JP2001235678A - 対物レンズ、光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents
対物レンズ、光学ピックアップ装置及び光ディスク装置Info
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- Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ０．５以上という大きな開口数を有し、温度
変化などの環境変化下でも球面収差を良好に補正された
状態を維持し、かつ、光学ピックアップ装置の小型化を
困難とすることがないようにする。 【解決手段】 有限系の単玉レンズとし、第１面及び第
２面を非球面とし、これら非球面の少なくとも一の上
に、ホログラムを形成する。ホログラムのプラス一次
光、または、マイナス一次光は、実使用状態での最適球
面収差補正がなされている。光源として半導体レーザを
用いた場合において、環境温度の変化に伴って生ずる該
半導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面
収差の変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境温度
の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変
化をほぼ相殺するようにする。
変化などの環境変化下でも球面収差を良好に補正された
状態を維持し、かつ、光学ピックアップ装置の小型化を
困難とすることがないようにする。 【解決手段】 有限系の単玉レンズとし、第１面及び第
２面を非球面とし、これら非球面の少なくとも一の上
に、ホログラムを形成する。ホログラムのプラス一次
光、または、マイナス一次光は、実使用状態での最適球
面収差補正がなされている。光源として半導体レーザを
用いた場合において、環境温度の変化に伴って生ずる該
半導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面
収差の変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境温度
の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変
化をほぼ相殺するようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ、この
対物レンズを用いた光学ピックアップ装置及びこの光学
ピックアップ装置を用いた光ディスク装置に関する。
対物レンズを用いた光学ピックアップ装置及びこの光学
ピックアップ装置を用いた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ディスクの如き光学記録媒体が
提案され、この光学記録媒体に対して情報信号の書き込
み及び読出しを行う光学ピックアップ装置が提案されて
いる。また、このような光学ピックアップ装置を備えて
構成され、光学記録媒体として光ディスクを用いて情報
信号の記録及び再生を行う光ディスク装置が提案されて
いる。
提案され、この光学記録媒体に対して情報信号の書き込
み及び読出しを行う光学ピックアップ装置が提案されて
いる。また、このような光学ピックアップ装置を備えて
構成され、光学記録媒体として光ディスクを用いて情報
信号の記録及び再生を行う光ディスク装置が提案されて
いる。
【０００３】光学ピックアップ装置は、光源として半導
体レーザを備え、この半導体レーザより発せられた光束
を対物レンズを介して光学記録媒体の信号記録面上に集
光させる。そして、この光学ピックアップ装置は、光学
記録媒体の信号記録面において反射された光束を光検出
器によって検出する。
体レーザを備え、この半導体レーザより発せられた光束
を対物レンズを介して光学記録媒体の信号記録面上に集
光させる。そして、この光学ピックアップ装置は、光学
記録媒体の信号記録面において反射された光束を光検出
器によって検出する。
【０００４】この光学ピックアップ装置においては、光
検出器からの光検出出力に基づいて光学記録媒体に記録
されている情報信号を読み出すことができ、また、該光
学記録媒体に光束を照射することにより、該光学記録媒
体に対して情報信号の書き込みを行う。
検出器からの光検出出力に基づいて光学記録媒体に記録
されている情報信号を読み出すことができ、また、該光
学記録媒体に光束を照射することにより、該光学記録媒
体に対して情報信号の書き込みを行う。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な光学ピックアップ装置においては、光学記録媒体にお
ける情報信号の記録密度の向上のため、対物レンズの開
口数（ＮＡ）を大きくすることにより、この対物レンズ
によって光束が集光されて形成される光スポットをより
小径化することが試みられている。
な光学ピックアップ装置においては、光学記録媒体にお
ける情報信号の記録密度の向上のため、対物レンズの開
口数（ＮＡ）を大きくすることにより、この対物レンズ
によって光束が集光されて形成される光スポットをより
小径化することが試みられている。
【０００６】しかしながら、対物レンズの開口数を大き
くすると、レンズのパワーが大きくなることになり、収
差を良好に補正する設計が困難となるとともに、温度変
化などの環境変化下で球面収差を補正された状態に維持
することが困難となる。
くすると、レンズのパワーが大きくなることになり、収
差を良好に補正する設計が困難となるとともに、温度変
化などの環境変化下で球面収差を補正された状態に維持
することが困難となる。
【０００７】そのため、有限系の対物レンズにおいて
は、開口数を０．５以上とすることは非常に困難であっ
