JP2000338395A - 光ピックアップ装置及び補正レンズ - Google Patents
光ピックアップ装置及び補正レンズInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ピックアップ装置の集光光学系が、有限共
役型の場合、球面収差を補正しても、対物レンズシフト
が生じた場合に、光軸ずれにより発生してしまうコマ収
差を補正する。 【解決手段】 半導体レーザ１１、１２からの光束を、
光ディスク２０情報記録面２２上に集光させる対物レン
ズ１を含む集光光学系５は、コリメータレンズ２と半導
体レーザ１２から出射された光束の広がり角を変換する
カップリングレンズ３を含む。このカップリングレンズ
３（補正レンズ）は、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４
５付近を境として球面収差の発生量を変化させること
で、対物レンズ１のシフトによるコマ収差を補正する。
役型の場合、球面収差を補正しても、対物レンズシフト
が生じた場合に、光軸ずれにより発生してしまうコマ収
差を補正する。 【解決手段】 半導体レーザ１１、１２からの光束を、
光ディスク２０情報記録面２２上に集光させる対物レン
ズ１を含む集光光学系５は、コリメータレンズ２と半導
体レーザ１２から出射された光束の広がり角を変換する
カップリングレンズ３を含む。このカップリングレンズ
３（補正レンズ）は、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４
５付近を境として球面収差の発生量を変化させること
で、対物レンズ１のシフトによるコマ収差を補正する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光から出射した
光束を対物レンズで光情報記録媒体の透明基板を介して
情報記録面に集光し、光情報を記録／再生する光ピック
アップ装置及び集光光学系内の補正レンズに関する。特
に、光情報記録媒体として、透明基板厚さがｔ１の第１
光情報記録媒体と透明基板厚さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の
第２光情報記録媒体に対し一つの対物レンズで記録／再
生を行い、第２光情報記録媒体の記録／再生時には対物
レンズに発散光光束が入射する構成の光ピックアップ装
置及び補正レンズに関する。
光束を対物レンズで光情報記録媒体の透明基板を介して
情報記録面に集光し、光情報を記録／再生する光ピック
アップ装置及び集光光学系内の補正レンズに関する。特
に、光情報記録媒体として、透明基板厚さがｔ１の第１
光情報記録媒体と透明基板厚さがｔ２（ｔ２＞ｔ１）の
第２光情報記録媒体に対し一つの対物レンズで記録／再
生を行い、第２光情報記録媒体の記録／再生時には対物
レンズに発散光光束が入射する構成の光ピックアップ装
置及び補正レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、短波長赤色半導体レーザの実用化
に伴い、光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）
として、従来のＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の
大きさで大容量化させた高密度のＤＶＤ（デジタルヴァ
ーサタイルディスク）が商品化されている。このＤＶＤ
では、光源として６３５ｎｍ若しくは６５０ｎｍの短波
長赤色半導体レーザを使用したときの対物レンズの開口
数（ＮＡ）は約０．６を必要とする。また、書き込み可
能な光ディスクであるＣＤ−Ｒ（追記型コンパクトディ
スク）の普及に伴い、光ピックアップ装置としては、こ
のＣＤ−Ｒとの互換性をも要求されている。このＣＤ−
Ｒの反射率が６３５ｎｍ若しくは６５０ｎｍの短波長側
では低下し、必要とする信号（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）が得られないの
で、これらＣＤ−Ｒには７８０ｎｍの半導体レーザが、
ＤＶＤ用の短波長半導体レーザとは別途用意されてい
る。
に伴い、光情報記録媒体（以下、光ディスクともいう）
として、従来のＣＤ（コンパクトディスク）と同程度の
大きさで大容量化させた高密度のＤＶＤ（デジタルヴァ
ーサタイルディスク）が商品化されている。このＤＶＤ
では、光源として６３５ｎｍ若しくは６５０ｎｍの短波
長赤色半導体レーザを使用したときの対物レンズの開口
数（ＮＡ）は約０．６を必要とする。また、書き込み可
能な光ディスクであるＣＤ−Ｒ（追記型コンパクトディ
スク）の普及に伴い、光ピックアップ装置としては、こ
のＣＤ−Ｒとの互換性をも要求されている。このＣＤ−
Ｒの反射率が６３５ｎｍ若しくは６５０ｎｍの短波長側
では低下し、必要とする信号（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）が得られないの
で、これらＣＤ−Ｒには７８０ｎｍの半導体レーザが、
ＤＶＤ用の短波長半導体レーザとは別途用意されてい
る。
【０００３】これら複数の光ディスクを記録／再生する
光ピックアップ装置には、各々の光ディスク用の光源が
用意されるが、光ピックアップ装置の簡素化のため、１
つの対物レンズにより各光ディスクへの互換性確保が要
求されている。この互換性を確保するためには、各々の
光ディスクの光源波長、及び透明基板の厚さに関わら
ず、少なくとも情報記録面上において良好な集光スポッ
トを形成する必要が生じる。ところが透明基板の厚さが
異なると、各光ディスクにおける対物レンズの倍率ｍが
同じ場合には、少なくとも一方の光ディスクにおいて球
面収差が発生する。図７の点線は、対物レンズの倍率ｍ
を、ＤＶＤとＣＤとに対し共にｍ＝０とし、ＤＶＤ記録
再生時に球面収差を回折限界（０．０７λｒｍｓ）以下
に対物レンズを設計した場合のＣＤの球面収差を示した
ものである。このような球面収差が発生すると情報記録
