JP2000285500A - 光情報記録媒体用光ピックアップ装置、音声および／または画像の記録再生装置および対物レンズ - Google Patents
光情報記録媒体用光ピックアップ装置、音声および／または画像の記録再生装置および対物レンズInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 記録再生用光学系として、波長が短い４００
ｎｍ程度の光源を用いる場合に適した光学系を搭載した
光情報記録媒体の光ピックアップ装置において、光源の
波長シフトの影響を受けないもの、または光源波長４０
０ｎｍを含む波長の異なる複数の光源に対して１つの集
光光学系で記録および／または再生する光ピックアップ
装置を得ようとする。 【解決手段】 基準として４００ｎｍ程度の波長の光を
発生する光源、あるいは波長の異なる複数の光源から出
射した光束を、１つの集光光学系で情報を記録及び／ま
たは再生する光ピックアップ装置において、光学素子の
少なくとも１つの屈折面上に回折輪帯面を持たせ、屈折
率分散と回折輪帯面とによって生じる球面及び軸上色収
差をほぼ相殺させる。
ｎｍ程度の光源を用いる場合に適した光学系を搭載した
光情報記録媒体の光ピックアップ装置において、光源の
波長シフトの影響を受けないもの、または光源波長４０
０ｎｍを含む波長の異なる複数の光源に対して１つの集
光光学系で記録および／または再生する光ピックアップ
装置を得ようとする。 【解決手段】 基準として４００ｎｍ程度の波長の光を
発生する光源、あるいは波長の異なる複数の光源から出
射した光束を、１つの集光光学系で情報を記録及び／ま
たは再生する光ピックアップ装置において、光学素子の
少なくとも１つの屈折面上に回折輪帯面を持たせ、屈折
率分散と回折輪帯面とによって生じる球面及び軸上色収
差をほぼ相殺させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光源から出射した光束を
集光光学系で情報記録面に集光させ、光情報記録媒体の
情報記録面上に情報を記録および／または再生する光情
報記録媒体の記録および／または再生用対物レンズおよ
びその光ピックアツア装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、短波長赤色レーザの実用化に伴
い、従来の光情報記録媒体（光ディスクともいう）であ
る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光情報記録媒体であるＤＶＤが製品
化されている．このＤＶＤでは、６５０ｎｍの半導体レ
ーザを使用したときの対物レンズの光ディスク側の開口
数ＮＡを０．６〜０．６５としている．なお、ＤＶＤは
トラックピッチ０．７４μｍ、最短ビット長０．４μｍ
であり、ＣＤのトラックピッチ１．６μｍ、最短ビット
長０．８３μｍに対して半分以下に高密度化されてい
る。また、上述したＣＤ、ＤＶＤの他に、種々の規格の
光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ、ＲＷ（追記型コンパクト
ディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディ
スク）、ＭＯ（光磁気ディスク）なども商品化されて普
及している。 【０００３】更に最近では、半導体レーザの短波長化が
進み、発振波長４００ｎｍ程度の短波長青色レーザが実
用化されようとしている。波長が短くなることで光情報
記録媒体の更なる大容量化が可能となる。一方、前述の
様な様々な光ディスクが普及しているため、４００ｎｍ
を含めた複数の波長、光ディスクに対応する互換性のあ
る光ピックアップ装置および光ピックアップ用光学系が
必要とされる。しかしながら、例えばＤＶＤ用に最適化
きれた波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６０の対物レンズを光
源波長４００ｎｍで使用すると、波長差による屈折率変
化により球面収差が大きく発生し、実使用上問題となる
可能性がある。 【０００４】また、一般に光情報記録媒体の記録時と再
生時とでは、記録時の方が大きなレーザパワーを必要と
し、このパワーの違いにより光源波長がシフトする。光
学系の色収差が補正されていない場合には、この波長シ
フトにより集光位置が変化し、情報の記録および／また
は再生に誤りが生じる可能性がある。特に光源波長が短
くなるに従い、同じ波長シフト量に対する集光位置の変
化が顕著になるため、例えば、光源波長７８０ｎｍより
は６５０ｎｍ、６５０ｎｍよりは４００ｎｍに関して、
色収差補正の必要性が増大する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は光情報記録媒
体の光ピックアップ装置の記録再生用光学系、特に光源
として波長が従来（７８０ｎｍ程度、６５０ｎｍ程
度、）よりも短い４００ｎｍ程度の光源を用いる場合に
適した光学系を実現するための手段を提供することを目
的とする。より具体的には、本発明は光源から出射した
光束を集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集光
させ、光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録およ
び／または再生する光ピックアップ装置用光学系におい
て、光源の波長シフトの影響を受けないものを得ようと
する。または光源波長４００ｎｍを含む波長の異なる複
数の光源、および複数の光情報記録媒体に対して１つの
集光光学系でそれぞれの透明基板を介して情報記録面上
に情報を記録および／または再生する光ピックアップ装
置を得ようとするものである。本発明においては、情報
は音声情報および／または画像情報を含むものとする。 【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、少なくとも波長６００ｎｍ以下（特に４００ｎ
ｍ）のＧａＮ系半導体レーザを含む１つ、または複数の
光源から出射した光束を集光光学系で情報記録面に集光
させ、光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録およ
び／または再生するためのものであって、上記集光光学
系を構成する少なくとも１つの光学面上に回折輪帯を設
け、波長の相違（パワー変動時の波長シフト、または複
数光源に伴なう波長の違い）によって生じる色収差（軸
上色収差および／または球面収差の色収差）および／ま
たは透明基板の厚みの相違によって生じる球面収差を補
正するものである。複数光源を用いた有限共役型の光学
系の場合、それぞれの光源に対して最適な物像間距離と
することにより、上記球面収差の色収差を補正すること
は可能であるが、この場合は光源並びに光検出器の位置
がそれぞれの波長で異なるため１つのパッケージ内に光
源および／または光検出器を備えた集積型レーザを用い
ることは困難である。これに対して、回折型光学系を用
いる場合、球面収差のみならず軸上の色収差をも補正で
き、従って異なる波長および／または異なる厚みの透明
基板を介して、光源と透明基板の表面までの距離を共通
とすることが可能となる。すなわち集積型レーザを使用
できるため、光ピックアップ装置の小型化に大変有利で
ある。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の回折光学系は、基本的に
は両面非球面の単玉レンズであり、少なくとも一方の非
球面上には回折面を設けてある。一般に非球面屈折面で
は、ある主波長光に対して球面収差を補正した場合、主
波長光より短い波長光に対しては球面収差がアンダーと
なる。逆に回折レンズでは、ある主波長光で球面収差を
補正した場合、主波長光より短い波長で球面収差をオー
バーとすることが可能である。従って、屈折による非球
面レンズの非球面係数と、回折レンズの位相関数の係数
を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わ
せることにより、波長の違いに対して球面収差を良好に
補正することが可能である。 【０００８】上記球面収差の補正と同一作用を利用する
ことにより、光学面上に回折輪帯を設け、波長の違いに
対して軸上色収差を補正することができる。その際に、
対物レンズを構成するレンズ材料のアッベ数をνｄとし
たとき、νｄ＞５０を満足することが望ましい。回折面
を有するレンズにおいては、２次スペクトルを小さく抑
える条件としてアツベ数の大きな材料を選ぶことが有効
であり、望ましくはνｄ＞７０とすることが更に有効で
ある。 【０００９】 【実施例】以下、図面を参照して、まず、本発明の光ピ
ックアップ装置の構成を具体的に説明する。本発明の光
ピックアップ装置用光学系は、光源からの発散光束をほ
ぼ平行光に変換するためのコリメータと該平行光を光情
報記録面に集光するための対物レンズで構成してもよ
く、また光源からの発散光束の角度を発散光束または収
束光束に変換するための変換レンズ（カップリングレン
ズ）と変換レンズからの光束を光情報記録面に集光する
ための対物レンズで構成してもよく、または光源からの
発散光束を光情報記録面に集光するための対物レンズ
（有限共役型対物レンズ）のみで構成してもよい。 【００１０】図１に示す光ピックアップ装置は、第１の
光ディスクの再生用の第１光源である半導体レーザ１１
１と、第２の光ディスク再生用の半導体レーザ１１２と
を有しており、一方の光源１１１は波長４００ｎｍのレ
ーザ光を射出する。まず第１の光ディスクを再生する場
合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射
された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出
射光の合成手段であるビームスプリッタ１９を透過し、
偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波
長版１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束
は絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１
の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２
２に集光される。そして情報記録面２２で情報ビットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、
絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３を透過し
て、偏光ビームスプリッタ１２に入射し、ここで反射し
てシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えら
れ、光検出器３０上へ入射し、その出力信号を用いて、
第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が
得られる。また、光検出器３０上でのスポットの形状変