た。有限系の対物レンズとは、対物レンズから有限距離
に置かれた点光源から発せられた拡散光束が入射され、
この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させるも
のである。
は、開口数を０．５以上とすることは非常に困難であっ
た。有限系の対物レンズとは、対物レンズから有限距離
に置かれた点光源から発せられた拡散光束が入射され、
この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させるも
のである。
【０００８】無限系の対物レンズ、すなわち、平行光束
が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に
集光させる対物レンズでは、０．５以上の開口数を有す
るものが作製されている。しかしながら、無限系の対物
レンズを用いる場合には、この対物レンズと光源との間
に、点光源から発せられた拡散光束を平行光束に変換す
るためのコリメータレンズを配置しなければならないた
め、光学ピックアップ装置の装置構成の小型化が困難と
なってしまう。
が入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に
集光させる対物レンズでは、０．５以上の開口数を有す
るものが作製されている。しかしながら、無限系の対物
レンズを用いる場合には、この対物レンズと光源との間
に、点光源から発せられた拡散光束を平行光束に変換す
るためのコリメータレンズを配置しなければならないた
め、光学ピックアップ装置の装置構成の小型化が困難と
なってしまう。
【０００９】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、０．５以上という大きな開口数
を有しながら、温度変化などの環境変化下でも球面収差
を良好に補正された状態を維持し、かつ、光学ピックア
ップ装置の装置構成の小型化を困難とすることがない対
物レンズを提供しようとするものである。また、本発明
は、このような対物レンズを用いた光学ピックアップ装
置及びこの光学ピックアップ装置を用いた光ディスク装
置を提供しようとするものである。
案されるものであって、０．５以上という大きな開口数
を有しながら、温度変化などの環境変化下でも球面収差
を良好に補正された状態を維持し、かつ、光学ピックア
ップ装置の装置構成の小型化を困難とすることがない対
物レンズを提供しようとするものである。また、本発明
は、このような対物レンズを用いた光学ピックアップ装
置及びこの光学ピックアップ装置を用いた光ディスク装
置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る対物レンズは、開口数が０．５以上で
ある有限系の単玉対物レンズであって、第１面及び第２
面が非球面であり、これら各非球面の少なくとも一の上
にはホログラムが形成され、このホログラムのプラス一
次光、または、マイナス一次光は、実使用状態での最適
球面収差補正がなされているとともに、光源として半導
体レーザを用いた場合に、環境温度の変化に伴って生ず
る該半導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの
球面収差の変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺することを特徴とするものである。
め、本発明に係る対物レンズは、開口数が０．５以上で
ある有限系の単玉対物レンズであって、第１面及び第２
面が非球面であり、これら各非球面の少なくとも一の上
にはホログラムが形成され、このホログラムのプラス一
次光、または、マイナス一次光は、実使用状態での最適
球面収差補正がなされているとともに、光源として半導
体レーザを用いた場合に、環境温度の変化に伴って生ず
る該半導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの
球面収差の変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺することを特徴とするものである。
【００１１】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、光源となる半導体レーザと、この半導体レーザより
発せられた光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光さ
せる対物レンズと、この対物レンズにより信号記録面上
に集光された光束の反射光束を検出する光検出器とを備
え、対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の
単玉対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面で
あり、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラ
ムが形成され、このホログラムのプラス一次光、また
は、マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正
がなされているとともに、環境温度の変化に伴って生ず
る上記半導体レーザの発振波長の変化によるホログラム
の球面収差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺するものであることを特徴とする。
は、光源となる半導体レーザと、この半導体レーザより
発せられた光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光さ
せる対物レンズと、この対物レンズにより信号記録面上
に集光された光束の反射光束を検出する光検出器とを備