面上の集光スポットが劣化してしまう。
光ピックアップ装置には、各々の光ディスク用の光源が
用意されるが、光ピックアップ装置の簡素化のため、１
つの対物レンズにより各光ディスクへの互換性確保が要
求されている。この互換性を確保するためには、各々の
光ディスクの光源波長、及び透明基板の厚さに関わら
ず、少なくとも情報記録面上において良好な集光スポッ
トを形成する必要が生じる。ところが透明基板の厚さが
異なると、各光ディスクにおける対物レンズの倍率ｍが
同じ場合には、少なくとも一方の光ディスクにおいて球
面収差が発生する。図７の点線は、対物レンズの倍率ｍ
を、ＤＶＤとＣＤとに対し共にｍ＝０とし、ＤＶＤ記録
再生時に球面収差を回折限界（０．０７λｒｍｓ）以下
に対物レンズを設計した場合のＣＤの球面収差を示した
ものである。このような球面収差が発生すると情報記録
面上の集光スポットが劣化してしまう。
【０００４】そのため、この透明基板厚さが異なること
により発生する球面収差補正のため、ＤＶＤ使用時とＣ
Ｄ使用時で対物レンズの倍率を変える技術が用いられて
いる。図７の実線はＣＤ使用時の対物レンズの倍率をｍ
＝−１／１７．５（対物レンズに発散光入射）とした場
合の球面収差を示したものである。ここで、図７の縦軸
にはＤＶＤの実使用上の開口数ＮＡ１＝０．６０、ＣＤ
の実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５を表示してある。
により発生する球面収差補正のため、ＤＶＤ使用時とＣ
Ｄ使用時で対物レンズの倍率を変える技術が用いられて
いる。図７の実線はＣＤ使用時の対物レンズの倍率をｍ
＝−１／１７．５（対物レンズに発散光入射）とした場
合の球面収差を示したものである。ここで、図７の縦軸
にはＤＶＤの実使用上の開口数ＮＡ１＝０．６０、ＣＤ
の実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５を表示してある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有限距
離からの光束が対物レンズに入射する光学系では次のよ
うな不具合がある。すなわち、対物レンズには発散球面
波が入射しているので、トラッキングなどで対物レンズ
シフトが生じた場合は光軸ずれにより光束が斜入射する
のでコマ収差が発生してしまう。図８は上述の倍率ｍ＝
−１／１７．５、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍにおける、対
物レンズシフトにより発生するコマ収差を示す図であ
る。すなわち、対物レンズに発散光入射とすることで球
面収差を補正することは出来るが、この場合には対物レ
ンズシフトにより発生するコマ収差が新たに問題とな
る。このコマ収差の発生によっても、光ディスクの情報
記録面に形成する光スポットが劣化し、光ディスクの記
録／再生上好ましくない。本発明は、このようなコマ収
差の発生を抑制出来る光学系を得ようとするものであ
る。
離からの光束が対物レンズに入射する光学系では次のよ
うな不具合がある。すなわち、対物レンズには発散球面
波が入射しているので、トラッキングなどで対物レンズ
シフトが生じた場合は光軸ずれにより光束が斜入射する
のでコマ収差が発生してしまう。図８は上述の倍率ｍ＝
−１／１７．５、焦点距離ｆ＝３．５ｍｍにおける、対
物レンズシフトにより発生するコマ収差を示す図であ
る。すなわち、対物レンズに発散光入射とすることで球
面収差を補正することは出来るが、この場合には対物レ
ンズシフトにより発生するコマ収差が新たに問題とな
る。このコマ収差の発生によっても、光ディスクの情報
記録面に形成する光スポットが劣化し、光ディスクの記
録／再生上好ましくない。本発明は、このようなコマ収
差の発生を抑制出来る光学系を得ようとするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、光源から出射した光束を、集光光学系で光情報
記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
おいて、絞りが対物レンズと連動して駆動される構成で
あり、集光光学系の対物レンズへ非平行光束が入射した
場合、集光光学系が、実使用上の開口数ＮＡの範囲内で
は回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差が
補正され、且つ、該開口数ＮＡの外側では球面収差を発
生させたことを特徴とする。このような構成によって、
発散光入射の場合に対物レンズシフトにより発生するコ
マ収差を補正することが可能となる。
装置は、光源から出射した光束を、集光光学系で光情報
記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光させ、光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
おいて、絞りが対物レンズと連動して駆動される構成で
あり、集光光学系の対物レンズへ非平行光束が入射した
場合、集光光学系が、実使用上の開口数ＮＡの範囲内で
は回折限界とほぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差が
補正され、且つ、該開口数ＮＡの外側では球面収差を発
生させたことを特徴とする。このような構成によって、
発散光入射の場合に対物レンズシフトにより発生するコ
マ収差を補正することが可能となる。
【０００７】また、光源から出射した光束を、集光光学
系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集
光させ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録
／再生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２