化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やト
ラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュ
エータ１５が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第
１光ディスク２０の記録面２２上に結像するように対物
レンズ１６を移動させると共に、半導体レーザ１１１か
らの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ
１６を移動させる。 【００１１】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束
は、光合成手段であるビームスプリッタ１９で反射さ
れ、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビー
ムスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１
４、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディス
ク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光さ
れる。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調
されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１
７、１／４波長板１４、コリメータ１３、偏光ビームス
プリッタ１２、シリンドリカルレンズ１８を介して、光
検出器３０上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光
ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られ
る。また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３
０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化
を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元ア
クチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ１６を移動させる。 【００１２】図２の光ピックアップ装置は有限共役型の
対物レンズを用いた例であり、第１の光ディスクを再生
する場合、第１半導体レーザ１１１は、レーザ／検出器
集積ユニット４１に光検出器３０１およびホログラム２
３１とユニット化され、第１半導体レーザ１１１から出
射された光束は、ホログラム２３１を透過し、光合成手
段であるビームスプリッタ１９を経て絞り１７によって
絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の
透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そ
して、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反
射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して
ビームスプリッタ１９を透過し、ホログラム２３１で回
折されて光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用
いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り
信号が得られる。また、光検出器３０１上でのスポット
の形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦
検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５
により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を
移動させる。 【００１３】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４２
に光検出器３０２およびホログラム２３２とユニット化
され、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、
ホログラム２３２を透過し、光合成手段であるビームス
プリッタ１９で反射され、絞り１７、対物レンズ１６を
介して第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情
報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で
情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物
レンズ１６、絞り１７を介して、コリメータ１３を透過
し、ビームスプリッタ１９で反射され、ホログラム２３
２で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信
号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読
み取り信号が得られる。また、光検出器３０２上でのス
ポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出し
て、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づい
て２次元アクチュエータ１５により、合焦、トラッキン
グのために対物レンズ１６を移動させる。 【００１４】上記実施例の光ピックアップ装置において
は、波長の異なる２つの光源１１１および１１２は、そ
れぞれに集光光学系との距離を設定することが可能であ
り、それぞれの光源に対して最適な物像間距離とするこ
とにより、上記球面収差の色収差を補正することができ
る。しかし、パワー変動時の波長シフトによって生じる
色収差（軸上色収差および／または球面収差の色収差）
を補正するためには、本発明の対物レンズを用いなけれ
ばならない。 【００１５】図３の光ピックアップ装置においては、第
１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、第１
の光検出手段３０１、第２の光検出手段３０２、ホログ
ラム２３がレーザ／検出器集積ユニット４３としてユニ
ット化されている。第１の光ディスクを再生する場合、
第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログ
ラム２３のディスク側の面、コリメータ１３を透過し平
行光束となる。さらに絞り１７によって絞られ、対物レ
ンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を
介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録
面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、
再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、コリメータ１
３を透過し、ホログラム２３のディスク側の面で回折さ
れ、第１の光源に対応した光検出器３０１上へ入射し、
その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録され
た情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器３０
１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化
を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元ア
クチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ１６を移動させる。 【００１６】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２
３の半導体レーザ側の面で回折され、、コリメータ１３
を透過してほぼ平行光束となる。このホログラムの半導
体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。
さらに絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディ
スク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光
される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変
調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１
７を介して、コリメータ１３を透過し、ホログラム２３
のディスク側の面で回折されて第２の光源に対応した光
検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２
光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得ら
れる。また、光検出器３０２上でのスポットの形状変
化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やト
ラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュ
エータ１５により、合焦、トラッキングのために対物レ
ンズ１６を移動させる。 【００１７】図４の光ピックアップ装置においては、第
１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、光検
出手段３０、ホログラム２３がレーザ／検出器集積ユニ
ット４３としてユニット化されている。第１の光ディス
クを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射さ
れた光束は、ホログラム２３を透過し、絞り１７によっ
て絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて
反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介し
てホログラム２３で回折されて光検出器３０上へ入射
し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録
された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器
３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変
化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元
