光を用いて再生される情報を担持するための光ディスク
に対する情報の記録と光ディスクからの情報の再生のう
ちの少なくとも一方を行う光ピックアップ装置であっ
て、光ディスクに照射するための光を出射する発光手段
と、光ディスクからの戻り光を受光する受光手段と、発
光手段から出射された光を光ディスクに照射すると共に
光ディスクからの戻り光を受光手段に導く光学系とを備
え、光学系は、光ディスクに対して対向配置され、発光
手段からの光が入射されると共に光ディスクからの戻り
光を出射する第１の入出射部と、発光手段からの光を出
射すると共に光ディスクからの戻り光が入射される第２
の入出射部と、第１の入出射部に入射された発光手段か
らの光を凸状の球面で反射する第１の反射部と、この第
１の反射部で反射された発光手段からの光を、第２の入
出射部より出射して第２の入出射部の外側で収束するよ
うに凹状の球面で反射する第２の反射部とを含む光学ブ
ロックを有し、この光学ブロックは、光学ブロックと光
ディスクの記録層との間に存在する光ディスクの透明基
板の厚みを考慮した光学特性となるように設定されてい
るものである。

【００１３】請求項１記載の記憶素子では、光ディス
ク、回転駆動手段および光ピックアップ装置をパッケー
ジによって封止した構成としたので、光ディスクのリム
ーバビリティはないが構成が簡単になり、光ディスクの
持つ高密度，大容量という性質と相まって、小型，高密
度，大容量の記憶素子とすることが可能となると共に、
電子部品と同様に扱うことが可能となる。

【００１４】請求項１８記載の光ピックアップ装置で
は、光学系に含まれるソリッドイマージョンレンズを、
ソリッドイマージョンレンズと光ディスクの記録層との
間に存在する光ディスクの透明基板の厚みを考慮した光
学特性となるように設定したので、透明基板の悪影響を
受けずに開口数を大きくすることが可能となり、結果的
に高密度化が可能となる。

【００１５】請求項２１記載の光ピックアップ装置で
は、光学系に含まれる光学ブロックを、光学ブロックと
光ディスクの記録層との間に存在する光ディスクの透明
基板の厚みを考慮した光学特性となるように設定したの
で、透明基板の悪影響を受けずに開口数を大きくするこ
とが可能となり、結果的に高密度化が可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態に係る記憶素子の断面図、図２は図１に示
した記憶素子の底部を切り欠いて示す一部切欠底面図で
ある。なお、図１は図２におけるＡ−Ａ′線断面を示し
ている。

【００１７】これらの図に示したように、本実施の形態
に係る記憶素子１は、光を用いて再生される情報を担持
するための光ディスク１０と、この光ディスク１０の中
央部を支持するターンテーブル１５と、このターンテー
ブル１５を回転させる後述するスピンドルモータと、光
を用いて光ディスク１０に対する情報の記録と光ディス
ク１０からの情報の再生とを行う光ピックアップ装置３
０と、これらを封止するパッケージ５０と、このパッケ
ージ５０の側部に設けられ、パッケージ５０内の回路を
外部の回路に接続するための複数の端子としての接続ピ
ン５６とを備えている。

【００１８】パッケージ５０は、底面部が開放された箱
状の容器部５１と、この容器部５１の底面部を閉塞する
蓋部５２を有している。容器部５１および蓋部５２は、
例えばセラミックによって形成されている。パッケージ
５０内における蓋部５２上には、蓋部５２の面に対して
垂直な方向に延びる軸が固定され、この軸に対して、タ
ーンテーブル１５が回転自在に取り付けられている。

【００１９】光ディスク１０は、透明な基板１１と、こ
の基板１１の一面に形成された光磁気記録層１２とを備
え、光磁気記録層１２が下側となるように配置されてタ
ーンテーブル１５に対して固定されている。基板１１
は、例えば、ガラス等を用いて厚みむらが１μｍ以下に
抑えられる。光磁気記録層１２は、光磁気記録方式によ
り情報が記録，再生される領域である。

【００２０】光ピックアップ装置３０は、パッケージ５
０内における容器部５１の上面部に対して固定され、こ
の上面部の面に対して垂直な方向に延びる軸３１と、こ
の軸３１に対して回転自在に装着された筒状の回転体３
２と、光ディスク１０の下方に配置され、基部側が回転
体３２に対して固定された磁気ヘッド用アーム３３と、
この磁気ヘッド用アーム３３の先端部に取り付けられた
磁界変調用の磁気ヘッド３４と、光ディスク１０の上方
に配置され、基部側が回転体３２に対して固定された光
学ヘッド用アーム３５とを備えている。磁気ヘッド用ア
ーム３３と光学ヘッド用アーム３５は、それぞれの先端
部が光ディスク１０を挟んで対向するように配置されて
いる。

【００２１】光学ヘッド用アーム３５の先端部における
光ディスク１０側には、レンズ保持体３６によって保持
されたソリッドイマージョンレンズ３７が取り付けられ
ている。ソリッドイマージョンレンズ３７は、下面が平
面に形成され、上面が非球面の曲面（例えば放物面）に
形成されている。光学ヘッド用アーム３５の先端部に
は、ソリッドイマージョンレンズ３７の上方の位置に、
光ディスク１０の面に対して４５°の反射面を有する反
射プリズム３８が設けられている。光学ヘッド用アーム
３５の基部側にはレーザカプラ４０が設けられ、光学ヘ
ッド用アーム３５内における反射プリズム３８とレーザ
カプラ４０との間には、レーザカプラ４０側より順に偏
光ホログラム４１と２分割旋光板４２とが設けられてい
る。

【００２２】磁気ヘッド３４およびレンズ保持体３６
は、共に、光ディスク１０の回転に伴って光ディスク１
０に対して所定の隙間（エアギャップ）を開けて対向す
るように浮上するフライングヘッド構成になっている。

【００２３】レーザカプラ４０の周囲には、フォーカス
サーボおよびトラッキングサーボのために、レーザカプ
ラ４０の前後方向すなわちフォーカス方向と図１におけ
る紙面垂直方向すなわち光ディスク１０の径方向に対応
する方向に移動可能なアクチュエータ４３が設けられて
いる。このアクチュエータ４３としては、例えば、圧電
素子が用いられる。

【００２４】本実施の形態に係る記憶素子１は、更に、
磁気ヘッド用アーム３３および光学ヘッド用アーム３５
を、軸３１を中心にして回動させてシークを行うための
アーム駆動用モータ４４を備えている。このアーム駆動
用モータ４４は、パッケージ５０内における容器部５１
の上面部に対して固定されたヨーク４５を有している。
このヨーク４５は、対向する上部４５ａおよび下部４５
ｂと、これら上部４５ａおよび下部４５ｂの両端部間を
連結する連結部とを有している。アーム駆動用モータ４
４は、更に、ヨーク４５の上部４５ａの下面に固定され
たマグネット４６と、このマグネット４６とヨーク４５
の下部４５ｂとの間に配置されると共に回転体３２に対
して固定されたコイル４７とを有している。

【００２５】本実施の形態に係る記憶素子１は、更に、
パッケージ５０内における容器部５１の上面部に対して
固定され、パッケージ５０内の回路を構成する回路基板
５５を備えている。この回路基板５５は接続ピン５６に
接続されている。

【００２６】図３は本実施の形態に係る記憶素子１の外
形形状の一例を示す平面図、図４は図３に示した記憶素
子１の側面図である。これらの図に示した例における記
憶素子１は、パッケージ５０の縦，横の長さが共に２
４．２０ｍｍ（ＴＹＰ（標準値））、接続ピン５６を含
めた記憶素子１の全体の縦，横の長さが共に２５．１５
±０．１３ｍｍの略正方形状を成し、厚みは、４．５０
ｍｍ（ＭＡＸ（最大値））となっている。パッケージ５
０の底部の一辺の長さは、２３．１２±０．５ｍｍとな
っている。パッケージ５０の４つの側面にはそれぞれ１
７本の接続ピン５６が設けられている。各接続ピン５６
は、それぞれ２．２８ｍｍ（ＭＩＮ（最小値））の全長
で、先端側の細径部の長さは０．５ｍｍ（ＭＩＮ（最小
値））になっている。各接続ピン５６の基部側の幅は
０．７５±０．２ｍｍ、先端側の細径部の幅は０．４２
±０．１３ｍｍとなっている。接続ピン５６の間隔は、
１．２７ｍｍ（ＴＹＰ）となっている。なお、図３およ
び図４に示した記憶素子１に内蔵される光ディスク１０
は、例えば、厚さが０．３ｍｍ、直径が０．７インチ
（１７．７８ｍｍ）である。

【００２７】図５はスピンドルモータの平面図、図６は
図５に示したスピンドルモータの断面図である。これら
の図に示したように、パッケージ５０の蓋部５２には、
台座１３を介して、蓋部５２の面に対して垂直な方向に
延びる軸１４が固定されている。ターンテーブル１５
は、軸受け１６を介して、軸１４に対して回転自在に取
り付けられている。光ディスク１０は、ターンテーブル
１５とディスク押さえ部材１７とによって挟持されて、
ターンテーブル１５に対して固定されている。ターンテ
ーブル１５を回転させるスピンドルモータ２０は、ター
ンテーブル１５の周囲に配置され、蓋部５２に対して固
定されたヨーク２１と、このヨーク２１に取り付けられ
たコイル２２と、ターンテーブル１５の外周部に取り付
けられてヨーク２１の内周部に対向するロータマグネッ
ト２２とを有している。ヨーク２１は、中央部にターン
テーブル１５およびロータマグネット２２が挿入される
略円形の孔を有する円板のうち、磁気ヘッド用アーム３
３および磁気ヘッド３４に対応する部分を切り欠いた形
状に形成されている。ヨーク２１には、更に、内周側か
ら外周側の途中にかけて、所定の角度間隔で７個の切り
欠き部が形成され、各切り欠き部間にコイル装着部２１
ａが形成されている。コイル２２は、予め直方体形状に
巻回され、コイル装着部２１ａに対して外嵌されてい
る。なお、図５は、図６における光ディスク１０とディ
スク押さえ部材１７とを除いた状態を示している。

【００２８】次に、図７および図８を参照して、光ピッ
クアップ装置３０の光学系の構成と作用について詳しく
説明する。図７は、図１における反射プリズム３８を省
略して光ピックアップ装置３０における光学系を等価的
に示したものである。図８は、図７における２分割旋光
板４２よりも上方を示した斜視図である。なお、これら
の図では、便宜上、偏光ホログラム４１による回折光の
回折角度およびレーザカプラ４０は、実際よりも大きく
示している。レーザカプラ４０は、単一の半導体基板６
０上に、半導体レーザ６１と複数のフォトディテクタ６
２ａ〜６２ｊとが形成されて構成されている。半導体レ
ーザ６１は、例えばＰ偏光（図７の左右方向，図１の紙
面垂直方向の直線偏光）の光を出射するようになってい
る。偏光ホログラム４１は、Ｓ偏光（Ｐ偏光に対して偏
光方向が直交する直線偏光）のみを回折するようになっ
ている。２分割旋光板４２は、入射された光を右回転方
向に所定角度、例えば２２．５°だけ旋光して出射する
右旋光板４２Ｒと、入射された光を左回転方向に所定角
度、例えば２２．５°だけ旋光して出射する左旋光板４
２Ｌとで構成されている。右旋光板４２Ｒと左旋光板４
２Ｌとの分割線は、光ディスク１０の径方向に対応する
方向と平行になるように配置されている。

【００２９】ソリッドイマージョンレンズ３７は、半導
体レーザ６１から出射され、偏光ホログラム４１および
２分割旋光板４２を通過した光を集光して、光ディスク
１０の基板１１を通して光磁気記録層１２にスポット状
に照射するようになっている。ここで、ソリッドイマー
ジョンレンズ３７は、基板１１の厚みを考慮した光学特
性となるように設定されている。すなわち、ソリッドイ
マージョンレンズ３７は、基板１１と合わせて初めて所
望のレンズとしての光学特性が得られるように設定され
ている。これについては、第４の実施の形態の説明にお
いて詳しく説明する。また、ソリッドイマージョンレン
ズ３７の屈折率は、基板１１の屈折率と等しく、例えば
１．５７になっている。また、ソリッドイマージョンレ
ンズ３７は、下面が平面に形成され、上面が非球面の曲
面（具体的には有限系の放物面に近い形状）に形成され
ているが、これは、球面を有するソリッドイマージョン
レンズと凸レンズの機能を併せ持つようにしたためであ
る。

【００３０】図７に示したように、半導体レーザ６１か
ら出射されたＰ偏光の光は、偏光ホログラム４１をその
まま通過し、２分割旋光板４２に入射し、ここで、右旋
光板４２Ｒを通過した光は右回転方向に２２．５°だけ
旋光され、左旋光板４２Ｌを通過した光は左回転方向に
２２．５°だけ旋光されて出射する。２分割旋光板４２
を通過した光は、ソリッドイマージョンレンズ３７に入
射し、このソリッドイマージョンレンズ３７によって、
光ディスク１０の光磁気記録層１２上に集光される。ソ
リッドイマージョンレンズ３７は、開口数（ＮＡ）を大
きくしてスポット径を小さくする作用があるが、これに
ついては、第４の実施の形態の説明において詳しく説明
する。本実施の形態に係る記憶素子１では、ソリッドイ
マージョンレンズ３７等を用いことで、２０Ｇビット／
インチ² 程度の超高密度記録を実現し、直径０．７イン
チ程度の光ディスク１０を用いて、２００〜５００Ｍバ
イト程度の記憶容量を実現している。

