JP2000019388A - 色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置 - Google Patents
色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置Info
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の短波長化に対応する色収差補正用光学
素子を提供するとともに、この色収差補正用光学素子を
具備して光記録媒体のさらなる高記録密度大容量化に対
応する光学ピックアップ装置および光再生装置ならびに
光記録再生装置を提供することである。 【解決手段】 波長が４４０ｎｍ以下である半導体レー
ザ等の光源と、ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下である対物
レンズ２との間に配設される色収差補正用光学素子１
が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズ１
ａと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズ１ｂとを有
することを特徴とする。
素子を提供するとともに、この色収差補正用光学素子を
具備して光記録媒体のさらなる高記録密度大容量化に対
応する光学ピックアップ装置および光再生装置ならびに
光記録再生装置を提供することである。 【解決手段】 波長が４４０ｎｍ以下である半導体レー
ザ等の光源と、ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下である対物
レンズ２との間に配設される色収差補正用光学素子１
が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズ１
ａと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズ１ｂとを有
することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は色収差補正用光学素
子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならび
にこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置およ
び光記録再生装置に関し、さらに詳しくは、光学系の各
光学面で生じる色収差を補正する色収差補正用光学素子
およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびに
この光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および
光記録再生装置に関する。
子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならび
にこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置およ
び光記録再生装置に関し、さらに詳しくは、光学系の各
光学面で生じる色収差を補正する色収差補正用光学素子
およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびに
この光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および
光記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤ（Compact Disc）に代表されるＲＯ
Ｍ（Read Only Disc）型の光ディスク、相変化ディスク
や光磁気ディスクに代表されるＲＡＭ（Random Access
Memory）型の光ディスク、あるいは光カード等の光記録
媒体は、映像情報、音声情報あるいは情報機器用プログ
ラム等の格納媒体として広く使用されている。これらの
光記録媒体では次第に高密度大容量化が図られ、これに
対応する光学ピックアップ装置では光源、たとえば半導
体レーザの短波長化や対物レンズの大ＮＡ（Numerical
Aperture）化が図られ、対物レンズを介して集光される
集光スポットの小径化が図られている。たとえば、比較
的初期に商品化されたＣＤでは光源の波長が７８０ｎｍ
に設定されたのに対して、近年商品化されたＤＶＤ（Di
gital Video DiscあるいはDigital Versatile Disc）で
は光源の波長が６５０ｎｍまたは６３５ｎｍに設定され
ている。しかしながら、近年ではさらなる光記録媒体の
高密度大容量化が望まれており、これに対応して光源の
波長は益々短波長化の傾向にある。
Ｍ（Read Only Disc）型の光ディスク、相変化ディスク
や光磁気ディスクに代表されるＲＡＭ（Random Access
Memory）型の光ディスク、あるいは光カード等の光記録
媒体は、映像情報、音声情報あるいは情報機器用プログ
ラム等の格納媒体として広く使用されている。これらの
光記録媒体では次第に高密度大容量化が図られ、これに
対応する光学ピックアップ装置では光源、たとえば半導
体レーザの短波長化や対物レンズの大ＮＡ（Numerical
Aperture）化が図られ、対物レンズを介して集光される
集光スポットの小径化が図られている。たとえば、比較
的初期に商品化されたＣＤでは光源の波長が７８０ｎｍ
に設定されたのに対して、近年商品化されたＤＶＤ（Di
gital Video DiscあるいはDigital Versatile Disc）で
は光源の波長が６５０ｎｍまたは６３５ｎｍに設定され
ている。しかしながら、近年ではさらなる光記録媒体の
高密度大容量化が望まれており、これに対応して光源の
波長は益々短波長化の傾向にある。
【０００３】色収差はレンズあるいは光学系が多波長あ
るいは連続波長を扱わなければならないときに生じる収
差であり、光学材料の屈折率は波長によって異なるため
にレンズの焦点距離も異なる。すなわち、可視域におけ
る光学材料の屈折率は正規分布を示すため、屈折率は赤
色光より青色光に対して大となる。たとえば凸型ガラス
レンズでは青色光の焦点距離は赤色光の焦点距離よりも
小となる。半導体レーザから出射されるレーザ光の波長
は一般に単色（シングルモード）であり、色収差はない
ものと思われているが、実際にはほぼ数ｎｍ程度の波長
幅を有している。また、半導体レーザから出射されるレ
ーザ光が温度変化等により中心波長が数ｎｍ突然とぶ、
いわゆるモードホッピングを起こす場合もある。
るいは連続波長を扱わなければならないときに生じる収
差であり、光学材料の屈折率は波長によって異なるため
にレンズの焦点距離も異なる。すなわち、可視域におけ
る光学材料の屈折率は正規分布を示すため、屈折率は赤
色光より青色光に対して大となる。たとえば凸型ガラス
レンズでは青色光の焦点距離は赤色光の焦点距離よりも
小となる。半導体レーザから出射されるレーザ光の波長
は一般に単色（シングルモード）であり、色収差はない
ものと思われているが、実際にはほぼ数ｎｍ程度の波長
幅を有している。また、半導体レーザから出射されるレ
ーザ光が温度変化等により中心波長が数ｎｍ突然とぶ、
いわゆるモードホッピングを起こす場合もある。
【０００４】したがって、光記録媒体のさらなる高密度
大容量化に対応する光学ピックアップ装置に、たとえば
ほぼ４４０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の短波長半導体
レーザを用いた場合、波長のずれにより対物レンズで生
じる色収差は許容できない重要な問題点となる。短波長
で色収差が大となることについては二つの原因が考えら
れる。第１の原因は、一般の対物レンズは短い波長を取
り扱う場合、微小な波長の変動に対して屈折率の変化が
大となり、焦点の移動量であるデフォーカス量が大とな
ることである。第２の原因は、光記録媒体のさらなる高
密度大容量化とともに対物レンズで収束される収束スポ
ットの径を極力小とする必要があるが、対物レンズの焦
点深度ｄはｄ＝λ／（ＮＡ）2 （ただし、λは光源の波
長λ、ＮＡは対物レンズの開口数）で表されるように、
取り扱う波長が短いほど焦点深度ｄが小となり、僅かな
デフォーカスさえも許されないことである。
大容量化に対応する光学ピックアップ装置に、たとえば
ほぼ４４０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の短波長半導体
レーザを用いた場合、波長のずれにより対物レンズで生
じる色収差は許容できない重要な問題点となる。短波長
で色収差が大となることについては二つの原因が考えら
れる。第１の原因は、一般の対物レンズは短い波長を取
り扱う場合、微小な波長の変動に対して屈折率の変化が
大となり、焦点の移動量であるデフォーカス量が大とな
ることである。第２の原因は、光記録媒体のさらなる高
密度大容量化とともに対物レンズで収束される収束スポ
ットの径を極力小とする必要があるが、対物レンズの焦
点深度ｄはｄ＝λ／（ＮＡ）2 （ただし、λは光源の波
長λ、ＮＡは対物レンズの開口数）で表されるように、
取り扱う波長が短いほど焦点深度ｄが小となり、僅かな
デフォーカスさえも許されないことである。
【０００５】対物レンズの色収差を小とするには、対物
レンズに分散が小である光学材料を用いることが挙げら
れるが、短波長ではそれでも色収差は大である。また、
対物レンズを複数枚のレンズで構成したアクロマートレ
ンズとすることが可能であるが、複数枚のレンズで構成
したアクロマートレンズは重量が大となる。たとえば、
この重量が大であるアクロマートレンズを対物レンズと
して用い、これをフォーカシング方向とトラッキング方
向に制御駆動する二軸アクチュエータに用いた場合で
は、フォーカシングサーボ特性およびトラッキングサー
ボ特性等のサーボ品質の低下を招く虞がある。また、重
量が大であるアクロマートレンズを対物レンズとして用
いた場合、二軸アクチュエータのドライブ電流に大電流
が必要となるとともにドライブ回路や電源等が大型化
し、光学ピックアップ装置およびこれを具備する光再生
装置や光記録再生装置の小型化を阻害する虞がある。
レンズに分散が小である光学材料を用いることが挙げら
れるが、短波長ではそれでも色収差は大である。また、
対物レンズを複数枚のレンズで構成したアクロマートレ
ンズとすることが可能であるが、複数枚のレンズで構成
したアクロマートレンズは重量が大となる。たとえば、
この重量が大であるアクロマートレンズを対物レンズと
して用い、これをフォーカシング方向とトラッキング方
向に制御駆動する二軸アクチュエータに用いた場合で
は、フォーカシングサーボ特性およびトラッキングサー
ボ特性等のサーボ品質の低下を招く虞がある。また、重
量が大であるアクロマートレンズを対物レンズとして用
いた場合、二軸アクチュエータのドライブ電流に大電流
が必要となるとともにドライブ回路や電源等が大型化
し、光学ピックアップ装置およびこれを具備する光再生
装置や光記録再生装置の小型化を阻害する虞がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光源
の短波長化に対応する色収差補正用光学素子を提供する
とともに、この色収差補正用光学素子を具備して光記録
媒体のさらなる高記録密度大容量化に対応する光学ピッ
クアップ装置および光再生装置ならびに光記録再生装置
を提供することである。
の短波長化に対応する色収差補正用光学素子を提供する
とともに、この色収差補正用光学素子を具備して光記録
媒体のさらなる高記録密度大容量化に対応する光学ピッ
クアップ装置および光再生装置ならびに光記録再生装置
を提供することである。
【０００７】
【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の発明の色収差補正用光学素子は、波長が
４４０ｎｍ以下である半導体レーザ等の光源と、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズとの間に配設さ
れる色収差補正用光学素子であって、色収差補正用光学
素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レン
ズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有する
ことを特徴とする。
に、請求項１の発明の色収差補正用光学素子は、波長が
４４０ｎｍ以下である半導体レーザ等の光源と、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズとの間に配設さ
れる色収差補正用光学素子であって、色収差補正用光学
素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レン
ズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有する
ことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明の色収差補正用光学素子
は、波長が４４０ｎｍ以下である半導体レーザ等の光源
と、ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且
つｄ線のアッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで
構成された対物レンズとの間に配設される色収差補正用
光学素子であって、色収差補正用光学素子が、少なくと
もｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッ
ベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特徴とす
る。
は、波長が４４０ｎｍ以下である半導体レーザ等の光源
と、ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且
つｄ線のアッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで
構成された対物レンズとの間に配設される色収差補正用
光学素子であって、色収差補正用光学素子が、少なくと
もｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッ
ベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特徴とす
る。
【０００９】すなわち、請求項１，２の発明の色収差補
正用光学素子は、色収差補正用光学素子が配設される位
置の光束が収束光束であるか発散光束であるかに関わら
ず、光源と対物レンズの間に配設され、透過した波面に
他の光学面で発生する色収差とは逆の極性の色収差を発
生するように構成されている。したがって、対物レンズ
を透過して焦点を結んだときの波面は色収差がキャンセ
ルされた状態であり、光学系全体として光源の波長変動
の範囲内で良好に色収差が補正される系となっている。
正用光学素子は、色収差補正用光学素子が配設される位
置の光束が収束光束であるか発散光束であるかに関わら
ず、光源と対物レンズの間に配設され、透過した波面に
他の光学面で発生する色収差とは逆の極性の色収差を発
生するように構成されている。したがって、対物レンズ
を透過して焦点を結んだときの波面は色収差がキャンセ
ルされた状態であり、光学系全体として光源の波長変動
の範囲内で良好に色収差が補正される系となっている。
【００１０】色収差は、光源の波長変動△λにより光学
材料の屈折率ｎが△ｎだけ変化することにより生じる。
そして、そのときの薄レンズの焦点距離ｆの変化△ｆは
下記式（１）で与えられる。 （△ｆ／ｆ）＋△ｎ／（ｎ−１）＝０ （１） ここで、△ｎ／（ｎ−１）＝（ｎF −ｎC ）／（ｎd −
１）＝ｖd 、△ｆ＝△ｆF-C とおくと下記式（２）とな
る（ただし、ｖd はアッベ数、△ｆF-C はＣ線とＦ線で
の焦点距離変化、ｎF ，ｎC ，ｎd はフラウンホーファ
ーラインＦ線（（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３
ｎｍ）およびｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折
率）。 △ｆF-C ＝−ｆ／ｖd （２）
材料の屈折率ｎが△ｎだけ変化することにより生じる。
そして、そのときの薄レンズの焦点距離ｆの変化△ｆは
下記式（１）で与えられる。 （△ｆ／ｆ）＋△ｎ／（ｎ−１）＝０ （１） ここで、△ｎ／（ｎ−１）＝（ｎF −ｎC ）／（ｎd −
１）＝ｖd 、△ｆ＝△ｆF-C とおくと下記式（２）とな
る（ただし、ｖd はアッベ数、△ｆF-C はＣ線とＦ線で
の焦点距離変化、ｎF ，ｎC ，ｎd はフラウンホーファ
ーラインＦ線（（４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（６５６．３
ｎｍ）およびｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折
率）。 △ｆF-C ＝−ｆ／ｖd （２）
【００１１】対物レンズの色収差は焦点距離ｆの変化の
絶対値としてあらわれ、上記した式（２）から明らかな
ように、焦点距離ｆが大であるほど、あるいは対物レン
ズを構成する光学材料のアッベ数ｖd が小であるほど大
となる。また、対物レンズの焦点深度はｄ＝λ／（Ｎ
Ａ）2 で与えられ、波長が短いほど、あるいはＮＡが大
であるほど焦点深度が小となり、色収差による光学特性
の劣化が大となる。
絶対値としてあらわれ、上記した式（２）から明らかな
ように、焦点距離ｆが大であるほど、あるいは対物レン
ズを構成する光学材料のアッベ数ｖd が小であるほど大
となる。また、対物レンズの焦点深度はｄ＝λ／（Ｎ
Ａ）2 で与えられ、波長が短いほど、あるいはＮＡが大
であるほど焦点深度が小となり、色収差による光学特性
の劣化が大となる。
【００１２】本発明の色収差補正用光学素子は１群２枚
あるいは２群１枚のレンズの構成であり、ｄ線のアッベ
数が５５以上の凸レンズとｄ線のアッベ数が３５以下の
凹レンズを組み合わせて構成するものが望ましい。色収
差は屈折力Ｋの変化△Ｋとして表すこともでき、対物レ
ンズの屈折力をＫ1 とすると、波長変動時の屈折力の変
化△Ｋ1 は下記式（３）で表される。 △Ｋ1 ＝Ｋ1 ×△ｎ／（ｎ＋１） （３）
あるいは２群１枚のレンズの構成であり、ｄ線のアッベ
数が５５以上の凸レンズとｄ線のアッベ数が３５以下の
凹レンズを組み合わせて構成するものが望ましい。色収
差は屈折力Ｋの変化△Ｋとして表すこともでき、対物レ
ンズの屈折力をＫ1 とすると、波長変動時の屈折力の変
化△Ｋ1 は下記式（３）で表される。 △Ｋ1 ＝Ｋ1 ×△ｎ／（ｎ＋１） （３）
【００１３】光源の波長変動による光学材料の屈折率ｎ
の変化△ｎが△ｎ＞０とすると、Ｋ1 は収束レンズの屈
折力なので正であり、式（３）から△Ｋ1 ＞０となる。
これを打ち消すためには、下記式（４）で表される１群
２枚あるいは２群１枚のレンズで構成される色収差補正
用光学素子の合成屈折力Ｋ＝Ｋ2 ＋Ｋ3 の波長による変
化量△Ｋが△Ｋ＜０となればよい。 △Ｋ＝（Ｋ2 ／ｖ2 ）＋（Ｋ3 ／ｖ3 ）＜０ （４） （ただし、Ｋ2 ，Ｋ3 は１群２枚あるいは２群１枚のレ
ンズのそれぞれの屈折力、ｖ2 ，ｖ3 は１群２枚あるい
は２群１枚のレンズのそれぞれのアッベ数）
の変化△ｎが△ｎ＞０とすると、Ｋ1 は収束レンズの屈
折力なので正であり、式（３）から△Ｋ1 ＞０となる。
これを打ち消すためには、下記式（４）で表される１群
２枚あるいは２群１枚のレンズで構成される色収差補正
用光学素子の合成屈折力Ｋ＝Ｋ2 ＋Ｋ3 の波長による変
化量△Ｋが△Ｋ＜０となればよい。 △Ｋ＝（Ｋ2 ／ｖ2 ）＋（Ｋ3 ／ｖ3 ）＜０ （４） （ただし、Ｋ2 ，Ｋ3 は１群２枚あるいは２群１枚のレ
ンズのそれぞれの屈折力、ｖ2 ，ｖ3 は１群２枚あるい
は２群１枚のレンズのそれぞれのアッベ数）
【００１４】ところで、半導体レーザ等の光源から出射
される広がり角の狭いビーム、あるいはほぼコリメート
の光路に色収差補正用光学素子を配設する場合、色収差
補正用光学素子は対物レンズの屈折力Ｋ1 に比べほとん
どパワーを持たないのでＫ＝Ｋ2 ＋Ｋ3 ＝０と見なせる
ことができ、Ｋ2 ＝−Ｋ3 となる。したがって、式
（（４）は下記式（５）のようになる。 Ｋ2 ／ｖ2 ＜−Ｋ3 ／ｖ3 ＝Ｋ2 ／ｖ3 （５）
される広がり角の狭いビーム、あるいはほぼコリメート
の光路に色収差補正用光学素子を配設する場合、色収差
補正用光学素子は対物レンズの屈折力Ｋ1 に比べほとん
どパワーを持たないのでＫ＝Ｋ2 ＋Ｋ3 ＝０と見なせる
ことができ、Ｋ2 ＝−Ｋ3 となる。したがって、式
（（４）は下記式（５）のようになる。 Ｋ2 ／ｖ2 ＜−Ｋ3 ／ｖ3 ＝Ｋ2 ／ｖ3 （５）
【００１５】ここでＫ2 ＞０すなわち凸レンズとする
と、Ｋ3 ＜０すなわち凹レンズであり、ｖ2 ＞ｖ3 とな
る。逆に、Ｋ2 ＜０すなわち凹レンズとすると、Ｋ3 ＞
０すなわち凸レンズとなり、ｖ2 ＜ｖ3 となる。すなわ
ち、正のパワーを有するレンズにたとえばクラウンガラ
スを用い、負のパワーを有するレンズにたとえばフリン
トガラスを用いればよく、且つ波長が４４０ｎｍ以下の
光源を扱うときは各光学面で発生する色収差を補正する
ために非常に大きな色収差を生じさせる必要があるの
で、ｖ2 とｖ3 との値の差を大とすることが望ましい。
たとえば、通常色消しダブレットレンズ（アクロマート
レンズ）は、分散が小であるクラウンガラスの凸レンズ
と分散が大であるフリントガラスの凹レンズとを貼り合
わせたものが用いられる。これ自体では波長の変動に対
して色収差を抑えたレンズであるが、本発明に係る色収
差補正用光学素子は主に対物レンズの色収差をも補正す
るため、それ自体では主に対物レンズと逆極性の色収差
を生じさせる必要があり、レンズを構成する光学材料の
アッベ数に大きな差が必要となる。そして、アッベ数が
５５以上のレンズと３５以下のレンズとの組み合わせを
用いれば、本発明の色収差補正用光学素子で生じる色収
差を大とすることができるので、主に対物レンズで発生
する色収差の補正を十分に行うことができる。
と、Ｋ3 ＜０すなわち凹レンズであり、ｖ2 ＞ｖ3 とな
る。逆に、Ｋ2 ＜０すなわち凹レンズとすると、Ｋ3 ＞
０すなわち凸レンズとなり、ｖ2 ＜ｖ3 となる。すなわ
ち、正のパワーを有するレンズにたとえばクラウンガラ
スを用い、負のパワーを有するレンズにたとえばフリン
トガラスを用いればよく、且つ波長が４４０ｎｍ以下の
光源を扱うときは各光学面で発生する色収差を補正する
ために非常に大きな色収差を生じさせる必要があるの
で、ｖ2 とｖ3 との値の差を大とすることが望ましい。
たとえば、通常色消しダブレットレンズ（アクロマート
レンズ）は、分散が小であるクラウンガラスの凸レンズ
と分散が大であるフリントガラスの凹レンズとを貼り合
わせたものが用いられる。これ自体では波長の変動に対
して色収差を抑えたレンズであるが、本発明に係る色収
差補正用光学素子は主に対物レンズの色収差をも補正す
るため、それ自体では主に対物レンズと逆極性の色収差
を生じさせる必要があり、レンズを構成する光学材料の
アッベ数に大きな差が必要となる。そして、アッベ数が
５５以上のレンズと３５以下のレンズとの組み合わせを
用いれば、本発明の色収差補正用光学素子で生じる色収
差を大とすることができるので、主に対物レンズで発生
する色収差の補正を十分に行うことができる。
【００１６】請求項３の発明の光学ピックアップ装置
は、少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズと、光源と対物
レンズとの間に配設された色収差補正用光学素子とを有
する光学ピックアップ装置であって、色収差補正用光学
素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レン
ズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有する
ことを特徴とする。
は、少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズと、光源と対物
レンズとの間に配設された色収差補正用光学素子とを有
する光学ピックアップ装置であって、色収差補正用光学
素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レン
ズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有する
ことを特徴とする。
【００１７】請求項４の発明の光学ピックアップ装置
は、少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが
０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成された
対物レンズと、光源と対物レンズとの間に配設された色
収差補正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置で
あって、色収差補正用光学素子が、少なくともｄ線のア
ッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が３５
以下の凹レンズとを有することを特徴とする。
は、少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが
０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成された
対物レンズと、光源と対物レンズとの間に配設された色
収差補正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置で
あって、色収差補正用光学素子が、少なくともｄ線のア
ッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が３５