（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する
波長λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数
の光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装
置においては、絞りが対物レンズと連動して駆動される
構成であり、第２光情報記録媒体の記録／再生時には対
物レンズへ発散光光束が入射し、第２光情報記録媒体の
実使用上開口数ＮＡ２の範囲内では回折限界とほぼ同程
度あるいはそれ以下に球面収差を補正し、且つ、ＮＡ２
の外側で球面収差をオーバーに設定したことを特徴とす
る。この構成によって、第２光情報記録媒体に対して、
軸上の球面収差補正を満足しながら、対物レンズシフト
により発生するコマ収差を補正することが可能となる。
このとき、上記オーバーな球面収差を発生するレンズ
は、第１光情報記録媒体の記録／再生用の光学系の光路
外に配置されることにより、第１光情報記録媒体への悪
影響を少なくできる。
系で光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集
光させ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録
／再生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２
（ｔ２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する
波長λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数
の光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装
置においては、絞りが対物レンズと連動して駆動される
構成であり、第２光情報記録媒体の記録／再生時には対
物レンズへ発散光光束が入射し、第２光情報記録媒体の
実使用上開口数ＮＡ２の範囲内では回折限界とほぼ同程
度あるいはそれ以下に球面収差を補正し、且つ、ＮＡ２
の外側で球面収差をオーバーに設定したことを特徴とす
る。この構成によって、第２光情報記録媒体に対して、
軸上の球面収差補正を満足しながら、対物レンズシフト
により発生するコマ収差を補正することが可能となる。
このとき、上記オーバーな球面収差を発生するレンズ
は、第１光情報記録媒体の記録／再生用の光学系の光路
外に配置されることにより、第１光情報記録媒体への悪
影響を少なくできる。
【０００８】非平行光束が入射する場合の対物レンズ単
体での倍率ｍ２がｍ２＜０であり、対物レンズ以外の集
光光学系レンズにおいて、ＮＡ２外側における球面収差
オーバーを発生させる構成とすることにより、第１光情
報記録媒体、第２光情報記録媒体ともに軸上の球面収差
補正を満足しながら、第２光情報記録媒体において、対
物レンズシフトにより発生するコマ収差を補正すること
が可能となる。
体での倍率ｍ２がｍ２＜０であり、対物レンズ以外の集
光光学系レンズにおいて、ＮＡ２外側における球面収差
オーバーを発生させる構成とすることにより、第１光情
報記録媒体、第２光情報記録媒体ともに軸上の球面収差
補正を満足しながら、第２光情報記録媒体において、対
物レンズシフトにより発生するコマ収差を補正すること
が可能となる。
【０００９】上記の光学系は、光源から出射した光束
を、集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情
報記録面に集光させ、光情報記録媒体の記録／再生を行
う光ピックアップ装置に用いられ、対物レンズに非平行
光束が入射する集光光学系内に、実使用上の開口数ＮＡ
２付近を境に球面収差発生量を変化させる補正レンズを
配設することにより実現でき、これにより対物レンズシ
フトにより発生するコマ収差を補正することが可能とな
る。
を、集光光学系で光情報記録媒体の透明基板を介して情
報記録面に集光させ、光情報記録媒体の記録／再生を行
う光ピックアップ装置に用いられ、対物レンズに非平行
光束が入射する集光光学系内に、実使用上の開口数ＮＡ
２付近を境に球面収差発生量を変化させる補正レンズを
配設することにより実現でき、これにより対物レンズシ
フトにより発生するコマ収差を補正することが可能とな
る。
【００１０】光源から出射した光束を、集光光学系で光
情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録／再
生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２（ｔ
２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する波長
λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数の光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
用いられる集光光学系内の補正レンズおいて、絞りが対
物レンズと連動して駆動される構成であり、第２光情報
記録媒体の記録／再生を行う集光光学系が、集光光学系
の対物レンズへ発散光光束が入射する構成であり、第２
光情報記録媒体の実使用上開口数ＮＡ２付近を境に球面
収差発生量が変化し、ＮＡ２の外側では球面収差を相対
的にオーバーとした。これにより、第２光情報記録媒体
において、軸上の球面収差補正を満足しながら、対物レ
ンズシフトにより発生するコマ収差を補正することが可
能となる。この球面収差オーバーを発生させる上記補正
レンズは、第１光情報記録媒体の記録／再生用光学系の
光路外に配設することにより、第１光情報記録媒体への
悪影響を少なくできる。
情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録／再
