JPH08136801A - 光情報記録媒体の記録再生装置および光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ - Google Patents

光情報記録媒体の記録再生装置および光情報記録媒体の記録再生用対物レンズ

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JPH08136801A
JPH08136801A JP6276667A JP27666794A JPH08136801A JP H08136801 A JPH08136801 A JP H08136801A JP 6276667 A JP6276667 A JP 6276667A JP 27666794 A JP27666794 A JP 27666794A JP H08136801 A JPH08136801 A JP H08136801A
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敬之 山崎
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    • G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源である半導体レーザからの出射光束を情
報記録媒体に集光させる有限共役型の対物レンズを備え
た光情報記録媒体の記録再生装置において、コリメータ
を用いずトラッキング時の非点収差を良好に補正する。 【構成】 対物レンズがトラッキングにより軸上よりも
外れた位置で、対物レンズから出射される波面の非点収
差量の最小値が生じるように、対物レンズに非点収差を
もたせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、入射される発散光を
光情報記録媒体上に集光する対物レンズを、光軸に直交
する方向に移動してトラッキングを行う光情報記録媒体
の記録再生装置、および光情報記録媒体の記録再生用対
物レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク等の情報記録媒体への記録再
生装置に用いられる光学系で、近年最も一般的なもの
は、図１に示すように光源３からの光を対物レンズ２で
直接に情報記録面１に集光する方式である。図１におい
て、矢印４はトラッキングの方向を示すものである。光
ディスク自体の偏心、回転軸の振れ等によりトラックも
振れてしまうため、レーザスポットがトラックから脱線
しないようにレーザスポットを光ディスクの半径方向に
移動させ、正規のトラックを検出することを一般的にト
ラッキングという。
【０００３】図１の如き有限共役型の対物レンズを用い
た光学系において、トラッキングは対物レンズを光源に
対して光軸と直交する方向に移動させる。即ち、レンズ
の軸外光を使用することになる。従って、軸上、軸外共
に収差が良好に補正された対物レンズが要求される。し
かし、通常、光ディスク用対物レンズは、コスト、重量
等の制約から完全アプラナート単玉非球面レンズが用い
られることが多いが、その場合、軸外収差は像高に対し
て２次関数的に増加する非点収差によって支配されるこ
とになる。またその際、子午面内の光線の収束点が球欠
面内の光線の収束点よりも前方（対物レンズ側）にでき
る非点収差が発生することになる。
【０００４】また、光ディスク等の情報記録媒体への記
録再生装置に用いられる光学系において、光源として一
般的に用いられるのは利得導波形半導体レーザである。
このレーザは、ヘテロ接合面に垂直方向と水平方向の発
光点位置がずれており、即ち非点隔差を有している。通
常、隣接するトラックとのクロストークを防ぐために回
折リングの強度が少なくなる接合水平方向が光ディスク
の半径方向になるように装置内に組み込まれる。この場
合、光ディスクの法線と半径方向で形成される面内の光
線の収束点は、それに直交する面内の光線の収束点の前
方（対物レンズ側）にできることになる。なお、半導体
レーザの非点隔差による影響を除去する方法として、
「光学」第14巻第２号（1985年４月）第64頁〜第67頁に
記載されているような方法があるが、コスト等の点から
非点隔差を有した半導体レーザをそのままで使用するこ
とが通常行われている。
【０００５】以上のように、トラッキングにより発生す
る非点収差は、光ディスクの法線と半径方向で形成され
る面内の光線の収束点が、それに直交する面内の光線の
収束点の前方（対物レンズ側）にできることになり、さ
らに、半導体レーザとして非点隔差を有するものを使用
した場合には、トラッキングにより発生する非点収差
と、半導体レーザの有している非点隔差が要因となる非
点収差は何れも光ディスクの法線と半径方向で形成され
る面内の光線の収束点が、それに直交する面内の光線の
収束点の前方（対物レンズ側）にできることになり、光
学系全体としては、それらの非点収差が合計されること
となる。
【０００６】図２に、トラッキングのみにより発生する