以下の凹レンズとを有することを特徴とする。
【００１８】請求項６の発明の光再生装置は、少なくと
も波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．５５以
上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９
５．０以下である対物レンズと、光源と対物レンズとの
間に配設された色収差補正用光学素子とを有する光学ピ
ックアップ装置と、光学ピックアップ装置をトラッキン
グ方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光再生装
置であって、色収差補正用光学素子が、少なくともｄ線
のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が
３５以下の凹レンズとを有することを特徴とする。
も波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．５５以
上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９
５．０以下である対物レンズと、光源と対物レンズとの
間に配設された色収差補正用光学素子とを有する光学ピ
ックアップ装置と、光学ピックアップ装置をトラッキン
グ方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光再生装
置であって、色収差補正用光学素子が、少なくともｄ線
のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が
３５以下の凹レンズとを有することを特徴とする。
【００１９】請求項７の発明の光再生装置は、少なくと
も波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．７０以
上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９
５．０以下である２枚のレンズで構成された対物レンズ
と、光源と対物レンズとの間に配設された色収差補正用
光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、光学ピッ
クアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する制御駆
動手段とを有する光再生装置であって、色収差補正用光
学素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レ
ンズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有す
ることを特徴とする。
も波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．７０以
上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９
５．０以下である２枚のレンズで構成された対物レンズ
と、光源と対物レンズとの間に配設された色収差補正用
光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、光学ピッ
クアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する制御駆
動手段とを有する光再生装置であって、色収差補正用光
学素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レ
ンズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有す
ることを特徴とする。
【００２０】請求項９の発明の光記録再生装置は、少な
くとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．５５
以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が
９５．０以下である対物レンズと、光源と対物レンズと
の間に配設された色収差補正用光学素子とを有する光学
ピックアップ装置と、光学ピックアップ装置をトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光記録
再生装置であって、色収差補正用光学素子が、少なくと
もｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッ
ベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特徴とす
る。
くとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．５５
以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が
９５．０以下である対物レンズと、光源と対物レンズと
の間に配設された色収差補正用光学素子とを有する光学
ピックアップ装置と、光学ピックアップ装置をトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光記録
再生装置であって、色収差補正用光学素子が、少なくと
もｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ線のアッ
ベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特徴とす
る。
【００２１】請求項１０の発明の光記録再生装置は、少
なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．７
０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数
が９５．０以下である２枚のレンズで構成された対物レ
ンズと、光源と対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、光学
ピックアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する制
御駆動手段とを有する光記録再生装置であって、色収差
補正用光学素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以
上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズ
とを有することを特徴とする。
なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源と、ＮＡが０．７
０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数
が９５．０以下である２枚のレンズで構成された対物レ
ンズと、光源と対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、光学
ピックアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する制
御駆動手段とを有する光記録再生装置であって、色収差
補正用光学素子が、少なくともｄ線のアッベ数が５５以
上の凸レンズと、ｄ線のアッベ数が３５以下の凹レンズ
とを有することを特徴とする。
【００２２】上述した手段による作用について以下に記
す。一般的に光源の波長が短くなるほど波長変動により
対物レンズで発生する色収差は大となるが、光源と対物
レンズとの間に本発明の色収差補正用光学素子を配設す
れば、たとえば光源の中心波長が４４０ｎｍ以下で数ｎ
ｍ程度の波長幅を有していたとしても、あるいは温度変
化により中心波長が数ｎｍ程度モードホッピングしたと
しても、色収差を十分に補正することが可能となる。ま
た、本発明の色収差補正用光学素子は、光学ピックアッ
プ装置を構成するコリメータレンズの機能、すなわち光
源からの出射光を平行な光束に変換する機能を兼ね備え
ることが可能であり、光学ピックアップ装置を構成する
光学部品数を増やすことなく、色収差を十分補正するこ
とが可能となる。したがって、本発明の色収差補正用光
学素子を具備する光学ピックアップ装置では、ほぼ４４
０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の波長の光源を用いても
色収差が生じる虞がなく、この光学ピックアップ装置を
具備する光再生装置および光記録再生装置は、光記録媒
体のさらなる高記録密度大容量化に対応することが可能
となる。
す。一般的に光源の波長が短くなるほど波長変動により
対物レンズで発生する色収差は大となるが、光源と対物
レンズとの間に本発明の色収差補正用光学素子を配設す
れば、たとえば光源の中心波長が４４０ｎｍ以下で数ｎ
ｍ程度の波長幅を有していたとしても、あるいは温度変
化により中心波長が数ｎｍ程度モードホッピングしたと
しても、色収差を十分に補正することが可能となる。ま
た、本発明の色収差補正用光学素子は、光学ピックアッ
プ装置を構成するコリメータレンズの機能、すなわち光
源からの出射光を平行な光束に変換する機能を兼ね備え
ることが可能であり、光学ピックアップ装置を構成する
光学部品数を増やすことなく、色収差を十分補正するこ
とが可能となる。したがって、本発明の色収差補正用光
学素子を具備する光学ピックアップ装置では、ほぼ４４
０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の波長の光源を用いても
色収差が生じる虞がなく、この光学ピックアップ装置を
具備する光再生装置および光記録再生装置は、光記録媒
体のさらなる高記録密度大容量化に対応することが可能
となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明は、ＣＤ等に代表されるＲ
ＯＭ型光ディスク、相変化ディスクや光磁気ディスク等
に代表されるＲＡＭ型光ディスクあるいは光カード等の
光記録媒体を記録再生する光学系において、光源と対物
レンズとの間に配設される色収差補正用光学素子に適用
することができる。また、光記録媒体を再生あるいは記
録再生する光学ピックアップ装置、この光学ピックアッ
プ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置に適
用することができる。以下、本発明の実施の形態例につ
いて図１〜図３０を参照して説明する。
ＯＭ型光ディスク、相変化ディスクや光磁気ディスク等
に代表されるＲＡＭ型光ディスクあるいは光カード等の
光記録媒体を記録再生する光学系において、光源と対物
レンズとの間に配設される色収差補正用光学素子に適用
することができる。また、光記録媒体を再生あるいは記
録再生する光学ピックアップ装置、この光学ピックアッ
プ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置に適
用することができる。以下、本発明の実施の形態例につ
いて図１〜図３０を参照して説明する。
【００２４】まず、光源の波長が４４０ｎｍ以下であ
り、対物レンズ２がＮＡ０．５５以上、焦点距離１．８
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下の単玉レン
ズであり、この光源と対物レンズ２との間に本発明の色
収差補正用光学素子１を配設した事例について、概略光
学系構成図である図１を参照して説明する。また、図１
に示した概略光学系構成図における光学系の波長４４０
ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を用いない６５０ｎ
ｍでの設計値を表１および表２に示し、球面収差は図３
（ａ）、非点収差は図３（ｂ）、歪曲収差は図３
（ｃ）、画角０．５度での横収差は図４（ａ）、軸上で
の横収差は図４（ｂ）に示す。
り、対物レンズ２がＮＡ０．５５以上、焦点距離１．８
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下の単玉レン
ズであり、この光源と対物レンズ２との間に本発明の色
収差補正用光学素子１を配設した事例について、概略光
学系構成図である図１を参照して説明する。また、図１
に示した概略光学系構成図における光学系の波長４４０
ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を用いない６５０ｎ
ｍでの設計値を表１および表２に示し、球面収差は図３
（ａ）、非点収差は図３（ｂ）、歪曲収差は図３
（ｃ）、画角０．５度での横収差は図４（ａ）、軸上で
の横収差は図４（ｂ）に示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】図１に示した概略光学系構成図は物点が無
限遠方に位置する、いわゆる無限光学系であり、色収差
補正用光学素子１は図示を省略する半導体レーザ等の光