アクチュエータ１５により、合焦、トラッキングのため
に対物レンズ１６を移動させる。 【００１８】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２
３を透過し、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の
光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２
に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、
絞り１７を介してホログラム２３で回折されて光検出器
３０上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディス
ク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。ま
た、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化
による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を
行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を移
動させる。 【００１９】上記図３、図４の光ピックアップ装置のよ
うに、複数光源、複数の光情報記録媒体に対応する光学
系の場合は、光源の位置から光情報記録媒体の透明基板
の表面（光源側に面した位置）までの距離がほぼ一定で
あることが望まれる。この距離を一定とすることは複数
の光源、複数の光情報記録媒体でありながら、光源およ
び光検出器を同じ位置に設定できるため、上記４３のよ
うなーつのパッケージ内に収められた集積型レーザを使
用するためには非常に有効な手段である。このための手
段として、本発明においては対物レンズ１６に回折面を
設け、波長の異なる２つの光に対する屈折率の違いによ
って生じる球面収差と回折輪帯面によって生じる球面収
差をほぼ相殺（ただし、もちろん、完全に相殺されるの
が望ましい。）することによって上記の設定を可能にし
たものである。上記回折面は対物レンズに設けてもよい
が、上記コリメータ、カップリングレンズの屈折面、あ
るいは集光光学系中の他の光学素子に別途に設けても本
発明と同様の機能を持たせることが可能である。また、
本発明の回折面を有する光学素子、対物レンズはガラス
材料でもよいがより簡易に製造するためにはプラスチッ
ク材料を用いることが望ましく、製造方法としては金型
を用いた成形法で製造することが望ましい。 【００２０】本発明の光ピックアップ装置は、例えばＣ
Ｄ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶ
Ｄ、ＭＤ等のプレーヤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ
−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−
Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＯ等のドライブ等、あるいは異な
る複数の情報記録媒体（例えば、ＤＶＤおよびＣＤ）に
対して、コンパーチブルなプレーや、ドライブ等、ある
いはそれらを組み込んだＡＶ聞き、パソコン、その他の
情報端末、等の音声および／または画像の情報記録、お
よび／または、音声および／または画像の記録再生装置
に搭載することが出来る。 【００２１】以下に、本発明の対物レンズの実施例を示
す。表中のｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での
屈折率、を示す。また、参考としてｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）での屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを示す。面番号
は物体（光源）位置、絞りおよび像面を含めた形で示し
てある。また本実施例では、便宜上、光情報記録媒体の
光源側に位置する透明基板の前後の２ケ所に空気間隔を
分けて表現しているが、実際には、透明基板と光情報記
録媒体は密着しているため面Ｎｏ．３のｄ値とｄ５の値
を加算した値が対物レンズの光情報記録媒体側面（面ｎ
ｏ．３）と光情報記録媒体の透明基板の光源側面（面ｎ
ｏ．４）との間隔に相当する。また、非球面形状は 【数１】 但し、Ｚは光軸方向の軸、ｈは光軸と垂直方向の軸、光
の進行方向を正とし、Ｒ０は近軸曲率半径、κは非球面
の円錐係数、Ａは非球面係数、２ｉは非球面のべき数で
ある。回折面は位相関数として表し、 【数２】 但し、ｈは光軸と垂直方向の高さ、Ｂは位相差関数の係
数である。尚、位相関数の単位はラジアンで表してい
る。各実施例の光路図、球面収差図、波面収差図は図５
ないし図４４に示す。 【００２２】 実施例１ f＝3．33 像側 NA 0.685 倍率 -0．195 （波長λ＝400nm±10nm） 【表１】 非球面１ κ ＝ -0.5027565 非球面２ κ ＝ 2.503575 A4 ＝ -0.0019104717 A4 ＝ 0.012063602 A6 ＝ -7.4930245×10-5 A6 ＝ -0.0013634367 A8 ＝ -1.3265355×10-5 A8 ＝ 0.00014868461 A10＝ 1.0974353×10-6 A10＝ -1.1989422×10-5 A12＝ -4.6589068×10-7 A12＝ 5.6591558×10-7 回折面１ B2 ＝-207.3368 B4 ＝ -4.2904142 B6 ＝ -0.25309102 B8 ＝ 0.062699251 B10＝ -0.0045385085 【００２３】 実施例２ f＝3．33 像側 NA 0.685 倍率 0 （波長λ＝400nm±10nm） 【表２】 非球面１ κ ＝ -0.7813306 非球面２ κ ＝ 0.6896752 A4 ＝ 0.0011652745 A4 ＝ 0.028622197 A6 ＝ 0.0020665355 A6 ＝ -0.0060981014 A8 ＝ -0.00037767406 A8 ＝ 0.00071312169 A10＝ 3.9578258×10-5 A10＝ -2.7834376×10-5 A12＝ -1.6529953×10-6 A12＝ 1.6431626×10-7 回折面１ B2 ＝ -39.652866 回折面２ B2 ＝-134.1328 B4 ＝ -15.261226 B4 ＝ -31.53723 B6 ＝ 12.620054 B6 ＝ 10.925784 B8 ＝ -3.0572352 B8 ＝ -1.133956 B10＝ 0.27238281 B10＝ -0.055293544 【００２４】 実施例３ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．194 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．21 像側 NA 0.6 倍率 -0．186 （波長λ＝400nmのとき） 【表３】 非球面１ κ ＝ -0.1229661 非球面２ κ ＝ -4.977821 A4 ＝ -0.0045136722 A4 ＝ 0.017966169 A6 ＝ -0.0011932048 A6 ＝ -0.0096419886 A8 ＝ -0.00011889525 A8 ＝ 0.0040681354 A10＝ 5.2170051×10-5 A10＝ -0.00088940426 A12＝ -8.8491063×10-6 A12＝ 8.2414489×10-5 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -4.2753525 B6 ＝ 0.99270163 B8 ＝ -0.26148055 B10＝ 0.021664686 【００２５】 実施例４ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．195 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．30 像側 NA 0.6 倍率 -0．193 （波長λ＝400nmのとき） 【表４】 非球面１ κ ＝ -0.1683752 非球面２ κ ＝ -4.658439 A4 ＝ -0.0036103899 A4 ＝ 0.017371735 A6 ＝ -0.0012304872 A6 ＝ -0.0093532536 A8 ＝ -9.2275704×10-5 A8 ＝ 0.0039624523 A10＝ 5.5269048×10-5 A10＝ -0.00085784003 A12＝ -9.145077×10-6 A12＝ 7.6960635×10-5 回折面１ B2 ＝-107.11989 B4 ＝ -1.6920264 B6 ＝ -0.13518583 B8 ＝ 0.029778631 B10＝ -0.0029217121 【００２６】 実施例５ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．281 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．28 像側 NA 0.6 倍率 -0．276 （波長λ＝400nmのとき） 【表５】 非球面１ κ ＝ 1.171692 非球面２ κ ＝ 8.204191 A4 ＝ -0.0012993496 A4 ＝ 0.011645015 A6 ＝ -0.001786858 A6 ＝ -0.0088150587 A8 ＝ 0.00015834437 A8 ＝ 0.0035977832 A10＝ 1.6222785×10-5 A10＝ -0.00071482631 A12＝ -5.4320624×10-6 A12＝ 5.3448562×10-5 回折面１ B2 ＝-259.61717 B4 ＝ 0.57213377 B6 ＝ -1.8219446 B8 ＝ 0.51808221 B10＝ -0.051155436 【００２７】 実施例６ f＝3．33 像側 NA 0.65 倍率 -0．194 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．28 像側 NA 0.65 倍率 -0．187 （波長λ＝400nmのとき） 【表６】 非球面１ κ ＝ -0.5612186 非球面２ κ ＝ 2.642691 A4 ＝ -0.0026459732 A4 ＝ 0.01516177 A6 ＝ -1.4367526×10-6 A6 ＝ -0.0017358455 A8 ＝ -7.9843987×10-5 A8 ＝ 0.00031705817 A10＝ 1.8352979×10-5 A10＝ -4.5806347×10-5 A12＝ -2.6192672×10-6 A12＝ 3.4578588×10-6 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -2.335367 B6 ＝ -0.29844059 B8 ＝ 0.07238748 B10＝ -0.006909101 【００２８】 実施例７ f＝2.80 像側 NA 0.50 倍率 -0．201 （波長λ＝780nmのとき） f＝2.69 像側 NA 0.52 倍率 -0．196 （波長λ＝400nmのとき） 【表７】 非球面１ κ ＝ -0.85891 非球面２ κ ＝ -19.346514 A4 ＝ -3.1051×10-3 A4 ＝ -6.48118×10-3 A6 ＝ -1.5048×10-3 A6 ＝ 3.76084×10-3 A8 ＝ 4.4419×10-4 A8 ＝ -8.27872×10-4 A10＝ -4.8483×10-5 A10＝ -6.41536×10-5 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -9.3525 B6 ＝ 3.4047×10-1 B8 ＝ 9.5660×10-4 B10＝ -3.0287×10-3 【００２９】 【発明の効果】本発明は、上記のように、集光光学系注