え、対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の
単玉対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面で
あり、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラ
ムが形成され、このホログラムのプラス一次光、また
は、マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正
がなされているとともに、環境温度の変化に伴って生ず
る上記半導体レーザの発振波長の変化によるホログラム
の球面収差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺するものであることを特徴とする。
【００１２】そして、本発明に係る光ディスク装置は、
光ディスクを保持して回転操作する回転操作機構と、こ
の回転操作機構によって回転操作される光ディスクに対
して情報信号の記録または再生を行う光学ピックアップ
装置とを備え、光学ピックアップ装置は、光源となる半
導体レーザと、この半導体レーザより発せられた光束を
光ディスクの信号記録面上に集光させる対物レンズと、
該対物レンズにより信号記録面上に集光された光束の反
射光束を検出する光検出器とを備えて構成されており、
対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の単玉
対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面であ
り、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラム
が形成され、このホログラムのプラス一次光、または、
マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正がな
されているとともに、環境温度の変化に伴って生ずる半
導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面収
差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境温度の変
化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変化を
ほぼ相殺するものであることを特徴とする。
光ディスクを保持して回転操作する回転操作機構と、こ
の回転操作機構によって回転操作される光ディスクに対
して情報信号の記録または再生を行う光学ピックアップ
装置とを備え、光学ピックアップ装置は、光源となる半
導体レーザと、この半導体レーザより発せられた光束を
光ディスクの信号記録面上に集光させる対物レンズと、
該対物レンズにより信号記録面上に集光された光束の反
射光束を検出する光検出器とを備えて構成されており、
対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の単玉
対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面であ
り、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラム
が形成され、このホログラムのプラス一次光、または、
マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正がな
されているとともに、環境温度の変化に伴って生ずる半
導体レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面収
差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境温度の変
化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変化を
ほぼ相殺するものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１４】本発明に係る対物レンズは、開口数が０．
５以上である有限系の単玉対物レンズであって、図１に
示すように、第１面１及び第２面２が非球面となされて
形成されている。これら第１面１及び第２面２の間は、
例えば合成樹脂材料の如き、透明で均質な媒質３となっ
ている。
５以上である有限系の単玉対物レンズであって、図１に
示すように、第１面１及び第２面２が非球面となされて
形成されている。これら第１面１及び第２面２の間は、
例えば合成樹脂材料の如き、透明で均質な媒質３となっ
ている。
【００１５】そして、第１面１及び第２面２の少なくと
も一の面上には、ホログラム（ＨＯＥ）４が形成されて
いる。このホログラム４のプラス一次光、または、マイ
ナス一次光は、実使用状態において、最適球面収差補正
がなされている。すなわち、ホログラム４がない状態で
の第１面１及び第２面２は、実使用状態において、最適
球面収差補正がなされていない状態となっている。
も一の面上には、ホログラム（ＨＯＥ）４が形成されて
いる。このホログラム４のプラス一次光、または、マイ
ナス一次光は、実使用状態において、最適球面収差補正
がなされている。すなわち、ホログラム４がない状態で
の第１面１及び第２面２は、実使用状態において、最適
球面収差補正がなされていない状態となっている。
【００１６】そして、この対物レンズは、この対物レン
ズを透過する光束の光源として半導体レーザを用いた場
合において、環境温度の変化に伴って生ずる該半導体レ
ーザの発振波長の変化によるホログラム４の球面収差の
変化が、第１面１と第２面２との間の媒質４の環境温度