源と対物レンズ２との間に配設されている。色収差補正
用光学素子１は１群２枚のレンズで構成されており、光
源側に位置する凸レンズ１ａと対物レンズ２側に位置す
る凹レンズ１ｂとを貼り合わせた構成となっている。そ
して、凸レンズ１ａは分散が小であるとともにｄ線のア
ッベ数が５５以上である光学材料で構成され、凹レンズ
１ｂは分散が大であるとともにｄ線のアッベ数が３５以
下である光学材料で構成されている。このような構成と
すれば、凸レンズ１ａと凹レンズ１ｂとの貼り合わせ面
での屈折および凹レンズ１ｂの出射面（対物レンズ２と
の対向面）での屈折により負の屈折力を有することとな
り、光源の波長変動時に大きな色収差を生じる。ここで
生じる色収差は、主に対物レンズ２の正の屈折力で生じ
る色収差とは逆の極性を有しており、焦点を結んだとき
に色収差がキャンセルされ、光学系全体として色収差が
光源の波長変動の範囲内で良好に補正することができ
る。
限遠方に位置する、いわゆる無限光学系であり、色収差
補正用光学素子１は図示を省略する半導体レーザ等の光
源と対物レンズ２との間に配設されている。色収差補正
用光学素子１は１群２枚のレンズで構成されており、光
源側に位置する凸レンズ１ａと対物レンズ２側に位置す
る凹レンズ１ｂとを貼り合わせた構成となっている。そ
して、凸レンズ１ａは分散が小であるとともにｄ線のア
ッベ数が５５以上である光学材料で構成され、凹レンズ
１ｂは分散が大であるとともにｄ線のアッベ数が３５以
下である光学材料で構成されている。このような構成と
すれば、凸レンズ１ａと凹レンズ１ｂとの貼り合わせ面
での屈折および凹レンズ１ｂの出射面（対物レンズ２と
の対向面）での屈折により負の屈折力を有することとな
り、光源の波長変動時に大きな色収差を生じる。ここで
生じる色収差は、主に対物レンズ２の正の屈折力で生じ
る色収差とは逆の極性を有しており、焦点を結んだとき
に色収差がキャンセルされ、光学系全体として色収差が
光源の波長変動の範囲内で良好に補正することができ
る。
【００２８】図２は、図１に示した概略光学系構成図か
ら色収差補正用光学素子１を除いた概略光学系構成図で
ある。光源の波長変動は、たとえば光源が半導体レーザ
である場合、半導体レーザのドライブ電流に高周波重畳
をかけるときに生じる数ｎｍ程度の波長幅と温度変化に
より中心波長が突然数ｎｍ程度とぶモードホッピングと
がある。とくに、半導体レーザがほぼ４４０ｎｍあるい
は４４０ｎｍ以下の短波長である場合、色収差を補正し
ない一般のレンズは微小な波長変動に対して屈折率の変
化が大となり、許容できない色収差が発生する虞があ
る。また、焦点深度も小となるので色収差で生じる僅か
なデフォーカスも、高密度大容量化の傾向にある光記録
媒体３に対して問題となる可能性が大である。図２に示
した概略光学系構成図において、たとえば光源の波長が
長くなる方向にずれた場合では対物レンズ２の焦点距離
が大となるとともに光記録媒体３の情報記録面３ａでデ
フォーカス状態（焦点深度外）となり、情報記録面３ａ
における収束スポット径が大となって高品質な情報の記
録再生が困難となる。
ら色収差補正用光学素子１を除いた概略光学系構成図で
ある。光源の波長変動は、たとえば光源が半導体レーザ
である場合、半導体レーザのドライブ電流に高周波重畳
をかけるときに生じる数ｎｍ程度の波長幅と温度変化に
より中心波長が突然数ｎｍ程度とぶモードホッピングと
がある。とくに、半導体レーザがほぼ４４０ｎｍあるい
は４４０ｎｍ以下の短波長である場合、色収差を補正し
ない一般のレンズは微小な波長変動に対して屈折率の変
化が大となり、許容できない色収差が発生する虞があ
る。また、焦点深度も小となるので色収差で生じる僅か
なデフォーカスも、高密度大容量化の傾向にある光記録
媒体３に対して問題となる可能性が大である。図２に示
した概略光学系構成図において、たとえば光源の波長が
長くなる方向にずれた場合では対物レンズ２の焦点距離
が大となるとともに光記録媒体３の情報記録面３ａでデ
フォーカス状態（焦点深度外）となり、情報記録面３ａ
における収束スポット径が大となって高品質な情報の記
録再生が困難となる。
【００２９】図２に示した概略光学系構成図において、
波長変動がない場合の点像強度分布を図５に示し、波長
変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図６に示す。
点像強度分布における強度は、図５に示したように、理
想結像状態を１００％で規格化したStrehl値で表してお
り、光学的に回折限界に到達した良好な像の下限とされ
るマレシャルのクライテリオン（波面収差０．０７ｒｍ
ｓλ）はほぼ８０％に相当する。しかしながら、図１に
示した概略光学系構成図から色収差補正用光学素子１を
除いた図２の光学系では、図６に示したように、波長変
動が＋５ｎｍあるときは点像強度分布の中心が８０％よ
り小の７７％であり、十分な収束スポットが得られない
ことが判る。
波長変動がない場合の点像強度分布を図５に示し、波長
変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図６に示す。
点像強度分布における強度は、図５に示したように、理
想結像状態を１００％で規格化したStrehl値で表してお
り、光学的に回折限界に到達した良好な像の下限とされ
るマレシャルのクライテリオン（波面収差０．０７ｒｍ
ｓλ）はほぼ８０％に相当する。しかしながら、図１に
示した概略光学系構成図から色収差補正用光学素子１を
除いた図２の光学系では、図６に示したように、波長変
動が＋５ｎｍあるときは点像強度分布の中心が８０％よ
り小の７７％であり、十分な収束スポットが得られない
ことが判る。
【００３０】また、図７は、波長６５０ｎｍで色収差補
正なしの場合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合
および波長４４０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図７か
ら明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では中心波
長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動しても色収差
の補正が必要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの場
合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動でSt
rehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要があ
ることが判る。そして、図１に示した色収差補正用光学
素子１を配設した概略光学系構成図において、波長変動
が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示した図８から明
らかなように、点像強度分布の中心が８０％より大の９
９％であり、ほとんどデフォーカスを起こすことなく、
十分に回折限界に到達していることが判る。
正なしの場合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合
および波長４４０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図７か
ら明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では中心波
長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動しても色収差
の補正が必要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの場
合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動でSt
rehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要があ
ることが判る。そして、図１に示した色収差補正用光学
素子１を配設した概略光学系構成図において、波長変動
が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示した図８から明
らかなように、点像強度分布の中心が８０％より大の９
９％であり、ほとんどデフォーカスを起こすことなく、
十分に回折限界に到達していることが判る。
【００３１】図２に示したような単玉の対物レンズ２の
色収差は、上記したように波長が短いほど、ＮＡが大で
あるほど、焦点距離が大であるほど、あるいは対物レン
ズ２を構成する光学材料のアッベ数が小であるほど悪化
する。したがって、図１の概略光学系構成図に示した光
学スペックを境界として、波長が４４０ｎｍ以下の光
源、ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且
つｄ線のアッベ数が９５．０以下の単玉の対物レンズ２
では、許容できないほど大である色収差が発生する。す
なわち、図１に示した概略光学系構成図のように、色収
差補正用光学素子１を用いて色収差を補正する必要があ
ることが判る。
色収差は、上記したように波長が短いほど、ＮＡが大で
あるほど、焦点距離が大であるほど、あるいは対物レン
ズ２を構成する光学材料のアッベ数が小であるほど悪化
する。したがって、図１の概略光学系構成図に示した光
学スペックを境界として、波長が４４０ｎｍ以下の光
源、ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且
つｄ線のアッベ数が９５．０以下の単玉の対物レンズ２
では、許容できないほど大である色収差が発生する。す
なわち、図１に示した概略光学系構成図のように、色収
差補正用光学素子１を用いて色収差を補正する必要があ
ることが判る。
【００３２】つぎに、光源の波長が４４０ｎｍ以下であ
り、対物レンズ２がＮＡ０．７０以上、焦点距離１．４
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下である２枚
のレンズで構成されており、この光源と対物レンズ２と
の間に本発明の色収差補正用光学素子１を配設した事例
について、概略光学系構成図である図９を参照して説明
する。また、図９に示した概略光学系構成図における光
学系の波長４４０ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を
用いない６５０ｎｍでの設計値を表３および表４に示
し、球面収差は図１１（ａ）、非点収差は図１１
（ｂ）、歪曲収差は図１１（ｃ）、画角０．５度での横
収差は図１２（ａ）、軸上での横収差は図１２（（ｂ）
に示す。なお、図９に示したように、対物レンズ２を２
枚のレンズで構成する理由は、単玉レンズでＮＡが０．
７０より大である対物レンズ２を実現することがレンズ
の加工上極めて困難であることによる。
り、対物レンズ２がＮＡ０．７０以上、焦点距離１．４
ｍｍ以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下である２枚
のレンズで構成されており、この光源と対物レンズ２と
の間に本発明の色収差補正用光学素子１を配設した事例
について、概略光学系構成図である図９を参照して説明
する。また、図９に示した概略光学系構成図における光
学系の波長４４０ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を
用いない６５０ｎｍでの設計値を表３および表４に示
し、球面収差は図１１（ａ）、非点収差は図１１
（ｂ）、歪曲収差は図１１（ｃ）、画角０．５度での横
収差は図１２（ａ）、軸上での横収差は図１２（（ｂ）
に示す。なお、図９に示したように、対物レンズ２を２
枚のレンズで構成する理由は、単玉レンズでＮＡが０．
７０より大である対物レンズ２を実現することがレンズ
の加工上極めて困難であることによる。
【００３３】
【表３】
【００３４】
【表４】
【００３５】図９に示した概略光学系構成図は物点が無
限遠方に位置する、いわゆる無限光学系であり、色収差
補正用光学素子１は図示を省略する半導体レーザ等の光
源と対物レンズ２との間に配設されている。色収差補正
用光学素子１は１群２枚のレンズで構成されており、光
源側に位置する凸レンズ１ａと対物レンズ２側に位置す
る凹レンズ１ｂとを貼り合わせた構成となっている。そ
して、凸レンズ１ａは分散が小であるとともにｄ線のア
ッベ数が５５以上である光学材料で構成され、凹レンズ
１ｂは分散が大であるとともにｄ線のアッベ数が３５以
下である光学材料で構成されている。このような構成と
すれば、凸レンズ１ａと凹レンズ１ｂとの貼り合わせ面
での屈折および凹レンズ１ｂの出射面（対物レンズ２と
の対向面）での屈折により負の屈折力を有することとな
り、光源の波長変動時に大きな色収差が生じる。ここで
生じる色収差は、主に対物レンズ２の正の屈折力で生じ
る色収差とは逆の極性を有しており、焦点を結んだとき