非点収差、及びトラッキングにより発生する非点収差と
半導体レーザの非点収差を込みにした場合に発生する非
点収差の例を示す。図２において、半導体レーザとして
非点隔差を持たないものを使用した場合には、トラッキ
ングのみにより発生する非点収差が実際の使用状態で発
生する非点収差となり、半導体レーザとして非点隔差を
持つものを使用した場合には、半導体レーザの非点収差
を込みにした場合の非点収差が実際の使用状態での非点
収差となる。
【０００７】光ディスク等の情報記録媒体への記録再生
装置に用いられる光学系で、非点収差を補正しようとす
る試みは、例えば特公平6-48543号公報等が知られてい
るが、該特許公報は対物レンズ単体が有する非点収差
と、光学系を構成するその他の光学要素が有する非点収
差とが互いに打ち消し合うようにして、全体として半導
体レーザから情報記録媒体に至る光学系全体が持つ軸上
における非点収差をほぼ最小にするようにしたものであ
る。従って、トラッキングのために対物レンズを光軸と
直交方向に移動させた場合には、前述した理由により非
点収差が発生し、このトラッキングにより発生する非点
収差は補正されない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、光ディス
ク等の光情報記録媒体への記録再生装置に用いられる光
学系において、トラッキング範囲全体において非点収差
が良好に補正された光情報記録媒体の記録再生装置、お
よびそれに用いられる対物レンズを提供することを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、半導体レーザからなる光源
と、該光源から出射された光束が発散光束として入射さ
れ、該発散光束を情報記録媒体に集光させる対物レンズ
とを備え、前記対物レンズを、前記光源に対して光軸に
直交する方向に移動することによりトラッキングを行う
ようにした光情報記録媒体の記録再生装置において、前
記対物レンズがトラッキングにより軸上よりも外れた位
置で、前記対物レンズから出射される波面の非点収差量
の最小値が生じるように、前記対物レンズに非点収差を
もたせたことを特徴としている。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記対物レンズか
ら出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラッ
キング量における前記対物レンズの最大像高をＹとした
とき、0.30Ｙから0.95Ｙのトラッキング範囲で生じるこ
とを特徴としている。
【００１１】請求項３記載の発明は、前記対物レンズか
ら出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラッ
キング量における前記対物レンズの最大像高をＹとした
とき、0.40Ｙから0.90Ｙのトラッキング範囲で生じるこ
とを特徴としている。
【００１２】請求項４記載の発明は、前記対物レンズか
ら出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラッ
キング量における前記対物レンズの最大像高をＹとした
とき、0.60Ｙから0.80Ｙのトラッキング範囲で生じるこ
とを特徴としている。
【００１３】請求項５記載の発明は、前記半導体レーザ
が、非点隔差を有することを特徴としている。
【００１４】請求項６記載の発明は、前記半導体レーザ
は非点隔差を有し、前記対物レンズがトラッキングのた
めに光軸に直交する方向に移動する方向と該対物レンズ
の光軸とにより形成される面と、該半導体レーザのヘテ
ロ接合面とが平行であることを特徴としている。
【００１５】請求項７記載の発明は、前記対物レンズ
は、有限共役型の単玉両面非球面レンズであることを特
徴としている。
【００１６】請求項８記載の発明は、前記対物レンズ
は、成形によりつくられた有限共役型の単玉両面非球面
レンズであることを特徴としている。
【００１７】請求項９記載の発明は、前記対物レンズ
は、少なくとも一方の面の一方向断面形状とそれと直交
する方向の断面形状が異なることにより非点収差を発生
させているレンズにより構成されていることを特徴とし
ている。
【００１８】請求項10記載の発明は、前記対物レンズ
は、樹脂成形による配向歪みにより非点収差を発生させ
ているレンズにより構成されていることを特徴としてい
る。
【００１９】請求項11記載の発明は、前記対物レンズ
は、樹脂成形による配向歪みと、少なくとも一方の面の
一方向断面形状とそれと直交する方向の断面形状が異な
ることにより非点収差を発生させているレンズにより構
成されていることを特徴としている。
【００２０】請求項12記載の発明は、半導体レーザから
なる光源と、該光源から出射された光束が発散光束とし
て入射され、該発散光束を情報記録媒体に集光させる対
物レンズとを備え、前記対物レンズを、前記光源に対し
て光軸に直交する方向に移動することによりトラッキン
