JP2001344798A - 対物レンズ及び光学装置 - Google Patents
対物レンズ及び光学装置Info
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- JP2001344798A JP2001344798A JP2001101273A JP2001101273A JP2001344798A JP 2001344798 A JP2001344798 A JP 2001344798A JP 2001101273 A JP2001101273 A JP 2001101273A JP 2001101273 A JP2001101273 A JP 2001101273A JP 2001344798 A JP2001344798 A JP 2001344798A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオ
ディスク（ＤＶＤ）ともに良好に再生できる対物レンズ
を提供する。 【解決手段】対物レンズ３の第１面には輪状の段差部１
１が設けられ、段差部１１は第１の波長の光に対して位
相差を生じさせる機能を有し、対物レンズ３の第２面に
は、輪状の段差部及２１が設けられ、段差部２１は第２
の波長の光に対して位相差を生じさせる機能を有する。
ディスク（ＤＶＤ）ともに良好に再生できる対物レンズ
を提供する。 【解決手段】対物レンズ３の第１面には輪状の段差部１
１が設けられ、段差部１１は第１の波長の光に対して位
相差を生じさせる機能を有し、対物レンズ３の第２面に
は、輪状の段差部及２１が設けられ、段差部２１は第２
の波長の光に対して位相差を生じさせる機能を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）及びＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の
光ディスクの記録又は再生に適し、回折限界性能を有す
る対物レンズ及び光学装置に関する。なお、ＣＤとは記
録可能なＣＤ−Ｒ（コンパクトディスクレコーダブル）
も含むものとする。
ディスク）及びＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の
光ディスクの記録又は再生に適し、回折限界性能を有す
る対物レンズ及び光学装置に関する。なお、ＣＤとは記
録可能なＣＤ−Ｒ（コンパクトディスクレコーダブル）
も含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】従来、０．６ｍｍの厚さの透明基板を有
するＤＶＤと１．２ｍｍの厚さの透明基板を有するＣＤ
を再生する対物レンズが提案されている（特開平１０−
２５５３０５、特開平１１−１６１９０、特開平１１−
２７５９）。
するＤＶＤと１．２ｍｍの厚さの透明基板を有するＣＤ
を再生する対物レンズが提案されている（特開平１０−
２５５３０５、特開平１１−１６１９０、特開平１１−
２７５９）。
【０００３】これらの従来例において、非球面を有する
対物レンズの片面には、光軸を中心とする輪帯状に凹部
又は凸部からなる位相シフタが設けられている。対物レ
ンズの基本的形状はＤＶＤを良好に再生できるように最
適化されており、ＣＤを再生するときには、位相シフタ
で位相を補正することにより収差をできるだけ小さく補
正している。その結果、ＤＶＤ、ＣＤともに、軸上の収
差、特に軸上球面収差については、良好に補正できてい
る。
対物レンズの片面には、光軸を中心とする輪帯状に凹部
又は凸部からなる位相シフタが設けられている。対物レ
ンズの基本的形状はＤＶＤを良好に再生できるように最
適化されており、ＣＤを再生するときには、位相シフタ
で位相を補正することにより収差をできるだけ小さく補
正している。その結果、ＤＶＤ、ＣＤともに、軸上の収
差、特に軸上球面収差については、良好に補正できてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来例
では、ＣＤの再生時の軸外コマ収差については、良好に
補正できず、軸外のコマ収差が大きいので、光源、対物
レンズ等が光軸から傾いたとき又は軸ずれが生じたとき
の光学性能の劣化が大きく、光学装置を組み立てる際、
対物レンズ等の位置決めに高精度を要求され、生産性が