に色収差がキャンセルされ、光学系全体として色収差が
光源の波長変動の範囲内で良好に補正することができ
る。
限遠方に位置する、いわゆる無限光学系であり、色収差
補正用光学素子１は図示を省略する半導体レーザ等の光
源と対物レンズ２との間に配設されている。色収差補正
用光学素子１は１群２枚のレンズで構成されており、光
源側に位置する凸レンズ１ａと対物レンズ２側に位置す
る凹レンズ１ｂとを貼り合わせた構成となっている。そ
して、凸レンズ１ａは分散が小であるとともにｄ線のア
ッベ数が５５以上である光学材料で構成され、凹レンズ
１ｂは分散が大であるとともにｄ線のアッベ数が３５以
下である光学材料で構成されている。このような構成と
すれば、凸レンズ１ａと凹レンズ１ｂとの貼り合わせ面
での屈折および凹レンズ１ｂの出射面（対物レンズ２と
の対向面）での屈折により負の屈折力を有することとな
り、光源の波長変動時に大きな色収差が生じる。ここで
生じる色収差は、主に対物レンズ２の正の屈折力で生じ
る色収差とは逆の極性を有しており、焦点を結んだとき
に色収差がキャンセルされ、光学系全体として色収差が
光源の波長変動の範囲内で良好に補正することができ
る。
【００３６】図１０は、図９に示した概略光学系構成図
から色収差補正用光学素子１を除いた概略光学系構成図
である。また、図１０に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動がないときの点像強度分布を図１３に示
し、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図１
４に示す。図１４から明らかなように、波長変動が＋５
ｎｍあるときは点像強度分布の中心が８０％より小の７
６％であり、色収差を補正する必要があることが判る。
また、図１６は、波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場
合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長
４４０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長
に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のSt
rehl値の変動を示すグラフである。図１６から明らかな
ように、波長が６５０ｎｍの場合では中心波長に対して
−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動しても色収差の補正が必
要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの場合では色収
差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で中心が８０％
以下となり、色収差を補正する必要があることが判る。
から色収差補正用光学素子１を除いた概略光学系構成図
である。また、図１０に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動がないときの点像強度分布を図１３に示
し、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図１
４に示す。図１４から明らかなように、波長変動が＋５
ｎｍあるときは点像強度分布の中心が８０％より小の７
６％であり、色収差を補正する必要があることが判る。
また、図１６は、波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場
合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長
４４０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長
に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のSt
rehl値の変動を示すグラフである。図１６から明らかな
ように、波長が６５０ｎｍの場合では中心波長に対して
−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動しても色収差の補正が必
要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの場合では色収
差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で中心が８０％
以下となり、色収差を補正する必要があることが判る。
【００３７】そして、図９に示した光源と対物レンズ２
との間に本発明の色収差補正用光学素子１を配設した概
略光学系構成図では、波長変動が＋５ｎｍあるときの点
像強度分布を示した図１５から明らかなように、点像強
度分布の中心が８０％より大の９９％であり、ほとんど
デフォーカスを起こすことなく、十分に回折限界に到達
していることが判る。
との間に本発明の色収差補正用光学素子１を配設した概
略光学系構成図では、波長変動が＋５ｎｍあるときの点
像強度分布を示した図１５から明らかなように、点像強
度分布の中心が８０％より大の９９％であり、ほとんど
デフォーカスを起こすことなく、十分に回折限界に到達
していることが判る。
【００３８】図１０に示したように、２枚のレンズで構
成された対物レンズ２の色収差は、波長が短いほど、Ｎ
Ａが大であるほど、焦点距離が大であるほど、あるいは
対物レンズ２を構成する光学材料のアッベ数が小である
ほど悪化する。したがって、図９の概略光学系構成図に
示した光学スペックを境界として、波長が４４０ｎｍ以
下の光源、ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ
以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下の２枚のレンズ
で構成された対物レンズ２では、許容できないほど大で
ある色収差が発生する。すなわち、図９に示した概略光
学系構成図のように、色収差補正用光学素子１を用いて
色収差を補正する必要があることが判る。
成された対物レンズ２の色収差は、波長が短いほど、Ｎ
Ａが大であるほど、焦点距離が大であるほど、あるいは
対物レンズ２を構成する光学材料のアッベ数が小である
ほど悪化する。したがって、図９の概略光学系構成図に
示した光学スペックを境界として、波長が４４０ｎｍ以
下の光源、ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ
以上且つｄ線のアッベ数が９５．０以下の２枚のレンズ
で構成された対物レンズ２では、許容できないほど大で
ある色収差が発生する。すなわち、図９に示した概略光
学系構成図のように、色収差補正用光学素子１を用いて
色収差を補正する必要があることが判る。
【００３９】なお、図９に示した概略光学系構成図で
は、色収差補正用光学素子１を２枚のレンズを貼り合わ
せた１群２枚レンズの構成である事例を示したが、たと
えば図１７の概略光学系構成図に示したように、１枚以
上のレンズで構成し、且つレンズを貼り合わせずに間隔
をあけて配設する構成のものでも良い。図１７に示した
概略光学系構成図における光学系の波長４１０ｎｍおよ
び色収差補正用光学素子１を用いない６５０ｎｍでの設
計値を表５および表６に示し、球面収差は図１８
（ａ）、非点収差は図１８（ｂ）、歪曲収差は図１８
（ｃ）、画角０．５度での横収差は図１９（ａ）、軸上
での横収差は図１９（ｂ）に示す。
は、色収差補正用光学素子１を２枚のレンズを貼り合わ
せた１群２枚レンズの構成である事例を示したが、たと
えば図１７の概略光学系構成図に示したように、１枚以
上のレンズで構成し、且つレンズを貼り合わせずに間隔
をあけて配設する構成のものでも良い。図１７に示した
概略光学系構成図における光学系の波長４１０ｎｍおよ
び色収差補正用光学素子１を用いない６５０ｎｍでの設
計値を表５および表６に示し、球面収差は図１８
（ａ）、非点収差は図１８（ｂ）、歪曲収差は図１８
（ｃ）、画角０．５度での横収差は図１９（ａ）、軸上
での横収差は図１９（ｂ）に示す。
【００４０】
【表５】
【００４１】
【表６】
【００４２】図１７に示した本発明の色収差補正用光学
素子１を配設した概略光学系構成図において、波長変動
が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図２０に示す。ま
た、図１７に示した概略光学系構成図から色収差補正用
光学素子１を除いた光学系において、波長変動が＋５ｎ
ｍあるときの点像強度分布を図２１に示す。図２０から
も明らかなように、この光学系では４４０ｎｍ以下の短
波長の光源を用いているにも関わらず、＋５ｎｍの波長
変動が生じても色収差の発生が抑制され、良好な光学特
性を有している。すなわち、色収差補正用光学素子１に
アッベ数の差が大となるように５５以上と３５以下の光
学材料を用いることにより、対物レンズ２で生じる色収
差を良好に補正していることが判る。これに対して、図
１７に示した概略光学系構成図から色収差補正用光学素
子１を除いた光学系では、図２１から明らかなように、
情報記録面３ａで点像強度分布の中心が８０％より小の
６％であり、十分な収束スポットが得られないことが判
る。
素子１を配設した概略光学系構成図において、波長変動
が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を図２０に示す。ま
た、図１７に示した概略光学系構成図から色収差補正用
光学素子１を除いた光学系において、波長変動が＋５ｎ
ｍあるときの点像強度分布を図２１に示す。図２０から
も明らかなように、この光学系では４４０ｎｍ以下の短
波長の光源を用いているにも関わらず、＋５ｎｍの波長
変動が生じても色収差の発生が抑制され、良好な光学特
性を有している。すなわち、色収差補正用光学素子１に
アッベ数の差が大となるように５５以上と３５以下の光
学材料を用いることにより、対物レンズ２で生じる色収
差を良好に補正していることが判る。これに対して、図
１７に示した概略光学系構成図から色収差補正用光学素
子１を除いた光学系では、図２１から明らかなように、
情報記録面３ａで点像強度分布の中心が８０％より小の
６％であり、十分な収束スポットが得られないことが判
る。
【００４３】また、図２２は、波長６５０ｎｍで色収差
補正なしの場合、波長４１０ｎｍで色収差補正なしの場
合および波長４１０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図２２
から明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では色収
差の補正が必要でないのに対して、波長が４１０ｎｍの
場合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で
Strehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要が
あることが判る。
補正なしの場合、波長４１０ｎｍで色収差補正なしの場
合および波長４１０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図２２
から明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では色収
差の補正が必要でないのに対して、波長が４１０ｎｍの
場合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で
Strehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要が
あることが判る。
【００４４】上記した色収差補正用光学素子１は、光源
からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズとし
ての機能を兼用させることも可能であり、この場合には
光学部品数を増加させることなく色収差を補正する光学
ピックアップ装置を構成することができる。ところで、
色収差補正用光学素子１を配設する位置は平行光束中に
限定されるものではなく、発散光中や収束光中であって
もよい。この場合、たとえば図２３の概略光学系構成図
に示したように、発散光中に１枚以上のレンズで構成さ
れ、コリーメータレンズ機能をも兼ねた色収差補正用光
学素子１を配設しても同様の効果を得ることができる。
図２３に示した概略光学系構成図における光学系の波長
４４０ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を用いない６
５０ｎｍでの設計値を表７および表８に示し、球面収差
は図２４（ａ）、非点収差は図２４（ｂ）、歪曲収差は
図２４（ｃ）、画角０．５度での横収差は図２５
（ａ）、軸上での横収差は図２５（ｂ）に示す。
からの出射光を平行光に変換するコリメータレンズとし
ての機能を兼用させることも可能であり、この場合には