生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２（ｔ
２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する波長
λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数の光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
用いられる集光光学系内の補正レンズおいて、絞りが対
物レンズと連動して駆動される構成であり、第２光情報
記録媒体の記録／再生を行う集光光学系が、集光光学系
の対物レンズへ発散光光束が入射する構成であり、第２
光情報記録媒体の実使用上開口数ＮＡ２付近を境に球面
収差発生量が変化し、ＮＡ２の外側では球面収差を相対
的にオーバーとした。これにより、第２光情報記録媒体
において、軸上の球面収差補正を満足しながら、対物レ
ンズシフトにより発生するコマ収差を補正することが可
能となる。この球面収差オーバーを発生させる上記補正
レンズは、第１光情報記録媒体の記録／再生用光学系の
光路外に配設することにより、第１光情報記録媒体への
悪影響を少なくできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を実施
する場合の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の実施の１形態を示
す光ピックアップ装置１０の概略構成図である。本実施
の形態の光ピックアップ装置１０は、光情報記録媒体で
ある光ディスク２０として複数の光ディスクを記録／再
生するものである。以下、この複数の光ディスク２０
は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（ＤＶＤ）
と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第２光
ディスク（ＣＤ／ＣＤ−Ｒ）であるとして説明する。こ
こでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．
２ｍｍである。本実施の形態の光ピックアップ装置１０
では、光源として第１光源である第１半導体レーザ１１
（波長λ１＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と第２光源であ
る第２半導体レーザ１２（波長λ２＝７４０ｎｍ〜８７
０ｎｍ）とを有している。これら第１光源、第２光源
は、記録／再生する光ディスクに応じて排他的に使用さ
れる。
する場合の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明の実施の１形態を示
す光ピックアップ装置１０の概略構成図である。本実施
の形態の光ピックアップ装置１０は、光情報記録媒体で
ある光ディスク２０として複数の光ディスクを記録／再
生するものである。以下、この複数の光ディスク２０
は、透明基板の厚さｔ１の第１光ディスク（ＤＶＤ）
と、ｔ１とは異なる透明基板の厚さｔ２を有する第２光
ディスク（ＣＤ／ＣＤ−Ｒ）であるとして説明する。こ
こでは、透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ、ｔ２＝１．
２ｍｍである。本実施の形態の光ピックアップ装置１０
では、光源として第１光源である第１半導体レーザ１１
（波長λ１＝６１０ｎｍ〜６７０ｎｍ）と第２光源であ
る第２半導体レーザ１２（波長λ２＝７４０ｎｍ〜８７
０ｎｍ）とを有している。これら第１光源、第２光源
は、記録／再生する光ディスクに応じて排他的に使用さ
れる。
【００１２】集光光学系５は、第１半導体レーザ１１、
第２半導体レーザ１２から出射された光束を、光ディス
ク２０の透明基板２１を介して、それぞれの情報記録面
２２上に集光させ、光スポットを形成する手段である。
本実施の形態では、集光光学系５として、第１光ディス
クの光路には、第１半導体レーザ１１から出射された光
束を平行光（略平行でよい）に変換するコリメータレン
ズ２、コリメータレンズ２によって平行光とされた光束
を情報記録面２２上に集光させる対物レンズ１とを有し
ている。更に、第２光ディスクの集光光学系５として、
第２半導体レーザ１２から出射された光束を広がり角を
変換するカップリングレンズ３と対物レンズ１とが存在
する。本実施の形態では、第１光ディスクおよび第２光
ディスクの光路は、ビームスプリッタ４を介して対物レ
ンズ１を共用する構成である。
第２半導体レーザ１２から出射された光束を、光ディス
ク２０の透明基板２１を介して、それぞれの情報記録面
２２上に集光させ、光スポットを形成する手段である。
本実施の形態では、集光光学系５として、第１光ディス
クの光路には、第１半導体レーザ１１から出射された光
束を平行光（略平行でよい）に変換するコリメータレン
ズ２、コリメータレンズ２によって平行光とされた光束
を情報記録面２２上に集光させる対物レンズ１とを有し
ている。更に、第２光ディスクの集光光学系５として、
第２半導体レーザ１２から出射された光束を広がり角を
変換するカップリングレンズ３と対物レンズ１とが存在
する。本実施の形態では、第１光ディスクおよび第２光
ディスクの光路は、ビームスプリッタ４を介して対物レ
ンズ１を共用する構成である。
【００１３】ビームスプリッタ４と対物レンズ１との間
には、波長選択性のある絞り６があり、この絞り６は光
ディスクに応じてその開口数が可変となる。第１光ディ
スク使用時には対物レンズ１の開口数ＮＡ１＝０．６０
であり、第２光ディスク使用時には対物レンズ１の開口
数ＮＡ２＝０．４５となるように開口制限を行う。ま
た、この絞り６は対物レンズ１と連動して駆動し、対物
レンズ１が矢印のようにシフトした際には、絞り６も同
方向にシフトする構成である。
には、波長選択性のある絞り６があり、この絞り６は光
ディスクに応じてその開口数が可変となる。第１光ディ