グを行うようにした光情報記録媒体の記録再生装置にお
いて、前記対物レンズは非点収差を有しており、かつ該
対物レンズは、トラッキングにより軸上よりも外れた位
置で、前記対物レンズから出射される波面の非点収差量
の最小値が生じるように、回転位置が設定されているこ
とを特徴としている。
【００２１】請求項13の発明は、光源である半導体レー
ザと、該半導体レーザからの出射光束を情報記録媒体に
集光させる有限共役型の対物レンズとを備えた光情報記
録媒体の記録再生装置において、前記対物レンズは、光
源側に凸面を向け、光源側と像側の双方の面が非球面に
形成された正の単レンズであり、トラッキングのために
光軸に直交する方向に移動し、該移動方向と光軸とによ
り形成される面と半導体レーザのヘテロ接合面とがほぼ
同一面内にあり、更に前記対物レンズが有している軸上
の非点収差の量が以下の式を満足しており、前記対物レ
ンズの非点収差が半導体レーザ及びトラッキングにより
発生する非点収差を打ち消す方向に組み立てられること
を特徴とする。
【００２２】
【数２】
【００２３】θ′ ＝sin-1（NA′） NA′ ：対物レンズの像側開口数 Ｎ′ ：像側媒質の屈折率 Ｎ ：物体側媒質の屈折率 ｍ′ ：対物レンズの横倍率 ΔＸ ：半導体レーザの非点隔差の半分（μm） λ ：半導体レーザの波長（μm） ΔAS(kY)：像高kYにおけるトラッキングにより発生する
非点収差量（WEF・λrms） kY ：トラッキングによる最大像高Ｙのｋ割像高
（mm） ASLENS ：対物レンズ単体が有している軸上非点収差
（WEF・λrms） 請求項14記載の発明は、半導体レーザよりなる光源から
出射された光束が発散光束として入射され、該発散光束
を情報記録媒体に集光させ、かつ、光源に対して光軸に
直交する方向に移動することによりトラッキングを行う
ようにした光情報記録媒体の記録再生装置用の対物レン
ズおいて、前記トラッキングにより軸上よりも外れた位
置で、出射される波面の非点収差量の最小値が生じるよ
うな、非点収差を有することを特徴としている。
【００２４】
【作用】請求項１記載の発明では、対物レンズがトラッ
キングにより軸上よりも外れた位置で、前記対物レンズ
から出射される波面の非点収差量の最小値が生じるよう
に、前記対物レンズに非点収差をもたせたことで、トラ
ッキングの全範囲に渡って、トラッキングにより生じる
非点収差量を小さくすることができ、トラッキングによ
り対物レンズが光軸から移動されても非点収差が良好に
補正された光情報記録媒体の記録再生装置を提供するこ
とができる。
【００２５】請求項２記載の発明では、前記対物レンズ
から出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラ
ッキング量における前記対物レンズの最大像高をＹとし
たとき、0.30Ｙから0.95Ｙのトラッキング範囲で生じる
ようにしたので、トラッキングのみにより生じる最大の
非点収差量を約10％以上改善することができる。
【００２６】請求項３記載の発明では、前記対物レンズ
から出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラ
ッキング量における前記対物レンズの最大像高をＹとし
たとき、0.40Ｙから0.90Ｙのトラッキング範囲で生じる
ようにしたので、トラッキングのみにより生じる最大の
非点収差量を約20％以上改善することができる。
【００２７】請求項４記載の発明では、前記対物レンズ
から出射される波面の非点収差量の最小値が、最大トラ
ッキング量における前記対物レンズの最大像高をＹとし
たとき、0.60Ｙから0.80Ｙのトラッキング範囲で生じる
ようにしたので、トラッキングのみにより生じる最大の
非点収差量を約36％以上改善することができる。
【００２８】請求項５記載の発明では、前記半導体レー
ザが、非点隔差を有するものとしたので、安価な半導体
レーザを使用することができる。
【００２９】請求項６記載の発明では、前記半導体レー
ザは非点隔差を有し、前記対物レンズがトラッキングの
ために光軸に直交する方向に移動する方向と該対物レン
ズの光軸とにより形成される面と、該半導体レーザのヘ
テロ接合面とが平行であるようにしたので、隣接するト
ラックとのクロクトークを防ぐことができる。
【００３０】請求項７記載の発明では、前記対物レンズ
を、有限共役型の単玉両面非球面レンズで構成したの
で、光情報記録媒体の記録再生装置を軽量かつ安価に提
供することができる。
【００３１】請求項８記載の発明では、前記対物レンズ
を、成形によりつくられた有限共役型の単玉両面非球面
レンズで構成したので、より一層光情報記録媒体の記録
再生装置を安価に提供することができる。
【００３２】請求項９記載の発明では、前記対物レンズ
を、少なくとも一方の面の一方向断面形状とそれと直交
する方向の断面形状が異なることにより非点収差を発生
させているレンズにより構成したので、非点収差を発生
させるために対物レンズ以外の光学要素を必要としなの
で、軽量・小型の光情報記録媒体の記録再生装置を提供