光学部品数を増加させることなく色収差を補正する光学
ピックアップ装置を構成することができる。ところで、
色収差補正用光学素子１を配設する位置は平行光束中に
限定されるものではなく、発散光中や収束光中であって
もよい。この場合、たとえば図２３の概略光学系構成図
に示したように、発散光中に１枚以上のレンズで構成さ
れ、コリーメータレンズ機能をも兼ねた色収差補正用光
学素子１を配設しても同様の効果を得ることができる。
図２３に示した概略光学系構成図における光学系の波長
４４０ｎｍおよび色収差補正用光学素子１を用いない６
５０ｎｍでの設計値を表７および表８に示し、球面収差
は図２４（ａ）、非点収差は図２４（ｂ）、歪曲収差は
図２４（ｃ）、画角０．５度での横収差は図２５
（ａ）、軸上での横収差は図２５（ｂ）に示す。
【００４５】
【表７】
【００４６】
【表８】
【００４７】図２３に示した色収差補正用光学素子１を
配設した概略光学系構成図において、波長変動が＋５ｎ
ｍあるときの点像強度分布を図２６に示す。図２３に示
した概略光学系構成図から色収差補正用光学素子１を除
いた概略光学系構成図において、波長変動が＋５ｎｍあ
るときの点像強度分布を図２７に示す。図２６からも明
らかなように、この光学系では４４０ｎｍ以下の短波長
の光源を用いているにも関わらず、＋５ｎｍの波長変動
が生じても点像強度分布の中心が８０％より大の８９％
であり、色収差の発生が抑制されて良好な光学特性を有
している。すなわち、色収差補正用光学素子１にアッベ
数の差が大となるように５５以上と３５以下の光学材料
を用いることにより、対物レンズ２で生じる色収差を良
好に補正していることが判る。これに対して、図２７か
ら明らかなように、対物レンズ２で色収差が発生してデ
フォーカスにより情報記録面３ａでの点像強度分布の中
心が８０％を割る７９％であり、十分な収束スポットを
得るには不十分であることが判る。
配設した概略光学系構成図において、波長変動が＋５ｎ
ｍあるときの点像強度分布を図２６に示す。図２３に示
した概略光学系構成図から色収差補正用光学素子１を除
いた概略光学系構成図において、波長変動が＋５ｎｍあ
るときの点像強度分布を図２７に示す。図２６からも明
らかなように、この光学系では４４０ｎｍ以下の短波長
の光源を用いているにも関わらず、＋５ｎｍの波長変動
が生じても点像強度分布の中心が８０％より大の８９％
であり、色収差の発生が抑制されて良好な光学特性を有
している。すなわち、色収差補正用光学素子１にアッベ
数の差が大となるように５５以上と３５以下の光学材料
を用いることにより、対物レンズ２で生じる色収差を良
好に補正していることが判る。これに対して、図２７か
ら明らかなように、対物レンズ２で色収差が発生してデ
フォーカスにより情報記録面３ａでの点像強度分布の中
心が８０％を割る７９％であり、十分な収束スポットを
得るには不十分であることが判る。
【００４８】また、図２８は、波長６５０ｎｍで色収差
補正なしの場合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場
合および波長４４０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図２８
から明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では色収
差の補正が必要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの
場合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で
Strehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要が
あることが判る。
補正なしの場合、波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場
合および波長４４０ｎｍで色収差補正ありの場合につい
て、中心波長に対して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動さ
せた場合のStrehl値の変動を示すグラフである。図２８
から明らかなように、波長が６５０ｎｍの場合では色収
差の補正が必要でないのに対して、波長が４４０ｎｍの
場合では色収差を補正しないと、±５ｎｍ以上の変動で
Strehl値が８０％以下となり、色収差を補正する必要が
あることが判る。
【００４９】以下、図１，９，１７，２３に示した本発
明の色収差補正用光学素子１を具備する光学ピックアッ
プ装置について、図２９を参照して説明する。なお、図
２９では、代表して図９の概略光学系構成図に示した色
収差補正用光学素子１と対物レンズ２とを用いた事例を
示しているが、図１，１７，２３の概略光学系構成図に
示した色収差補正用光学素子１と対物レンズ２とを用い
てもよいことは言うまでもない。
明の色収差補正用光学素子１を具備する光学ピックアッ
プ装置について、図２９を参照して説明する。なお、図
２９では、代表して図９の概略光学系構成図に示した色
収差補正用光学素子１と対物レンズ２とを用いた事例を
示しているが、図１，１７，２３の概略光学系構成図に
示した色収差補正用光学素子１と対物レンズ２とを用い
てもよいことは言うまでもない。
【００５０】光学ピックアップ装置を構成する光源（図
示せず)、たとえば半導体レーザからは波長が４４０ｎ
ｍの直線偏光ビームが出射され、たとえば回折格子（図
示せず）により回折され０次光および±１次光に分割さ
れ、これらはコリメータレンズ（図示せず）により平行
光に変換される。平行光に変換された直線偏光ビームは
偏光ビームスプリッタ４を透過し、１／４波長板５にお
いて直線偏光ビームが円偏光ビームに変換され、色収差
補正用光学素子１を透過する。このとき、半導体レーザ
から出射された波長４４０ｎｍの直線偏光ビームに波長
変動が生じていた場合、色収差補正用光学素子１におい
て、対物レンズ２の正の屈折力で生じる色収差とは逆の
極性を有する色収差が生じ、情報記録面３ａに照射され
る収束スポットの色収差をキャンセルすることとなる。
色収差補正用光学素子１を透過した円偏光ビームは、対
物レンズ２を介して光記録媒体３の信号記録面３ａに収
束される。
示せず)、たとえば半導体レーザからは波長が４４０ｎ
ｍの直線偏光ビームが出射され、たとえば回折格子（図
示せず）により回折され０次光および±１次光に分割さ
れ、これらはコリメータレンズ（図示せず）により平行
光に変換される。平行光に変換された直線偏光ビームは
偏光ビームスプリッタ４を透過し、１／４波長板５にお
いて直線偏光ビームが円偏光ビームに変換され、色収差
補正用光学素子１を透過する。このとき、半導体レーザ
から出射された波長４４０ｎｍの直線偏光ビームに波長
変動が生じていた場合、色収差補正用光学素子１におい
て、対物レンズ２の正の屈折力で生じる色収差とは逆の
極性を有する色収差が生じ、情報記録面３ａに照射され
る収束スポットの色収差をキャンセルすることとなる。
色収差補正用光学素子１を透過した円偏光ビームは、対
物レンズ２を介して光記録媒体３の信号記録面３ａに収
束される。
【００５１】光記録媒体３の情報記録面３ａで反射され
た円偏光ビームは対物レンズ２、色収差補正用光学素子
１を透過し、１／４波長板５において往きの直線偏光ビ
ームとは偏光方向が９０度回転した直線偏光ビームに変
換される。この往きの直線偏光ビームと偏光方向が９０
度回転した直線偏光ビームは偏光ビームスプリッタ４で
反射され、フォーカシングレンズ６、マルチレンズ７を
透過して光検出器８に集光される。この光検出器８は複
数に分割された受光素子を有しており、複数に分割され
た受光素子に照射される０次光および±１次光の光量に
基づく演算処理が行われ、フォーカシングエラー信号、
トラッキングエラー信号およびＲＦ信号等が検出され
る。対物レンズ２は、たとえば対物レンズ２をフォーカ
シング方向とトラッキング方向とに制御駆動する二軸ア
クチュエータに具備されており、上記したフォーカシン
グエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づく制
御信号により、フォーカシングサーボおよびトラッキン
グサーボのフィードバックサーボが行われる。
た円偏光ビームは対物レンズ２、色収差補正用光学素子
１を透過し、１／４波長板５において往きの直線偏光ビ
ームとは偏光方向が９０度回転した直線偏光ビームに変
換される。この往きの直線偏光ビームと偏光方向が９０
度回転した直線偏光ビームは偏光ビームスプリッタ４で
反射され、フォーカシングレンズ６、マルチレンズ７を
透過して光検出器８に集光される。この光検出器８は複
数に分割された受光素子を有しており、複数に分割され
た受光素子に照射される０次光および±１次光の光量に
基づく演算処理が行われ、フォーカシングエラー信号、
トラッキングエラー信号およびＲＦ信号等が検出され
る。対物レンズ２は、たとえば対物レンズ２をフォーカ
シング方向とトラッキング方向とに制御駆動する二軸ア
クチュエータに具備されており、上記したフォーカシン
グエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づく制
御信号により、フォーカシングサーボおよびトラッキン
グサーボのフィードバックサーボが行われる。
【００５２】上記した色収差補正用光学素子１を具備し
た光学ピックアップ装置は、波長がほぼ４４０ｎｍある
いは４４０ｎｍ以下である短波長の光源を用いて高周波
重畳を行っても色収差を十分補正し、またモードホッピ
ングが生じても色収差を十分補正するので、光記録媒体
３のさらなる高記録密度大容量化に対応することができ
る。
た光学ピックアップ装置は、波長がほぼ４４０ｎｍある
いは４４０ｎｍ以下である短波長の光源を用いて高周波
重畳を行っても色収差を十分補正し、またモードホッピ
ングが生じても色収差を十分補正するので、光記録媒体
３のさらなる高記録密度大容量化に対応することができ
る。
【００５３】以下、上記した光学ピックアップ装置を具
備する光再生装置および光記録再生装置について、代表
して光記録再生装置の概略構成図である図３０を参照し
て説明する。
備する光再生装置および光記録再生装置について、代表
して光記録再生装置の概略構成図である図３０を参照し
て説明する。
【００５４】光記録再生装置はスピンドルモータ１０、
送りモータ１２および光学ピックアップ装置９等により
概略構成されており、これらは光記録再生装置全体を制
御するシステムコントローラ１４により制御される。そ
して、光学ピックアップ装置のトラッキング方向への移
動は、ガイド機構（図示せず）とリニアモータ等で構成
された送りモータ１２とで構成される制御駆動手段によ
り行われる。たとえば、スピンドルモータ１０にチャッ
キングされた光記録媒体３を再生する場合、システムコ
ントローラ１４からのコントロール信号がサーボ制御回
路１３と変復調回路１１に供給される。コントロール信
号が供給されたサーボ制御回路１３では、スピンドルモ
ータ１０をフォーカシング引き込み状態に設定された回
転数で回転させるとともに送りモータ１２を駆動し、光
学ピックアップ装置９を、たとえば光記録媒体３の内周
側に移動させる。光記録媒体３の内周側に移動した光学
ピックアップ装置９では、フォーカスサーチ動作により
フォーカシングサーボをかけ、後にトラッキングサーボ
をかけることが行われる。
送りモータ１２および光学ピックアップ装置９等により
概略構成されており、これらは光記録再生装置全体を制
御するシステムコントローラ１４により制御される。そ
して、光学ピックアップ装置のトラッキング方向への移
動は、ガイド機構（図示せず）とリニアモータ等で構成
された送りモータ１２とで構成される制御駆動手段によ
り行われる。たとえば、スピンドルモータ１０にチャッ
キングされた光記録媒体３を再生する場合、システムコ
ントローラ１４からのコントロール信号がサーボ制御回
路１３と変復調回路１１に供給される。コントロール信
号が供給されたサーボ制御回路１３では、スピンドルモ
ータ１０をフォーカシング引き込み状態に設定された回
転数で回転させるとともに送りモータ１２を駆動し、光
学ピックアップ装置９を、たとえば光記録媒体３の内周
側に移動させる。光記録媒体３の内周側に移動した光学
ピックアップ装置９では、フォーカスサーチ動作により
フォーカシングサーボをかけ、後にトラッキングサーボ
をかけることが行われる。
【００５５】光学ピックアップ装置９を構成する光検出
器により検出されたフォーカシングエラー信号、トラッ
キングエラー信号および光記録媒体３の何処を読み出し
ているかの位置情報等は変復調回路１１に供給される。
このうちのフォーカシングエラー信号およびトラッキン
グエラー信号はフィルタリングされ、フォーカシング制
御信号およびトラッキング制御信号としてシステムコン
トローラ１４を介してサーボ制御回路１３に供給され
る。サーボ制御回路１３はフォーカシング制御信号によ
って光学ピックアップ装置９を構成する、たとえば二軸
アクチュエータのフォーカシングコイルを駆動し、トラ