の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変
化をほぼ相殺するようになされている。
ズを透過する光束の光源として半導体レーザを用いた場
合において、環境温度の変化に伴って生ずる該半導体レ
ーザの発振波長の変化によるホログラム４の球面収差の
変化が、第１面１と第２面２との間の媒質４の環境温度
の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変
化をほぼ相殺するようになされている。
【００１７】さらに、この対物レンズは、図１に示すよ
うに、第１面１の曲率半径をｒ１、第２面２の曲率半径
をｒ２、焦点距離をｆ、円錐定数をｋ１、ｋ２、面間隔
をＤとしたとき、以下の（１）式乃至（５）式が満足さ
れるようになされている。
うに、第１面１の曲率半径をｒ１、第２面２の曲率半径
をｒ２、焦点距離をｆ、円錐定数をｋ１、ｋ２、面間隔
をＤとしたとき、以下の（１）式乃至（５）式が満足さ
れるようになされている。
【００１８】 （１）０．６５＜ｒ１／ｆ＜０．７５ （２）１．２＜ｒ２／ｆ＜１．４ （３）−０．８５＜ｋ１＜−０．７ （４）０．２＜ｋ２＜０．８ （５）０．８＜Ｄ／ｆ＜１．２ これら（１）式乃至（５）式が満足されることにより、
環境温度の変化に伴う半導体レーザの発振波長の変化に
よるホログラム４の球面収差の変化と、媒質４の環境温
度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の
変化とが、互いにほぼ相殺されることとなる。
環境温度の変化に伴う半導体レーザの発振波長の変化に
よるホログラム４の球面収差の変化と、媒質４の環境温
度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の
変化とが、互いにほぼ相殺されることとなる。
【００１９】この対物レンズを用いて構成された本発明
に係る光学ピックアップ装置は、図２に示すように、光
源となる半導体レーザ５を備えている。この半導体レー
ザ５から発せられた発散光束は、ビームスプリッタ６に
おいて反射されて、対物レンズ７に入射される。ビーム
スプリッタ６は、平行平面板であって、半導体レーザ５
から射出された光束の光軸に対して４５°の傾斜を有し
て配置されており、該光束を表面部において反射するこ
とにより該光束の光路を９０°偏向させる。
に係る光学ピックアップ装置は、図２に示すように、光
源となる半導体レーザ５を備えている。この半導体レー
ザ５から発せられた発散光束は、ビームスプリッタ６に
おいて反射されて、対物レンズ７に入射される。ビーム
スプリッタ６は、平行平面板であって、半導体レーザ５
から射出された光束の光軸に対して４５°の傾斜を有し
て配置されており、該光束を表面部において反射するこ
とにより該光束の光路を９０°偏向させる。
【００２０】対物レンズ７に入射された光束は、光学記
録媒体である光ディスク１０の信号記録面上に集光され
る。対物レンズ７によって集光された光束は、信号記録
面において反射され、戻り光束として再び対物レンズ７
に入射し、この対物レンズ７により収束光束となされ
る。この戻り光束は、ビームスプリッタ６を透過して、
検出レンズ８を経て、光検出器９により受光される。
録媒体である光ディスク１０の信号記録面上に集光され
る。対物レンズ７によって集光された光束は、信号記録
面において反射され、戻り光束として再び対物レンズ７
に入射し、この対物レンズ７により収束光束となされ
る。この戻り光束は、ビームスプリッタ６を透過して、
検出レンズ８を経て、光検出器９により受光される。
【００２１】なお、戻り光束は、ビームスプリッタ６を
透過するときに、非点収差を生ずるので、この非点収差
の方向及び量を検出することにより、対物レンズ７によ
る集光点と光ディスク１０の信号記録面との距離を示す
フォーカスエラー信号を検出することができる。
透過するときに、非点収差を生ずるので、この非点収差
の方向及び量を検出することにより、対物レンズ７によ
る集光点と光ディスク１０の信号記録面との距離を示す
フォーカスエラー信号を検出することができる。
【００２２】この光学ピックアップ装置においては、光
検出器９からの光検出出力に基づいて光ディスク１０に
記録されている情報信号を読み出すことができ、また、
該光ディスク１０に光束を照射することにより、該光デ
ィスク１０に対して情報信号の書き込みを行う。
検出器９からの光検出出力に基づいて光ディスク１０に
記録されている情報信号を読み出すことができ、また、
該光ディスク１０に光束を照射することにより、該光デ
ィスク１０に対して情報信号の書き込みを行う。
【００２３】さらに、上述の光学ピックアップ装置を用
いて構成された本発明に係る光ディスク装置は、図３に
示すように、光ディスク１０の中心部分を保持して該光
ディスク１０を回転操作する回転操作機構１１を備えて
いる。上述した光学ピックアップ装置１２は、この光デ
ィスク装置においては、回転操作機構１１によって回転
操作される光ディスク１０の信号記録面に対物レンズを
対向させた状態で、送り機構１３により支持されるとと
もに、この送り機構により、該光ディスク１０の径方向
への移動操作が可能となされている。
いて構成された本発明に係る光ディスク装置は、図３に
示すように、光ディスク１０の中心部分を保持して該光
ディスク１０を回転操作する回転操作機構１１を備えて
いる。上述した光学ピックアップ装置１２は、この光デ
ィスク装置においては、回転操作機構１１によって回転
操作される光ディスク１０の信号記録面に対物レンズを
対向させた状態で、送り機構１３により支持されるとと
もに、この送り機構により、該光ディスク１０の径方向
への移動操作が可能となされている。
【００２４】光学ピックアップ装置１２の光検出器から
の出力信号は、信号処理装置１４に送られて復調され