することができる。
【００３３】請求項10記載の発明では、前記対物レンズ
を、樹脂成形による配向歪みにより非点収差を発生させ
ているレンズにより構成したので、非点収差を発生させ
るために対物レンズ以外の光学要素を必要としなので、
軽量・小型・安価な光情報記録媒体の記録再生装置を提
供することができる。
【００３４】請求項11記載の発明では、前記対物レンズ
を、樹脂成形による配向歪みと、少なくとも一方の面の
一方向断面形状とそれと直交する方向の断面形状が異な
らせた構成とすることにより非点収差を発生させている
レンズにより構成したので、非点収差を発生させるため
に対物レンズ以外の光学要素を必要としなので、軽量・
小型・安価な光情報記録媒体の記録再生装置を提供する
ことができる。
【００３５】請求項12記載の発明では、対物レンズが非
点収差を有しており、かつ該対物レンズは、トラッキン
グにより軸上よりも外れた位置で、前記対物レンズから
出射される波面の非点収差量の最小値が生じるように、
回転位置が設定されるように構成したので、トラッキン
グの全範囲に渡って、トラッキングにより生じる非点収
差量を小さくすることができ、トラッキングにより対物
レンズが光軸から移動されても非点収差が良好に補正さ
れた光情報記録媒体の記録再生装置を提供することがで
きる。
【００３６】請求項13記載の発明では、対物レンズは、
光源側に凸面を向け、光源側と像側の双方の面が非球面
に形成された正の単レンズであり、トラッキングのため
に光軸に直交する方向に移動し、該移動方向と光軸とに
より形成される面と半導体レーザのヘテロ接合面とがほ
ぼ同一面内にあり、更に前記対物レンズが有している軸
上の非点収差の量が
【００３７】
【数３】
【００３８】θ′ ＝sin-1（NA′） NA′ ：対物レンズの像側開口数 Ｎ′ ：像側媒質の屈折率 Ｎ ：物体側媒質の屈折率 ｍ′ ：対物レンズの横倍率 ΔＸ ：半導体レーザの非点隔差の半分（μm） λ ：半導体レーザの波長（μm） ΔAS(kY)：像高kYにおけるトラッキングにより発生する
非点収差量（WEF・λrms） kY ：トラッキングによる最大像高Ｙのｋ割像高
（mm） ASLENS ：対物レンズ単体が有している軸上非点収差
（WEF・λrms） を満足しており、前記対物レンズの非点収差が半導体レ
ーザ及びトラッキングにより発生する非点収差を打ち消
す方向に組み立てられるようにしたので、クロストーク
の発生が防止でき、しかも半導体レーザを要因とする非
点収差とトラッキングによる非点収差を打ち消すことが
できるので、系全体としてトラッキング時に対物レンズ
が光軸から移動されても非点収差が良好に補正されてい
る光情報記録媒体の記録再生装置を提供することができ
る。
【００３９】請求項14記載の発明では、トラッキングに
より軸上よりも外れた位置で、出射される波面の非点収
差量の最小値が生じるような、非点収差を有するように
したので、トラッキングにより生じる非点収差を補正す
ることができる対物レンズが提供できる。
【００４０】さらに、請求項１記載の発明において、前
記対物レンズから出射される波面の非点収差量の最小値
が、最大トラッキング量における前記対物レンズの最大
像高をＹとしたとき、0.70Ｙで生じるように構成するこ
とが望ましい。
【００４１】また、請求項１乃至請求項５のいずれかに
記載の発明において、対物レンズとして有限共役型の対
物レンズを使用した場合には、該対物レンズは光源に凸
面を向け、光源側と像側の双方の面が非球面に形成され
た正の単レンズで構成し、トラッキングのための光軸に
直交する移動方向と光軸とにより形成される面と半導体
レーザのヘテロ接合面との成す角度が±45°以内である
こととする。この角度を逸脱すると、光ディスクの半径
方向と回折リングの強度が大きくなる方向が同方向とな
るため、クロストークを発生させることとなる。またこ
の場合、半導体レーザの発光点ずれを要因とする非点収
差とトラッキングにより発生する非点収差はいずれも光
ディスクの法線と半径方向で形成される面内の光線の収
束点が、それに直交する面内の光線の収束点の前方にで
きることになり、即ち、非点収差量は足し合わされるこ
ととなる。この際に発生する非点収差量は図２で既に示
した通りであり、トラッキング時に充分な性能が得られ
なくなる。
【００４２】
【実施例】光ディスク等の情報記録媒体への記録再生装
置に用いられる光学系においては、球面収差及びコマ収
差が良好に補正された完全アプラナートな単玉両面非球
面レンズが対物レンズとして用いられるのが一般的であ
る。この場合、トラッキングにより像高が発生した場合
に生じる収差は非点収差が主である。そして、この非点
収差は像高ｙに対して２次関数的に増加することが知ら
れている。従って、トラッキングによる最大像高Ｙの７
割の像高において発生する非点収差量は最大像高Ｙにお
いて発生する非点収差量のほぼ半分の量であると言え
る。また、その際に発生する非点収差の方向は、光ディ
スクの法線と半径方向で形成される面内の光線の収束点