ッキング制御信号によって光学ピックアップ装置９を構
成する二軸アクチュエータのトラッキングコイルを駆動
する。トラッキング制御信号の低域成分はシステムコン
トローラ１４を介してサーボ制御回路１３に供給され、
送りモータ１２を駆動する。これらによって、フォーカ
シングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボの
フィードバックサーボが行われる。また、光記録媒体３
の何処を読み出しているかの位置情報は変復調回路１１
により処理され、スピンドル制御信号としてスピンドル
モータ１０に供給され、スピンドルモータ１０にチャッ
キングされた光記録媒体３の再生位置に応じた所定の回
転数に制御駆動され、ここから実際の再生が開始され
る。そして、変復調回路１１により処理されて復調され
た再生データは外部回路１５を介して外部に伝送され
る。
器により検出されたフォーカシングエラー信号、トラッ
キングエラー信号および光記録媒体３の何処を読み出し
ているかの位置情報等は変復調回路１１に供給される。
このうちのフォーカシングエラー信号およびトラッキン
グエラー信号はフィルタリングされ、フォーカシング制
御信号およびトラッキング制御信号としてシステムコン
トローラ１４を介してサーボ制御回路１３に供給され
る。サーボ制御回路１３はフォーカシング制御信号によ
って光学ピックアップ装置９を構成する、たとえば二軸
アクチュエータのフォーカシングコイルを駆動し、トラ
ッキング制御信号によって光学ピックアップ装置９を構
成する二軸アクチュエータのトラッキングコイルを駆動
する。トラッキング制御信号の低域成分はシステムコン
トローラ１４を介してサーボ制御回路１３に供給され、
送りモータ１２を駆動する。これらによって、フォーカ
シングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボの
フィードバックサーボが行われる。また、光記録媒体３
の何処を読み出しているかの位置情報は変復調回路１１
により処理され、スピンドル制御信号としてスピンドル
モータ１０に供給され、スピンドルモータ１０にチャッ
キングされた光記録媒体３の再生位置に応じた所定の回
転数に制御駆動され、ここから実際の再生が開始され
る。そして、変復調回路１１により処理されて復調され
た再生データは外部回路１５を介して外部に伝送され
る。
【００５６】スピンドルモータ１０にチャッキングされ
ている光記録媒体３に、たとえば外部から供給される外
部データを記録する場合、フォーカシングサーボ、トラ
ッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサー
ボをかけるまでは再生と同様の過程を経る。システムコ
ントローラ１４からは外部回路１５を介して入力される
入力データを光記録媒体３の何処に記録するかのコント
ロール信号がサーボ制御回路１３および変復調回路１１
に供給される。サーボ制御回路１３では、スピンドルモ
ータ１０を所定の回転数に制御するとともに、送りモー
タ１２を駆動して光学ピックアップ装置９を情報記録位
置に移動させる。また、外部回路１５を介して変復調回
路１１に入力された入力信号は、変復調回路１１におい
て記録フォーマットに基づく変調が行われ、光学ピック
アップ装置９に供給される。光学ピックアップ装置９で
は変調信号に基づく出射光の変調および情報記録位置に
基づく出射光パワーが制御されて光記録媒体３に照射さ
れ、光記録媒体３への記録が開始される。なお、光記録
媒体３が回転数一定で記録再生される、いわゆるＣＡＶ
(Constant Angular Velocity)ディスクである場合は、
光記録媒体３の何処を読み出しているかの位置情報等は
不要であり、スピンドルモータ１０は一定の回転数とな
るように制御される。
ている光記録媒体３に、たとえば外部から供給される外
部データを記録する場合、フォーカシングサーボ、トラ
ッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサー
ボをかけるまでは再生と同様の過程を経る。システムコ
ントローラ１４からは外部回路１５を介して入力される
入力データを光記録媒体３の何処に記録するかのコント
ロール信号がサーボ制御回路１３および変復調回路１１
に供給される。サーボ制御回路１３では、スピンドルモ
ータ１０を所定の回転数に制御するとともに、送りモー
タ１２を駆動して光学ピックアップ装置９を情報記録位
置に移動させる。また、外部回路１５を介して変復調回
路１１に入力された入力信号は、変復調回路１１におい
て記録フォーマットに基づく変調が行われ、光学ピック
アップ装置９に供給される。光学ピックアップ装置９で
は変調信号に基づく出射光の変調および情報記録位置に
基づく出射光パワーが制御されて光記録媒体３に照射さ
れ、光記録媒体３への記録が開始される。なお、光記録
媒体３が回転数一定で記録再生される、いわゆるＣＡＶ
(Constant Angular Velocity)ディスクである場合は、
光記録媒体３の何処を読み出しているかの位置情報等は
不要であり、スピンドルモータ１０は一定の回転数とな
るように制御される。
【００５７】再生専用の光再生装置および記録と再生の
両方可能な光記録再生装置に具備される光学ピックアッ
プ装置９に本発明の色収差補正用光学素子１が構成され
ていれば、光源のモードホッピングや光源である半導体
レーザの高周波重畳により生じる色収差、とくに光源に
短波長であるほぼ４４０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の
ものを使用したときに生じる色収差に対して有効に補正
することができ、光記録媒体３のさらなる高密度大容量
化に対応することができる。
両方可能な光記録再生装置に具備される光学ピックアッ
プ装置９に本発明の色収差補正用光学素子１が構成され
ていれば、光源のモードホッピングや光源である半導体
レーザの高周波重畳により生じる色収差、とくに光源に
短波長であるほぼ４４０ｎｍあるいは４４０ｎｍ以下の
ものを使用したときに生じる色収差に対して有効に補正
することができ、光記録媒体３のさらなる高密度大容量
化に対応することができる。
【００５８】
【発明の効果】本発明の色収差補正用光学素子によれ
ば、４４０ｎｍ以下の短波長光源を用いた場合に主に対
物レンズで発生する色収差を十分補正することができ
る。そして、この色収差補正用光学素子と短波長の光源
とで光学系を構成した光学ピックアップ装置およびこの
光学ピックアップ装置を具備した光再生装置ならびに光
記録再生装置は色収差が十分に補正することができるの
で、光記録媒体のさらなる高記録密度大容量化に対応す
ることができる。
ば、４４０ｎｍ以下の短波長光源を用いた場合に主に対
物レンズで発生する色収差を十分補正することができ
る。そして、この色収差補正用光学素子と短波長の光源
とで光学系を構成した光学ピックアップ装置およびこの
光学ピックアップ装置を具備した光再生装置ならびに光
記録再生装置は色収差が十分に補正することができるの
で、光記録媒体のさらなる高記録密度大容量化に対応す
ることができる。
【図１】 本発明の色収差補正用光学素子を配設した概
略光学系構成図である。
略光学系構成図である。
【図２】 図１の概略光学系構成図から色収差補正用光
学素子を除いた概略光学系構成図である。
学素子を除いた概略光学系構成図である。
【図３】 図１に示した概略光学系構成図において、
（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収
差を示す。
（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収
差を示す。
【図４】 図１に示した概略光学系構成図において、
（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上での横
収差を示す。
（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上での横
収差を示す。
【図５】 図２に示した概略光学系構成図において、波
長変動がない場合の点像強度分布を示す図である。
長変動がない場合の点像強度分布を示す図である。
【図６】 図２に示した概略光学系構成図において、波
長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図であ
る。
長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図であ
る。
【図７】 波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場合、波
長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４０
ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対し
て−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl値
の変動を示すグラフである。
長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４０
ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対し
て−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl値
の変動を示すグラフである。
【図８】 図１に示した概略光学系構成図において、波
長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図であ
る。
長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図であ
る。
【図９】 本発明の他の色収差補正用光学素子を配設し
た概略光学系構成図である。
た概略光学系構成図である。
【図１０】 図９の概略光学系構成図から色収差補正用
光学素子を除いた概略光学系構成図である。
光学素子を除いた概略光学系構成図である。
【図１１】 図９に示した概略光学系構成図において、
（ａ）は球面収差、（（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲
収差を示す。
（ａ）は球面収差、（（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲
収差を示す。
【図１２】 図９に示した概略光学系構成図において、
（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上での横
収差を示す図である。
（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上での横
収差を示す図である。
【図１３】 図１０に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動がないときの点像強度分布を示す図であ
る。
て、波長変動がないときの点像強度分布を示す図であ
る。
【図１４】 図１０に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
【図１５】 図９に示した概略光学系構成図において、
波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図で
ある。
波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す図で
ある。
【図１６】 波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場合、
波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
【図１７】 本発明のさらに他の色収差補正用光学素子
を配設した概略光学系構成図である。
を配設した概略光学系構成図である。
【図１８】 図１７に示した概略光学系構成図におい
て、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪
曲収差を示す。
て、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪
曲収差を示す。
【図１９】 図１７に示した概略光学系構成図におい
て、（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上で
の横収差を示す図である。
て、（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上で
の横収差を示す図である。
【図２０】 図１７に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
【図２１】 図１７に示した概略光学系構成図におい
て、色収差補正用光学素子を配設せず、波長変動が＋５