の光学素子、特にその対物レンズに回折面を設けること
により、４００ｎｍのような短波長光源に対応し、該光
源の±１０ｎｍ程度の波長シフトのみならず、従来使用
されていた６５０ｎｍや７８０ｎｍ程度の光源に対して
も、各実施例の波面収差に見るように、同一光学系で十
分な収差補正をすることが出来たものである。特に、図
４に示す光ピックアップ装置においては、２つの半導体
レーザのうち、一方を光軸上に配設すると、他方は光軸
から外れ、対物レンズに光束が斜入射するが、このよう
に像高が生じた場合にも十分に対応できることが明らか
である。
集光光学系で情報記録面に集光させ、光情報記録媒体の
情報記録面上に情報を記録および／または再生する光情
報記録媒体の記録および／または再生用対物レンズおよ
びその光ピックアツア装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、短波長赤色レーザの実用化に伴
い、従来の光情報記録媒体（光ディスクともいう）であ
る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光情報記録媒体であるＤＶＤが製品
化されている．このＤＶＤでは、６５０ｎｍの半導体レ
ーザを使用したときの対物レンズの光ディスク側の開口
数ＮＡを０．６〜０．６５としている．なお、ＤＶＤは
トラックピッチ０．７４μｍ、最短ビット長０．４μｍ
であり、ＣＤのトラックピッチ１．６μｍ、最短ビット
長０．８３μｍに対して半分以下に高密度化されてい
る。また、上述したＣＤ、ＤＶＤの他に、種々の規格の
光ディスク、例えばＣＤ−Ｒ、ＲＷ（追記型コンパクト
ディスク）、ＶＤ（ビデオディスク）、ＭＤ（ミニディ
スク）、ＭＯ（光磁気ディスク）なども商品化されて普
及している。 【０００３】更に最近では、半導体レーザの短波長化が
進み、発振波長４００ｎｍ程度の短波長青色レーザが実
用化されようとしている。波長が短くなることで光情報
記録媒体の更なる大容量化が可能となる。一方、前述の
様な様々な光ディスクが普及しているため、４００ｎｍ
を含めた複数の波長、光ディスクに対応する互換性のあ
る光ピックアップ装置および光ピックアップ用光学系が
必要とされる。しかしながら、例えばＤＶＤ用に最適化
きれた波長６５０ｎｍ、ＮＡ０．６０の対物レンズを光
源波長４００ｎｍで使用すると、波長差による屈折率変
化により球面収差が大きく発生し、実使用上問題となる
可能性がある。 【０００４】また、一般に光情報記録媒体の記録時と再
生時とでは、記録時の方が大きなレーザパワーを必要と
し、このパワーの違いにより光源波長がシフトする。光
学系の色収差が補正されていない場合には、この波長シ
フトにより集光位置が変化し、情報の記録および／また
は再生に誤りが生じる可能性がある。特に光源波長が短
くなるに従い、同じ波長シフト量に対する集光位置の変
化が顕著になるため、例えば、光源波長７８０ｎｍより
は６５０ｎｍ、６５０ｎｍよりは４００ｎｍに関して、
色収差補正の必要性が増大する。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は光情報記録媒
体の光ピックアップ装置の記録再生用光学系、特に光源
として波長が従来（７８０ｎｍ程度、６５０ｎｍ程
度、）よりも短い４００ｎｍ程度の光源を用いる場合に
適した光学系を実現するための手段を提供することを目
的とする。より具体的には、本発明は光源から出射した
光束を集光光学系で透明基板を介して情報記録面に集光
させ、光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録およ
び／または再生する光ピックアップ装置用光学系におい
て、光源の波長シフトの影響を受けないものを得ようと
する。または光源波長４００ｎｍを含む波長の異なる複
数の光源、および複数の光情報記録媒体に対して１つの
集光光学系でそれぞれの透明基板を介して情報記録面上
に情報を記録および／または再生する光ピックアップ装
置を得ようとするものである。本発明においては、情報
は音声情報および／または画像情報を含むものとする。 【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、少なくとも波長６００ｎｍ以下（特に４００ｎ
ｍ）のＧａＮ系半導体レーザを含む１つ、または複数の
光源から出射した光束を集光光学系で情報記録面に集光
させ、光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録およ
び／または再生するためのものであって、上記集光光学
系を構成する少なくとも１つの光学面上に回折輪帯を設
け、波長の相違（パワー変動時の波長シフト、または複
数光源に伴なう波長の違い）によって生じる色収差（軸
上色収差および／または球面収差の色収差）および／ま
たは透明基板の厚みの相違によって生じる球面収差を補
正するものである。複数光源を用いた有限共役型の光学
系の場合、それぞれの光源に対して最適な物像間距離と
することにより、上記球面収差の色収差を補正すること
は可能であるが、この場合は光源並びに光検出器の位置
がそれぞれの波長で異なるため１つのパッケージ内に光
源および／または光検出器を備えた集積型レーザを用い
ることは困難である。これに対して、回折型光学系を用
いる場合、球面収差のみならず軸上の色収差をも補正で
き、従って異なる波長および／または異なる厚みの透明
基板を介して、光源と透明基板の表面までの距離を共通
とすることが可能となる。すなわち集積型レーザを使用
できるため、光ピックアップ装置の小型化に大変有利で
ある。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の回折光学系は、基本的に
は両面非球面の単玉レンズであり、少なくとも一方の非
球面上には回折面を設けてある。一般に非球面屈折面で
は、ある主波長光に対して球面収差を補正した場合、主
波長光より短い波長光に対しては球面収差がアンダーと
なる。逆に回折レンズでは、ある主波長光で球面収差を
補正した場合、主波長光より短い波長で球面収差をオー
バーとすることが可能である。従って、屈折による非球
面レンズの非球面係数と、回折レンズの位相関数の係数
を適当に選んで、屈折パワーと回折パワーとを組み合わ
せることにより、波長の違いに対して球面収差を良好に
補正することが可能である。 【０００８】上記球面収差の補正と同一作用を利用する
ことにより、光学面上に回折輪帯を設け、波長の違いに
対して軸上色収差を補正することができる。その際に、
対物レンズを構成するレンズ材料のアッベ数をνｄとし
たとき、νｄ＞５０を満足することが望ましい。回折面
を有するレンズにおいては、２次スペクトルを小さく抑
える条件としてアツベ数の大きな材料を選ぶことが有効
であり、望ましくはνｄ＞７０とすることが更に有効で
ある。 【０００９】 【実施例】以下、図面を参照して、まず、本発明の光ピ
ックアップ装置の構成を具体的に説明する。本発明の光
ピックアップ装置用光学系は、光源からの発散光束をほ
ぼ平行光に変換するためのコリメータと該平行光を光情
報記録面に集光するための対物レンズで構成してもよ
く、また光源からの発散光束の角度を発散光束または収
束光束に変換するための変換レンズ（カップリングレン
ズ）と変換レンズからの光束を光情報記録面に集光する
ための対物レンズで構成してもよく、または光源からの
発散光束を光情報記録面に集光するための対物レンズ
（有限共役型対物レンズ）のみで構成してもよい。 【００１０】図１に示す光ピックアップ装置は、第１の
光ディスクの再生用の第１光源である半導体レーザ１１
１と、第２の光ディスク再生用の半導体レーザ１１２と
を有しており、一方の光源１１１は波長４００ｎｍのレ
ーザ光を射出する。まず第１の光ディスクを再生する場
合、第１半導体レーザ１１１からビームを出射し、出射
された光束は、両半導体レーザ１１１、１１２からの出
射光の合成手段であるビームスプリッタ１９を透過し、
偏光ビームスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波
長版１４を透過して円偏光の平行光束となる。この光束
は絞り１７によって絞られ、対物レンズ１６により第１
の光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２
２に集光される。そして情報記録面２２で情報ビットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、
絞り１７、１／４波長板１４、コリメータ１３を透過し
て、偏光ビームスプリッタ１２に入射し、ここで反射し
てシリンドリカルレンズ１８により非点収差が与えら
れ、光検出器３０上へ入射し、その出力信号を用いて、
第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が
得られる。また、光検出器３０上でのスポットの形状変
化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やト
ラック検出を行う。この検出に基づいて２次元アクチュ
エータ１５が第１の半導体レーザ１１１からの光束を第
１光ディスク２０の記録面２２上に結像するように対物
レンズ１６を移動させると共に、半導体レーザ１１１か
らの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ
１６を移動させる。 【００１１】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２からビームを出射し、出射された光束
は、光合成手段であるビームスプリッタ１９で反射さ
れ、上記第１半導体１１１からの光束と同様、偏光ビー
ムスプリッタ１２、コリメータ１３、１／４波長板１
４、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディス
ク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光さ