がそれに直交する面内の光線の収束点の前方、即ち対物
レンズ寄りにできる方向になる。
【００４３】また、半導体レーザの発光点ずれ、即ち非
点隔差を要因とする非点収差量（ＲＭＳ値）AS
LASER（単位λ、λは波長）は、以下の式で表せる。
【００４４】
【数４】
【００４５】但し、 θ′ ＝sin-1（NA′） NA′ ：対物レンズの像側開口数 Ｎ′ ：像側媒質の屈折率 Ｎ ：物体側媒質の屈折率 ｍ′ ：対物レンズの横倍率 ΔＸ ：半導体レーザの非点隔差の半分（μm） λ ：半導体レーザの波長（μm） 半導体レーザはヘテロ接合面に平行な方向と垂直な方向
とでは異なる発散角を有しており、接合面に平行な方向
の発散角は垂直な方向の発散角よりも狭い。通常、その
楕円光束は円形開口により円形光束となるが、より多く
けられの影響を受ける接合面に垂直な方向において、回
折リングの強度が大きくなることとなる。光ディスク等
において、この回折リングが隣接トラック上にくると、
クロストークという不具合が生じることとなる。
【００４６】従って、この不具合を避けるために、トラ
ッキングのために対物レンズが移動する方向、即ち光デ
ィスクの半径方向と光学系の光軸により形成される面と
半導体レーザのヘテロ接合面との成す角度が±45°以内
にすることがクロストークを軽減するために必要な条件
となる。さらに、半導体レーザの接合面に平行な方向と
光ディスクの半径方向、即ちトラックが隣接する方向と
が一致するように半導体レーザと光ディスクの関係を決
定するのが望ましい。
【００４７】このようにすると、半導体レーザのヘテロ
接合面に平行な方向と光ディスクの半径方向とは、±45
°以内、または一致することになり、光ディスクの法線
と半径方向で形成される面内の光線の収束点が、それに
直交する面内の光線の収束点と同じ、または前方（即ち
対物レンズ寄り）にできることになる。
【００４８】従って、半導体レーザをこのような向きに
設定した場合には、半導体レーザの有している非点隔差
が要因となる非点収差及びトラッキングにより発生する
非点収差の方向は、いずれも光ディスクの法線と半径方
向で形成される面内の光線の収束点がそれに直交する面
内の光線の収束点の前方、即ち対物レンズ寄りにできる
ため、光学系全体としてはそれらの非点収差が合計され
ることとなり、実用上好ましくない。
【００４９】本願発明においては、対物レンズに予め非
点収差を発生させ、しかも該非点収差により光ディスク
の法線と半径方向で形成される面の光線の収束点がそれ
に直交する面内の光線の収束点の後方にできるように組
み立てることにより、前記半導体レーザを要因とする非
点収差とトラッキングによる非点収差を打ち消し、系全
体としてはトラッキング時に対物レンズが光軸から移動
されても非点収差を良好に補正するように構成してい
る。
【００５０】ここで、半導体レーザを要因とする非点収
差とトラッキングによる非点収差とが合成されて生じる
非点収差について説明する。
【００５１】非点収差は２軸対称性の収差であり、180
°周期を持つ。従って、非点収差量が同一で、非点収差
の方向が直交する場合の非点収差を合成すると、非点収
差は０となる。
【００５２】このことを一周360°の円グラフで考える
と、図３のごとくベクトル和で考えることができる。
【００５３】図９において、Δは非点収差の量を表し、
θは非点収差の方向を表す。
【００５４】今、半導体レーザを要因とする非点収差が
２Δの大きさでθ＝45°（図３では２θ＝90°）の方向
に発生しており、トラッキングによる非点収差が２Δの
大きさでθ＝０°（図３では２θ＝０°）の方向に発生
しているとすると、両者が合成された非点収差は、大き
さが２√２Δで、θ＝22.5°（図３では２θ＝45°）の
方向に生じることになる。
【００５５】従って、この場合において半導体レーザを
要因とする非点収差とトラッキングによる非点収差を打
ち消すには、２Δの大きさでθ＝135°（図３では２θ
＝270°）の方向の非点収差と、２Δの大きさでθ＝90
°（図３では２θ＝180°）の方向の非点収差との合成
の非点収差を対物レンズに与えれば良いことになる。し
かしながら、ここで注意しなければならないのは、半導
体レーザを要因とする非点収差の量はトラッキングによ
る変化はないが、トラッキングによる非点収差はトラッ
キング量により変化するということである。従って、実
際にトラッキング範囲の全域で良好の非点収差を補正す
るためには、例えば上記場合において、トラッキングに
よる非点収差２Δがトラッキングによる最大の非点収差
量であるとすると、２Δの大きさでθ＝135°（図３で
は２θ＝270°）の方向の非点収差と、トラッキングに
よる最大の非点収差量の1/2である大きさΔでθ＝90°
（図３では２θ＝180°）の方向の非点収差との合成の
非点収差を対物レンズに与えれば、半導体レーザによる
非点収差を完全に打ち消すことができ、しかもトラッキ
ングによる非点収差の変動も、トラッキングのみによる
最大の非点収差の量が、補正を行わない場合のトラッキ