悪い問題があった。
では、ＣＤの再生時の軸外コマ収差については、良好に
補正できず、軸外のコマ収差が大きいので、光源、対物
レンズ等が光軸から傾いたとき又は軸ずれが生じたとき
の光学性能の劣化が大きく、光学装置を組み立てる際、
対物レンズ等の位置決めに高精度を要求され、生産性が
悪い問題があった。
【０００５】さらに、対物レンズの位置決めに高精度を
要求されるのでレンズや光源を移動させるための機構
（移動機構）の摩耗等によって、対物レンズの光軸から
の傾き又は軸ずれが生じ、光学性能が経年変化的に劣化
する問題があった。
要求されるのでレンズや光源を移動させるための機構
（移動機構）の摩耗等によって、対物レンズの光軸から
の傾き又は軸ずれが生じ、光学性能が経年変化的に劣化
する問題があった。
【０００６】また、軸外コマ収差が大きいので、実際に
光学装置を作動させる際、対物レンズのオートフォーカ
ス駆動による対物レンズの位置決め、特に軸ずれに対し
許容範囲が狭くなり、そのため、光学性能が劣化する問
題があった。
光学装置を作動させる際、対物レンズのオートフォーカ
ス駆動による対物レンズの位置決め、特に軸ずれに対し
許容範囲が狭くなり、そのため、光学性能が劣化する問
題があった。
【０００７】本発明は、上記欠点を解消するためになさ
れたものであり、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ等の複数種の光
ディスクを記録又は再生するときに、軸上の収差、軸外
の収差の両者とも、良好に補正できる対物レンズ及び光
学装置の提供を目的とする。
れたものであり、例えば、ＤＶＤ、ＣＤ等の複数種の光
ディスクを記録又は再生するときに、軸上の収差、軸外
の収差の両者とも、良好に補正できる対物レンズ及び光
学装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、２つの光ディ
スクのそれぞれの記録又は再生時に、それぞれの光ディ
スクに対して異なる波長の光源からの光をそれぞれの光
ディスクの情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録
面からの反射光を受光素子に受光させる光学系に用い
る、両面に非球面を有する対物レンズにおいて、第１の
光ディスクの記録又は再生時には第１の波長λ1が用い
られ、第２の光ディスクの記録又は再生時には第２の波
長が用いられ、対物レンズの片面には、光軸を中心とす
る輪状の段差部を備える第１の位相シフタが設けられ、
第１の位相シフタは第１の波長の光に対して第１の光デ
ィスクの記録又は再生時の収差を低減させる位相差を生
じさせる機能を有し、対物レンズの残る片面には、光軸
を中心とする輪状の段差部を備える第２の位相シフタが
設けられ、第２の位相シフタは第２の波長λ2の光に対
して第２の光ディスクの記録又は再生時の収差収差を低
減させる位相差を生じさせる機能を有することを特徴と
する対物レンズを提供する。
スクのそれぞれの記録又は再生時に、それぞれの光ディ
スクに対して異なる波長の光源からの光をそれぞれの光
ディスクの情報記録面に集光させ、それぞれの情報記録
面からの反射光を受光素子に受光させる光学系に用い
る、両面に非球面を有する対物レンズにおいて、第１の
光ディスクの記録又は再生時には第１の波長λ1が用い
られ、第２の光ディスクの記録又は再生時には第２の波
長が用いられ、対物レンズの片面には、光軸を中心とす
る輪状の段差部を備える第１の位相シフタが設けられ、
第１の位相シフタは第１の波長の光に対して第１の光デ
ィスクの記録又は再生時の収差を低減させる位相差を生
じさせる機能を有し、対物レンズの残る片面には、光軸
を中心とする輪状の段差部を備える第２の位相シフタが
設けられ、第２の位相シフタは第２の波長λ2の光に対
して第２の光ディスクの記録又は再生時の収差収差を低
減させる位相差を生じさせる機能を有することを特徴と
する対物レンズを提供する。
【０００９】また、２つの光ディスクのそれぞれの記録
又は再生時に、それぞれの光ディスクに対して異なる波
長の光源からの光が対物レンズによりそれぞれの光ディ
スクの情報記録面に集光され、それぞれの情報記録面か
らの反射光が対物レンズを透過して受光素子に受光され
る光学装置において、対物レンズに上記対物レンズを用