れる。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調
されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１
７、１／４波長板１４、コリメータ１３、偏光ビームス
プリッタ１２、シリンドリカルレンズ１８を介して、光
検出器３０上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光
ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得られ
る。また、第１の光ディスクの場合と同様、光検出器３
０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化
を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元ア
クチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ１６を移動させる。 【００１２】図２の光ピックアップ装置は有限共役型の
対物レンズを用いた例であり、第１の光ディスクを再生
する場合、第１半導体レーザ１１１は、レーザ／検出器
集積ユニット４１に光検出器３０１およびホログラム２
３１とユニット化され、第１半導体レーザ１１１から出
射された光束は、ホログラム２３１を透過し、光合成手
段であるビームスプリッタ１９を経て絞り１７によって
絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０の
透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。そ
して、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて反
射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介して
ビームスプリッタ１９を透過し、ホログラム２３１で回
折されて光検出器３０１上へ入射し、その出力信号を用
いて、第１光ディスク２０に記録された情報の読み取り
信号が得られる。また、光検出器３０１上でのスポット
の形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦
検出やトラック検出を行い、２次元アクチュエータ１５
により、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を
移動させる。 【００１３】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２は、レーザ／検出器集積ユニット４２
に光検出器３０２およびホログラム２３２とユニット化
され、第２半導体レーザ１１２から出射された光束は、
ホログラム２３２を透過し、光合成手段であるビームス
プリッタ１９で反射され、絞り１７、対物レンズ１６を
介して第２の光ディスク２０の透明基板２１を介して情
報記録面２２に集光される。そして、情報記録面２２で
情報ピットにより変調されて反射した光束は、再び対物
レンズ１６、絞り１７を介して、コリメータ１３を透過
し、ビームスプリッタ１９で反射され、ホログラム２３
２で回折されて光検出器３０２上へ入射し、その出力信
号を用いて、第２光ディスク２０に記録された情報の読
み取り信号が得られる。また、光検出器３０２上でのス
ポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出し
て、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づい
て２次元アクチュエータ１５により、合焦、トラッキン
グのために対物レンズ１６を移動させる。 【００１４】上記実施例の光ピックアップ装置において
は、波長の異なる２つの光源１１１および１１２は、そ
れぞれに集光光学系との距離を設定することが可能であ
り、それぞれの光源に対して最適な物像間距離とするこ
とにより、上記球面収差の色収差を補正することができ
る。しかし、パワー変動時の波長シフトによって生じる
色収差（軸上色収差および／または球面収差の色収差）
を補正するためには、本発明の対物レンズを用いなけれ
ばならない。 【００１５】図３の光ピックアップ装置においては、第
１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、第１
の光検出手段３０１、第２の光検出手段３０２、ホログ
ラム２３がレーザ／検出器集積ユニット４３としてユニ
ット化されている。第１の光ディスクを再生する場合、
第１半導体レーザ１１１から出射された光束は、ホログ
ラム２３のディスク側の面、コリメータ１３を透過し平
行光束となる。さらに絞り１７によって絞られ、対物レ
ンズ１６により第１の光ディスク２０の透明基板２１を
介して情報記録面２２に集光される。そして、情報記録
面２２で情報ピットにより変調されて反射した光束は、
再び対物レンズ１６、絞り１７を介して、コリメータ１
３を透過し、ホログラム２３のディスク側の面で回折さ
れ、第１の光源に対応した光検出器３０１上へ入射し、
その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録され
た情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器３０
１上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化
を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元ア
クチュエータ１５により、合焦、トラッキングのために
対物レンズ１６を移動させる。 【００１６】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２
３の半導体レーザ側の面で回折され、、コリメータ１３
を透過してほぼ平行光束となる。このホログラムの半導
体レーザ側の面は、光合成手段としての機能を果たす。
さらに絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の光ディ
スク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光
される。そして、情報記録面２２で情報ピットにより変
調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１
７を介して、コリメータ１３を透過し、ホログラム２３
のディスク側の面で回折されて第２の光源に対応した光
検出器３０２上へ入射し、その出力信号を用いて、第２
光ディスク２０に記録された情報の読み取り信号が得ら
れる。また、光検出器３０２上でのスポットの形状変
化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やト
ラック検出を行い、この検出に基づいて２次元アクチュ
エータ１５により、合焦、トラッキングのために対物レ
ンズ１６を移動させる。 【００１７】図４の光ピックアップ装置においては、第
１半導体レーザ１１１、第２半導体レーザ１１２、光検
出手段３０、ホログラム２３がレーザ／検出器集積ユニ
ット４３としてユニット化されている。第１の光ディス
クを再生する場合、第１半導体レーザ１１１から出射さ
れた光束は、ホログラム２３を透過し、絞り１７によっ
て絞られ、対物レンズ１６により第１の光ディスク２０
の透明基板２１を介して情報記録面２２に集光される。
そして、情報記録面２２で情報ピットにより変調されて
反射した光束は、再び対物レンズ１６、絞り１７を介し
てホログラム２３で回折されて光検出器３０上へ入射
し、その出力信号を用いて、第１光ディスク２０に記録
された情報の読み取り信号が得られる。また、光検出器
３０上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変
化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、２次元
アクチュエータ１５により、合焦、トラッキングのため
に対物レンズ１６を移動させる。 【００１８】第２の光ディスクを再生する場合、第２半
導体レーザ１１２から出射された光束は、ホログラム２
３を透過し、絞り１７、対物レンズ１６を介して第２の
光ディスク２０の透明基板２１を介して情報記録面２２
に集光される。そして、情報記録面２２で情報ピットに
より変調されて反射した光束は、再び対物レンズ１６、
絞り１７を介してホログラム２３で回折されて光検出器
３０上へ入射し、その出力信号を用いて、第２光ディス
ク２０に記録された情報の読み取り信号が得られる。ま
た、光検出器３０上でのスポットの形状変化、位置変化
による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を
行い、この検出に基づいて２次元アクチュエータ１５に
より、合焦、トラッキングのために対物レンズ１６を移
動させる。 【００１９】上記図３、図４の光ピックアップ装置のよ
うに、複数光源、複数の光情報記録媒体に対応する光学
系の場合は、光源の位置から光情報記録媒体の透明基板
の表面（光源側に面した位置）までの距離がほぼ一定で
あることが望まれる。この距離を一定とすることは複数
の光源、複数の光情報記録媒体でありながら、光源およ
び光検出器を同じ位置に設定できるため、上記４３のよ
うなーつのパッケージ内に収められた集積型レーザを使
用するためには非常に有効な手段である。このための手
段として、本発明においては対物レンズ１６に回折面を
設け、波長の異なる２つの光に対する屈折率の違いによ
って生じる球面収差と回折輪帯面によって生じる球面収
差をほぼ相殺（ただし、もちろん、完全に相殺されるの
が望ましい。）することによって上記の設定を可能にし
たものである。上記回折面は対物レンズに設けてもよい
が、上記コリメータ、カップリングレンズの屈折面、あ
るいは集光光学系中の他の光学素子に別途に設けても本
発明と同様の機能を持たせることが可能である。また、
本発明の回折面を有する光学素子、対物レンズはガラス
材料でもよいがより簡易に製造するためにはプラスチッ
ク材料を用いることが望ましく、製造方法としては金型
を用いた成形法で製造することが望ましい。 【００２０】本発明の光ピックアップ装置は、例えばＣ
Ｄ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｖｉｄｅｏ、ＤＶ
Ｄ、ＭＤ等のプレーヤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ
−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−
Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＭＯ等のドライブ等、あるいは異な
る複数の情報記録媒体（例えば、ＤＶＤおよびＣＤ）に
対して、コンパーチブルなプレーや、ドライブ等、ある
いはそれらを組み込んだＡＶ聞き、パソコン、その他の