る。また、光学ピックアップ装置１２の半導体レーザ、
回転操作機構１１及び送り機構１３は、信号処理装置１
４により制御されて動作する。そして、この光ディスク
装置においては、光ディスク１０に対する情報信号の記
録及び再生が行われる。
の出力信号は、信号処理装置１４に送られて復調され
る。また、光学ピックアップ装置１２の半導体レーザ、
回転操作機構１１及び送り機構１３は、信号処理装置１
４により制御されて動作する。そして、この光ディスク
装置においては、光ディスク１０に対する情報信号の記
録及び再生が行われる。
【００２５】
【実施例】以下、本発明に係る対物レンズの具体的な実
施例を挙げる。
施例を挙げる。
【００２６】以下の実施例は、本発明に係る対物レンズ
を、媒質をプラスチックとし、いわゆる「ＤＶＤ」（商
品名）用の光学ピックアップ装置に用いるための対物レ
ンズとして形成したものである。この媒質の屈折率ｎ
は、入射光束の波長λが基準波長である６５５ｎｍであ
るときにおいて、１．５３９３９７である。
を、媒質をプラスチックとし、いわゆる「ＤＶＤ」（商
品名）用の光学ピックアップ装置に用いるための対物レ
ンズとして形成したものである。この媒質の屈折率ｎ
は、入射光束の波長λが基準波長である６５５ｎｍであ
るときにおいて、１．５３９３９７である。
【００２７】〔第１の実施例〕焦点距離ｆを３．６ｍ
ｍ、開口数ＮＡを０．６０として形成した。
ｍ、開口数ＮＡを０．６０として形成した。
【００２８】第１面について、曲率半径Ｒ１、円錐定数
ｋ１、及び各非球面係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を以下
のように設定した。
ｋ１、及び各非球面係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を以下
のように設定した。
【００２９】Ｒ１＝２．４６１３ｍｍ ｋ１＝−７．９８１３５×１０−１ Ａ１＝−２．２０８８×１０−４ Ｂ１＝４．３９２４×１０−５ Ｃ１＝−５．３０９４×１０−６ Ｄ１＝−１．８０８５×１０−６ 第２面について、曲率半径Ｒ２、円錐定数ｋ２、及び各
非球面係数Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を以下のように設定
した。
非球面係数Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を以下のように設定
した。
【００３０】Ｒ２＝−４．９４４１ｍｍ ｋ２＝５．９６５９３×１０−１ Ａ２＝１．７３１５４×１０−２ Ｂ２＝−２．８６０９５×１０−３ Ｃ２＝３．２０６５４×１０−４ Ｄ２＝−１．６４３２１×１０−５ また、面間隔Ｄを以下のように設定した。
【００３１】Ｄ＝３．２ｍｍ これらの値は、上述した（１）式乃至（５）式を満足し
ている。
ている。
【００３２】この対物レンズの収差曲線として、ホログ
ラムの０次光についての球面収差及び非点収差を図４に
示す。この収差曲線は、ホログラムが設けられていない
場合の球面収差及び非点収差に相当するものである。こ
の図４に示すように、ホログラムがない状態では、第１
面及び第２面は、実使用状態において、最適球面収差補
正がなされていない。
ラムの０次光についての球面収差及び非点収差を図４に
示す。この収差曲線は、ホログラムが設けられていない
場合の球面収差及び非点収差に相当するものである。こ
の図４に示すように、ホログラムがない状態では、第１
面及び第２面は、実使用状態において、最適球面収差補
正がなされていない。
【００３３】また、入射光束の波長が基準波長である場
合におけるホログラムの１次光についての球面収差及び
非点収差を図５に示す。これは、実使用状態における収
差の状態を示すものである。この図５に示すように、ホ
ログラムのプラス一次光（または、マイナス一次光）に
ついては、実使用状態において、最適球面収差補正がな
されている。
合におけるホログラムの１次光についての球面収差及び
非点収差を図５に示す。これは、実使用状態における収
差の状態を示すものである。この図５に示すように、ホ
ログラムのプラス一次光（または、マイナス一次光）に
ついては、実使用状態において、最適球面収差補正がな
されている。
【００３４】さらに、環境温度の変化によって半導体レ
ーザの発振波長が８ｎｍ変化し、当該温度変化によって
媒質の屈折率が変化した場合における球面収差及び非点
収差を図６に示す。この図６に示すように、光源として
半導体レーザを用いた場合において、環境温度の変化に
伴って生ずる該半導体レーザの発振波長の変化によるホ
ログラムの球面収差の変化は、第１面及び第２面間の媒
質の環境温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる
球面収差の変化をほぼ相殺するようになっている。
ーザの発振波長が８ｎｍ変化し、当該温度変化によって
媒質の屈折率が変化した場合における球面収差及び非点
収差を図６に示す。この図６に示すように、光源として
半導体レーザを用いた場合において、環境温度の変化に
伴って生ずる該半導体レーザの発振波長の変化によるホ
ログラムの球面収差の変化は、第１面及び第２面間の媒
質の環境温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる
球面収差の変化をほぼ相殺するようになっている。
【００３５】〔第２の実施例〕焦点距離ｆを３．２ｍ
ｍ、開口数ＮＡを０．６０として形成した。
ｍ、開口数ＮＡを０．６０として形成した。
【００３６】第１面について、曲率半径Ｒ１、円錐定数
ｋ１、及び各非球面係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を以下
のように設定した。