いることを特徴とする光学装置を提供する。
又は再生時に、それぞれの光ディスクに対して異なる波
長の光源からの光が対物レンズによりそれぞれの光ディ
スクの情報記録面に集光され、それぞれの情報記録面か
らの反射光が対物レンズを透過して受光素子に受光され
る光学装置において、対物レンズに上記対物レンズを用
いることを特徴とする光学装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の対物レンズの一
実施例を示す断面図であり、光軸４に平行に、かつ、光
軸４を通る断面を示し、光軸４に垂直な方向から見てい
る。方向は図面上での方向（Ａ４を縦方向で見る場合、
左側を上方とし、下方が光源側とする）をいうものとす
る。図２は光源側から見る場合の、図１の対物レンズの
正面図であり、図３は、図２に対する背面図である。
実施例を示す断面図であり、光軸４に平行に、かつ、光
軸４を通る断面を示し、光軸４に垂直な方向から見てい
る。方向は図面上での方向（Ａ４を縦方向で見る場合、
左側を上方とし、下方が光源側とする）をいうものとす
る。図２は光源側から見る場合の、図１の対物レンズの
正面図であり、図３は、図２に対する背面図である。
【００１１】図１において、１１、１２、１３、１４、
１５は光軸を中心とする輪状の段差部、２１、２２、２
３、２４、２５、２６は光軸４を中心とする輪状の段差
部、φ11、φ12、φ13、φ14、φ15はそれぞれ段差部１
１、１２、１３、１４、１５の内側の径（直径）、φ16
は第１面の有効径（直径）、φ21、φ22、φ23、φ24、
φ25、φ26はそれぞれ段差部２１、２２、２３、２４、
２５、２６の内側の径（直径）、φ27は第２面の有効径
（直径）である。なお、段差部はその角度が直角である
ものに限定されず、なだらかな傾斜のものでもよい。以
下の説明において、特に記載のない場合、距離、間隔、
長さ、厚さ等寸法の単位はｍｍとする。本発明の対物レ
ンズは、２つの光ディスクのそれぞれの記録又は再生時
に、それぞれの光ディスクに対して異なる波長の光源か
らの光をそれぞれの光ディスクの情報記録面に集光さ
せ、それぞれの情報記録面からの反射光を受光素子に受
光させる光学系に用いる。集光精度を向上させるため、
本発明の対物レンズは両面に非球面を有する。
１５は光軸を中心とする輪状の段差部、２１、２２、２
３、２４、２５、２６は光軸４を中心とする輪状の段差
部、φ11、φ12、φ13、φ14、φ15はそれぞれ段差部１
１、１２、１３、１４、１５の内側の径（直径）、φ16
は第１面の有効径（直径）、φ21、φ22、φ23、φ24、
φ25、φ26はそれぞれ段差部２１、２２、２３、２４、
２５、２６の内側の径（直径）、φ27は第２面の有効径
（直径）である。なお、段差部はその角度が直角である
ものに限定されず、なだらかな傾斜のものでもよい。以
下の説明において、特に記載のない場合、距離、間隔、
長さ、厚さ等寸法の単位はｍｍとする。本発明の対物レ
ンズは、２つの光ディスクのそれぞれの記録又は再生時
に、それぞれの光ディスクに対して異なる波長の光源か
らの光をそれぞれの光ディスクの情報記録面に集光さ
せ、それぞれの情報記録面からの反射光を受光素子に受
光させる光学系に用いる。集光精度を向上させるため、
本発明の対物レンズは両面に非球面を有する。
【００１２】第１の光ディスクの記録又は再生時には第
１の波長が用いられ、第２の光ディスクの記録又は再生
時には第２の波長が用いられる。対物レンズの片面に
は、例えば光軸を中心とする輪状の段差部１１、１２、
１３、１４、１５を備える第１の位相シフタが設けられ
る。第１の位相シフタは第１の波長の光に対して位相差
を生じさせる（第１の波長の光の位相シフト）機能を有
する。第１の波長の光の位相シフトにより第１の光ディ
スクの記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低
減する。
１の波長が用いられ、第２の光ディスクの記録又は再生
時には第２の波長が用いられる。対物レンズの片面に
は、例えば光軸を中心とする輪状の段差部１１、１２、
１３、１４、１５を備える第１の位相シフタが設けられ
る。第１の位相シフタは第１の波長の光に対して位相差
を生じさせる（第１の波長の光の位相シフト）機能を有