情報端末、等の音声および／または画像の情報記録、お
よび／または、音声および／または画像の記録再生装置
に搭載することが出来る。 【００２１】以下に、本発明の対物レンズの実施例を示
す。表中のｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎは各波長での
屈折率、を示す。また、参考としてｄ線（λ＝５８７．
６ｎｍ）での屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを示す。面番号
は物体（光源）位置、絞りおよび像面を含めた形で示し
てある。また本実施例では、便宜上、光情報記録媒体の
光源側に位置する透明基板の前後の２ケ所に空気間隔を
分けて表現しているが、実際には、透明基板と光情報記
録媒体は密着しているため面Ｎｏ．３のｄ値とｄ５の値
を加算した値が対物レンズの光情報記録媒体側面（面ｎ
ｏ．３）と光情報記録媒体の透明基板の光源側面（面ｎ
ｏ．４）との間隔に相当する。また、非球面形状は 【数１】 但し、Ｚは光軸方向の軸、ｈは光軸と垂直方向の軸、光
の進行方向を正とし、Ｒ０は近軸曲率半径、κは非球面
の円錐係数、Ａは非球面係数、２ｉは非球面のべき数で
ある。回折面は位相関数として表し、 【数２】 但し、ｈは光軸と垂直方向の高さ、Ｂは位相差関数の係
数である。尚、位相関数の単位はラジアンで表してい
る。各実施例の光路図、球面収差図、波面収差図は図５
ないし図４４に示す。 【００２２】 実施例１ f＝3．33 像側 NA 0.685 倍率 -0．195 （波長λ＝400nm±10nm） 【表１】 非球面１ κ ＝ -0.5027565 非球面２ κ ＝ 2.503575 A4 ＝ -0.0019104717 A4 ＝ 0.012063602 A6 ＝ -7.4930245×10-5 A6 ＝ -0.0013634367 A8 ＝ -1.3265355×10-5 A8 ＝ 0.00014868461 A10＝ 1.0974353×10-6 A10＝ -1.1989422×10-5 A12＝ -4.6589068×10-7 A12＝ 5.6591558×10-7 回折面１ B2 ＝-207.3368 B4 ＝ -4.2904142 B6 ＝ -0.25309102 B8 ＝ 0.062699251 B10＝ -0.0045385085 【００２３】 実施例２ f＝3．33 像側 NA 0.685 倍率 0 （波長λ＝400nm±10nm） 【表２】 非球面１ κ ＝ -0.7813306 非球面２ κ ＝ 0.6896752 A4 ＝ 0.0011652745 A4 ＝ 0.028622197 A6 ＝ 0.0020665355 A6 ＝ -0.0060981014 A8 ＝ -0.00037767406 A8 ＝ 0.00071312169 A10＝ 3.9578258×10-5 A10＝ -2.7834376×10-5 A12＝ -1.6529953×10-6 A12＝ 1.6431626×10-7 回折面１ B2 ＝ -39.652866 回折面２ B2 ＝-134.1328 B4 ＝ -15.261226 B4 ＝ -31.53723 B6 ＝ 12.620054 B6 ＝ 10.925784 B8 ＝ -3.0572352 B8 ＝ -1.133956 B10＝ 0.27238281 B10＝ -0.055293544 【００２４】 実施例３ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．194 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．21 像側 NA 0.6 倍率 -0．186 （波長λ＝400nmのとき） 【表３】 非球面１ κ ＝ -0.1229661 非球面２ κ ＝ -4.977821 A4 ＝ -0.0045136722 A4 ＝ 0.017966169 A6 ＝ -0.0011932048 A6 ＝ -0.0096419886 A8 ＝ -0.00011889525 A8 ＝ 0.0040681354 A10＝ 5.2170051×10-5 A10＝ -0.00088940426 A12＝ -8.8491063×10-6 A12＝ 8.2414489×10-5 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -4.2753525 B6 ＝ 0.99270163 B8 ＝ -0.26148055 B10＝ 0.021664686 【００２５】 実施例４ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．195 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．30 像側 NA 0.6 倍率 -0．193 （波長λ＝400nmのとき） 【表４】 非球面１ κ ＝ -0.1683752 非球面２ κ ＝ -4.658439 A4 ＝ -0.0036103899 A4 ＝ 0.017371735 A6 ＝ -0.0012304872 A6 ＝ -0.0093532536 A8 ＝ -9.2275704×10-5 A8 ＝ 0.0039624523 A10＝ 5.5269048×10-5 A10＝ -0.00085784003 A12＝ -9.145077×10-6 A12＝ 7.6960635×10-5 回折面１ B2 ＝-107.11989 B4 ＝ -1.6920264 B6 ＝ -0.13518583 B8 ＝ 0.029778631 B10＝ -0.0029217121 【００２６】 実施例５ f＝3．33 像側 NA 0.6 倍率 -0．281 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．28 像側 NA 0.6 倍率 -0．276 （波長λ＝400nmのとき） 【表５】 非球面１ κ ＝ 1.171692 非球面２ κ ＝ 8.204191 A4 ＝ -0.0012993496 A4 ＝ 0.011645015 A6 ＝ -0.001786858 A6 ＝ -0.0088150587 A8 ＝ 0.00015834437 A8 ＝ 0.0035977832 A10＝ 1.6222785×10-5 A10＝ -0.00071482631 A12＝ -5.4320624×10-6 A12＝ 5.3448562×10-5 回折面１ B2 ＝-259.61717 B4 ＝ 0.57213377 B6 ＝ -1.8219446 B8 ＝ 0.51808221 B10＝ -0.051155436 【００２７】 実施例６ f＝3．33 像側 NA 0.65 倍率 -0．194 （波長λ＝650nmのとき） f＝3．28 像側 NA 0.65 倍率 -0．187 （波長λ＝400nmのとき） 【表６】 非球面１ κ ＝ -0.5612186 非球面２ κ ＝ 2.642691 A4 ＝ -0.0026459732 A4 ＝ 0.01516177 A6 ＝ -1.4367526×10-6 A6 ＝ -0.0017358455 A8 ＝ -7.9843987×10-5 A8 ＝ 0.00031705817 A10＝ 1.8352979×10-5 A10＝ -4.5806347×10-5 A12＝ -2.6192672×10-6 A12＝ 3.4578588×10-6 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -2.335367 B6 ＝ -0.29844059 B8 ＝ 0.07238748 B10＝ -0.006909101 【００２８】 実施例７ f＝2.80 像側 NA 0.50 倍率 -0．201 （波長λ＝780nmのとき） f＝2.69 像側 NA 0.52 倍率 -0．196 （波長λ＝400nmのとき） 【表７】 非球面１ κ ＝ -0.85891 非球面２ κ ＝ -19.346514 A4 ＝ -3.1051×10-3 A4 ＝ -6.48118×10-3 A6 ＝ -1.5048×10-3 A6 ＝ 3.76084×10-3 A8 ＝ 4.4419×10-4 A8 ＝ -8.27872×10-4 A10＝ -4.8483×10-5 A10＝ -6.41536×10-5 回折面１ B2 ＝ 0 B4 ＝ -9.3525 B6 ＝ 3.4047×10-1 B8 ＝ 9.5660×10-4 B10＝ -3.0287×10-3 【００２９】 【発明の効果】本発明は、上記のように、集光光学系注
の光学素子、特にその対物レンズに回折面を設けること
により、４００ｎｍのような短波長光源に対応し、該光
源の±１０ｎｍ程度の波長シフトのみならず、従来使用
されていた６５０ｎｍや７８０ｎｍ程度の光源に対して
も、各実施例の波面収差に見るように、同一光学系で十
分な収差補正をすることが出来たものである。特に、図
４に示す光ピックアップ装置においては、２つの半導体
レーザのうち、一方を光軸上に配設すると、他方は光軸
から外れ、対物レンズに光束が斜入射するが、このよう
に像高が生じた場合にも十分に対応できることが明らか
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の第１の実施例の
構成を示す光路図である。 【図２】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施例の
構成を示す光路図である。 【図３】本発明の光ピックアップ装置の第３の実施例の
構成を示す光路図である。 【図４】本発明の光ピックアップ装置の第４の実施例の
構成を示す光路図である。 【図５】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの第
１の実施例の構成を示す光路図である。 【図６】上記対物レンズの第１実施例の球面収差図であ
る。 【図７】上記対物レンズの第１実施例の４００ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図８】上記対物レンズの第１実施例の４１０ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図９】上記対物レンズの第１実施例の３９０ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図１０】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第２の実施例の構成を示す光路図である。 【図１１】上記対物レンズの第２実施例の球面収差図で