ｋ１、及び各非球面係数Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１を以下
のように設定した。
【００３７】Ｒ１＝２．２１０４ｍｍ ｋ１＝−７．３９７１×１０−１ Ａ１＝−２．０４３７×１０−３ Ｂ１＝２．８３３９×１０−５ Ｃ１＝２．０３７７×１０−５ Ｄ１＝−９．３６１５×１０−６ 第２面について、曲率半径Ｒ２、円錐定数ｋ２、及び各
非球面係数Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を以下のように設定
した。
非球面係数Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を以下のように設定
した。
【００３８】Ｒ２＝−４．１３１３ｍｍ ｋ２＝３．９７４１５×１０−１ Ａ２＝２．７７６４２×１０−２ Ｂ２＝−６．０５９６４×１０−３ Ｃ２＝８．９２８１１×１０−４ Ｄ２＝−６．１８９３７×１０−５ また、面間隔Ｄを以下のように設定した。
【００３９】Ｄ＝３ｍｍ これらの値は、上述した（１）式乃至（５）式を満足し
ている。
ている。
【００４０】この対物レンズの収差曲線として、ホログ
ラムの０次光についての球面収差及び非点収差を図７に
示す。この収差曲線は、ホログラムが設けられていない
場合の球面収差及び非点収差に相当するものである。こ
の図７に示すように、ホログラムがない状態では、第１
面及び第２面は、実使用状態において、最適球面収差補
正がなされていない。
ラムの０次光についての球面収差及び非点収差を図７に
示す。この収差曲線は、ホログラムが設けられていない
場合の球面収差及び非点収差に相当するものである。こ
の図７に示すように、ホログラムがない状態では、第１
面及び第２面は、実使用状態において、最適球面収差補
正がなされていない。
【００４１】また、入射光束の波長が基準波長である場
合におけるホログラムの１次光についての球面収差及び
非点収差を図８に示す。これは、実使用状態における収
差の状態を示すものである。この図８に示すように、ホ
ログラムのプラス一次光（または、マイナス一次光）に
ついては、実使用状態において、最適球面収差補正がな
されている。
合におけるホログラムの１次光についての球面収差及び
非点収差を図８に示す。これは、実使用状態における収
差の状態を示すものである。この図８に示すように、ホ
ログラムのプラス一次光（または、マイナス一次光）に
ついては、実使用状態において、最適球面収差補正がな
されている。
【００４２】さらに、環境温度の変化によって半導体レ
ーザの発振波長が８ｎｍ変化し、当該温度変化によって
媒質の屈折率が変化した場合における球面収差及び非点
収差を図９に示す。この図９に示すように、光源として
半導体レーザを用いた場合において、環境温度の変化に
伴って生ずる該半導体レーザの発振波長の変化によるホ
ログラムの球面収差の変化は、第１面及び第２面間の媒
質の環境温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる
球面収差の変化をほぼ相殺するようになっている。
ーザの発振波長が８ｎｍ変化し、当該温度変化によって
媒質の屈折率が変化した場合における球面収差及び非点
収差を図９に示す。この図９に示すように、光源として
半導体レーザを用いた場合において、環境温度の変化に
伴って生ずる該半導体レーザの発振波長の変化によるホ
ログラムの球面収差の変化は、第１面及び第２面間の媒
質の環境温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる
球面収差の変化をほぼ相殺するようになっている。
【００４３】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る対物レンズ
は、有限系の単玉レンズであり、第１面及び第２面が非
球面とされ、これら非球面の少なくとも一の上に、ホロ
グラムが形成されている。ホログラムのプラス一次光、
または、マイナス一次光は、実使用状態での最適球面収
差補正がなされている。
は、有限系の単玉レンズであり、第１面及び第２面が非
球面とされ、これら非球面の少なくとも一の上に、ホロ
グラムが形成されている。ホログラムのプラス一次光、
または、マイナス一次光は、実使用状態での最適球面収
差補正がなされている。
【００４４】そして、光源として半導体レーザを用いた
場合において、環境温度の変化に伴って生ずる該半導体
レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面収差の
変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境温度の変化
に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変化をほ
ぼ相殺するようになっている。
場合において、環境温度の変化に伴って生ずる該半導体
レーザの発振波長の変化によるホログラムの球面収差の
変化が、第１面と第２面との間の媒質の環境温度の変化
に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差の変化をほ
ぼ相殺するようになっている。
【００４５】すなわち、本発明は、０．５以上という大
きな開口数を有しながら、温度変化などの環境変化下で
も球面収差を良好に補正された状態を維持し、かつ、光
学ピックアップ装置の装置構成の小型化を困難とするこ
とがない対物レンズを提供することができるものであ
る。また、本発明は、このような対物レンズを用いた光
学ピックアップ装置及びこの光学ピックアップ装置を用
いた光ディスク装置を提供することができるものであ
る。
きな開口数を有しながら、温度変化などの環境変化下で
も球面収差を良好に補正された状態を維持し、かつ、光