【００３１】光ディスク１０に照射された光は、光磁気
記録層１２で反射されてソリッドイマージョンレンズ３
７側に戻ってくる。ここで、光磁気記録層１２に光磁気
記録データが記録されている場合には、光磁気記録層１
２での反射光は、光磁気記録層１２における磁化方向に
応じて、偏光方向が＋θ_k または−θ_k （θ_k はカー回
転角）だけ回転される。なお、符号は、右回転を＋、左
回転を−とする。この戻り光は、ソリッドイマージョン
レンズ３７によって集光されて、２分割旋光板４２を通
過する。ここで、往路で右旋光板４２Ｒを通過した光は
復路では左旋光板４２Ｌを通過し、往路で左旋光板４２
Ｌを通過した光は復路では右旋光板４２Ｒを通過する。
その結果、復路において左旋光板４２Ｌを通過する光
は、更に右回転方向に２２．５°だけ旋光され、２分割
旋光板４２において合計＋４５°だけ旋光されることに
なる。一方、復路において右旋光板４２Ｒを通過する光
は、更に左回転方向に２２．５°だけ旋光され、２分割
旋光板４２において合計−４５°だけ旋光されることに
なる。このようにして、復路において２分割旋光板４２
を通過した光は、Ｓ偏光成分を有することになる。復路
において２分割旋光板４２を通過した光は偏光ホログラ
ム４１に入射し、Ｐ偏光成分は、回折されずに、レーザ
カプラ４０におけるレーザ光の出射位置近傍に配置され
たフォトディテクタ６２ｅ，６２ｆに入射する。一方、
Ｓ偏光成分は、偏光ホログラム４１によって回折され
る。ここで、図８に示したように、偏光ホログラム４１
はレンズ作用を有するように形成されており、＋１次回
折光６５は、途中で一旦収束した後、拡散する光として
レーザカプラ４０上のフォトディテクタ６２ａ〜６２ｄ
に入射し、−１次回折光６６は、収束する光のままレー
ザカプラ４０上のフォトディテクタ６２ｇ〜６２ｊに入
射する。

【００３２】図９はレーザカプラ４０の平面図、図１０
はレーザカプラ４０の側面図である。図９に示したよう
に、レーザカプラ４０は、半導体基板６０上に形成され
た半導体レーザ６１と複数のフォトディテクタ６２ａ〜
６２ｊとを有している。図１０に示したように、半導体
基板６０上には、半導体レーザ６１のレーザ光出射部に
対向する位置に、半導体レーザ６１の出射光を上方に向
けて反射させる反射ミラー部６３が形成されている。フ
ォトディテクタ６２ｅ，６２ｆは、半導体基板６０上に
おけるレーザ光出射位置の近傍に並べて配置されてい
る。フォトディテクタ６２ｅ，６２ｆは、それぞれ角度
９０°の扇状に形成され、両者を合わせて半円形状をな
している。フォトディテクタ６２ｅ，６２ｆの分割線
は、光ディスク１０におけるトラック方向に対応する方
向と平行になるように配置されている。フォトディテク
タ６２ａ〜６２ｄは、図７に示した＋１次回折光６５を
受光する位置に配置され、フォトディテクタ６２ｇ〜６
２ｊは、図７に示した−１次回折光６６を受光する位置
に配置されている。一群のフォトディテクタ６２ａ〜６
２ｄのうち、フォトディテクタ６２ｂ，６２ｃは、細幅
の帯状に形成され、且つ中央側に並べて配置され、フォ
トディテクタ６２ａ，６２ｄは、太幅の帯状に形成さ
れ、且つそれぞれフォトディテクタ６２ｂ，６２ｃの外
側に並べて配置されている。フォトディテクタ６２ａ〜
６２ｄ間の分割線は、光ディスク１０における径方向に
対応する方向と平行になるように配置されている。同様
に、一群のフォトディテクタ６２ｇ〜６２ｊのうち、フ
ォトディテクタ６２ｈ，６２ｉは、細幅の帯状に形成さ
れ、且つ中央側に並べて配置され、フォトディテクタ６
２ｇ，６２ｊは、太幅の帯状に形成され、且つそれぞれ
フォトディテクタ６２ｈ，６２ｉの外側に並べて配置さ
れている。フォトディテクタ６２ｇ〜６２ｊ間の分割線
は、光ディスク１０における径方向に対応する方向と平
行になるように配置されている。各フォトディテクタ６
２ａ〜６２ｊは、それぞれ受光した光量に応じた信号を
出力する。

【００３３】次に、図１１を参照して、本実施の形態に
係る記憶素子１における光磁気再生信号の検出の原理に
ついて説明する。まず、図１１（ａ）は、半導体レーザ
６１から出射されたＰ偏光の光の偏光方向を表してい
る。このＰ偏光の光は、偏光ホログラム４１をそのまま
通過し、２分割旋光板４２に入射し、ここで、右旋光板
４２Ｒを通過した光は、右回転方向にα（例えば２２．
５°）だけ旋光され、左旋光板４２Ｌを通過した光は左
回転方向にαだけ旋光されて出射する。図１１（ｂ），
（ｃ）は、右回転方向を＋、左回転方向を−として、右
旋光板４２Ｒを通過した光の偏光方向と、左旋光板４２
Ｌを通過した光の偏光方向とを示したものである。２分
割旋光板４２を通過した光は、ソリッドイマージョンレ
ンズ３７によって、光ディスク１０の光磁気記録層１２
上に集光される。

【００３４】光ディスク１０に照射された光は、光磁気
記録層１２で反射され、その際、光磁気記録層１２にお
ける磁化方向に応じて偏光方向が＋θ_k または−θ_k だ
け回転されてソリッドイマージョンレンズ３７側に戻っ
てくる。以下では、偏光方向が＋θ_k だけ回転されたも
のとして説明する。光ディスク１０からの戻り光は、ソ
リッドイマージョンレンズ３７によって集光されて、２
分割旋光板４２を通過する。ここで、復路において左旋
光板４２Ｌを通過する光は、２分割旋光板４２において
合計＋２α（＝＋４５°）だけ旋光されるので、カー回
転角と合わせて、図１１（ｄ）に示したように＋２α
（＝＋４５°）＋θ_k だけ偏光方向が回転されている。
一方、復路において右旋光板４２Ｒを通過する光は、２
分割旋光板４２において合計−２α（＝−４５°）だけ
旋光されので、カー回転角と合わせて、図１１（ｅ）に
示したように−２α（＝−４５°）＋θ_k だけ偏光方向
が回転されている。

【００３５】その結果、復路において左旋光板４２Ｌと
右旋光板４２Ｒを通過した光は、共にＳ偏光成分を有す
ることになるが、Ｓ偏光成分の大きさは互いに異なる。
すなわち、復路において左旋光板４２Ｌを通過した光の
Ｓ偏光成分の大きさは、図１１（ｆ）に示したように、
｜ｓｉｎ（＋２α＋θ_k ）｜に対応する大きさであり、
復路において右旋光板４２Ｒを通過した光のＳ偏光成分
の大きさは、図１１（ｇ）に示したように、｜ｓｉｎ
（−２α＋θ_k ）｜に対応する大きさであり、｜ｓｉｎ
（＋２α＋θ_k ）｜＞｜ｓｉｎ（−２α＋θ_k ）｜の関
係より、復路において左旋光板４２Ｌを通過した光と右
旋光板４２Ｒを通過した光とでは、Ｓ偏光成分の大きさ
が異なることになる。Ｓ偏光成分の大きさの大小関係
は、光磁気記録層１２における磁化方向に応じて逆転す
る。従って、復路において左旋光板４２Ｌを通過した光
と右旋光板４２Ｒを通過した光のＳ偏光成分の大小関係
から、光磁気再生信号を検出することができる。

【００３６】復路において２分割旋光板４２を通過した
光のＳ偏光成分は、偏光ホログラム４１によって回折さ
れ、＋１次回折光６５は、途中で一旦収束した後、拡散
する光としてフォトディテクタ６２ａ〜６２ｄに入射
し、−１次回折光６６は、収束する光のままフォトディ
テクタ６２ｇ〜６２ｊに入射する。従って、復路におい
て左旋光板４２Ｌを通過した光のＳ偏光成分は、図９に
おけるフォトディテクタ６２ａ，６２ｂ，６２ｉ，６２
ｊに入射し、復路において右旋光板４２Ｒを通過した光
のＳ偏光成分は、図９におけるフォトディテクタ６２
ｃ，６２ｄ，６２ｇ，６２ｈに入射する。以上のことか
ら、フォトディテクタ６２ａ〜６２ｊの各出力信号をそ
れぞれａ〜ｊとすると、光磁気再生信号ＭＯは、以下の
式（１）によって求められる。

【００３７】 ＭＯ＝（ａ＋ｂ＋ｉ＋ｊ）−（ｃ＋ｄ＋ｇ＋ｈ） …（１）

【００３８】次に、図１２を参照して、本実施の形態に
係る記憶素子１におけるフォーカスエラー信号，トラッ
キングエラー信号およびプリピット再生信号の検出の原
理について説明する。まず、フォーカスエラー信号の検
出の原理について説明する。合焦状態のときには、フォ
トディテクタ６２ａ〜６２ｄに入射する光の径とフォト
ディテクタ６２ｇ〜６２ｊに入射する光の径が等しくな
るように設定されている。合焦状態よりも光ディスク１
０がソリッドイマージョンレンズ３７に近い場合には、
図１２（ａ）に示したように、フォトディテクタ６２ａ
〜６２ｄに入射する光の径は小さくなり、フォトディテ
クタ６２ｇ〜６２ｊに入射する光の径は大きくなる。逆
に、合焦状態よりも光ディスク１０がソリッドイマージ
ョンレンズ３７から遠い場合には、図１２（ｂ）に示し
たように、フォトディテクタ６２ａ〜６２ｄに入射する
光の径は大きくなり、フォトディテクタ６２ｇ〜６２ｊ
に入射する光の径は小さくなる。従って、フォトディテ
クタ６２ａ〜６２ｄに入射する光の径とフォトディテク
タ６２ｇ〜６２ｊに入射する光の径との大小関係から、
フォーカスエラー信号を検出することができる。従っ
て、フォーカスエラー信号ＦＥは、以下の式（２）によ
って求められる。

【００３９】 ＦＥ＝（ａ＋ｄ＋ｈ＋ｉ）−（ｂ＋ｃ＋ｇ＋ｊ） …（２）

【００４０】トラッキングエラー信号は、プッシュプル
法を用いて、以下の式（３）によって求められる。

【００４１】ＴＥ＝ｅ−ｆ …（３）

【００４２】プリピット再生信号ＲＦは、光ディスク１
０からの戻り光の全光量に対応する信号であり、以下の
式（４）によって求められる。

【００４３】 ＲＦ＝ｅ＋ｆ あるいは ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ …（４）

【００４４】プリピット再生信号ＲＦは、例えば、光デ
ィスク１０が、光磁気方式による情報の記録，再生が可
能なＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）領域とプリ
ピットによって情報が記録されたＲＯＭ（リード・オン
リ・メモリ）領域（再生専用領域）とが混在するいわゆ
るハイブリッドディスクの場合や、光ディスク１０が、
所定間隔毎にプリピットによってサーボ情報等が記録さ
れたいわゆるサンプルサーボ方式の光磁気ディスクであ
る場合等において、プリピットによって記録された情報
の再生信号として検出されるものである。

【００４５】図１３は、本実施の形態に係る記憶素子１
内の回路の構成を示すブロック図である。この図に示し
たように、記憶素子１は、スピンドルモータ２０を駆動
するスピンドルドライバ７１と、光ピックアップ装置３
０内の半導体レーザ６１を駆動するレーザドライバ７２
と、光ピックアップ装置３０内のフォーカス，トラッキ
ングサーボ用のアクチュエータ４３とシーク用のアーム
駆動用モータ４４とを駆動するサーボドライバ７３と、
磁気ヘッド３４を駆動する磁気ヘッドドライバ７４とを
備えている。スピンドルドライバ７１とサーボドライバ
７３は、それぞれ、所定の接続ピン５６ａ，５６ｂに接
続されている。

【００４６】記憶素子１は、更に、光ピックアップ装置
３０内の各フォトディテクタ６２ａ〜６２ｊの出力信号
を入力し、上記式（１）〜（４）の演算を行って各信号
ＭＯ，ＦＥ，ＴＥ，ＲＦを検出すると共に、半導体レー
ザ６１の出力を自動調整するために用いられる光量信号
ＡＰＣを検出する信号検出部７５を備えている。なお、
光量信号ＡＰＣとしては、例えば戻り光の全光量に対応
する信号を用いても良いし、図示しないが、半導体レー
ザ６１の前方出射光の一部または後方出射光を受光する
フォトディテクタを設け、このフォトディテクタの出力
を用いても良い。

【００４７】記憶素子１は、更に、信号検出部７５から
出力される光磁気再生信号ＭＯとプリピット再生信号Ｒ
Ｆとを入力し、一方を選択し、且つクランプして出力す
るセレクタ・クランプ部７６と、このセレクタ・クラン
プ部７６の出力信号をアナログ−ディジタル（以下、Ａ
／Ｄと記す。）変換して出力するＡ／Ｄ変換器７７と、
このＡ／Ｄ変換器７７の出力信号を復調して記憶素子１
の外部に出力したり、記憶素子１の外部から入力される
記録用のデータを変調し、変調後のデータに基づいてレ
ーザドライバ７２や磁気ヘッドドライバ７４を制御する
リード・ライト制御部７８とを備えている。リード・ラ
イト制御部７８は、所定の複数の接続ピン５６ｃに接続
されている。

【００４８】記憶素子１は、更に、信号検出部７５から
出力されるフォーカスエラー信号ＦＥ，トラッキングエ
ラー信号ＴＥおよび光量信号ＡＰＣを入力し、これらを
選択的に出力するマルチプレクサ７９と、このマルチプ
レクサ７９の出力をＡ／Ｄ変換して出力するＡ／Ｄ変換
器８０とを備えている。Ａ／Ｄ変換器８０の出力端は、
所定の接続ピン５６ｄに接続されている。記憶素子１
は、更に、所定の接続ピン５６ｅを介して外部から入力
される光量制御データをディジタル−アナログ（以下、
Ｄ／Ａと記す。）変換して、レーザドライバ７２に送る
Ｄ／Ａ変換器８１と、例えば所定の４つの接続ピン５６
ｆに接続され、これらの接続ピン５６ｆの状態に応じて
記憶素子１のモードを設定し、設定したモードの情報を
リード・ライト制御部７８に送るモード設定部８２とを
備えている。モード設定部８２に接続された４つの接続
ピン５６ｆは、電源電圧Ｖ_ccまたは接地電圧ＧＮＤが選
択的に印加されるようにおり、モード設定部８２は、各
接続ピン５６ｆの状態に応じて、誤消去防止モード（Ｒ
ＯＭモード），ライトワンス（追記）モード，消去可能
モード等のモードを選択するようになっている。記憶素
子１は、更に、記憶素子１内の回路に電源電圧Ｖ_ccおよ
び接地電圧ＧＮＤを供給するための接続ピン５６ｇ，５
６ｈを備えている。

【００４９】記憶素子１の接続ピン５６ａ〜５６ｅに
は、記憶素子１の制御を行うためのホストコントローラ
またはＣＰＵ（中央処理装置）（以下、ホストコントロ
ーラとだけ記す。）９０が接続されるようになってい
る。