スク使用時には対物レンズ１の開口数ＮＡ１＝０．６０
であり、第２光ディスク使用時には対物レンズ１の開口
数ＮＡ２＝０．４５となるように開口制限を行う。ま
た、この絞り６は対物レンズ１と連動して駆動し、対物
レンズ１が矢印のようにシフトした際には、絞り６も同
方向にシフトする構成である。
【００１４】ここでは、開口数が大きい第１光ディスク
（透明基板厚さ０．６ｍｍ）において平行光（倍率ｍ＝
０）が対物レンズに入射した場合に球面収差が回折限界
以下となるように、対物レンズ１を設計した。更に、第
２光ディスク使用時（透明基板厚さ１．２ｍｍ）に発生
する球面収差を補正できる倍率ｍを決定する。ＤＶＤと
ＣＤの透明基板厚さでは、ＤＶＤ使用時の倍率をｍ＝０
とした場合には、ＣＤ使用時で倍率ｍ＝−１／２０程度
の発散光が対物レンズ１に入射する構成にすると球面収
差を補正できる。
（透明基板厚さ０．６ｍｍ）において平行光（倍率ｍ＝
０）が対物レンズに入射した場合に球面収差が回折限界
以下となるように、対物レンズ１を設計した。更に、第
２光ディスク使用時（透明基板厚さ１．２ｍｍ）に発生
する球面収差を補正できる倍率ｍを決定する。ＤＶＤと
ＣＤの透明基板厚さでは、ＤＶＤ使用時の倍率をｍ＝０
とした場合には、ＣＤ使用時で倍率ｍ＝−１／２０程度
の発散光が対物レンズ１に入射する構成にすると球面収
差を補正できる。
【００１５】そして、第２半導体レーザ１２の広がり角
と上記倍率を満足するカップリングレンズ３を設ける。
このカップリングレンズ３（補正レンズ）は、実使用上
の開口数ＮＡ２＝０．４５付近を境として球面収差の発
生量を変化させている。集光光学系（第２光ディスクに
おいてはカップリングレンズ３及び対物レンズ１）全体
で見ると、ＮＡ２の範囲内では球面収差が回折限界以下
であり、そのＮＡ２の外側の領域ではオーバーの球面収
差を発生させている。このようにすることで、対物レン
ズ１が光軸に垂直な方向にシフトした場合のコマ収差を
補正することが可能となる。このカップリングレンズ３
は、第２光ディスクの光路内にあり、第１光ディスクに
は影響がないので、上述の球面収差を発生させても第１
光ディスクへの悪影響はない。
と上記倍率を満足するカップリングレンズ３を設ける。
このカップリングレンズ３（補正レンズ）は、実使用上
の開口数ＮＡ２＝０．４５付近を境として球面収差の発
生量を変化させている。集光光学系（第２光ディスクに
おいてはカップリングレンズ３及び対物レンズ１）全体
で見ると、ＮＡ２の範囲内では球面収差が回折限界以下
であり、そのＮＡ２の外側の領域ではオーバーの球面収
差を発生させている。このようにすることで、対物レン
ズ１が光軸に垂直な方向にシフトした場合のコマ収差を
補正することが可能となる。このカップリングレンズ３
は、第２光ディスクの光路内にあり、第１光ディスクに
は影響がないので、上述の球面収差を発生させても第１
光ディスクへの悪影響はない。
【００１６】（第２の実施の形態）本発明の光ピックア
ップ装置１０の第２の実施の形態について、図４に示す
概略構成図によって説明する。図４の第２の実施の形態
では、対物レンズ１とコリメータレンズ２を複数の光デ
ィスクで共有し、第２光ディスク使用時には、ビームス
プリッタ４と第２半導体レーザ１２との間に補正レンズ
７を介して対物レンズ１に発散光が入射する構成になっ
ている。また、第２光ディスクの集光光学系５は、補正
レンズ７により、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５の
範囲内で回折限界以下の球面収差であり、ＮＡ２の外側
の領域ではオーバーの球面収差を発生させることで、対
物レンズ１が光軸に垂直方向シフトした場合のコマ収差
を補正することが可能である。この補正レンズ７は、第
２光ディスクの光路内にあり、第１光ディスクには影響
がないので、上述の球面収差を発生させても第１光ディ
スクへの悪影響はない。
ップ装置１０の第２の実施の形態について、図４に示す
概略構成図によって説明する。図４の第２の実施の形態
では、対物レンズ１とコリメータレンズ２を複数の光デ
ィスクで共有し、第２光ディスク使用時には、ビームス
プリッタ４と第２半導体レーザ１２との間に補正レンズ
７を介して対物レンズ１に発散光が入射する構成になっ
ている。また、第２光ディスクの集光光学系５は、補正
レンズ７により、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５の
範囲内で回折限界以下の球面収差であり、ＮＡ２の外側
の領域ではオーバーの球面収差を発生させることで、対
物レンズ１が光軸に垂直方向シフトした場合のコマ収差
を補正することが可能である。この補正レンズ７は、第
２光ディスクの光路内にあり、第１光ディスクには影響
がないので、上述の球面収差を発生させても第１光ディ
スクへの悪影響はない。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 （実施例１）本実施例は上述した第１の実施の形態の光
学系のデータである。第１光ディスクとしてＤＶＤ（透
明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を用い第１半導体レー
ザの波長λ１＝６５０ｎｍで記録／再生を行い、第２光
ディスクとしてＣＤ／ＣＤ−Ｒ（透明基板の厚さｔ２＝
１．２ｍｍ）を用い第２半導体レーザの波長λ２＝７８
０ｎｍで記録／再生を行う。表１にレンズデータ、表２
に非球面のデータを示す。ここでＤＶＤは倍率ｍ＝０の
従来技術と何ら変わらない構成であり、ＣＤ使用時にお
いて特徴がある。よって、ＤＶＤに関しての記載は割愛
し、第２光ディスク使用時についての記載とする。尚、
対物レンズの６５０ｎｍでの焦点距離は図８と同様ｆ＝
３．５ｍｍである。
学系のデータである。第１光ディスクとしてＤＶＤ（透
明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を用い第１半導体レー