ある。 【図１２】上記対物レンズの第２実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１３】上記対物レンズの第２実施例の４１０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１４】上記対物レンズの第２実施例の３９０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１５】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第３の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図１６】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図１７】上記対物レンズの第３実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図１８】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図１９】上記対物レンズの第３実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２０】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２１】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第４の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図２２】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図２３】上記対物レンズの第４実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図２４】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図２５】上記対物レンズの第４実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２６】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２７】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第５の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図２８】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図２９】上記対物レンズの第５実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３０】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３１】上記対物レンズの第５実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３２】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３３】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第６の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図３４】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図３５】上記対物レンズの第６実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３６】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３７】上記対物レンズの第６実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３８】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３９】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第７の実施例の構成を示す４００ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図４０】上記対物レンズの第７実施例の７８０ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図４１】上記対物レンズの第７実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図４２】上記対物レンズの第７実施例の７８０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【符号の説明】 １１１ 第１半導体レーザ １１２ 第２半
導体レーザ １２ ビームスプリッタ １３ コリメー
タ １４ １／４波長板 １５ ２次元ア
クチュエータ １６ 対物レンズ １７ 絞り １８ シリンドリカルレンズ １９ ビームス
プリッタ ２０ 光ディスク ２１ 透明基板 ２２ 情報記録面 ２３，２３１，２３２ ホログラム ３０，３０１，３０２ 光検出器 ４１，４２，４３ レーザ／検出器集積ユニット
構成を示す光路図である。 【図２】本発明の光ピックアップ装置の第２の実施例の
構成を示す光路図である。 【図３】本発明の光ピックアップ装置の第３の実施例の
構成を示す光路図である。 【図４】本発明の光ピックアップ装置の第４の実施例の
構成を示す光路図である。 【図５】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの第
１の実施例の構成を示す光路図である。 【図６】上記対物レンズの第１実施例の球面収差図であ
る。 【図７】上記対物レンズの第１実施例の４００ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図８】上記対物レンズの第１実施例の４１０ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図９】上記対物レンズの第１実施例の３９０ｎｍ波長
光に対する波面収差図である。 【図１０】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第２の実施例の構成を示す光路図である。 【図１１】上記対物レンズの第２実施例の球面収差図で
ある。 【図１２】上記対物レンズの第２実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１３】上記対物レンズの第２実施例の４１０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１４】上記対物レンズの第２実施例の３９０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図１５】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第３の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図１６】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図１７】上記対物レンズの第３実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図１８】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図１９】上記対物レンズの第３実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２０】上記対物レンズの第３実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２１】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第４の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図２２】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図２３】上記対物レンズの第４実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図２４】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図２５】上記対物レンズの第４実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２６】上記対物レンズの第４実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図２７】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第５の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図２８】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図２９】上記対物レンズの第５実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３０】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３１】上記対物レンズの第５実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３２】上記対物レンズの第５実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３３】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第６の実施例の構成を示す６５０ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図３４】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図３５】上記対物レンズの第６実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３６】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図３７】上記対物レンズの第６実施例の６５０ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３８】上記対物レンズの第６実施例の４００ｎｍ波
長光に対する波面収差図である。 【図３９】本発明の光ピックアップ装置の対物レンズの
第７の実施例の構成を示す４００ｎｍ波長光に対する光
路図である。 【図４０】上記対物レンズの第７実施例の７８０ｎｍ波
長光に対する光路図である。 【図４１】上記対物レンズの第７実施例の４００ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【図４２】上記対物レンズの第７実施例の７８０ｎｍ波
長光に対する球面収差図である。 【符号の説明】 １１１ 第１半導体レーザ １１２ 第２半
導体レーザ １２ ビームスプリッタ １３ コリメー
タ １４ １／４波長板 １５ ２次元ア
クチュエータ １６ 対物レンズ １７ 絞り １８ シリンドリカルレンズ １９ ビームス