【００５０】図１３に示した回路の大部分は、例えば、
ベア・チップＩＣ（集積回路）の形で実現され、このベ
ア・チップＩＣは回路基板５５上にフリップチップ実装
されている。また、記憶素子１では、必要なクロックと
しては、ホストコントローラ９０からシステムクロック
を供給してもらい、これを使用する。

【００５１】次に、本実施の形態に係る記憶素子１の動
作について説明する。始めに、サーボ時の動作について
説明する。サーボ時には、ホストコントローラ９０から
の指令に基づいてスピンドルドライバ７１が制御され、
スピンドルドライバ７１によってスピンドルモード２０
が駆動され、光ディスク１０が角速度一定（ＣＡＶ）あ
るいは線速度一定（ＣＬＶ）で回転駆動される。光ディ
スク１０が回転すると、フライングヘッド構成の磁気ヘ
ッド３４およびレンズ保持体３６が、光ディスク１０に
対して所定のエアギャップを開けて対向するように浮上
する。ソリッドイマージョンレンズ３７と光ディスク１
０との間のエアギャップは、大きすぎると開口数の向上
に支障をきたすため、レーザ波長の１／２以下にする必
要がある。例えば、レーザカプラ４０に設けられている
半導体レーザ６１として、波長６８０ｎｍの赤色レーザ
光を出射するものを用いた場合には、ソリッドイマージ
ョンレンズ３７と光ディスク１０との間のエアギャップ
は、レーザ波長の１／２以下である０．３４μｍ以下、
例えば０．１５μｍの間隔となるように調整されてい
る。

【００５２】また、サーボ時には、ホストコントローラ
９０によってリード・ライト制御部７８が制御され、こ
のリード・ライト制御部７８によってレーザドライバ７
２が制御され、レーザドライバ７２によって半導体レー
ザ６１が駆動されて、半導体レーザ６１より再生用の低
出力のレーザ光が出射される。このレーザ光は、偏光ホ
ログラム４１，２分割旋光板４２を通過し、反射プリズ
ム３８で反射され、ソリッドイマージョンレンズ３７に
よって集光されて、光ディスク１０の光磁気記録層１２
上にスポット状に照射される。

【００５３】光ディスク１０が、サンプルサーボ方式の
光磁気ディスクである場合、光磁気記録層１２には所定
間隔毎にプリピットによってサーボ情報およびアドレス
情報が予め記録されたサーボエリアが設けられており、
光ディスク１０に照射された光は、このサーボエリアの
プリピットによって変調されて、ソリッドイマージョン
レンズ３７側に戻ってくる。この戻り光は、ソリッドイ
マージョンレンズ３７によって集光され、反射プリズム
３８で反射され、２分割旋光板４２を通過した後、偏光
ホログラム４１に入射する。ここで、Ｐ偏光成分は回折
されずにレーザカプラ４０上のフォトディテクタ６２
ｅ，６２ｆに入射し、Ｓ偏光成分は回折されてレーザカ
プラ４０上のフォトディテクタ６２ａ〜６２ｄとフォト
ディテクタ６２ｇ〜６２ｊに入射する。そして、これら
フォトディテクタ６２ａ〜６２ｊの出力信号に基づい
て、信号検出部７５によって、フォーカスエラー信号Ｆ
Ｅ，トラッキングエラー信号ＴＥおよびプリピット再生
信号ＲＦが生成される。

【００５４】フォーカスエラー信号ＦＥおよびトラッキ
ングエラー信号ＴＥは、マルチプレクサ７９，Ａ／Ｄ変
換器８０を経て、ホストコントローラ９０に送られる。
プリピット再生信号ＲＦは、セレクタ・クランプ部７
６，Ａ／Ｄ変換器７７を経てリード・ライト制御部７８
に入力され、アドレスの判別が行われる。判別されたア
ドレスの情報はホストコントローラ９０に送られる。ホ
ストコントローラ９０は、記憶素子１から送られる各情
報に基づいて、サーボドライバ７３を制御し、フォーカ
スサーボおよびトラッキングサーボを行わせると共に、
所望のトラックへのシークを行わせる。その後、以下で
説明する記録または再生の動作が行われる。

【００５５】次に、記録時の動作について説明する。記
録時には、ホストコントローラ９０によってリード・ラ
イト制御部７８が記録動作を行うように制御されると共
に、ホストコントローラ９０からリード・ライト制御部
７８に記録用のデータが送られ、リード・ライト制御部
７８は、このデータを変調し、変調後のデータに基づい
てレーザドライバ７２および磁気ヘッドドライバ７４を
制御する。これにより、半導体レーザ６１は記録用の高
出力のレーザ光を出射し、磁気ヘッド３４は記録データ
に応じて変調された変調磁界を発生する。レーザ光は、
偏光ホログラム４１，２分割旋光板４２を通過し、反射
プリズム３８で反射され、ソリッドイマージョンレンズ
３７によって集光されて、光ディスク１０の光磁気記録
層１２上にスポット状に照射される。光ディスク１０の
光磁気記録層１２において、レーザ光が照射された部分
はキュリー温度以上に熱せられて保磁力が弱められ、こ
こに変調磁界が印加されることにより、記録データの記
録が行われる。その際、旧記録データは消去されるの
で、重ね書き（オーバライト）が行われる。

【００５６】次に、再生時の動作について説明する。再
生時には、ホストコントローラ９０によってリード・ラ
イト制御部７８が再生動作を行うように制御される。再
生時には、半導体レーザ６１より再生用の低出力のレー
ザ光が出射される。このレーザ光は、偏光ホログラム４
１，２分割旋光板４２を通過し、反射プリズム３８で反
射され、ソリッドイマージョンレンズ３７によって集光
されて、光ディスク１０の光磁気記録層１２上にスポッ
ト状に照射される。この光は、光磁気記録層１２で反射
され、その際、光磁気記録層１２における磁化方向に応
じて偏光方向が＋θ_k または−θ_k だけ回転されてソリ
ッドイマージョンレンズ３７側に戻ってくる。この戻り
光は、ソリッドイマージョンレンズ３７によって集光さ
れ、反射プリズム３８で反射され、２分割旋光板４２を
通過した後、偏光ホログラム４１に入射し、Ｓ偏光成分
は回折されてレーザカプラ４０上のフォトディテクタ６
２ａ〜６２ｄとフォトディテクタ６２ｇ〜６２ｊに入射
する。そして、これらフォトディテクタ６２ａ〜６２
ｄ，６２ｇ〜６２ｊの出力信号に基づいて、信号検出部
７５によって光磁気再生信号ＭＯが生成される。光磁気
再生信号ＭＯは、セレクタ・クランプ部７６，Ａ／Ｄ変
換器７７を経てリード・ライト制御部７８に入力され、
ここで復調されてホストコントローラ９０に送られる。

【００５７】なお、サンプルサーボ方式の場合、記録時
および再生時には、サーボエリア通過時に得られたフォ
ーカスエラー信号ＦＥおよびトラッキングエラー信号Ｔ
Ｅに基づいてフォーカスサーボおよびトラッキングサー
ボが行われる。

【００５８】以上説明したように、本実施の形態に係る
記憶素子１によれば、直径０．７インチ程度の光ディス
ク１０と、ソリッドイマージョンレンズ３７等を利用す
ることによって２０Ｇビット／インチ² 程度の超高密度
記録を可能にした光ピックアップ装置３０を用いること
により、厚みが５ｍｍ程度、縦×横が１インチ×１イン
チ程度のＩＣと同程度の超小型の素子でありながら、２
００〜５００Ｍバイト程度の大きな記憶容量を実現する
ことができる。

【００５９】また、本実施の形態に係る記憶素子１は、
光ディスク１０，スピンドルモード２０，光ピックアッ
プ装置３０や図１３に示した回路等を、セラミック等を
用いたパッケージ５０によって封止し、且つＩＣと同様
の接続ピン５６を設けたので、記憶素子１と他の回路，
機器等との接続のために特別なコネクタや取り付け用の
治具は必要なく、半田付けが可能等、電子部品と同様に
扱うことが可能であり、例えば、光ディスク１０や光学
部品にガラスを用いることで、製造ラインの工程におい
て、リフロー半田を通すことも可能となる。また、パッ
ケージ５０の大きさや接続ピン５６の数，配置等をＩＣ
の規格に合わせることで、記憶素子１をＩＣと全く同等
に扱うことが可能となる。

【００６０】このような特徴により、本実施の形態に係
る記憶素子１は、ＰＤＡ等の小型の携帯端末におけるメ
モリとして非常に有用と言える。

【００６１】また、本実施の形態に係る記憶素子１で
は、ソリッドイマージョンレンズ３７を、基板１１の厚
みを考慮した光学特性となるように設定したので、基板
１１の悪影響を受けることなく開口数の向上を図ること
ができ、高密度記録を可能とすることができると共に、
ビーム品質の向上を図ることができ、更に、波面収差の
管理を容易にすることができる。

【００６２】また、本実施の形態に係る記憶素子１で
は、光ディスク１０のリムーバビリティをなくすと共
に、ガラス等を用いて光ディスク１０の基板１１の厚み
むらを１μｍ以下に抑えることにより、フォーカスサー
ボとトラッキングサーボはほとんどダイナミックレンジ
を持たないほど機械特性に優れている。そのため、レー
ザカプラ４０を２方向に駆動する等、フォーカスサーボ
とトラッキングサーボを簡易な形態で実現することがで
きる。

【００６３】また、本実施の形態に係る記憶素子１で
は、ソリッドイマージョンレンズ３７として、下面が平
面に形成され、上面が非球面の曲面に形成されたソリッ
ドイマージョンレンズを用いたので、光学部品の点数を
少なくすることができると共に、記憶素子１の厚みを小
さくすることが可能となっている。

【００６４】また、本実施の形態に係る記憶素子１で
は、ソリッドイマージョンレンズ３７を用いて光のスポ
ット径を小さすることで、低パワーのレーザでも光スポ
ットのエネルギ密度を極めて高くすることが可能とな
る。従って、本実施の形態に係る記憶素子１は、低消費
電力で動作させることができると共に、低しきい値のレ
ーザを記録用に使用することが可能となる。

【００６５】また、本実施の形態に係る記憶素子１で
は、光ディスク１０が小さいので、慣性力が小さく、必
要なときにはすぐに回転を開始できると共に、不要なと
きにはすぐに停止させることができ、消費電力の低減と
アクセス時間の短縮とを実現することができる。なお、
本実施の形態に係る記憶素子１では、光ディスク１０の
径が小さいことから、大径の光ディスクの場合に比べ
て、所望の線速度を得るために必要な回転数が大きくな
るが、スピンドル２０の性能等により光ディスク１０の
回転数をあまり大きくできない場合もある。このような
場合には、転送レートが制限されるが、より大きな転送
レートを望む場合には、複数の記憶素子１を並列に使用
することも可能である。

【００６６】また、本実施の形態に係る記憶素子１は、
ＩＣカードに複数個搭載することも可能であり、この場
合には、ＩＣカードにおいてＲＡＩＤ（redundant arra
y ofinexpensive disks）を実現することも可能とな
る。

【００６７】また、本実施の形態に係る記憶素子１は、
コントローラを内部に持たず、電源回路も不要である
等、回路構成が簡単である。更に、記憶素子１は、光デ
ィスク１０のリムーバビリティがなく、光ディスク１０
のローディング機構が不要である等、機械的な構成も簡
単である。従って、記憶素子１は、記録再生トレランス
や機械的な精度が良く、光ディスク１０等の構成要素が
軽いことも相まって、耐衝撃性が高い。また、記憶素子
１は、構成が簡単であることから、低コストで製造する
ことが可能である。

【００６８】なお、記憶素子１の発熱量が大きい場合に
は、パッケージ５０に放熱板を取り付けても良い。

【００６９】図１４は、本発明の第２の実施の形態に係
る記憶素子の断面図である。本実施の形態に係る記憶素
子１００は、シーク，フォーカスサーボおよびトラッキ
ングサーボを光ディスク１０を移動させて行うようにし
たものである。この記憶素子１００では、パッケージ５
１内に、光ディスク１０等を密封するための密封容器１
０１が設けられている。この密封容器１０１は、上面部
が開放された箱状の容器部１０２と、この容器部１０２
の上面部を閉塞する蓋部１０３を有している。密封容器
１０１内における容器部１０２の底部の中央部には、超
音波リニアモータ１０４が設けられている。この超音波
リニアモータ１０４は、容器部１０２の底部に固定され
たステータ１０５と、このステータ１０５を図１４にお
ける左右方向に移動するスライダ（ロータ）１０６とを
有している。このスライダ１０６上には、上下方向に伸
縮可能な圧電素子を用いたアクチュエータ１０７が取り
付けられ、このアクチュエータ１０７上に、光ディスク
１０を回転駆動するスピンドルモータ２０が固定されて
いる。

【００７０】容器部１０２の底部には、光ディスク１０
の光磁気記録層１２に対向する位置に、磁界変調方式に
おける磁界印加用の磁気ヘッド１０８が配設されてい
る。蓋部１０３において磁気ヘッド１０８に対向する位
置には、円形の開口部１０９が形成され、この開口部１
０９はソリッドイマージョンレンズ１１０によって閉塞
されている。蓋部１０３の上面には光学系収納容器１１
１が固定され、この光学系収納容器１１１内には、レー
ザカプラ４０と、このレーザカプラ４０における半導体
レーザ６１からの出射光の光路上にレーザカプラ４０側
より順に配設された偏光ホログラム４１，２分割旋光板
４２，凸レンズ１１２および反射プリズム３８が設けら
れている。本実施の形態では、ソリッドイマージョンレ
ンズ１１０は、下面が平面に形成され、上面が球面に形
成されており、このソリッドイマージョンレンズ１１０
と凸レンズ１１２とで、第１の実施の形態におけるソリ
ッドイマージョンレンズ３７の機能を果たすようになっ
ている。レーザカプラ４０における半導体レンズ６１か
らの出射光は、偏光ホログラム４１と２分割旋光板４２
を順に通過し、凸レンズ１１２で集光され、反射プリズ
ム３８で反射され、更にソリッドイマージョンレンズ１
１０で集光されて光ディスク１０の基板１１を通して光
磁気記録層１２にスポット状に照射されるようになって
いる。ここで、ソリッドイマージョンレンズ１１０は、
第１の実施の形態と同様に、基板１１の厚みを考慮した
光学特性となるように設定されている。すなわち、ソリ
ッドイマージョンレンズ１１０は、基板１１と合わせて
初めて所望のレンズとしての光学特性が得られるように
設定されている。また、ソリッドイマージョンレンズ１
１０の屈折率は、基板１１の屈折率と等しく、例えば
１．５７になっている。