ザの波長λ１＝６５０ｎｍで記録／再生を行い、第２光
ディスクとしてＣＤ／ＣＤ−Ｒ（透明基板の厚さｔ２＝
１．２ｍｍ）を用い第２半導体レーザの波長λ２＝７８
０ｎｍで記録／再生を行う。表１にレンズデータ、表２
に非球面のデータを示す。ここでＤＶＤは倍率ｍ＝０の
従来技術と何ら変わらない構成であり、ＣＤ使用時にお
いて特徴がある。よって、ＤＶＤに関しての記載は割愛
し、第２光ディスク使用時についての記載とする。尚、
対物レンズの６５０ｎｍでの焦点距離は図８と同様ｆ＝
３．５ｍｍである。
【００１８】なお、表１においては、２半導体レーザの
発光点を第０面として、光の進行方向に従って、順に第
ｉ番目とし、光ディスクの情報記録面までを示す。ただ
し、半導体レーザのカバーガラスは省略する。またｒは
面の曲率半径を、ｄは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面
との面間隔を、ｎは屈折率を示している。非球面の式は
発光点を第０面として、光の進行方向に従って、順に第
ｉ番目とし、光ディスクの情報記録面までを示す。ただ
し、半導体レーザのカバーガラスは省略する。またｒは
面の曲率半径を、ｄは第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面
との面間隔を、ｎは屈折率を示している。非球面の式は
【数１】 に基くものとする。ただし、Ｘは光軸方向の軸、Ｈは光
軸と垂直の軸、光の進行方向を正とし、κは円錐係数、
Ａｊは非球面係数、Ｐｊは非球面のべき数である。
軸と垂直の軸、光の進行方向を正とし、κは円錐係数、
Ａｊは非球面係数、Ｐｊは非球面のべき数である。
【００１９】
【表１】
【表２】
【００２０】図２は本実施例における、集光光学系５全
体での球面収差と、補正レンズ（カップリングレンズ
３）単体での球面収差を示す図である。この図にもある
ように補正レンズでは、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．
４５付近を境にして球面収差発生量を変化させている。
光軸付近では回折限界以下とし、外側の光束程オーバー
の球面収差を持たせている。この設計による第２光ディ
スクのＮＡ２の領域内における、軸上の残留球面収差は
０．００３λｒｍｓであった。図３は本実施例におけ
る、絞り６と対物レンズ１とが連動してシフトした場合
のコマ収差発生量であり、従来例（図８）と比較して発
生が抑制されていることが確認できる。ＤＶＤ使用時
は、対物レンズ１での倍率ｍ＝０であるので、対物レン
ズには平面波が入射する。この場合に対物レンズが光軸
垂直方向にシフトしても、結果として光束は斜入射とな
らないので、コマ収差が発生することはない。
体での球面収差と、補正レンズ（カップリングレンズ
３）単体での球面収差を示す図である。この図にもある
ように補正レンズでは、実使用上の開口数ＮＡ２＝０．
４５付近を境にして球面収差発生量を変化させている。
光軸付近では回折限界以下とし、外側の光束程オーバー
の球面収差を持たせている。この設計による第２光ディ
スクのＮＡ２の領域内における、軸上の残留球面収差は
０．００３λｒｍｓであった。図３は本実施例におけ
る、絞り６と対物レンズ１とが連動してシフトした場合
のコマ収差発生量であり、従来例（図８）と比較して発
生が抑制されていることが確認できる。ＤＶＤ使用時
は、対物レンズ１での倍率ｍ＝０であるので、対物レン
ズには平面波が入射する。この場合に対物レンズが光軸
垂直方向にシフトしても、結果として光束は斜入射とな
らないので、コマ収差が発生することはない。
【００２１】（実施例２）本実施例は上述した第２の実
施の形態の光学系のデータである。第１光ディスクとし
てＤＶＤ（透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を用い、
第１半導体レーザの波長λ１＝６５０ｎｍで記録／再生
を行い、第２光ディスクとしてＣＤ／ＣＤ−Ｒ（透明基
板の厚さｔ２＝１．２ｍｍ）を用い、第２半導体レーザ
の波長λ２＝７８０ｎｍで記録／再生を行う。表３にレ
ンズデータ、表４に非球面のデータを示す。ここでＤＶ
Ｄは倍率ｍ＝０の従来技術と何ら変わらない構成であ
り、ＣＤ使用時において特徴がある。よって、実施例１
と同様にＤＶＤに関しての記載は割愛し、第２光ディス
ク使用時についての記載とする。
施の形態の光学系のデータである。第１光ディスクとし
てＤＶＤ（透明基板の厚さｔ１＝０．６ｍｍ）を用い、
第１半導体レーザの波長λ１＝６５０ｎｍで記録／再生
を行い、第２光ディスクとしてＣＤ／ＣＤ−Ｒ（透明基
板の厚さｔ２＝１．２ｍｍ）を用い、第２半導体レーザ
の波長λ２＝７８０ｎｍで記録／再生を行う。表３にレ
ンズデータ、表４に非球面のデータを示す。ここでＤＶ
Ｄは倍率ｍ＝０の従来技術と何ら変わらない構成であ
り、ＣＤ使用時において特徴がある。よって、実施例１
と同様にＤＶＤに関しての記載は割愛し、第２光ディス
ク使用時についての記載とする。
【００２２】
【表３】
【表４】
【００２３】図５は本実施例における、集光光学系５全
体での球面収差と、補正レンズ７単体での球面収差を示
す図である。この図にもあるように補正レンズ７では、
実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５付近を境にして球面
収差発生量を変化させている。光軸付近では回折限界以
下とし、外側の光束程オーバーの球面収差を持たせてい
る。この設計による第２光ディスクのＮＡ２の領域内に
おける、軸上の残留球面収差は０．００２λｒｍｓであ
った。図６は本実施例における、絞り６と対物レンズ１
とが連動してシフトした場合のコマ収差発生量であり、
従来例（図８）と比較して発生が抑制されていることが
確認できる。
体での球面収差と、補正レンズ７単体での球面収差を示
す図である。この図にもあるように補正レンズ７では、
実使用上の開口数ＮＡ２＝０．４５付近を境にして球面
収差発生量を変化させている。光軸付近では回折限界以