ングのみによる非点収差量の1/2以下の量とすることが
でき、しかも最大トラッキング量の７割における非点収
差量が０となるような特性の光情報記録媒体の記録再生
装置を得ることができるようになる。
【００５６】半導体レーザの接合面に平行な方向と光デ
ィスクの半径方向、即ちトラックが隣接する方向（トラ
ッキング方向）とが一致するように半導体レーザを設置
した場合においては、半導体レーザを要因とする非点収
差とトラッキングによる非点収差とが合成されて生じる
非点収差の量は下記のごとくなる。
【００５７】
【数５】
【００５８】但し、 θ′ ＝sin-1（NA′） NA′ ：対物レンズの像側開口数 Ｎ′ ：像側媒質の屈折率 Ｎ ：物体側媒質の屈折率 ｍ′ ：対物レンズの横倍率 ΔＸ ：半導体レーザの非点隔差の半分（μm） λ ：半導体レーザの波長（μm） Ｙ ：トラッキングによる最大像高 ΔAS(kY)：像高kYにおけるトラッキングにより発生する
非点収差量（WEF・λrms） kY ：トラッキングによる最大像高のｋ割像高（m
m） ASSUM ：像高kYにおける半導体レーザの非点収差量と
トラッキングによる非点収差量の合成の非点収差量（WE
F・λrms） 従って、対物レンズ単体が有する軸上非点収差量（AS
LENS）を、所定の像高kYにおける合成の非点収差量AS
SUMと等しくすれば、該所定の像高kYにおいて非点収差
量を０とすることができ、該所定の像高kYを0.30Ｙから
0.90Ｙの範囲内に設定すれば、トラッキング範囲の全域
に渡って良好に非点収差を補正することがきる。
【００５９】本願発明における、実施例を図４乃至図９
に基づいて説明する。
【００６０】図４は、実施例の光学系を示す図であり、
11は光ディスクのカバーガラス、12は対物レンズであ
る。
【００６１】本願発明の実施例の対物レンズにおける光
源側、像側の面の非球面形状は、面の頂点を原点とし、
光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、ｋを円錐係
数、Aiを非球面係数、Piを非球面のべき数とするとき、
【００６２】
【数６】
【００６３】で表せる。
【００６４】なお、ｄ：対物レンズの軸上厚 ｎ：対物レンズの780nmにおける屈折率 ν：対物レンズのｄ線におけるアッベ数 〔実施例１〕 半導体レーザの波長 λ ＝0.78（μm） 半導体レーザの非点隔差 ２ΔＸ＝10（μm） 対物レンズの像側開口数 ２NA′＝0.45 対物レンズの横倍率 ｍ ＝−１／5.5 像側媒質の屈折率 Ｎ′ ＝１ 物体側媒質の屈折率 Ｎ ＝１ トラッキングによる最大像高 Ｙ ＝0.1（mm） 光ディスクのカバーガラスガラス厚み ｔ ＝1.2（mm） 光ディスクのカバーガラス屈折率 ｎ ＝1.55 とし、対物レンズのデータを ｒ1＝＋2.570 ｄ1＝2.50 ｎ1＝1.48595 ν
＝55.0 ｒ2＝−4.362 とし、円錐係数、非球面係数、非球面のべき数を下表の
如くしたとき、
【００６５】
【表１】
【００６６】非点収差量ASLASERは下記の如くなる。
【００６７】
【数７】
【００６８】図５に本実施例の非点収差の図を示す。
【００６９】〔実施例２〕 半導体レーザの波長 λ ＝0.78（μm） 半導体レーザの非点隔差 ２ΔＸ＝20（μm） 対物レンズの像側開口数 NA′ ＝0.45 対物レンズの横倍率 ｍ ＝−１／5.5 像側媒質の屈折率 Ｎ′ ＝１ 物体側媒質の屈折率 Ｎ ＝１ トラッキングによる最大像高 Ｙ ＝0.1（mm） 光ディスクのカバーガラスガラス厚み ｔ ＝1.2（mm） 光ディスクのカバーガラス屈折率 ｎ ＝1.55 とし、対物レンズのデータを ｒ1＝＋2.570 ｄ1＝2.50 ｎ1＝1.48595 ν
＝55.0 ｒ2＝−4.362 とし、円錐係数、非球面係数、非球面のべき数を下表の
如くしたとき、
【００７０】
【表２】
【００７１】非点収差量ASLASERは下記の如くなる。
【００７２】
【数８】
【００７３】図６に本実施例の非点収差の図を示す。
【００７４】〔実施例３〕 半導体レーザの波長 λ ＝0.78（μm） 半導体レーザの非点隔差 ２ΔＸ＝10（μm） 対物レンズの像側開口数 NA′ ＝0.45 対物レンズの横倍率 ｍ ＝−１／5.0 像側媒質の屈折率 Ｎ′ ＝１ 物体側媒質の屈折率 Ｎ ＝１ トラッキングによる最大像高 Ｙ ＝0.1（mm） 光ディスクのカバーガラスガラス厚み ｔ ＝1.2（mm） 光ディスクのカバーガラス屈折率 ｎ ＝1.55 とし、対物レンズのデータを ｒ1＝＋2.280 ｄ1＝2.50 ｎ1＝1.48595 ν
＝55.0 ｒ2＝−3.603 とし、円錐係数、非球面係数、非球面のべき数を下表の
如くしたとき、
【００７５】
【表３】
【００７６】非点収差量ASLASERは下記の如くなる。
【００７７】
【数９】
【００７８】図７に本実施例の非点収差の図を示す。