【００７１】密封容器１０１内には、空気よりも屈折率
の大きい流体１１３が充填されている。この流体１１３
の屈折率は、光ディスク１０の基板１１およびソリッド
イマージョンレンズ１１０の屈折率に近いものが好まし
い。このような流体１１３をソリッドイマージョンレン
ズ１１０と基板１１との間に介在させることで、ソリッ
ドイマージョンレンズ１１０と基板１１との間に空気が
介在する場合における各境界面での反射が低減される。
これに加えて、本実施の形態に係る記憶素子１００で
は、光学系を移動させずに光ディスク１０の方を駆動さ
せてシーク等を行うことにより、光軸倒れ等によるマー
ジンの低下を防止することができ、光学的性能を向上さ
せることができる。また、流体１１３には、光ディスク
１０に対する潤滑性が良く、光ディスク１０の寿命を延
ばしたり、冷却する作用を有するものが用いられ、例え
ば、光ディスク１０の湿度等に起因する劣化を防止する
ようなフロン代替物質やオイルが用いられる。

【００７２】ここで、密封容器１０１の密封方法の一例
について簡単に説明する。この方法では、まず、密封容
器１０１の容器部１０２内に、超音波リニアモータ１０
４，スピンドルモータ２０，光ディスク１０等の構成部
品を取り付け、次に、容器部１０２の上面を蓋部１０３
によって閉塞し、開口部１０９より流体１１３を密封容
器１０１内に充填する。次に、蓋部１０３における開口
部１０９の周囲に円環状に形成された溝部に紫外線硬化
樹脂を充填し、開口部１０９上にソリッドイマージョン
レンズ１１０を配置し、上から圧力をかけて、ソリッド
イマージョンレンズ１１０の周縁部によって紫外線硬化
樹脂を平坦にし、この状態で紫外線硬化樹脂に紫外線を
照射して紫外線硬化樹脂を硬化させて、蓋部１０３に対
してソリッドイマージョンレンズ１１０の周縁部を固着
させて、ソリッドイマージョンレンズ１１０によって開
口部１０９を閉塞する。

【００７３】なお、本実施の形態に係る記憶素子１００
では、フォーカス，トラッキングサーボ用のアクチュエ
ータ４３とシーク用のアーム駆動用モータ４４は設けら
れていない。本実施の形態に係る記憶素子１００内の回
路構成では、図１３におけるサーボドライバ７３が、ア
クチュエータ４３とアーム駆動用モータ４４の代わり
に、超音波リニアモータ１０４とアクチュエータ１０７
を駆動するように変更され、磁気ヘッドドライバ７４が
磁気ヘッド３４の代わりに磁気ヘッド１０８を駆動する
ように変更される。

【００７４】本実施の形態に係る記憶素子１００では、
超音波リニアモータ１０４によってスピンドルモータ１
５および光ディスク１０を水平方向に移動させることに
よって、シークとトラッキングサーボとが行われ、アク
チュエータ１０７によってスピンドルモータ１５および
光ディスク１０を垂直方向に移動させることによって、
フォーカスサーボが行われる。

【００７５】本実施の形態に係る記憶素子１００によれ
ば、内部に空気よりも屈折率の大きい流体１１３を充填
した状態で光ディスク１０を密封したので、光学的性能
を向上させることができると共に、光ディスク１０の寿
命を延ばしたり、冷却したりすることができる。

【００７６】なお、本実施の形態では、超音波リニアモ
ータ１０４によってシークおよびトラッキングサーボを
行うようにしたが、超音波リニアモータ１０４によって
シークのみを行い、トラッキングサーボは第１の実施の
形態と同様にアクチュエータ４３を用いて行うようにし
ても良い。また、フォーカスサーボも、アクチュエータ
１０７を用いずに、第１の実施の形態と同様にアクチュ
エータ４３を用いて行うようにしても良い。

【００７７】また、スピンドルモータ２０および光ディ
スク１０を水平方向に移動させる手段としては、超音波
リニアモータ１０４を用いるものに限らず、第１の実施
の形態において光ピックアップ装置３０をアーム駆動用
モータ４４によって回動させるのと同様に、スピンドル
モータ２０および光ディスク１０をアームの先端部に取
り付けて、このアームを回動させるようにしても良い。

【００７８】本実施の形態におけるその他の構成，動作
および効果は第１の実施の形態と同様である。

【００７９】図１５は、本発明の第３の実施の形態に係
る記憶素子の断面図である。本実施の形態に係る記憶素
子１２０は、第２の実施の形態と同様に光ディスク１０
等を密封容器によって密封するが、シーク，フォーカス
サーボおよびトラッキングサーボは、第１の実施の形態
と同様に光ピックアップ装置側で行うようにしたもので
ある。この記憶素子１２０では、パッケージ５１内に、
光ディスク１０等を密封するための密封容器１２１が設
けられている。この密封容器１２１は、上面部が開放さ
れた箱状の容器部１２２と、この容器部１２２の上面部
を閉塞する蓋部１２３を有している。密封容器１２１内
における容器部１２２の底部の中央部には、光ディスク
１０を回転駆動するスピンドル２０が固定されている。

【００８０】容器部１２２の底部には、光ディスク１０
の光磁気記録層１２に対向する位置に、光変調方式にお
ける磁界印加用の磁気ヘッド１２４が配設されている。
蓋部１２３には、磁気ヘッド１２４の上方において光デ
ィスク１０の中央近傍の位置から光ディスク１０の外周
の外側の位置にかけて、開口部１２５が形成されてい
る。

【００８１】一方、パッケージ５０内には、第１の実施
の形態と同様に、基部側が回転体３２（図１参照）に対
して固定された光学ヘッド用アーム３５が設けられてい
る。この光学ヘッド用アーム３５内には、レーザカプラ
４０，偏光ホログラム４１，２分割旋光板４２，凸レン
ズ１１２，反射プリズム３８およびソリッドイマージョ
ンレンズ１１０が、第２の実施の形態と同様の配置で設
けられている。ソリッドイマージョンレンズ１１０は、
開口部１２５の内側に配置されている。ソリッドイマー
ジョンレンズ１１０の周縁部は、蛇腹状の保持部材１２
６によって開口部１２５の周縁部に対して連結されてい
る。これにより、ソリッドイマージョンレンズ１１０お
よび保持部材１２６によって開口部１２５が閉塞される
と共に、ソリッドイマージョンレンズ１１０が、開口部
１２５内において光ディスク１０の径方向に移動できる
ようになっている。密封容器１２１内には、空気よりも
屈折率の大きい流体１１３が充填されている。

【００８２】なお、本実施の形態に係る記憶素子１２０
では、第１の実施の形態と同様に、フォーカス，トラッ
キングサーボ用のアクチュエータ４３とシーク用のアー
ム駆動用モータ４４が設けられている。本実施の形態に
係る記憶素子１２０内の回路構成では、図１３における
磁気ヘッドドライバ７４が磁気ヘッド３４の代わりに磁
気ヘッド１２４を駆動するように変更される。また、本
実施の形態では、情報の記録には光変調方式が用いられ
るため、記録時には、記録データに基づいて半導体レー
ザ６１からの出射光の強度が変調される。

【００８３】本実施の形態におけるその他の構成，動作
および効果は第１または第２の実施の形態と同様であ
る。

【００８４】図１６は、本発明の第４の実施の形態に係
る記憶素子における光ピックアップ装置の概略の構成を
示す説明図である。この光ピックアップ装置２００で
は、光ディスク１０とレーザカプラ２０２との間に、偏
光ホログラム２０３，２分割旋光板２０４，反射プリズ
ム２０９，対物レンズ２０５およびソリッドイマージョ
ンレンズ２０６を、各光軸を一致させて設けている。ま
た、光ピックアップ装置２００は、データの記録時にお
いて、光ディスク１０においてレーザ光が照射された箇
所に、記録データに応じて変調された変調磁界を印加す
る磁気ヘッド３４を備えている。

【００８５】偏光ホログラム２０３は、２分割されてお
り、右領域２０３Ｒと左領域２０３Ｌとを有している。
右領域２０３Ｒと左領域２０３Ｌは、レーザカプラ２０
２から出射されるＰ偏光の光は回折せず、Ｓ偏光の光の
みを互いに異なる方向に向けて回折するようになってい
る。

【００８６】２分割旋光板２０４は、入射された光を右
回転方向に所定角度、例えば２２．５°だけ旋光して出
射する右旋光板２０４Ｒと、入射された光を左回転方向
に所定角度、例えば２２．５°だけ旋光して出射する左
旋光板２０４Ｌで構成されている。右旋光板２０４Ｒと
左旋光板２０４Ｌとの分割線は、光ディスク１０の径方
向に対応する方向と平行になるように配置されている。
なお、偏光ホログラム２０３における右領域２０３Ｒと
左領域２０３Ｌとの分割線の方向は、右旋光板２０４Ｒ
と左旋光板２０４Ｌとの分割線の方向と一致し、偏光ホ
ログラム２０３における右領域２０３Ｒと左領域２０３
Ｌの位置は、それぞれ右旋光板２０４Ｒと左旋光板２０
４Ｌの位置に対応している。

【００８７】ソリッドイマージョンレンズ２０６は、フ
ライングヘッド構成となっており、その厚さは、光ディ
スク１０の基板１１の厚さを考慮した厚さとなってい
る。すなわち、ソリッドイマージョンレンズ２０６は、
基板１１と合わせて初めて所望のレンズとしての光学特
性が得られるように設定されている。また、ソリッドイ
マージョンレンズ２０６の屈折率は、基板１１の屈折率
と等しく、例えば１．５７になっている。

【００８８】本実施の形態では、フォーカスサーボおよ
びトラッキングサーボを行う手段として、対物レンズ２
０５を、光ディスク１０における径方向（図１６におけ
る紙面垂直方向）および上下方向に移動可能なアクチュ
エータ２０８が設けられている。このアクチュエータ２
０８としては、圧電素子やボイスコイルモータ等が用い
られる。アクチュエータ２０８は、レーザカプラ２０２
に設けられているフォトディテクタの出力に基づいて検
出されるフォーカスエラー信号およびトラッキングエラ
ー信号に基づいて駆動されるようになっている。

【００８９】レーザカプラ２０２は、図２０に示すよう
に、単一の半導体基板上に、半導体レーザ６１と複数の
フォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｊとが形成されて構
成されている。半導体レーザ６１は、例えばＰ偏光の光
を出射するようになっている。半導体レーザ６１は、半
導体基板の面と平行にレーザ光を出射するようになって
おり、半導体基板上には、半導体レーザ６１のレーザ光
出射部に対向する位置に、半導体レーザ６１の出射光を
上方に向けて反射させる反射ミラー部６３が形成されて
いる。

【００９０】フォトディテクタ２１０Ｉ，２１０Ｊは、
それぞれ矩形に形成され、半導体基板上におけるレーザ
光出射位置の近傍に並べて配置されている。フォトディ
テクタ２１０Ｉ，２１０Ｊの分割線は、光ディスク１０
におけるトラック方向に対応する方向と平行になるよう
に配置されている。フォトディテクタ２１０Ａ〜２１０
Ｄは、フォトディテクタ２１０Ｉおよび半導体レーザ６
１に対して、光ディスク１０の径方向に対応する方向に
おける側方の位置に、田の字状に配置されている。フォ
トディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈは、フォトディテクタ
２１０Ｊおよび半導体レーザ６１に対して、光ディスク
１０の径方向に対応する方向における側方の位置に、田
の字状に配置されている。

【００９１】図１６に示した光学系は、第１の実施の形
態と同様に、図１における光学ヘッド用アーム３５に設
けられている。また、磁気ヘッド３４は、図１における
磁気ヘッド用アーム３３に取り付けられている。本実施
の形態におけるその他の構成は、第１の実施の形態と同
様である。

【００９２】次に、本実施の形態における光ピックアッ
プ装置２００の動作について説明する。データの記録時
あるいは再生時には、スピンドルモータ２０により光デ
ィスク１０が角速度一定（ＣＡＶ）あるいは線速度一定
（ＣＬＶ）で回転駆動されると共に、レーザカプラ２０
２に設けられている半導体レーザ６１が駆動され、レー
ザ光を出射する。フライングヘッドは、光ディスク１０
の回転力によって浮上して所定のエアギャップを形成す
るが、ソリッドイマージョンレンズ２０６と光ディスク
１０との間のエアギャップは、大きすぎると開口数の向
上に支障をきたすため、レーザ波長の１／２以下にする
必要がある。例えば、レーザカプラ２０２に設けられて
いる半導体レーザ６１として、波長６８０ｎｍの赤色レ
ーザ光を出射するものを用いた場合には、ソリッドイマ
ージョンレンズ２０６と光ディスク１０との間のエアギ
ャップは、レーザ波長の１／２以下である０．３４μｍ
以下、例えば０．１５μｍの間隔となるように調整され
ている。

【００９３】半導体レーザ６１より出射されたＰ偏光の
レーザ光は、反射ミラー部６３によって反射され、偏光
ホログラム２０３をそのまま通過し、２分割旋光板２０
４に入射する。ここで、右旋光板２０４Ｒを通過した光
は右回転方向に２２．５°だけ旋光され、左旋光板２０
４Ｌを通過した光は左回転方向に２２．５°だけ旋光さ
れて出射する。２分割旋光板２０９を通過した光は、反
射プリズム２０９で反射され、対物レンズ２０５で集光
され、ソリッドイマージョンレンズ２０６に入射し、こ
のソリッドイマージョンレンズ２０６によって、光ディ
スク１０の光磁気記録層１２上に集光される。

【００９４】ソリッドイマージョンレンズ２０６の光学
特性は、ソリッドイマージョンレンズ２０６の光学特性
と、光ディスク１０の基板１１の光学特性とを加算して
所望の光学特性を形成するように調整されている。この
ため、光ディスク１０の基板１１の悪影響を受けること
なく開口数の向上を図ることができ、レーザスポットの
径を小さくすることができる。これについては、後で、
詳しく説明する。

【００９５】一方、光ディスク１０にレーザ光が照射さ
れることにより戻り光が生ずるが、光磁気記録層１２に
光磁気記録データが記録されている場合には、光磁気記
録層１２での反射光は、光磁気記録層１２における磁化
方向に応じて、偏光方向が＋θ_k または−θ_k だけ回転
される。