する。第１の波長の光の位相シフトにより第１の光ディ
スクの記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低
減する。
【００１３】対物レンズの残る片面には、例えば光軸を
中心とする輪状の段差部２１、２２、２３、２４、２
５、２６を備える第２の位相シフタが設けられる。第２
の位相シフタは第２の波長の光に対して位相差を生じさ
せる（第２の波長の光の位相シフト）機能を有する。第
２の波長の光の位相シフトにより第２の光ディスクの記
録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減する。
なお、段差部の数は図１に限定されず、任意に変更でき
る。
中心とする輪状の段差部２１、２２、２３、２４、２
５、２６を備える第２の位相シフタが設けられる。第２
の位相シフタは第２の波長の光に対して位相差を生じさ
せる（第２の波長の光の位相シフト）機能を有する。第
２の波長の光の位相シフトにより第２の光ディスクの記
録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減する。
なお、段差部の数は図１に限定されず、任意に変更でき
る。
【００１４】なお、第１の位相シフタを対物レンズの第
１面（光源側の面）に設け、第２の位相シフタを対物レ
ンズの第２面（光ディスク側の面）に設けてもよいし、
第１の位相シフタを対物レンズの第２面に設け、第２の
位相シフタを対物レンズの第１面に設けてもよい。第１
の位相シフタ又は第２の位相シフタを構成する段差部
は、対物レンズの面に設けられる凸部又は凹部によるも
のであってもよい。
１面（光源側の面）に設け、第２の位相シフタを対物レ
ンズの第２面（光ディスク側の面）に設けてもよいし、
第１の位相シフタを対物レンズの第２面に設け、第２の
位相シフタを対物レンズの第１面に設けてもよい。第１
の位相シフタ又は第２の位相シフタを構成する段差部
は、対物レンズの面に設けられる凸部又は凹部によるも
のであってもよい。
【００１５】第１の波長の光を位相シフトさせるため
に、第１の波長の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に０．９λ2〜１．１λ2のｉ倍になるように、
第１の位相シフタが備える段差部の寸法及び形状が決定
されていることが好ましい。ただし、λ2 は第２の波
長、ｉは自然数である。第１の波長の光について生ずる
位相差をこの範囲にすることにより、第１の光ディスク
の記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減す
る。
に、第１の波長の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に０．９λ2〜１．１λ2のｉ倍になるように、
第１の位相シフタが備える段差部の寸法及び形状が決定
されていることが好ましい。ただし、λ2 は第２の波
長、ｉは自然数である。第１の波長の光について生ずる
位相差をこの範囲にすることにより、第１の光ディスク
の記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減す
る。
【００１６】第１の波長の光を位相シフトさせるため
に、第１の波長の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に（ｉ−０．１）λ2〜（ｉ＋０．１）λ2にな
るように第１の位相シフタが備える段差部の寸法及び形
状が決定されていることがより好ましい。
に、第１の波長の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に（ｉ−０．１）λ2〜（ｉ＋０．１）λ2にな
るように第１の位相シフタが備える段差部の寸法及び形
状が決定されていることがより好ましい。
【００１７】第１の波長の光について生ずる位相差が
０．９λ2〜１．１λ2のｉ倍になるようにするには、第
１の位相シフタの各輪状の段差部が有する落差γ1と、
λ2と、第２の波長における対物レンズ３の素材の屈折
率ｎ2とが以下の式１を満たすことを要する。
０．９λ2〜１．１λ2のｉ倍になるようにするには、第
１の位相シフタの各輪状の段差部が有する落差γ1と、