【００７９】〔実施例４〕 半導体レーザの波長 λ ＝0.78（μm） 半導体レーザの非点隔差 ２ΔＸ＝20（μm） 対物レンズの像側開口数 NA′ ＝0.45 対物レンズの横倍率 ｍ ＝−１／5.0 像側媒質の屈折率 Ｎ′ ＝１ 物体側媒質の屈折率 Ｎ ＝１ トラッキングによる最大像高 Ｙ ＝0.1（mm） 光ディスクのカバーガラスガラス厚み ｔ ＝1.2（mm） 光ディスクのカバーガラス屈折率 ｎ ＝1.55 とし、対物レンズのデータを ｒ1＝＋2.280 ｄ1＝2.50 ｎ1＝1.48595 ν
＝55.0 ｒ2＝−3.603 とし、円錐係数、非球面係数、非球面のべき数を下表の
如くしたとき、
【００８０】
【表４】
【００８１】非点収差量ASLASERは下記の如くなる。
【００８２】
【数１０】
【００８３】図８に本実施例の非点収差の図を示す。
【００８４】〔実施例５〕 半導体レーザの波長 λ ＝0.78（μm） 半導体レーザの非点隔差 ２ΔＸ＝０（μm） 対物レンズの像側開口数 NA′ ＝0.45 対物レンズの横倍率 ｍ ＝−１／5.0 像側媒質の屈折率 Ｎ′ ＝１ 物体側媒質の屈折率 Ｎ ＝１ トラッキングによる最大像高 Ｙ ＝0.1（mm） 光ディスクのカバーガラスガラス厚み ｔ ＝1.2（mm） 光ディスクのカバーガラス屈折率 ｎ ＝1.55 とし、対物レンズのデータを ｒ1＝＋2.280 ｄ1＝2.50 ｎ1＝1.48595 ν
＝55.0 ｒ2＝−3.603 とし、円錐係数、非球面係数、非球面のべき数を下表の
如くしたとき、
【００８５】
【表５】
【００８６】非点収差量ASLASERは下記の如くなる。
【００８７】
【数１１】
【００８８】図９に本実施例の非点収差の図を示す。
【００８９】
【発明の効果】請求項１〜13の何れか１項の光情報記録
媒体の記録再生装置によれば、トラッキング時に対物レ
ンズが光軸から移動しても、非点収差を良好に補正する
ことができる。
【００９０】請求項14の光情報記録媒体の記録再生用対
物レンズによれば、トラッキング時の、非点収差を良好
に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光情報記録媒体の記録再生装置に用いられる光
学系の図である。
【図２】従来技術の非点収差の図である。
【図３】半導体レーザを要因とする非点収差とトラッキ
ングによる非点収差とが合成されて生じる非点収差の説
明図である。
【図４】実施例の光学系を示す図である。
【図５】実施例１の非点収差の図である。
【図６】実施例２の非点収差の図である。
【図７】実施例３の非点収差の図である。
【図８】実施例４の非点収差の図である。
【図９】実施例５の非点収差の図である。
【符号の説明】
１ 情報記録面 ２，12 対物レンズ ３ 光源 ４ トラッキングの方向 11 カバーガラス

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体レーザからなる光源と、該光源か
    ら出射された光束が発散光束として入射され、該発散光
    束を情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、前
    記対物レンズを、前記光源に対して光軸に直交する方向
    に移動することによりトラッキングを行うようにした光
    情報記録媒体の記録再生装置において、 前記対物レンズがトラッキングにより軸上よりも外れた
    位置で、前記対物レンズから出射される波面の非点収差
    量の最小値が生じるように、前記対物レンズに非点収差
    をもたせたことを特徴とする光情報記録媒体の記録再生
    装置。
  2. 【請求項２】 前記対物レンズから出射される波面の非
    点収差量の最小値が、最大トラッキング量における前記
    対物レンズの最大像高をＹとしたとき、0.30Ｙから0.95
    Ｙのトラッキング範囲で生じることを特徴とする請求項
    １に記載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  3. 【請求項３】 前記対物レンズから出射される波面の非
    点収差量の最小値が、最大トラッキング量における前記
    対物レンズの最大像高をＹとしたとき、0.40Ｙから0.90
    Ｙのトラッキング範囲で生じることを特徴とする請求項
    １に記載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  4. 【請求項４】 前記対物レンズから出射される波面の非
    点収差量の最小値が、最大トラッキング量における前記
    対物レンズの最大像高をＹとしたとき、0.60Ｙから0.80
    Ｙのトラッキング範囲で生じることを特徴とする請求項
    １に記載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  5. 【請求項５】 前記半導体レーザは、非点隔差を有する
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載
    の光情報記録媒体の記録再生装置。