下とし、外側の光束程オーバーの球面収差を持たせてい
る。この設計による第２光ディスクのＮＡ２の領域内に
おける、軸上の残留球面収差は０．００２λｒｍｓであ
った。図６は本実施例における、絞り６と対物レンズ１
とが連動してシフトした場合のコマ収差発生量であり、
従来例（図８）と比較して発生が抑制されていることが
確認できる。
【００２４】上記の実施の形態並びに実施例において
は、対物レンズに入射する非平行光束は発散光束である
としたが、収斂光束の場合にも、対物レンズシフトによ
りコマ収差が発生する。この場合は、実使用上の開口数
ＮＡの外側でアンダーの球面収差を発生させることによ
って補正することが出来る。また、上記の実施の形態と
しては、透明基板厚の異なる２種の光ディスクへ１つの
対物レンズで対応することを可能とする光ピックアップ
装置を示したが、ただ１種の光ディスクの記録／再生用
の非平行光束入射型の光ピックアップ装置としても有用
なことは言うまでもない。
は、対物レンズに入射する非平行光束は発散光束である
としたが、収斂光束の場合にも、対物レンズシフトによ
りコマ収差が発生する。この場合は、実使用上の開口数
ＮＡの外側でアンダーの球面収差を発生させることによ
って補正することが出来る。また、上記の実施の形態と
しては、透明基板厚の異なる２種の光ディスクへ１つの
対物レンズで対応することを可能とする光ピックアップ
装置を示したが、ただ１種の光ディスクの記録／再生用
の非平行光束入射型の光ピックアップ装置としても有用
なことは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、本発明によると、発散光
あるいは収斂光のような非平行光束が入射する集光光学
系の軸上球面収差を補正しつつ、対物レンズシフトによ
り発生するコマ収差を補正した光ピックアップ装置及び
補正レンズを提供することが出来る。特に、透明基板厚
の異なる光ディスクを記録／再生する光ピックアップ装
置であり、基板厚さの違いによる球面収差を補正するた
め第１光ディスクと第２光ディスクとで対物レンズの倍
率を変化させた光ピックアップ装置において有利に実施
することが出来る。
あるいは収斂光のような非平行光束が入射する集光光学
系の軸上球面収差を補正しつつ、対物レンズシフトによ
り発生するコマ収差を補正した光ピックアップ装置及び
補正レンズを提供することが出来る。特に、透明基板厚
の異なる光ディスクを記録／再生する光ピックアップ装
置であり、基板厚さの違いによる球面収差を補正するた
め第１光ディスクと第２光ディスクとで対物レンズの倍
率を変化させた光ピックアップ装置において有利に実施
することが出来る。
【図１】本発明の光ピックアップ装置の第１の実施の形
態の光学系の概略構成図である。
態の光学系の概略構成図である。
【図２】上記第１の実施の形態の光学系および補正レン
ズの球面収差図である。
ズの球面収差図である。
【図３】上記第１の実施の形態の集光光学系における、
対物レンズと絞りとが連動シフトした場合のコマ収差図
である。
対物レンズと絞りとが連動シフトした場合のコマ収差図
である。
【図４】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施の形
態の光学系の概略構成図である。
態の光学系の概略構成図である。
【図５】上記第２の実施の形態の光学系および補正レン
ズの球面収差図である。
ズの球面収差図である。
【図６】上記第２の実施の形態の集光光学系における、
対物レンズと絞りとが連動シフトした場合のコマ収差図
である。
対物レンズと絞りとが連動シフトした場合のコマ収差図
である。
【図７】従来の集光光学系の球面収差を示す図である。
【図８】従来の対物レンズにおける、対物レンズがシフ
トした場合のコマ収差を示す図である。
トした場合のコマ収差を示す図である。
１ 対物レンズ ２ コリ
メータレンズ ３ カップリングレンズ（補正レンズ） ４ ビー
ムスプリッタ ５ 集光光学系 ６ 絞り ７ 補正レンズ １０ 光ピ
ックアップ装置 １１，１２ 半導体レーザ ２０ 光デ
ィスク ２１ 透明基板 ２２ 情報
記録面
メータレンズ ３ カップリングレンズ（補正レンズ） ４ ビー
ムスプリッタ ５ 集光光学系 ６ 絞り ７ 補正レンズ １０ 光ピ
ックアップ装置 １１，１２ 半導体レーザ ２０ 光デ
ィスク ２１ 透明基板 ２２ 情報
記録面
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 LA25 PA01 PA02 PA03 PA17 PB01 PB02 PB03 QA02 QA03 QA07 QA12 QA14 QA21 QA25 QA34 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 RA32 RA34 RA42 5D119 AA41 BA01 DA01 DA05 EC01 EC04 EC05 EC45 EC47 FA05 JA02 JA43 JB02 9A001 KK16 KK31
Claims (7)
- 【請求項１】 光源から出射した光束を、集光光学系で
光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ
装置において、 集光光学系の対物レンズへ非平行光束が入射し、絞りが
対物レンズと連動して駆動される構成であり、集光光学
系が、実使用上の開口数ＮＡの範囲内では回折限界とほ
ぼ同程度あるいはそれ以下に球面収差が補正され、且
つ、該開口数ＮＡの外側では球面収差を発生させたこと
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２】 光源から出射した光束を、集光光学系で
光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録／再
生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２（ｔ