λ2と、第２の波長における対物レンズ３の素材の屈折
率ｎ2とが以下の式１を満たすことを要する。
【００１８】
【数１】
【００１９】第１の波長の光について生ずる位相差が距
離に換算した場合に（ｉ−０．１）λ2〜（ｉ＋０．
１）λ2になるようにするには、以下の式２を満たすこ
とを要する。
離に換算した場合に（ｉ−０．１）λ2〜（ｉ＋０．
１）λ2になるようにするには、以下の式２を満たすこ
とを要する。
【００２０】
【数２】
【００２１】ここで、段差部の輪と別の段差部の輪との
間、又は有効径付近に輪帯状の非球面が設けられている
場合に、これらの非球面を輪帯状非球面と称すると、落
差とは、輪帯状非球面を後述する式５に従って光軸４に
向かって延長し、その延長線と光軸４との交点と、輪帯
状非球面が設けられている対物レンズの面の頂点との間
隔をいい、例えば、図１におけるγ11（段差部１１の落
差）が該当する。この間隔は光軸４に沿っている。落差
の考え方については、以下の式３、４についても同様で
ある。
間、又は有効径付近に輪帯状の非球面が設けられている
場合に、これらの非球面を輪帯状非球面と称すると、落
差とは、輪帯状非球面を後述する式５に従って光軸４に
向かって延長し、その延長線と光軸４との交点と、輪帯
状非球面が設けられている対物レンズの面の頂点との間
隔をいい、例えば、図１におけるγ11（段差部１１の落
差）が該当する。この間隔は光軸４に沿っている。落差
の考え方については、以下の式３、４についても同様で
ある。
【００２２】また、第２の波長の光を位相シフトさせる
ために、第２の波長の光について生ずる位相差が距離に
換算した場合に０．９λ1〜１．１λ1のｊ倍になるよう
に、第２の位相シフタが備える段差部の寸法及び形状が
決定されていることが好ましい。ただし、λ1 は第１の
波長、ｊは自然数である。第２の波長の光について生ず
る位相差をこの範囲にすることにより、第２の光ディス
クの記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減
する。
ために、第２の波長の光について生ずる位相差が距離に
換算した場合に０．９λ1〜１．１λ1のｊ倍になるよう
に、第２の位相シフタが備える段差部の寸法及び形状が
決定されていることが好ましい。ただし、λ1 は第１の
波長、ｊは自然数である。第２の波長の光について生ず
る位相差をこの範囲にすることにより、第２の光ディス
クの記録又は再生時の収差、特に軸上の球面収差が低減
する。
【００２３】第２の波長の光を位相シフトさせるため
に、第２の波長λ2の光について生ずる位相差が距離に
換算した場合に（ｊ−０．１）λ1〜（ｊ＋０．１）λ1
になるように、第２の位相シフタが備える段差部の寸法
及び形状が決定されていることがより好ましい。
に、第２の波長λ2の光について生ずる位相差が距離に
換算した場合に（ｊ−０．１）λ1〜（ｊ＋０．１）λ1
になるように、第２の位相シフタが備える段差部の寸法
及び形状が決定されていることがより好ましい。
【００２４】第２の波長の光について生ずる位相差が
０．９λ1〜１．１λ1のｊ倍になるようにするには、第
２の位相シフタの各輪帯状の段差部が有する落差γ
2と、λ1と、対物レンズ３の素材の屈折率ｎ1とが下記
式３を満たすことを要する。
０．９λ1〜１．１λ1のｊ倍になるようにするには、第
２の位相シフタの各輪帯状の段差部が有する落差γ
2と、λ1と、対物レンズ３の素材の屈折率ｎ1とが下記
式３を満たすことを要する。
【００２５】
【数３】
【００２６】第２の波長λ2の光について生ずる位相差
が距離に換算した場合に（ｊ−０．１）λ1〜（ｊ＋
０．１）λ1になるようにするには第２の位相シフタの
各輪帯状の段差部が有する落差γ2と、λ1と、対物レン
ズ３の素材の屈折率ｎ1とが下記式４を満たすことを要
する。
が距離に換算した場合に（ｊ−０．１）λ1〜（ｊ＋
０．１）λ1になるようにするには第２の位相シフタの
各輪帯状の段差部が有する落差γ2と、λ1と、対物レン
ズ３の素材の屈折率ｎ1とが下記式４を満たすことを要
する。
【００２７】
【数４】
【００２８】第１の光ディスクを記録又は再生する場合
の対物レンズの開口数ＮＡ1と、第２の光ディスクを記
録又は再生する場合の対物レンズの開口数ＮＡ2との間
に、ＮＡ1＞ＮＡ2 が成り立つとき、第１の位相シフタ