ｎｍあるときの点像強度分布を示す図である。
て、色収差補正用光学素子を配設せず、波長変動が＋５
ｎｍあるときの点像強度分布を示す図である。
【図２２】 波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場合、
波長４１０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４１
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
波長４１０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４１
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
【図２３】 本発明の色収差補正用光学素子を発散光中
に配設した概略光学系構成図である。
に配設した概略光学系構成図である。
【図２４】 図２３に示した概略光学系構成図におい
て、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪
曲収差を示す。
て、（ａ）は球面収差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪
曲収差を示す。
【図２５】 図２３に示した概略光学系構成図におい
て、（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上で
の横収差を示す図である。
て、（ａ）は画角０．５度での横収差、（ｂ）は軸上で
の横収差を示す図である。
【図２６】 図２３に示した概略光学系構成図におい
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
て、波長変動が＋５ｎｍあるときの点像強度分布を示す
図である。
【図２７】 図２３に示した概略光学系構成図におい
て、色収差補正用光学素子を配設せず、波長変動が＋５
ｎｍあるときの点像強度分布図を示す図である。
て、色収差補正用光学素子を配設せず、波長変動が＋５
ｎｍあるときの点像強度分布図を示す図である。
【図２８】 波長６５０ｎｍで色収差補正なしの場合、
波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
波長４４０ｎｍで色収差補正なしの場合および波長４４
０ｎｍで色収差補正ありの場合について、中心波長に対
して−１０ｎｍから＋１０ｎｍ変動させた場合のStrehl
値の変動を示すグラフである。
【図２９】 本発明の光学ピックアップ装置の概略構成
図である。
図である。
【図３０】 本発明の光記録再生装置の概略構成図であ
る。
る。
１…色収差補正用光学素子、１ａ…凸レンズ、１ｂ…凹
レンズ、２…対物レンズ、３…光記録媒体、３ａ…情報
記録面、４…偏光ビームスプリッタ、５…１／４波長
板、６…フォーカシングレンズ、７…マルチレンズ、８
…光検出器、９…光学ピックアップ装置、１０…スピン
ドルモータ、１１…変復調回路、１２…送りモータ、１
３…サーボ制御回路、１４…システムコントローラ、１
５…外部回路
レンズ、２…対物レンズ、３…光記録媒体、３ａ…情報
記録面、４…偏光ビームスプリッタ、５…１／４波長
板、６…フォーカシングレンズ、７…マルチレンズ、８
…光検出器、９…光学ピックアップ装置、１０…スピン
ドルモータ、１１…変復調回路、１２…送りモータ、１
３…サーボ制御回路、１４…システムコントローラ、１
５…外部回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 鈴木 彰 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大里 潔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 NA14 PA01 PA02 PA03 PA17 PA18 PB01 PB03 PB04 QA02 QA03 QA05 QA06 QA07 QA12 QA14 QA21 QA22 QA25 QA26 QA33 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA42 5D075 AA03 CD06 CD17 CD18 5D119 EC03 HA63 JA02 JA43 JB01 JB02 JB04
Claims (11)
- 【請求項１】 波長が４４０ｎｍ以下の光源と、 ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ
線のアッベ数が９５．０以下である対物レンズとの間に
配設される色収差補正用光学素子であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする色収差補正用光学素子。 - 【請求項２】 波長が４４０ｎｍ以下の光源と、 ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ
線のアッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成
された対物レンズとの間に配設される色収差補正用光学
素子であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする色収差補正用光学素子。 - 【請求項３】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源
と、 ＮＡが０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ
線のアッベ数が９５．０以下である対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置であっ
て、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光学ピックアップ装置。 - 【請求項４】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源
と、 ＮＡが０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ
線のアッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成
された対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置であっ
て、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光学ピックアップ装置。 - 【請求項５】 前記色収差補正用光学素子が、前記光源
から出射される出射光を平行光に変換するコリメータレ
ンズであることを特徴とする請求項３または請求項４に
記載の光学ピックアップ装置。 - 【請求項６】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源
と、 前記光源からの出射光を光記録媒体に集光し、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、 前記光学ピックアップ装置を前記光記録媒体のトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光再生
装置であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光再生装置。 - 【請求項７】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源
と、 前記光源からの出射光を光記録媒体に集光し、ＮＡが
０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成された
対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、 前記光学ピックアップ装置を前記光記録媒体のトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光再生
装置であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光再生装置。 - 【請求項８】 前記色収差補正用光学素子が、前記光源
から出射される出射光を平行光に変換するコリメータレ
ンズであることを特徴とする請求項６または請求項７に
記載の光再生装置。 - 【請求項９】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光源
と、 前記光源からの出射光を光記録媒体に集光し、ＮＡが
０．５５以上、焦点距離が１．８ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、 前記光学ピックアップ装置を前記光記録媒体のトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光記録
再生装置であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光記録再生装置。 - 【請求項１０】 少なくとも波長が４４０ｎｍ以下の光
源と、 前記光源からの出射光を光記録媒体に集光し、ＮＡが
０．７０以上、焦点距離が１．４ｍｍ以上且つｄ線のア
ッベ数が９５．０以下である２枚のレンズで構成された
対物レンズと、 前記光源と前記対物レンズとの間に配設された色収差補
正用光学素子とを有する光学ピックアップ装置と、 前記光学ピックアップ装置を前記光記録媒体のトラッキ
ング方向に制御駆動する制御駆動手段とを有する光記録
再生装置であって、 前記色収差補正用光学素子が、 少なくともｄ線のアッベ数が５５以上の凸レンズと、ｄ
線のアッベ数が３５以下の凹レンズとを有することを特
徴とする光記録再生装置。 - 【請求項１１】 前記色収差補正用光学素子が、前記光
源から出射される出射光を平行光に変換するコリメータ
レンズであることを特徴とする請求項９または請求項１
０に記載の光記録再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184918A JP2000019388A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置 |
| US09/336,505 US6570827B1 (en) | 1998-06-30 | 1999-06-18 | Optical element for correction of chromatic aberration, optical pick-up device having optical element for correction of chromatic aberration, optical reproducing device having optical pick-up device and optical recording and reproducing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10184918A JP2000019388A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000019388A true JP2000019388A (ja) | 2000-01-21 |
| JP2000019388A5 JP2000019388A5 (ja) | 2005-09-08 |
Family
ID=16161618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10184918A Pending JP2000019388A (ja) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | 色収差補正用光学素子およびこれを具備する光学ピックアップ装置、ならびにこの光学ピックアップ装置を具備する光再生装置および光記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6570827B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000019388A (ja) |
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| CN115480368A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-12-16 | 舜宇光学(中山)有限公司 | 扫码镜头 |
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|---|---|---|---|---|
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