【００９６】この戻り光は、ソリッドイマージョンレン
ズ２０６および対物レンズ２０５によって集光され、反
射プリズム２０９で反射された後、２分割旋光板２０４
に入射する。ここで、往路で右旋光板２０４Ｒを通過し
た光は復路では左旋光板２０４Ｌを通過し、往路で左旋
光板２０４Ｌを通過した光は復路では右旋光板２０４Ｒ
を通過する。その結果、復路において左旋光板２０４Ｌ
を通過する光は、更に右回転方向に２２．５°だけ旋光
され、２分割旋光板２０４において合計＋４５°だけ旋
光されることになる。一方、復路において右旋光板２０
４Ｒを通過する光は、更に左回転方向に２２．５°だけ
旋光され、２分割旋光板２０４において合計−４５°だ
け旋光されることになる。このようにして、復路におい
て２分割旋光板２０４を通過した光は、Ｓ偏光成分を有
することになる。復路において２分割旋光板２０４を通
過した光は偏光ホログラム２０３に入射し、Ｐ偏光成分
は、回折されずに出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏
光ホログラム２０３によって回折される。ここで、偏光
ホログラム２０３は、右領域２０３Ｒと左領域２０３Ｌ
に２分割されており、右領域２０３Ｒに入射したＳ偏光
成分は、光ディスク１０の径方向外側に対応する方向に
回折され、左領域２０３Ｌに入射したＳ偏光成分は、光
ディスク１０の径方向内側に対応する方向に回折され
る。

【００９７】従って、光ディスク１０からの戻り光は、
偏光ホログラム２０３を透過した段階で、光磁気再生信
号成分を含まない戻り光と、光磁気再生信号成分を含む
戻り光とに分離されることとなり、更に、光磁気再生信
号成分を含む戻り光は、２分割旋光板２０４の右旋光板
２０４Ｒを通過した戻り光と、左旋光板２０４Ｌを通過
した戻り光とに分離されることとなる。

【００９８】偏光ホログラム２０３で回折されずに通過
した光磁気再生信号成分を含まない戻り光（Ｐ偏光成分
の戻り光）は、円形状のビームスポットで出射される
が、このうち略半分（半円状部分）が図２０（ａ）に示
したように、フォトディテクタ２１０Ｉ，２１０Ｊに入
射する。偏光ホログラム２０３の右領域２０３Ｒを通過
して光ディスク１０の径方向外側に対応する方向に回折
された戻り光（右旋光板２０４Ｒを通過したＳ偏光成分
の戻り光）は、半円状のビームスポットでレーザカプラ
２０２におけるフォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄに
入射する。偏光ホログラム２０３の左領域２０３Ｌを通
過して光ディスク１０の径方向内側に対応する方向に回
折された戻り光（右旋光板２０４Ｌを通過したＳ偏光成
分の戻り光）は、半円状のビームスポットでレーザカプ
ラ２０２におけるフォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈ
に入射する。

【００９９】図２０（ａ）に示したように、フォトディ
テクタ２１０Ａ〜２１０Ｄは、田の字状に配置されてお
り、合焦時において、偏光ホログラム２０３の右領域２
０３Ｒからの半円状の戻り光を、図２０（ａ）における
下側に配置されたフォトディテクタ２１０Ｂ，２１０Ｃ
で均等に受光するようになっている。また、フォトディ
テクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈは、田の字状に配置されてお
り、合焦時において、偏光ホログラム２０３の左領域２
０３Ｌからの半円状の戻り光を、図２０（ａ）における
上側に配置されたフォトディテクタ２１０Ｅ，２１０Ｈ
で均等に受光するようになっている。フォトディテクタ
２１０Ｉ，２１０Ｊは、合焦時において、偏光ホログラ
ム２０３からの円形状の戻り光のうち、図２０（ａ）に
おける上側の半分の戻り光を均等に受光するようになっ
ている。各フォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｊは、そ
れぞれ受光した光量に応じた信号を出力する。そして、
図１３における信号検出部７５によって、各フォトディ
テクタ２１０Ａ〜２１０Ｊの出力信号に基づいて、以下
のようにして各信号が検出される。

【０１００】フォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｊの各
出力信号をそれぞれＡ〜Ｊとすると、フォーカスエラー
信号ＦＥは、以下の式（５）によって求められる。

【０１０１】 ＦＥ＝（Ａ＋Ｄ＋Ｆ＋Ｇ）−（Ｂ＋Ｃ＋Ｅ＋Ｈ） …（５）

【０１０２】これは、図２０（ａ）における右側の一群
のフォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄのうちの上半分
の光量検出信号と図２０（ａ）における左側の一群のフ
ォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈのうちの下半分の光
量検出信号とを加算処理した加算信号から、一群のフォ
トディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄのうちの下半分の光量
検出信号と一群のフォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈ
のうちの上半分の光量検出信号とを加算処理した加算信
号を減算処理することを表している。

【０１０３】図２０（ａ）に示したように、合焦時に
は、偏光ホログラム２０３の右領域２０３Ｒからの半円
状の戻り光はフォトディテクタ２１０Ｂ，２１０Ｃに入
射し、偏光ホログラム２０３の左領域２０３Ｌからの半
円状の戻り光はフォトディテクタ２１０Ｅ，２１０Ｈに
入射する。

【０１０４】しかし、フォーカスが反ディスク側にずれ
ている場合（合焦状態よりも光ディスク１０がソリッド
イマージョンレンズ２０６から遠い場合）には、図２０
（ｂ）に示したように、偏光ホログラム２０３の右領域
２０３Ｒからの戻り光と左領域２０３Ｌからの戻り光
は、共に一旦収束した後、拡散する光となって、それぞ
れ、フォトディテクタ２１０Ａ，２１０Ｄと、フォトデ
ィテクタ２１０Ｆ，２１０Ｇに入射する。

【０１０５】一方、フォーカスがディスク側にずれてい
る場合（合焦状態よりも光ディスク１０がソリッドイマ
ージョンレンズ２０６に近い場合）には、図２０（ｃ）
に示したように、偏光ホログラム２０３の右領域２０３
Ｒからの半円状の戻り光はフォトディテクタ２１０Ｂ，
２１０Ｃに入射し、偏光ホログラム２０３の左領域２０
３Ｌからの半円状の戻り光はフォトディテクタ２１０
Ｅ，２１０Ｈに入射するが、いずれも、合焦時に比べて
径が大きくなる。

【０１０６】従って、式（５）に示したような演算を行
うと、合焦時には演算結果はマイナス値となり、フォー
カスが反ディスク側にずれている場合には演算結果はプ
ラス値になり、フォーカスがディスク側にずれている場
合には演算結果は合焦時よりも絶対値の大きなマイナス
値になる。このため、サーボ制御系は、合焦時における
式（５）の演算結果を閾値とし、この閾値よりも演算結
果のレベルが下の場合はフォーカス時がディスク側にず
れていると判断し、これを是正するためのフォーカス制
御信号を図１６に示したアクチュエータ２０８に供給す
ることができる。これにより、対物レンズ２０５をレー
ザカプラ２０２側に移動制御することができ、合焦状態
とすることができる。また、サーボ制御系は、式（５）
の演算結果のレベルが閾値よりも上の場合はフォーカス
が反ディスク側にずれていると判断し、これを是正する
ためのフォーカス制御信号をアクチュエータ２０８に供
給する。これにより、対物レンズ２０５を光ディスク１
０側に移動制御することができ、合焦状態とすることが
できる。

【０１０７】次に、このようにフォーカス状態が合焦状
態に制御されると、フライングヘッドは、光ディスク１
０上の指定されたアドレスに移動制御（シーク）され
る。そして、トラッキングエラー信号ＴＥは、プッシュ
プル法により、以下の式（６）によって求められる。

【０１０８】 ＴＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（６）

【０１０９】これは、図２０（ａ）における右側の一群
のフォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄのうちの右半分
の光量検出信号と図２０（ａ）における左側の一群のフ
ォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈのうちの右半分の光
量検出信号とを加算処理した加算信号から、一群のフォ
トディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄのうちの左半分の光量
検出信号と一群のフォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈ
のうちの左半分の光量検出信号とを加算処理した加算信
号を減算処理することを表している。フォトディテクタ
２１０Ａ〜２１０Ｄ，２１０Ｅ〜２１０Ｈにおける右半
分と左半分は、光ディスク１０におけるトラック方向に
対応する方向の分割線で分割されているため、式（６）
に示した演算を行うことにより、記録トラックの中心か
らディスク外周側に照射されたレーザ光の光量と、記録
トラックの中心からディスク内周側に照射されたレーザ
光の光量との差分を検出する、いわゆるプッシュプル法
によりトラッキングエラー信号ＴＥを検出することがで
きる。

【０１１０】サーボ制御系は、式（６）によってトラッ
キングエラー信号ＴＥが得られたら、これを是正するた
めのトラッキング制御信号を図１６に示したアクチュエ
ータ２０８に供給する。これにより、対物レンズ２０５
を駆動してビームスポットをディスク外周側あるいは内
周側に移動制御することができ、トラッキング状態をジ
ャストトラックとすることができる。

【０１１１】次に、光ディスク１０上の指定されたアド
レスにレーザ光が照射されるようになると、半導体レー
ザ６１が記録用の強度を有するレーザ光を出射するよう
に発光駆動されると共に、光ディスク１０上においてレ
ーザ光が照射された箇所に、磁気ヘッド３４から記録デ
ータに応じて変調された変調磁界が印加される。レーザ
光が照射された箇所はキュリー温度まで熱せられ、これ
により保磁力が弱められるため、ここに変調磁界が印加
されることにより、レーザ光が照射された箇所が変調磁
界に応じて磁化され、記録データの記録がなされる。

【０１１２】本実施の形態では、ソリッドイマージョン
レンズ２０６の光学特性を、光ディスク１０の基板１１
の光学特性に基づいて調整しているため、ビームスポッ
トの径を例えば０．２５μｍとすることができ、これに
より、従来の記録密度（１．３１Ｇビット／インチ² ）
の６．２倍の記録密度である８．０６Ｇビット／インチ
² の記録密度を実現することができる。

【０１１３】次に、上述のようにして記録された記録デ
ータの再生時には、スピンドルモータ２０により光ディ
スク１０がＣＡＶ或いはＣＬＶで回転駆動されると共
に、レーザカプラ２０２に設けられている半導体レーザ
６１が再生用の強度を有するレーザ光を出射するように
発光駆動される。そして、光ディスク１０にレーザ光が
照射されることにより生じた戻り光が、２分割旋光板２
０４および偏光ホログラム２０３を経て、レーザカプラ
２０２に設けられた各フォトディテクタ２１０Ａ〜２１
０Ｊに入射する。

【０１１４】図１３における信号検出部７５は、以下の
式（７）の演算式に基づいて、光磁気再生信号ＭＯを検
出する。

【０１１５】 ＭＯ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ） …（７）

【０１１６】これは、２分割旋光板２０４の右旋光板２
０４Ｒを通過した光磁気再生信号成分を含む戻り光の光
量検出信号から、左旋光板２０４Ｌを通過した光磁気再
生信号成分を含む戻り光の光量検出信号を減算処理する
ことを表している（面積差動法）。これにより、同相成
分を除去した形で純粋な光磁気再生信号成分のみを検出
することができる。

【０１１７】また、以下の式（８）の演算式に基づい
て、プリピット再生信号ＲＦを検出する。

【０１１８】 ＲＦ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）＋（Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ） …（８）

【０１１９】これは、フォトディテクタ２１０Ａ〜２１
０Ｄの光量検出信号と、フォトディテクタ２１０Ｅ〜２
１０Ｈの光量検出信号とを全て加算処理することを示し
ている。このプリピット再生信号ＲＦは、例えば、光デ
ィスク１０が、光磁気方式による情報の記録，再生が可
能なＲＡＭ領域とプリピットによって情報が記録された
ＲＯＭ領域（再生専用領域）とが混在するいわゆるハイ
ブリッドディスクの場合や、光ディスク１０が、所定間
隔毎にプリピットによってサーボ情報等が記録されたい
わゆるサンプルサーボ方式の光磁気ディスクである場合
等において、プリピットによって記録された情報の再生
信号として検出されるものである。

【０１２０】なお、この再生時においても、フォーカス
エラー信号およびトラッキングエラー信号の検出が行わ
れ、ジャストフォーカス（合焦）およびジャストトラッ
クでの再生が行われる。

【０１２１】なお、レーザカプラ２０２では、フォトデ
ィテクタ２１０Ａ〜２１０Ｄとフォトディテクタ２１０
Ｅ〜２１０Ｈのみを設けるだけで、必要な全ての信号Ｆ
Ｅ，ＴＥ，ＭＯ，ＲＦを検出することができ、フォトデ
ィテクタ２１０Ｉ，２１０Ｊを省略することもできる
が、フォトディテクタ２１０Ｉ，２１０Ｊからの各光量
検出信号を用いてトラッキングエラー信号ＴＥおよびプ
リピット再生信号ＲＦを検出することにより、以下に説
明する効果を得ることができる。

【０１２２】すなわち、フォトディテクタ２１０Ａ〜２
１０Ｄおよびフォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０Ｈの各
光量検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を検出
する場合は、光磁気再生信号成分が重畳された光量検出
信号でトラッキングエラー信号を検出することとなるた
め、検出したトラッキングエラー信号に直流オフセット
成分が重畳する不都合がある。これを防止するには、図
２０（ａ）に示したように記録トラック方向の分割線に
よって分割されたフォトディテクタ２１０Ｉ，２１０Ｊ
の各光量検出信号に基づいて、以下の式（９）に示すよ
うな演算処理を行ってトラッキングエラー信号ＴＥを検
出すると良い。

【０１２３】ＴＥ＝Ｉ−Ｊ …（９）

【０１２４】これにより、プッシュプル法によりトラッ
キンングエラー信号ＴＥの検出を行うことができる。ま
た、式（９）によれば、光磁気再生信号成分の除去され
た戻り光の光量差でトラッキングエラー信号ＴＥを検出
することとなるため、直流オフセット成分を除去した形
でトラッキングエラー信号ＴＥを検出することができ
る。