２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する波長
λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数の光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
おいて、 絞りが対物レンズと連動して駆動する構成であり、第２
光情報記録媒体の記録／再生時には対物レンズへ発散光
光束が入射し、第２光情報記録媒体の実使用上の開口数
ＮＡ２の範囲内では回折限界とほぼ同程度あるいはそれ
以下に球面収差を補正し、且つ、ＮＡ２の外側では球面
収差をオーバーにしたことを特徴とする光ピックアップ
装置。 - 【請求項３】 上記球面収差のオーバーを発生させるレ
ンズは、第１光情報記録媒体の記録／再生用光学系の光
路外にあることを特徴とする請求項２に記載の光ピック
アップ装置。 - 【請求項４】 上記対物レンズ単体での倍率ｍ２がｍ２
＜０であり、対物レンズ以外の集光光学系レンズにおい
て、実使用上の開口数ＮＡ２の外側においてオーバーな
球面収差を発生させることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれかに記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５】 光源から出射した光束を、集光光学系で
光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、光情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ
装置に用いられ、対物レンズに非平行光束が入射する集
光光学系内に、実使用上の開口数ＮＡ２付近を境に球面
収差発生量を変化させた補正レンズを配設したことを特
徴とする補正レンズ。 - 【請求項６】 光源から出射した光束を、集光光学系で
光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面に集光さ
せ、透明基板厚さｔ１の第１光情報記録媒体を記録／再
生する波長λ１の第１光源、及び透明基板厚さｔ２（ｔ
２＞ｔ１）の第２光情報記録媒体の記録／再生する波長
λ２の第２光源とを有し、一つの対物レンズで複数の光
情報記録媒体の記録／再生を行う光ピックアップ装置に
おいて、 絞りが対物レンズと連動して駆動され、第２光情報記録
媒体の記録／再生を行う集光光学系が、対物レンズへ発
散光光束を入射させる構成である集光光学系内に配設さ
れ、 第２光情報記録媒体の実使用上の開口数ＮＡ２付近を境
に球面収差発生量が変化し、ＮＡ２の外側では球面収差
を相対的にオーバーとしたことを特徴とする、第２光情
報記録媒体の記録／再生用光学系の光路内に配設される
補正レンズ。 - 【請求項７】 球面収差オーバーを発生させる上記補正
レンズは、第１光情報記録媒体の記録／再生用光学系の
光路外にあることを特徴とする請求項６に記載の補正レ
ンズ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11147732A JP2000338395A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 光ピックアップ装置及び補正レンズ |
| EP00111112A EP1056075A1 (en) | 1999-05-27 | 2000-05-23 | Optical pick-up apparatus and correction lens for use in the apparatus |
| CNB00117665XA CN1153197C (zh) | 1999-05-27 | 2000-05-26 | 光学拾波器和其所用的校正透镜 |
| KR1020000028534A KR100687667B1 (ko) | 1999-05-27 | 2000-05-26 | 광 픽업 장치 및 그 장치에 사용되는 보정 렌즈 |
| US10/893,969 US7170844B2 (en) | 1999-05-27 | 2004-07-20 | Optical pick-up apparatus and correction lens for use in the apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11147732A JP2000338395A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 光ピックアップ装置及び補正レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000338395A true JP2000338395A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15436903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11147732A Pending JP2000338395A (ja) | 1999-05-27 | 1999-05-27 | 光ピックアップ装置及び補正レンズ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7170844B2 (ja) |
| EP (1) | EP1056075A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000338395A (ja) |
| KR (1) | KR100687667B1 (ja) |
| CN (1) | CN1153197C (ja) |
Cited By (4)
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