学ピックアップ装置の装置構成の小型化を困難とするこ
とがない対物レンズを提供することができるものであ
る。また、本発明は、このような対物レンズを用いた光
学ピックアップ装置及びこの光学ピックアップ装置を用
いた光ディスク装置を提供することができるものであ
る。
【図１】本発明に係る対物レンズの構成を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】上記対物レンズを用いた本発明に係る光学ピッ
クアップ装置の構成を示す側面図である。
クアップ装置の構成を示す側面図である。
【図３】上記光学ピックアップを用いた本発明に係る光
ディスク装置の構成を示すブロック図である。
ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例におけるホログラムの０
次光についての球面収差及び非点収差を示すグラフであ
る。
次光についての球面収差及び非点収差を示すグラフであ
る。
【図５】本発明の第１の実施例における入射光束の波長
が基準波長である場合におけるホログラムの１次光につ
いての球面収差及び非点収差を示すグラフである。
が基準波長である場合におけるホログラムの１次光につ
いての球面収差及び非点収差を示すグラフである。
【図６】本発明の第１の実施例において環境温度の変化
によって半導体レーザの発振波長が変化し、当該温度変
化によって媒質の屈折率が変化した場合における球面収
差及び非点収差を示すグラフである。
によって半導体レーザの発振波長が変化し、当該温度変
化によって媒質の屈折率が変化した場合における球面収
差及び非点収差を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施例におけるホログラムの０
次光についての球面収差及び非点収差を示すグラフであ
る。
次光についての球面収差及び非点収差を示すグラフであ
る。
【図８】本発明の第２の実施例における入射光束の波長
が基準波長である場合におけるホログラムの１次光につ
いての球面収差及び非点収差を示すグラフである。
が基準波長である場合におけるホログラムの１次光につ
いての球面収差及び非点収差を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施例において環境温度の変化
によって半導体レーザの発振波長が変化し、当該温度変
化によって媒質の屈折率が変化した場合における球面収
差及び非点収差を示すグラフである。
によって半導体レーザの発振波長が変化し、当該温度変
化によって媒質の屈折率が変化した場合における球面収
差及び非点収差を示すグラフである。
１ 第１面、２ 第２面、３ 媒質、４ ホログラム、
５ 半導体レーザ、７対物レンズ、９ 光検出器、１０
光ディスク、１１ 回転操作機構、１２光学ピックア
ップ装置
５ 半導体レーザ、７対物レンズ、９ 光検出器、１０
光ディスク、１１ 回転操作機構、１２光学ピックア
ップ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H049 CA06 CA09 CA20 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA12 RA13 RA46 5D119 AA04 EC01 FA05 JA44 JA47 JB01 JB02 JB03 JB06 9A001 BB06 HH34 JJ71 KK16 KK31
Claims (6)
- 【請求項１】 開口数が０．５以上である有限系の単玉
対物レンズであって、 第１面及び第２面が非球面であり、 上記各非球面の少なくとも一の上には、ホログラムが形
成され、 上記ホログラムのプラス一次光、または、マイナス一次
光は、実使用状態での最適球面収差補正がなされている
とともに、 光源として半導体レーザを用いた場合に、環境温度の変
化に伴って生ずる該半導体レーザの発振波長の変化によ
るホログラムの球面収差の変化が、上記第１面と第２面
との間の媒質の環境温度の変化に伴う屈折率の変化によ
って生じる球面収差の変化をほぼ相殺することを特徴と
する対物レンズ。 - 【請求項２】 第１面の曲率半径をｒ１、第２面の曲率
半径をｒ２、焦点距離をｆ、円錐定数をｋ１、ｋ２、面
間隔をＤとしたとき、以下の（１）式乃至（５）式が満
足されることを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。 （１）０．６５＜ｒ１／ｆ＜０．７５ （２）１．２＜ｒ２／ｆ＜１．４ （３）−０．８５＜ｋ１＜−０．７ （４）０．２＜ｋ２＜０．８ （５）０．８＜Ｄ／ｆ＜１．２ - 【請求項３】 光源となる半導体レーザと、 上記半導体レーザより発せられた光束を光学記録媒体の
信号記録面上に集光させる対物レンズと、 上記対物レンズにより上記信号記録面上に集光された光
束の反射光束を検出する光検出器とを備え、 上記対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の
単玉対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面で
あり、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラ
ムが形成され、このホログラムのプラス一次光、また
は、マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正
がなされているとともに、環境温度の変化に伴って生ず
る上記半導体レーザの発振波長の変化によるホログラム
の球面収差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺するものであることを特徴とする光学