プリッタ ２０ 光ディスク ２１ 透明基板 ２２ 情報記録面 ２３，２３１，２３２ ホログラム ３０，３０１，３０２ 光検出器 ４１，４２，４３ レーザ／検出器集積ユニット
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フロントページの続き
(72)発明者 小林 雅也
東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株
式会社内
(72)発明者 小嶋 俊之
東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株
式会社内
Ｆターム(参考） 2H049 BA07 CA01 CA05 CA09 CA15
CA17 CA20
5D119 AA41 BA01 EC01 EC45 EC47
FA08 JA09 JA43 JB04 LB10
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光源から出射した光束を集光光学系で光
情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、情報記録面上
に情報を記録及び／または情報記録面上の情報を再生す
る光ピックアップ装置において、 上記光源に６００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源を
有すると共に、上記集光光学系を構成する光学素子の少
なくとも１つの屈折面上に輪帯状の回折面を設けたこと
を特徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項２】 請求項１において、上記６００ｎｍ以下
の波長の光を発生する光源は、±１０ｎｍ以下の波長シ
フトを発生し、該光源の波長シフトに伴う屈折率分散に
よって生じる球面収差及び軸上色収差と、上記輪帯状の
回折面によって生じる球面収差及び軸上色収差とが、ほ
ぼ相殺することを特徴とする光情報記録媒体用光ピック
アップ装置 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２の光情報記録
媒体用光ピックアップ装置において、 上記集光光学系は、上記６００ｎｍ以下の波長の光を発
生する光源からの発散光束を光情報記録媒体の情報記録
面上に集光する有限共役型である対物レンズであること
を特徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項４】 波長の異なる複数の光源を備え、各光源
から出射した光束を１つの集光光学系を用いて光情報記
録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光させ、情
報記録面上に情報を記録及び／または情報記録面上の情
報を再生する光ピックアップ装置において、 上記複数の光源のうち少なくとも１つに６００ｎｍ以下
の波長の光を発生する光源を有すると共に、上記集光光
学系を構成する光学素子の少なくとも１つの屈折面上に
輪帯状の回折面を設けたことを特徴とする光情報記録媒
体用光ピックアップ装置 【請求項５】 請求項４において、上記６００ｎｍ以下
の波長の光を発生する第一の光源から上記集光光学系を
介した光情報記録媒体の透明基板の光源側面までの距離
と、上記複数の光源のうち、上記第一の光源と波長の異
なる少なくとも１つの第二の光源から前記集光光学系を
介した光情報記録媒体の透明基板の光源側面までの距離
とをほぼ同等としたことを特徴とする光情報記録媒体用
光ピックアップ装置 【請求項６】 請求項５において、上記２つの光源の波
長の相違に伴う屈折率分散によって生じる球面収差と、
上記輪帯状の回折面によって生じる球面収差とが、ほぼ
相殺するようにされていることを特徴とする光情報記録
媒体用光ピックアップ装置 【請求項７】 請求項５において、上記２つの光源の波
長の相違に伴う屈折率分散によって生じる球面収差及び
軸上色収差と、上記輪帯状の回折面によって生じる球面
収差及び軸上色収差とが、ほぼ相殺するようにされてい
ることを特徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装
置 【請求項８】 請求項５において、上記２つの光源の波
長の相違に伴う屈折率分散によって生じる球面収差及び
上記２つの光源がそれぞれ用いられる光情報記録媒体の
透明基板の厚みの相違によって生じる球面収差と、上記
輪帯状の回折面によって生じる球面収差とが、ほぼ相殺
するようにされていることを特徴とする光情報記録媒体
用光ピックアップ装置 【請求項９】 請求項５において、上記２つの光源の波
長の相違に伴う屈折率分散によって生じる球面収差、軸
上色収差及び上記２つの光源がそれぞれ用いられる光情
報記録媒体の透明基板の厚みの相違によって生じる球面
収差と、上記輪帯状の回折面によって生じる球面収差及
び軸上色収差とが、ほぼ相殺するようにされていること
を特徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項１０】 請求項４ないし請求項７の何れかにお
いて、上記第一の光源が用いられる光情報記録媒体の透
明基板の厚みと上記第二の光源が用いられる光情報記録
媒体の透明基板の厚みとは異なることを特徴とする光情
報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項１１】 請求項４ないし請求項１０の何れかに
おいて、上記集光光学系に設けられた対物レンズは、上
記第一の光源および上記第二の光源のうち、少なくとも
一方の光源からの発散光束を情報記録面上に集光する有
限共役型であることを特徴とする光情報記録媒体用光ピ
ックアップ装置 【請求項１２】 請求項１、請求項２及び請求項４ない
し請求項１０の上記輪帯状の回折面を上記集光光学系に
設けられた対物レンズの少なくとも１つの面に設けたこ
とを特徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項１３】 請求項３あるいは請求項１１におい
て、上記輪帯状の回折面を上記対物レンズの少なくとも
１つの面に設けたことを特徴とする光情報記録媒体用光
ピックアップ装置 【請求項１４】 請求項１２あるいは請求項１３におい
て、上記輪帯状の回折面が少なくとも１つの面に設けて
ある対物レンズは、ガラスレンズであることを特徴とす
る光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項１５】 請求項１２あるいは請求項１３におい
て、上記輪帯状の回折面が少なくとも１つの面に設けて
ある対物レンズは、プラスチックレンズであることを特
徴とする光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求項１６】 請求項１４あるいは請求項１５におい
て、上記輪帯状の回折面が少なくとも１つの面に設けて
ある対物レンズは、成形により作成されたことを特徴と
する光情報記録媒体用光ピックアップ装置 【請求頃１７】 請求項４、請求項１０及び請求項１２
ないし請求項１６の何れかにおいて、上記対物レンズを
構成するレンズ材料のアッべ数をνｄとしたとき、νｄ
＞５０であることを特徴とする光情報記録媒体用光ピッ
クアップ装置 【請求項１８】 請求項４、請求項１０及び請求項１２
ないし請求項１６の何れかにおいて、上記対物レンズを
構成するレンズ材料のアッべ数をνｄとしたとき、νｄ
＞７０であることを特徴とする光情報記録媒体用光ピッ
クアップ装置 【請求項１９】 請求項１ないし請求項１８の何れかの
上記光情報記録媒体用光ピックアップ装置を搭載したこ
とを特徴とする音声および／または画像の記録、および
／または、音声および／または画像の記録再生装置 【請求項２０】 少なくとも、６００ｎｍ以下の波長の
光を発生する光源を備え、該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情報記録面上に集光させ、
情報記録面上に情報を記録及び／または情報記録面上の
情報を再生する光ピックアップ装置用の対物レンズであ
って、輪帯状の回折面が少なくとも１つの面に設けてあ
ることを特徴とする対物レンズ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084817A JP2000285500A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光情報記録媒体用光ピックアップ装置、音声および／または画像の記録再生装置および対物レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11084817A JP2000285500A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光情報記録媒体用光ピックアップ装置、音声および／または画像の記録再生装置および対物レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000285500A true JP2000285500A (ja) | 2000-10-13 |
| JP2000285500A5 JP2000285500A5 (ja) | 2006-05-11 |
Family
ID=13841307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11084817A Pending JP2000285500A (ja) | 1999-03-26 | 1999-03-26 | 光情報記録媒体用光ピックアップ装置、音声および／または画像の記録再生装置および対物レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000285500A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN100373478C (zh) * | 2005-01-25 | 2008-03-05 | 三星电子株式会社 | 与多种类型介质兼容的光学拾取器 |
| JP2010247539A (ja) * | 2010-05-06 | 2010-11-04 | Konica Minolta Holdings Inc | 光ピックアップ装置用の光学素子 |
| US7903528B2 (en) | 2000-05-12 | 2011-03-08 | Konica Minolta Opto, Inc. | Optical pick-up apparatus |
| JP2011108358A (ja) * | 2011-03-02 | 2011-06-02 | Konica Minolta Holdings Inc | 光ピックアップ装置及び記録装置並びに再生装置 |
-
1999
- 1999-03-26 JP JP11084817A patent/JP2000285500A/ja active Pending
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