【０１２５】また、式（８）に示した演算式でプリピッ
ト再生信号ＲＦを検出すると、フォトディテクタ２１０
Ａ〜２１０Ｄおよびフォトディテクタ２１０Ｅ〜２１０
Ｈで検出されたＳ偏光成分の戻り光にのみ基づいてプリ
ピット再生信号ＲＦを検出することとなり、略１／２の
光量でプリピット再生信号ＲＦを検出することとなるた
め、検出したプリピット再生信号ＲＦのＭＴＦ（Modula
tion Transfer Function）に多少の落ち込みを生ずる。
これを防止するには、以下の式（１０）に示すように、
フォトディテクタ２１０Ａ〜２１０Ｊの各光量検出信号
を全て加算処理してプリピット再生信号ＲＦを検出する
と良い。

【０１２６】 ＲＦ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ＋Ｇ＋Ｈ＋Ｉ＋Ｊ …（１０）

【０１２７】これにより、偏光ホログラム２０３および
２分割旋光板２０４で分離されたＳ偏光成分の戻り光お
よびＰ偏光成分の戻り光を全て加算処理してプリピット
再生信号ＲＦを検出することができるため、良好なＭＴ
Ｆのプリピット再生信号ＲＦを検出することができる。

【０１２８】なお、本実施の形態では、第１の実施の形
態と同様の偏光ホログラム４１とレーザカプラ４０とを
用いて、第１の実施の形態と同様の方法で、各信号を検
出することも可能である。

【０１２９】図１７は、図１６に示した光ピックアップ
装置２００の変形例を示したものである。この変形例
は、図１６における反射プリズム２０９を除き、２分割
旋光板２０４からのレーザ光が直接対物レンズ２０５に
入射する構成としたものである。なお、図１６に示した
構成の方が、光路設計の自由度を増すことができる。

【０１３０】ここで、本実施の形態におけるソリッドイ
マージョンレンズの作用，効果と比較するために、図１
８を参照して、従来のソリッドイマージョンレンズを用
いた技術の問題点について説明する。光ディスクに記録
するデータの記録密度を上げるには、光ディスクに照射
するレーザ光のビームスポットの径を小さくする必要が
ある。ここで、レーザ光の波長をλ、対物レンズの開口
数をＮＡとすると、ビームスポットの径ｄは、以下の式
（１１）によって表される。

【０１３１】 ｄ＝Ｋ（λ／ＮＡ） …（１１） ただし、Ｋは比例定数（≒１）である。

【０１３２】この式（１１）から分かるように、ビーム
スポットの径は、レーザ光の波長に比例する。このた
め、ビームスポットの径を小さくするには、短波長の半
導体レーザを用いれば良い。現状においては、３００ｎ
ｍの短波長のレーザビームを出射可能ないわゆる青色レ
ーザが存在するが、この青色レーザは大変高価であるた
め、民生用機器はもちろんのこと、専門家用機器におい
ても使用し難い面がある。従って、現状においては、波
長が６８０ｎｍのレーザビームを出射するいわゆる赤色
レーザを使用せざるを得ない実状がある。

【０１３３】一方、式（１１）から分かるように、ビー
ムスポットの径は、開口数の大きな対物レンズを用いる
ことにより小さくすることができる。しかし、対物レン
ズの開口数を大きくするには、径の大きな対物レンズを
用いる必要がある。対物レンズの径を大きくすると、こ
れが設けられる光ピックアップ装置自体が必然的に大型
化するうえ、自重が増し、高速アクセスに支障をきた
す。このため、開口数の大きな対物レンズを設けるにも
限界がある。

【０１３４】このようなことから、従来は、レーザビー
ムのビームスポット径を小さくするにも限界を生じ、記
録密度の向上を図ることができなかった。そこで、近
年、ソリッドイマージョンレンズを用いた光ピックアッ
プ装置が提案されている。このソリッドイマージョンレ
ンズを用いた光ピックアップ装置は、図１８（ａ）に示
したように、対物レンズ５０１と、略半球面状の入射面
および平面状の出射面を有するソリッドイマージョンレ
ンズ５０２とを一体的に構成し、これらをいわゆるフラ
イングヘッドに設け、このフライングヘッドと光ディス
ク５０３との距離を一定に制御しながら、データの記
録，再生を行うようになっている。

【０１３５】このような光ピックアップ装置において、
ソリッドイマージョンレンズ５０２には、対物レンズ５
０１で集束されたレーザビームが半球状の入射面を介し
て入射される。ソリッドイマージョンレンズ５０２の入
射面は、半球状となっているため、ソリッドイマージョ
ンレンズ５０２の出射面の中心を対物レンズ５０１の焦
点位置に合わせると、ソリッドイマージョンレンズ５０
２内に入射されるレーザビームの入射角は全て垂直とな
り、レーザビームはソリッドイマージョンレンズ５０２
の出射面の中心に集束する。これにより、ソリッドイマ
ージョンレンズ５０２の屈折率をｎとするとき、対物レ
ンズ５０１の開口数を実質的にｎ倍とすることができ、
レーザビームのビームスポットの径を小さくして記録密
度の向上を図ることができる。

【０１３６】更に、ソリッドイマージョンレンズを用い
て、ビームスポットの径を１／ｎ²にすることもでき
る。それは、図１８（ｂ）に示したように、半球以上に
頭部を残したスーパ球状ソリッドイマージョンレンズ５
０４を用い、光ディスク５０３の法線方向に対して角度
θ₁ で、ソリッドイマージョンレンズ５０４の入射面に
レーザビームを入射させた場合、光ディスク５０３に対
する入射角をθ₂ とすると、ｓｉｎθ₂ ＝ｎｓｉｎθ₁
の関係から、ビームスポットの径はλ／（２ｎ²ｓｉｎ
θ₁ ）となるからである。

【０１３７】しかし、実際の光ディスクにおける記録層
は、ソリッドイマージョンレンズの底面からある距離を
とらなければならない。例えば、図１８（ｃ）に示した
ように、厚みが１．２ｍｍ程度の透明な基板５０６の片
面に光磁気記録層５０７が形成された光ディスク５０５
の場合、磁界印加用の磁気ヘッドは記録層５０７に近づ
けたいので、記録層５０７はソリッドイマージョンレン
ズ側ではなく、磁気ヘッド側に配置する必要がある。そ
うすると、せっかく、光ピックアップ装置をフライング
ヘッド構成にしてワーキングディスタンス（作動距離；
光ディスクの表面からレンズ表面までの距離）を例えば
０．３２μｍ以下とし、対物レンズ５１１とスーパ球状
ソリッドイマージョンレンズ５１２とを用いて開口数を
大きくしようとしても、ソリッドイマージョンレンズ５
１２と記録層５０７との間に厚みが１．２ｍｍ程度の基
板５０６が介在することから、実際の記録層５０７に対
する入射角θ₂ ′は小さくなってしまうという問題点が
あった。

【０１３８】そこで、本実施の形態では、図１９に示し
たように、ソリッドイマージョンレンズ２０６を基板１
１の厚みを考慮した光学特性となるように設定してい
る。すなわち、ソリッドイマージョンレンズ２０６は、
基板１１と合わせて初めて所望のレンズとしての光学特
性が得られるように設定されている。より簡単に説明す
ると、ソリッドイマージョンレンズ２０６の屈折率が基
板１１の屈折率と等しい場合には、本実施の形態におけ
るソリッドイマージョンレンズ２０６の形状は、出射面
の中心に集光するように設計されたソリッドイマージョ
ンレンズの形状から、基板１１の厚み分を下側から削っ
た形状に設定される。これにより、光ディスク１０の基
板１１の悪影響を受けることなく開口数の向上を図るこ
とができ、レーザスポットの径を小さくすることができ
る。

【０１３９】具体的には、光ピックアップ装置２００の
実質的な開口数を１．０以上、例えば１．３６とするこ
とができる。また、図１９に示したように、対物レンズ
２０５からのレーザ光がソリッドイマージョンレンズ２
０６に入射されることで形成される入射角をθ₁ 、レー
ザ波長をλ、ソリッドイマージョンレンズ２０６の屈折
率をｎ、基板１１の屈折率をｎとすると、ビームスポッ
トの径φは、φ＝λ／（２ｎ² ｓｉｎθ₁ ）となり、
０．２５μｍの径とすることができる。なお、ソリッド
イマージョンレンズ２０６および基板１１により屈折さ
れたレーザ光の入射角をθ₂ とすると、θ₁ とθ₂ との
関係は、ｓｉｎθ₂ ＝ｎｓｉｎθ₁ となっている。これ
は、レーザ波長が３００ｎｍの、いわゆる青色レーザを
用いたときと同等の効果である。従って、安価な赤色レ
ーザを用いながら、青色レーザを用いたときと同等の効
果を得ることができるため、高性能で安価な光ピックア
ップ装置を提供することができる。また、光ディスクの
膜厚構造を、レーザの波長によって変えなくても良いこ
とになる。また、基板１１の悪影響を受けることがない
ことから、ビーム品質の向上を図ることができるうえ、
波面収差の管理を容易化することができる。

【０１４０】本実施の形態におけるその他の動作および
効果は、第１の実施の形態と同様である。

【０１４１】図２１は、本発明の第５の実施の形態に係
る記憶素子における光ピックアップ装置の概略の構成を
示す説明図である。この光ピックアップ装置３００で
は、光ディスク１０に対してレーザ光を集光して照射す
る光学ブロック３０２と、この光学ブロック３０２上に
設けられたベアチップ３０３と、このベアチップ３０３
を光ディスク１０における径方向（図２１における紙面
垂直方向）および上下方向に移動可能なアクチュエータ
３０９と、光ディスク１０においてレーザ光が照射され
る箇所に記録データに応じた変調磁界を印加する磁気ヘ
ッド３４とを備えている。アクチュエータ３０９として
は、例えば圧電素子が用いられる。アクチュエータ３０
９は、ベアチップ３０３に設けられているフォトディテ
クタの出力に基づいて検出されるフォーカスエラー信号
およびトラッキングエラー信号に基づいて駆動されるよ
うになっている。

【０１４２】光学ブロック３０２，ベアチップ３０３お
よびアクチュエータ３０９は、図１における光学ヘッド
用アーム３５と同様の光学ヘッド用アーム３１０に設け
られている。また、磁気ヘッド３４は、図１における磁
気ヘッド用アーム３３に取り付けられている。光学ヘッ
ド用アーム３１０および磁気ヘッド用アーム３３は、第
１の実施の形態と同様に、アーム駆動用モータ４４によ
って回動されるようになっている。また、光学ヘッド用
アーム３１０の先端部および磁気ヘッド３４は、フライ
ングヘッド構成になっている。

【０１４３】光学ブロック３０２は、外観が略半球形状
を有しており、その頂点部分にレーザ光が入射される入
射孔３０５を有している。光学ブロック３０２は、更
に、入射孔３０５と相対向する部分に設けられ、入射孔
３０５を介して照射されるレーザ光を反射する凸状の球
面の第１の反射ミラー３０６と、この第１の反射ミラー
３０６の後方（下側）で収束するように第１の反射ミラ
ー３０６で反射されたレーザ光を再度反射する凹状の球
面の第２の反射ミラー３０７と、第２の反射ミラー３０
７で反射されたレーザ光が出射される平面状の出射面３
０８とを有している。光学ブロック３０２の屈折率は、
基板１１の屈折率と等しく、例えば１．５７になってい
る。

【０１４４】このような光学ブロック３０２の光学特性
は、光ディスク１０の基板１１の厚みを考慮した光学特
性となるように調整されており、第１の反射ミラー３０
６の後方（下側）で結ばれる収束点Ｐが、光ディスク１
０の光磁気記録層１２上に位置するように調整されてい
る。ここで、光学ブロック３０２は、基板１１の厚みを
考慮した光学特性となるように設定されている。すなわ
ち、光学ブロック３０２は、基板１１と合わせて初めて
所望の光学特性が得られるように設定されている。より
簡単に説明すると、光学ブロック３０２の屈折率が基板
１１の屈折率と等しい場合には、光学ブロック３０２の
形状は、出射面の中心に集光するように設計された光学
ブロックの形状から、基板１１の厚み分を下側から削っ
た形状に設定される。

【０１４５】ベアチップ３０３は、単一の半導体基板上
に、光ディスク１０に照射するためのレーザ光を出射す
る半導体レーザと、光学ブロック３０２の入射孔３０５
を経て照射される光ディスク１０からの戻り光を受光す
るフォトディテクタとを設けて構成されている。

【０１４６】ここで、光ピックアップ装置３００におけ
る各部の寸法の一例を挙げる。光学ブロック３０２の厚
みとベアチップ３０３の厚みを合わせた厚みは２．０ｍ
ｍ、光ディスク１０の基板１１の厚みが０．３ｍｍ、光
磁気記録層１２から磁気ヘッド３４の下面までの厚みは
１．０ｍｍ、記録，再生時における光学ブロック３０２
と光ディスク１０とのエアギャップは０．１５μｍとな
っている。従って、光学ヘッド用アーム３１０を除く光
ピックアップ装置３００全体の厚みは、エアギャップが
実質上０のため、都合３．３ｍｍとなっている。

【０１４７】本実施の形態におけるその他の構成は、第
１の実施の形態と同様である。

【０１４８】次に、このような構成を有する光ピックア
ップ装置３００の動作について説明をする。データの記
録時あるいは再生時には、スピンドルモータ２０により
光ディスク１０が角速度一定（ＣＡＶ）あるいは線速度
一定（ＣＬＶ）で回転駆動されると共に、ベアチップ３
０３に設けられている半導体レーザが駆動され、レーザ
光を出射する。フライングヘッドは、光ディスク１０の
回転力によって浮上して所定のエアギャップを形成す
る。光学ブロック３０２と光ディスク１０との間のエア
ギャップは、大きすぎると開口数の向上に支障をきたす
ため、レーザ波長の１／２以下にする必要がある。例え
ば、ベアチップ３０３に設けられている半導体レーザと
して、波長６８０ｎｍの赤色レーザ光を出射するものを
用いた場合には、光学ブロック３０２と光ディスク１０
との間のエアギャップは、レーザ波長の１／２以下であ
る０．３４μｍ以下、例えば０．１５μｍの間隔となる
ように調整されている。

【０１４９】次に、ベアチップ３０３に設けられた半導
体レーザから出射されたレーザ光は、入射孔３０５を介
して光学ブロック３０２内に入射され、ベアチップ３０
３と相対向するように設けられている光学ブロック３０
２の第１の反射ミラー３０６に照射される。第１の反射
ミラー３０６は、凸状の略半球形状を有しており、半導
体レーザからの光を第２の反射ミラー３０７側に反射す
る。第２の反射ミラー３０７は、凹状の略半球形状を有
しており、第１の反射ミラー３０７で反射されたレーザ
光を、第１の反射ミラー３０７の後方（下側）の点Ｐで
収束するように反射し、これを出射面３０８を介して出
射する。光学ブロック３０２から出射された光は、光デ
ィスク１０の基板１１を経て、光磁気記録層１２上に集
光される。