ピックアップ装置。 - 【請求項４】 対物レンズの第１面の曲率半径をｒ１、
第２面の曲率半径をｒ２、焦点距離をｆ、円錐定数をｋ
１、ｋ２、面間隔をＤとしたとき、以下の（１）式乃至
（５）式が満足されることを特徴とする請求項３記載の
光学ピックアップ装置。 （１）０．６５＜ｒ１／ｆ＜０．７５ （２）１．２＜ｒ２／ｆ＜１．４ （３）−０．８５＜ｋ１＜−０．７ （４）０．２＜ｋ２＜０．８ （５）０．８＜Ｄ／ｆ＜１．２ - 【請求項５】 光ディスクを保持して回転操作する回転
操作機構と、 上記回転操作機構によって回転操作される光ディスクに
対して情報信号の記録または再生を行う光学ピックアッ
プ装置とを備え、 上記光学ピックアップ装置は、光源となる半導体レーザ
と、この半導体レーザより発せられた光束を光ディスク
の信号記録面上に集光させる対物レンズと、該対物レン
ズにより上記信号記録面上に集光された光束の反射光束
を検出する光検出器とを備えて構成されており、 上記対物レンズは、開口数が０．５以上である有限系の
単玉対物レンズであって、第１面及び第２面が非球面で
あり、これら各非球面の少なくとも一の上にはホログラ
ムが形成され、このホログラムのプラス一次光、また
は、マイナス一次光は実使用状態での最適球面収差補正
がなされているとともに、環境温度の変化に伴って生ず
る上記半導体レーザの発振波長の変化によるホログラム
の球面収差の変化が第１面と第２面との間の媒質の環境
温度の変化に伴う屈折率の変化によって生じる球面収差
の変化をほぼ相殺するものであることを特徴とすること
を特徴とする光ディスク装置。 - 【請求項６】 対物レンズの第１面の曲率半径をｒ１、
第２面の曲率半径をｒ２、焦点距離をｆ、円錐定数をｋ
１、ｋ２、面間隔をＤとしたとき、以下の（１）式乃至
（５）式が満足されることを特徴とする請求項５記載の
光ディスク装置。 （１）０．６５＜ｒ１／ｆ＜０．７５ （２）１．２＜ｒ２／ｆ＜１．４ （３）−０．８５＜ｋ１＜−０．７ （４）０．２＜ｋ２＜０．８ （５）０．８＜Ｄ／ｆ＜１．２
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052197A JP2001235678A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 対物レンズ、光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
| US09/788,519 US6434104B2 (en) | 2000-02-23 | 2001-02-21 | Objective lens, optical pickup device and optical disk device |
| KR1020010009006A KR20010085481A (ko) | 2000-02-23 | 2001-02-22 | 대물렌즈, 광학픽업장치 및 광디스크장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052197A JP2001235678A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 対物レンズ、光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001235678A true JP2001235678A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18573755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000052197A Pending JP2001235678A (ja) | 2000-02-23 | 2000-02-23 | 対物レンズ、光学ピックアップ装置及び光ディスク装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6434104B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001235678A (ja) |
| KR (1) | KR20010085481A (ja) |
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| US7564763B2 (en) | 2003-07-09 | 2009-07-21 | Koninklijke Phililps Electronics N.V. | Optical arrangement |
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-
2000
- 2000-02-23 JP JP2000052197A patent/JP2001235678A/ja active Pending
-
2001
- 2001-02-21 US US09/788,519 patent/US6434104B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-22 KR KR1020010009006A patent/KR20010085481A/ko not_active Application Discontinuation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20010085481A (ko) | 2001-09-07 |
| US6434104B2 (en) | 2002-08-13 |
| US20010028514A1 (en) | 2001-10-11 |
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