  6. 【請求項６】 前記半導体レーザは非点隔差を有し、前
    記対物レンズがトラッキングのために光軸に直交する方
    向に移動する方向と該対物レンズの光軸とにより形成さ
    れる面と、該半導体レーザのヘテロ接合面とが平行であ
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記
    載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  7. 【請求項７】 前記対物レンズは、有限共役型の単玉両
    面非球面レンズであることを特徴とする請求項１乃至請
    求項６の何れかに記載の光情報記録媒体の記録再生装
    置。
  8. 【請求項８】 前記対物レンズは、成形によりつくられ
    た有限共役型の単玉両面非球面レンズであることを特徴
    とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光情報記
    録媒体の記録再生装置。
  9. 【請求項９】 前記対物レンズは、少なくとも一方の面
    の一方向断面形状とそれと直交する方向の断面形状が異
    なることにより非点収差を発生させているレンズにより
    構成されていることを特徴とする請求項７または請求項
    ８記載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  10. 【請求項１０】 前記対物レンズは樹脂成形によりつく
    られており、樹脂成形による配向歪みにより非点収差を
    発生させているレンズにより構成されていることを特徴
    とする請求項８記載の光情報記録媒体の記録再生装置。
  11. 【請求項１１】 前記対物レンズは、樹脂成形による配
    向歪みと、少なくとも一方の面の一方向断面形状とそれ
    と直交する方向の断面形状が異なることにより非点収差
    を発生させているレンズにより構成されていることを特
    徴とする請求項８記載の光情報記録媒体の記録再生装
    置。
  12. 【請求項１２】 半導体レーザからなる光源と、該光源
    から出射された光束が発散光束として入射され、該発散
    光束を情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、
    前記対物レンズを、前記光源に対して光軸に直交する方
    向に移動することによりトラッキングを行うようにした
    光情報記録媒体の記録再生装置において、 前記対物レンズは非点収差を有しており、かつ該対物レ
    ンズは、トラッキングにより軸上よりも外れた位置で、
    前記対物レンズから出射される波面の非点収差量の最小
    値が生じるように、回転位置が設定されていることを特
    徴とする光情報記録媒体の記録再生装置。
  13. 【請求項１３】 光源である半導体レーザと、該半導体
    レーザからの出射光束を情報記録媒体に集光させる有限
    共役型の対物レンズとを備えた光情報記録媒体の記録再
    生装置において、 前記対物レンズは、光源側に凸面を向け、光源側と像側
    の双方の面が非球面に形成された正の単レンズであり、
    トラッキングのために光軸に直交する方向に移動し、該
    移動方向と光軸とにより形成される面と半導体レーザの
    ヘテロ接合面とがほぼ同一面内にあり、更に前記対物レ
    ンズが有している軸上の非点収差の量が以下の式を満足
    しており、前記対物レンズの非点収差が半導体レーザ及
    びトラッキングにより発生する非点収差を打ち消す方向
    に組み立てられることを特徴とする光情報記録媒体の記
    録再生装置。 【数１】 θ′ ＝sin-1（NA′） NA′ ：対物レンズの像側開口数 Ｎ′ ：像側媒質の屈折率 Ｎ ：物体側媒質の屈折率 ｍ′ ：対物レンズの横倍率 ΔＸ ：半導体レーザの非点隔差の半分（μm） λ ：半導体レーザの波長（μm） ΔAS(kY)：像高kYにおけるトラッキングにより発生する
    非点収差量（WEF・λrms） kY ：トラッキングによる最大像高Ｙのｋ割像高
    （mm） ASLENS ：対物レンズ単体が有している軸上非点収差
    （WEF・λrms）
  14. 【請求項１４】 半導体レーザよりなる光源から出射さ
    れた光束が発散光束として入射され、該発散光束を情報
    記録媒体に集光させ、かつ、光源に対して光軸に直交す
    る方向に移動することによりトラッキングを行うように
    した光情報記録媒体の記録再生装置用の対物レンズおい
    て、前記トラッキングにより軸上よりも外れた位置で、
    出射される波面の非点収差量の最小値が生じるような、
    非点収差を有することを特徴とする光情報記録媒体の記
    録再生用対物レンズ。
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