【０１５０】ここで、光学ブロック３０２の第２の反射
ミラー３０７は、第１の反射ミラー３０６の後方（下
側）の点Ｐで収束するようにレーザ光を反射するのであ
るが、これは、光ディスク１０の基板１１の光学特性も
考慮して初めて光ディスク１０の光磁気記録層１２上の
点Ｐで収束するように、光学ブロック３０２の光学特性
が調整されている。具体的には、前述のように光ディス
ク１０の基板１１の厚みは、例えば０．３ｍｍであり、
その屈折率ｎは例えば１．５７となっている。このた
め、光学ブロック３０２は、光学ブロック３０２の厚み
と基板１１の厚みとを考慮した厚み、言い換えれば、光
学ブロック３０２の厚みと基板１１の厚みとを加算して
はじめて１つの光学特性を形成するように調整されてい
る。

【０１５１】光学ブロック３０２は、光ディスク１０の
基板１１の影響で収差が発生し、最適な光学特性となら
ない場合が多いが、本実施の形態における光ピックアッ
プ装置３００のように、光学ブロック３０２の厚みと基
板１１の厚みを加算してはじめて１つの光学ブロックの
光学特性を形成するように光学ブロック３０２を設計す
ることにより、透明基板１１による収差が発生を防止す
ることができる。透明基板１１の厚みは、光学ブロック
３０２を設計する前に予めわかっているため、光学ブロ
ック３０２の設計はこれを考慮して行えば良く、簡単に
行うことができる。

【０１５２】また、光ピックアップ装置３００は、フラ
イングヘッド構成となっているため、ワーキングディス
タンスを例えば０．１μｍとすることができる。このた
めの光ピックアップ装置３００における光路を大幅に短
縮化して光ピックアップ装置３００自体を大幅に小型化
することができる。

【０１５３】次に、光ディスク１０の光磁気記録層１２
にレーザ光が照射されると、このレーザ光が照射された
箇所に、磁気ヘッド３４によって記録データに応じて変
調された磁界が印加される。レーザ光が照射された光磁
気記録層１２は、キュリー温度まで熱せられ、これによ
り保磁力が弱められるため、ここに変調磁界が印加され
ることにより、レーザ光が照射された箇所が変調磁界に
応じて磁化され、記録データの記録がなされる。

【０１５４】一方、光ディスク１０の光磁気記録層１１
にレーザ光が照射されると、光磁気記録層１１からの戻
り光が生ずる。この戻り光は、光ディスク１０の基板１
１、光学ブロック３０２の出射面３０８を経て、光学ブ
ロック３０２の第２の反射ミラー３０７に照射される。
第２の反射ミラー３０７は、戻り光を第１の反射ミラー
３０６側に反射する。第１の反射ミラー３０６は、この
戻り光を反射し、これを入射孔３０５を介して、ベアチ
ップ３０５側に出射する。ベアチップ３０５には、入射
孔３０５を介して出射される戻り光が照射される箇所に
フォトディテクタが設けられている。このフォトディテ
クタは、戻り光を受光し、この受光光量に基づいてフォ
ーカスエラー信号，トラッキングエラー信号およびプリ
ピット再生信号が検出される。フォーカスエラー信号お
よびトラッキングエラー信号はサーボ制御系に供給され
る。サーボ制御系は、フォーカスエラー信号およびトラ
ッキングエラー信号に応じて、光ピックアップ装置３０
０のアクチュエータ３０９を駆動して、フォーカスサー
ボおよびトラッキングサーボを行う。これにより、常に
ジャストフォーカスおよびジャストトラックで、データ
の記録を正確に行うことができる。

【０１５５】本出願の発明者がこのような光ピックアッ
プ装置３００を試作実験したところ、開口数（ＮＡ）を
１以上の１．３６とすることができ、光ディスク１０に
照射されるレーザ光のビームスポットの径を０．２５μ
ｍとすることができた。そして、ランド記録で従来の記
録密度の略３倍の３．５Ｇビット／インチ² の記録密度
を実現することができた。これは、開口数が０．６で、
レーザ波長が３００ｎｍの青色の半導体レーザを用いた
場合と同様の効果である。そしてランド記録およびグル
ーブ記録を併用した結果、８Ｇビット／インチ² の記録
密度を実現することができた。

【０１５６】次に、このようにして記録されたデータの
再生時には、光ディスク１０がＣＡＶあるいはＣＬＶで
回転駆動され、フライングヘッド構成になっている光学
ブロック３０２が所望の記録トラック上に移動制御（シ
ーク）される。そして、ベアチップ３０３に設けられて
いる半導体レーザが発光駆動されレーザ光が出射され
る。このレーザ光は、光学ブロック３０２の第１の反射
ミラー３０６および第２の反射ミラー３０７によって順
に反射され、光ディスク１０の基板１１を介して光磁気
記録層１２に照射される。これにより、記録されたデー
タによって変調された戻り光が生じる。この戻り光は、
基板１１を介して光学ブロック３０２に入射され、第２
の反射ミラー３０７、第１の反射ミラー３０６により順
に反射され、入射孔３０５を介してベアチップ３０３に
設けられているフォトディテクタに照射される。フォト
ディテクタは、光学ブロック３０２の入射孔３０５を介
して照射される戻り光を受光し、この戻り光の光量に基
づいて光磁気再生信号，フォーカスエラー信号，トラッ
キングエラー信号，プリピット再生信号が検出される。
フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号は
サーボ制御系に供給される。サーボ制御系は、このフォ
ーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づ
いて、光ピックアップ装置３００のフォーカスサーボお
よびトラッキングサーボを行う。これにより、常にジャ
ストフォーカスおよびジャストトラックで記録データの
記録，再生を正確に行うことができる。

【０１５７】本実施の形態における光ピックアップ装置
３００を含む記憶素子は、例えば、図３および図４に示
したサイズで形成することができる。この場合、光学ブ
ロック３０２の光学特性は光ディスク１０の基板１１の
厚みを考慮して調整されており、その結果、レーザ光を
例えば０．２５μｍの径に収束することができる。この
ため、本実施の形態に係る記憶素子では、０．７インチ
の光ディスク１０を用いて、例えば２３０Ｍバイトもの
記憶容量を実現することができる。

【０１５８】本発明におけるその他の構成，動作および
効果は第１の実施の形態と同様である。

【０１５９】図２２は、本発明の第６の実施の形態に係
る記憶素子の断面図である。本実施の形態に係る記憶素
子４００は、光ディスクおよび光ピックアップ装置が、
相変化を利用した書き換え可能型，再生専用型あるいは
追記型の場合の例である。この記憶素子４００では、第
１の実施の形態における光磁気記録方式の光ディスク１
０の代わりに、相変化を利用した書き換え可能型，再生
専用型あるいは追記型の光ディスク４０１が用いられ
る。また、この記憶素子４００では、第１の実施の形態
における光磁気記録方式の光ピックアップ装置３０の代
わりに、相変化を利用した書き換え可能型，再生専用型
あるいは追記型の光ピックアップ装置４１０が用いられ
る。この光ピックアップ装置４１０では、第１の実施の
形態におけるレーザカプラ４０の代わりにレーザカプラ
４１１が設けられ、２分割旋光板４２の代わりに１／４
波長板４１２が設けられている。また、記憶素子４００
では、第１の実施の形態における磁気ヘッド用アーム３
３および磁気ヘッド３４は設けられていない。

【０１６０】図２３はレーザカプラ４１１の平面図であ
る。レーザカプラ４１１は、単一の半導体基板６０上に
形成された半導体レーザ６１と複数のフォトディテクタ
４１３ａ〜４１３ｌとを有している。第１の実施の形態
と同様に、半導体基板６０上には、半導体レーザ６１の
レーザ光出射部に対向する位置に、半導体レーザ６１の
出射光を上方に向けて反射させる反射ミラー部６３が形
成されている。

【０１６１】フォトディテクタ４１３ａ，４１３ｄは、
図９におけるフォトディテクタ６２ａの領域を、光ディ
スク４０１におけるトラック方向に対応する方向の分割
線で２分割した位置および形状に形成されている。フォ
トディテクタ４１３ｂ，４１３ｅは、図９におけるフォ
トディテクタ６２ｂ，６２ｃを合わせた領域を、光ディ
スク４０１におけるトラック方向に対応する方向の分割
線で２分割した位置および形状に形成されている。フォ
トディテクタ４１３ｃ，４１３ｆは、図９におけるフォ
トディテクタ６２ｄの領域を、光ディスク４０１におけ
るトラック方向に対応する方向の分割線で２分割した位
置および形状に形成されている。なお、これらのフォト
ディテクタのうち、フォトディテクタ４１３ｄ〜４１３
ｆが半導体レーザ６１側の位置に配置されている。

【０１６２】同様に、フォトディテクタ４１３ｇ，４１
３ｊは、図９におけるフォトディテクタ６２ｇの領域
を、光ディスク４０１におけるトラック方向に対応する
方向の分割線で２分割した位置および形状に形成されて
いる。フォトディテクタ４１３ｈ，４１３ｋは、図９に
おけるフォトディテクタ６２ｈ，６２ｉを合わせた領域
を、光ディスク４０１におけるトラック方向に対応する
方向の分割線で２分割した位置および形状に形成されて
いる。フォトディテクタ４１３ｉ，４１３ｌは、図９に
おけるフォトディテクタ６２ｊの領域を、光ディスク４
０１におけるトラック方向に対応する方向の分割線で２
分割した位置および形状に形成されている。なお、これ
らのフォトディテクタのうち、フォトディテクタ４１３
ｇ〜４１３ｉが半導体レーザ６１側の位置に配置されて
いる。

【０１６３】本実施の形態における光ピックアップ装置
４１０では、半導体レーザ６１から出射されたＰ偏光の
レーザ光は、偏光ホログラム４１をそのまま通過し、１
／４波長板４１２を通過して円偏光となり、反射プリズ
ム３８で反射され、ソリッドイマージョンレンズ３７で
集光されて、光ディスク４０１における記録層に照射さ
れる。光ディスク４０１からの戻り光は、ソリッドイマ
ージョンレンズ３７で集光され、反射プリズム３８で反
射され、１／４波長板４１２を通過してＳ偏光の光とな
り、偏光ホログラム４１に入射して、回折される。ここ
で、＋１次回折光は、途中で一旦収束した後、拡散する
光としてレーザカプラ４１１上のフォトディテクタ４１
３ａ〜４１３ｆに入射し、−１次回折光は、収束する光
のままレーザカプラ４１１上のフォトディテクタ４１３
ｇ〜４１３ｌに入射する。

【０１６４】フォトディテクタ４１３ａ〜４１３ｌの各
出力信号をそれぞれａ〜ｌとすると、フォーカスエラー
信号ＦＥ，トラックエラー信号ＴＥおよび再生信号ＲＦ
は、それぞれ以下の式（１２）〜（１４）によって求め
られる。

【０１６５】 ＦＥ＝（ａ＋ｃ＋ｄ＋ｆ＋ｈ＋ｋ）−（ｂ＋ｅ＋ｇ＋ｉ＋ｊ＋ｌ）…（１２） ＴＥ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｊ＋ｋ＋ｌ）−（ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ）…（１３） ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＋ｋ＋ｌ …（１４）

【０１６６】なお、再生時には、半導体レーザ６１の出
力は再生用の低出力に設定される。また、相変化を利用
した書き換え可能型あるいは追記型の場合における記録
時には、半導体レーザ６１の出力は、記録データに従っ
て間欠的に記録用の高出力に設定され、データの記録が
行われる。

【０１６７】本実施の形態に係る記憶素子４００によれ
ば、磁気ヘッドがないので、より構成が簡単になり、更
なる小型化およびローコスト化を図ることができる。本
実施の形態におけるその他の構成，動作および効果は第
１の実施の形態と同様である。

【０１６８】ここで、図２４および図２５を参照して、
本発明の記憶素子における好ましいサイズについて説明
する。本発明の記憶素子は、非常に小型であることか
ら、使用例とし、ＩＣカードに１個または複数個搭載す
ることが考えられる。ＩＣカードとしては、ＰＣＭＣＩ
Ａ（Personal Computer Memory Card International As
sociation ）の規格に従ったＰＣカードがある。ＰＣＭ
ＣＩＡの規格にはタイプＩ，タイプII，タイプIII があ
る。本発明の記憶素子は、厚みが最大５ｍｍのタイプII
であれば１枚のＰＣカードに２個、厚みが最大１０．５
ｍｍのタイプIIIであれば１枚のＰＣカードに４個（表
側と裏側にそれぞれ２個ずつ）搭載することが可能であ
る。図２４に示したように、ＰＣカード４２１に搭載す
る場合において、本発明の記憶素子４２０のサイズとし
ては、縦２０ｍｍ以下、横３８ｍｍ以下、厚み３．８ｍ
ｍ以下が好ましい。特に、記憶素子の平面形状を正方形
形状とする場合には、一辺の長さが２０ｍｍ以下、厚み
が３．８ｍｍ以下が好ましい。また、ＰＣカード４２１
に搭載する記憶素子としては、図２５に示したように、
１個のパッケージ内に２枚の光ディスク４３１と各光デ
ィスク４３１に必要な構成要素とを収納した記憶素子４
３０を作成しても良い。この記憶素子４３０のサイズと
しては、縦４０ｍｍ以下、横３８ｍｍ以下、厚み３．８
ｍｍ以下が好ましい。

【０１６９】また、本発明の記憶素子は、ＩＣと同様に
電子部品として取り扱うことができるので、例えばコン
ピュータにおける半導体メモリの代わりに用いたり、複
数個を並列的に設けることで演算速度の高速化に貢献し
たりすることができる。例えばコンピュータ装置の内部
に１００×１００個程設け、内部メモリの代わりとして
用いることができる。また、本発明の記憶素子は、高密
度記録が可能であるため、例えば携帯電話の内蔵メモリ
として用いることもできる。その結果、携帯電話におい
て、音声データと共に送信された画像データを記録可能
とし、携帯電話に液晶モニタ等の表示手段を設けること
により、留守番テレビ電話なるものを実現することが可
能となる。

【０１７０】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されず、例えば上記各実施の形態の説明では、光ディス
クとして、透明な基板の片面に記録層を有し、基板側か
ら記録層に対して光を照射して使用する光ディスクの例
を挙げたが、本発明は、基板を介さずに記録層に対して
光を照射して使用する光ディスクの場合にも適用するこ
とができる。このような光ディスクを使用する場合に
は、光ディスクの記録層上にオイルを設けるようにして
も良い。光ディスク上のオイルは、光ディスクが回転駆
動されることにより均等にスピンコートされる。この場
合、スピンコートされるオイルの光学特性を考慮した光
学特性となるように、ソリッドイマージョンレンズや光
学ブロックの光学特性を調整することにより、各実施の
形態で挙げた効果と同様の効果を得ることができる。

【０１７１】また、上記各実施の形態で挙げた具体的な
数値は、ほんの一例であり、本発明はこれらの数値に限
定されることはない。このため、これらの数値は、本発
明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等
に応じて種々の変更が可能であることは言うまでもな
い。

【０１７２】また、本発明は、記録再生方式として、上
記各実施の形態で挙げた方式（光磁気記録方式等）以外
の方式を用いる場合にも適用することができる。

【０１７３】また、上記各実施の形態において示した光
ピックアップ装置は、構成要素がパッケージ内に封止さ
れた記憶素子に用いるのに適してが、このような記憶素
子に限らず、従来の光ディスク装置における光ピックア
ップ装置にも適用することが可能である。

【０１７４】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし１７
のいずれかに記載の記憶素子によれば、光ディスク、回
転駆動手段および光ピックアップ装置をパッケージによ
って封止した構成としたので、構成が簡単になり、光デ
ィスクの持つ高密度，大容量という性質と相まって、小
型，高密度，大容量であると共に、電子部品と同様に扱
うことが可能な記憶素子を実現することができるいう効
果を奏する。

【０１７５】また、請求項５記載の記憶素子によれば、
パッケージ内部において、内部に空気よりも屈折率の大
きい流体を充填した状態で光ディスクを密封する密封手
段を備えたので、請求項１記載の記憶素子の効果に加
え、光学的性能を向上できると共に、光ディスクの寿命
を延ばしたり、光ディスクを冷却したりすることができ
るという効果を奏する。

【０１７６】また、請求項７記載の記憶素子によれば、
光ピックアップ装置の光学系が、光ディスクに対して対
向配置されるソリッドイマージョンレンズを含むように
構成したので、請求項１記載の記憶素子の効果に加え、
光ディスクに照射される光の径を小さくでき、高密度記
録が可能になるという効果を奏する。

【０１７７】また、請求項８記載の記憶素子によれば、
ソリッドイマージョンレンズを、非球面レンズとしたの
で、請求項７記載の記憶素子の効果に加え、記憶素子の
厚みを小さいすることができるという効果を奏する。

【０１７８】また、請求項９記載の記憶素子によれば、
ソリッドイマージョンレンズが、このソリッドイマージ
ョンレンズと光ディスクの記録層との間に存在する光デ
ィスクの透明基板の厚みを考慮した光学特性となるよう
に設定されているので、請求項７記載の記憶素子の効果
に加え、基板の悪影響を受けることなく開口数の向上を
図ることができ、高密度記録を可能とすることができる
と共に、ビーム品質の向上を図ることができ、更に、波
面収差の管理を容易にすることができるという効果を奏
する。

【０１７９】また、請求項１８ないし２０のいずれかに
記載の光ピックアップ装置によれば、光ディスクに対し
て対向配置されるソリッドイマージョンレンズが、ソリ
ッドイマージョンレンズと光ディスクの記録層との間に
存在する光ディスクの透明基板の厚みを考慮した光学特
性となるように設定されているので、基板の悪影響を受
けることなく開口数の向上を図ることができ、高密度記
録を可能とすることができると共に、ビーム品質の向上
を図ることができ、更に、波面収差の管理を容易にする
ことができるという効果を奏し、更に、小型，高密度，
大容量で、電子部品と同様に扱うことの可能な記憶素子
に用いるのに適した光ピックアップ装置を実現できると
いう効果を奏する。

【０１８０】また、請求項２１ないし２４のいずれかに
記載の光ピックアップ装置によれば、光学系が、光ディ
スクに対して対向配置され、発光手段からの光が入射さ
れると共に光ディスクからの戻り光を出射する第１の入
出射部と、発光手段からの光を出射すると共に光ディス
クからの戻り光が入射される第２の入出射部と、第１の
入出射部に入射された発光手段からの光を凸状の球面で
反射する第１の反射部と、この第１の反射部で反射され
た発光手段からの光を、第２の入出射部より出射して第
２の入出射部の外側で収束するように凹状の球面で反射
する第２の反射部とを含む光学ブロックを有し、この光
学ブロックが、光学ブロックと光ディスクの記録層との
間に存在する光ディスクの透明基板の厚みを考慮した光
学特性となるように設定されているので、基板の悪影響
を受けることなく開口数の向上を図ることができ、高密
度記録を可能とすることができると共に、ビーム品質の
向上を図ることができ、更に、波面収差の管理を容易に
することができるという効果を奏し、更に、小型，高密
度，大容量で、電子部品と同様に扱うことの可能な記憶
素子に用いるのに適した光ピックアップ装置を実現でき
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子の断
面図である。

【図２】図１に示した記憶素子の底部を切り欠いて示す
一部切欠底面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子の外
形形状の一例を示す平面図である。

【図４】図３に示した記憶素子の側面図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子にお
けるスピンドルモータの平面図である。

【図６】図５に示したスピンドルモータの断面図であ
る。

【図７】図１における光ピックアップ装置における光学
系を等価的に示す説明図である。

【図８】図７における２分割旋光板よりも上方を示す斜
視図である。

【図９】図１におけるレーザカプラの平面図である。

【図１０】図１におけるレーザカプラの側面図である。

【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子に
おける光磁気再生信号の検出の原理について説明するた
めの説明図である。

【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子に
おけるフォーカスエラー信号，トラッキングエラー信号
およびプリピット再生信号の検出の原理について説明す
るための説明図である。

【図１３】本発明の第１の実施の形態に係る記憶素子内
の回路の構成を示すブロック図である。

【図１４】本発明の第２の実施の形態に係る記憶素子の
断面図である。

【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る記憶素子の
断面図である。

【図１６】本発明の第４の実施の形態に係る記憶素子に
おける光ピックアップ装置の概略の構成を示す説明図で
ある。

【図１７】図１６に示した光ピックアップ装置の変形例
を示す説明図である。

【図１８】従来のソリッドイマージョンレンズを用いた
技術の問題点について説明するための説明図である。

【図１９】本発明の第４の実施の形態におけるソリッド
イマージョンレンズの効果を説明するための説明図であ
る。

【図２０】本発明の第４の実施の形態におけるレーザカ
プラを示す説明図である。

【図２１】本発明の第５の実施の形態に係る記憶素子に
おける光ピックアップ装置の概略の構成を示す説明図で
ある。

【図２２】本発明の第６の実施の形態に係る記憶素子の
断面図である。

【図２３】本発明の第６の実施の形態におけるレーザカ
プラの平面図である。

【図２４】本発明の記憶素子における好ましいサイズに
ついて説明するための説明図である。

【図２５】本発明の記憶素子における好ましいサイズに
ついて説明するための説明図である。

【符号の説明】

１…記憶素子、１０…光ディスク、２０…スピンドルモ
ータ、３０…光ピックアップ装置、３４…磁気ヘッド、
３７…ソリッドイマージョンレンズ、５０…パ

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を用いて再生される情報を担持するた
   めの光ディスクと、 この光ディスクを回転させる回転駆動手段と、 光を用いて前記光ディスクに対する情報の記録と前記光
   ディスクからの情報の再生のうちの少なくとも再生を行
   う光ピックアップ装置と、 前記光ディスク、回転駆動手段および光ピックアップ装
   置を封止するパッケージと、 このパッケージに設けられ、パッケージ内の回路を外部
   の回路に接続するための端子とを備えたことを特徴とす
   る記憶素子。
2. 【請求項２】 前記光ディスクは書き換え可能型であ
   り、前記光ピックアップ装置は記録と再生の双方を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の記憶素子。
3. 【請求項３】 前記光ディスクは再生専用型であり、前
   記光ピックアップ装置は再生のみを行うことを特徴とす
   る請求項１記載の記憶素子。
4. 【請求項４】 前記光ディスクは追記型であり、前記光
   ピックアップ装置は記録と再生の双方を行うことを特徴
   とする請求項１記載の記憶素子。
5. 【請求項５】 前記パッケージ内部において、内部に空
   気よりも屈折率の大きい流体を充填した状態で前記光デ
   ィスクを密封する密封手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の記憶素子。
6. 【請求項６】 前記光ピックアップ装置は、光ディスク
   に照射するための光を出射する発光手段と、光ディスク
   からの戻り光を受光する受光手段と、前記発光手段から
   出射された光を光ディスクに照射すると共に光ディスク
   からの戻り光を前記受光手段に導く光学系とを有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の記憶素子。
7. 【請求項７】 前記光学系は、光ディスクに対して対向
   配置されるソリッドイマージョンレンズを含むことを特
   徴とする請求項６記載の記憶素子。
8. 【請求項８】 前記ソリッドイマージョンレンズは、非
   球面レンズであることを特徴とする請求項７記載の記憶
   素子。
9. 【請求項９】 前記ソリッドイマージョンレンズは、こ
   のソリッドイマージョンレンズと光ディスクの記録層と
   の間に存在する光ディスクの透明基板の厚みを考慮した
   光学特性となるように設定されていることを特徴とする
   請求項７記載の記憶素子。
10. 【請求項１０】 前記光学系の少なくとも一部は、フラ
    イングヘッド構成となっていることを特徴とする請求項
    ７記載の記憶素子。
11. 【請求項１１】 前記光ディスクは光磁気ディスクであ
    り、前記光学系は、前記発光手段からの直線偏光の光が
    入射され、この発光手段からの光を回折せずに通過させ
    ると共に、この発光手段からの光の偏光方向と直交する
    方向の偏光方向の光を回折する回折手段と、この回折手
    段の光ディスク側に配置され、光ディスクからの戻り光
    が通過して得られる光の一部が前記回折手段によって回
    折され、且つこの回折された光の強度が光磁気ディスク
    上の情報に応じて変化するように、入射された光を、光
    束の断面を２分割した各部分毎に互いに異なる方向に所
    定の角度だけ旋光する旋光手段とを有することを特徴と
    する特徴とする請求項６記載の記憶素子。
12. 【請求項１２】 光ディスクに照射される光の位置決め
    のために前記光学系の少なくとも一部を移動させる駆動
    手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の記憶素
    子。
13. 【請求項１３】 光ディスクに照射される光の位置決め
    のために光ディスクを移動させる駆動手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１記載の記憶素子。
14. 【請求項１４】 前記発光手段および受光手段は同一の
    基板上に形成され、光ディスクに照射される光の位置決
    めのために前記基板を移動させる駆動手段を備えたこと
    を特徴とする請求項６記載の記憶素子。
15. 【請求項１５】 前記光ピックアップ装置の少なくとも
    一部を移動させてシークを行うシーク手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１記載の記憶素子。
16. 【請求項１６】 前記光ディスクを移動させてシークを
    行うシーク手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
    の記憶素子。
17. 【請求項１７】 前記パッケージは、縦、横の長さがそ
    れぞれ２０ｍｍ以下、３８ｍｍ以下で、厚みが３．８ｍ
    ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の記憶素
    子。
18. 【請求項１８】 光を用いて再生される情報を担持する
    ための光ディスクに対する情報の記録と前記光ディスク
    からの情報の再生のうちの少なくとも一方を行う光ピッ
    クアップ装置であって、 光ディスクに照射するための光を出射する発光手段と、
    光ディスクからの戻り光を受光する受光手段と、前記発
    光手段から出射された光を光ディスクに照射すると共に
    光ディスクからの戻り光を前記受光手段に導く光学系と
    を備え、 前記光学系は、光ディスクに対して対向配置されるソリ
    ッドイマージョンレンズを含み、このソリッドイマージ
    ョンレンズは、ソリッドイマージョンレンズと光ディス
    クの記録層との間に存在する光ディスクの透明基板の厚
    みを考慮した光学特性となるように設定されていること
    を特徴とする光ピックアップ装置。
19. 【請求項１９】 前記ソリッドイマージョンレンズの屈
    折率は、光ディスクの透明基板の屈折率と同じになるよ
    うに設定されていることを特徴とする請求項１８記載の
    光ピックアップ装置。
20. 【請求項２０】 前記光学系は、フライングヘッド構成
    となっていることを特徴とする請求項１８記載の光ピッ
    クアップ装置。
21. 【請求項２１】 光を用いて再生される情報を担持する
    ための光ディスクに対する情報の記録と前記光ディスク
    からの情報の再生のうちの少なくとも一方を行う光ピッ
    クアップ装置であって、 光ディスクに照射するための光を出射する発光手段と、
    光ディスクからの戻り光を受光する受光手段と、前記発
    光手段から出射された光を光ディスクに照射すると共に
    光ディスクからの戻り光を前記受光手段に導く光学系と
    を備え、 前記光学系は、光ディスクに対して対向配置され、発光
    手段からの光が入射されると共に光ディスクからの戻り
    光を出射する第１の入出射部と、発光手段からの光を出
    射すると共に光ディスクからの戻り光が入射される第２
    の入出射部と、前記第１の入出射部に入射された発光手
    段からの光を凸状の球面で反射する第１の反射部と、こ
    の第１の反射部で反射された発光手段からの光を、第２
    の入出射部より出射して第２の入出射部の外側で収束す
    るように凹状の球面で反射する第２の反射部とを含む光
    学ブロックを有し、この光学ブロックは、光学ブロック
    と光ディスクの記録層との間に存在する光ディスクの透
    明基板の厚みを考慮した光学特性となるように設定され
    ていることを特徴とする光ピックアップ装置。
22. 【請求項２２】 前記光学ブロックの屈折率は、光ディ
    スクの透明基板の屈折率と同じになるように設定されて
    いることを特徴とする請求項２１記載の光ピックアップ
    装置。
23. 【請求項２３】 前記光学系は、フライングヘッド構成
    となっていることを特徴とする請求項２１記載の光ピッ
    クアップ装置。
24. 【請求項２４】 前記発光手段および受光手段は同一基
    板上に形成され、この基板は前記光学ブロックにおける
    第１の入出射部に対向するように配置されていることを
    特徴とする請求項２１記載の光ピックアップ装置。