の段差部のうちの径が最小のものの内径φ1、第１の位
相シフタが設けられている対物レンズの面の有効径φA
（図１におけるφ16に相当する）、第２の位相シフタの
段差部のうちの径が最小ものの内径φ2及び第１の位相
シフタが設けられている対物レンズの面の有効径φ
B（図１におけるφ27に相当する）とが、φ1／φA＞φ2
／φBを満たすことが好ましい。
の対物レンズの開口数ＮＡ1と、第２の光ディスクを記
録又は再生する場合の対物レンズの開口数ＮＡ2との間
に、ＮＡ1＞ＮＡ2 が成り立つとき、第１の位相シフタ
の段差部のうちの径が最小のものの内径φ1、第１の位
相シフタが設けられている対物レンズの面の有効径φA
（図１におけるφ16に相当する）、第２の位相シフタの
段差部のうちの径が最小ものの内径φ2及び第１の位相
シフタが設けられている対物レンズの面の有効径φ
B（図１におけるφ27に相当する）とが、φ1／φA＞φ2
／φBを満たすことが好ましい。
【００２９】第２の位相シフタが開口数の小さいＮＡ2
の範囲で収差補正をしなければならないからであり、φ
1／φA＞φ2／φBを満たさない場合には第２の光ディス
クの記録又は再生が良好にできないおそれがある。同様
の理由により、ＮＡ1＞１．２ＮＡ2 が成り立つときに
は、φ1／φA＞１．２（φ2／φB）を満たすことが好ま
しい。
の範囲で収差補正をしなければならないからであり、φ
1／φA＞φ2／φBを満たさない場合には第２の光ディス
クの記録又は再生が良好にできないおそれがある。同様
の理由により、ＮＡ1＞１．２ＮＡ2 が成り立つときに
は、φ1／φA＞１．２（φ2／φB）を満たすことが好ま
しい。
【００３０】１．５ｔ1＜ｔ2が成り立つとき、第１の位
相シフタが備える段差部の輪の本数の総計が、３〜１０
本であり、かつ、第２の位相シフタが備える段差部の輪
の本数の総計が、３〜１０本であることが好ましい。そ
れぞれ３本未満であると軸上球面収差を良好に補正する
ことができないおそれがある。さらに、対物レンズの第
１面及び第２面の有効径が、通常、５．０ｍｍ以下であ
ることを鑑みると、それぞれ１０本超であると製造する
ことが困難となるおそれがある。好ましくは、第１の位
相シフタが備える段差部の輪の本数の総計が、４〜８本
であり、かつ、第２の位相シフタが備える段差部の輪の
本数の総計が、５〜８本である。
相シフタが備える段差部の輪の本数の総計が、３〜１０
本であり、かつ、第２の位相シフタが備える段差部の輪
の本数の総計が、３〜１０本であることが好ましい。そ
れぞれ３本未満であると軸上球面収差を良好に補正する
ことができないおそれがある。さらに、対物レンズの第
１面及び第２面の有効径が、通常、５．０ｍｍ以下であ
ることを鑑みると、それぞれ１０本超であると製造する
ことが困難となるおそれがある。好ましくは、第１の位
相シフタが備える段差部の輪の本数の総計が、４〜８本
であり、かつ、第２の位相シフタが備える段差部の輪の
本数の総計が、５〜８本である。
【００３１】図４は本発明の光学装置の一実施例を示す
構成図である。図４において、１は光源、２は反射機能
を有する光学媒体、３は対物レンズ、５は補助レンズ、
６は第１の光ディスク、６ａは第１の光ディスク６の透
明基板（以下、第１の透明基板という）、６ｂは第１の
光ディスク６の情報記録面（以下、第１の情報記録面と
いう）、７は第２の光ディスク、７ａは第２の光ディス
ク７の透明基板（以下、第２の透明基板という）、７ｂ
は第２の光ディスク７の情報記録面（以下、第２の情報
記録面という）、９は絞り、１０は受光素子、Ｓ1は光
源１から補助レンズ５の光源側の面（第１面）までの光
軸上の距離、Ｓ2は補助レンズ５の光ディスク側の面
（第２面）から対物レンズ３の第１面までの光軸上の距
離である。
構成図である。図４において、１は光源、２は反射機能
を有する光学媒体、３は対物レンズ、５は補助レンズ、
６は第１の光ディスク、６ａは第１の光ディスク６の透
明基板（以下、第１の透明基板という）、６ｂは第１の
光ディスク６の情報記録面（以下、第１の情報記録面と
いう）、７は第２の光ディスク、７ａは第２の光ディス
ク７の透明基板（以下、第２の透明基板という）、７ｂ
は第２の光ディスク７の情報記録面（以下、第２の情報
記録面という）、９は絞り、１０は受光素子、Ｓ1は光
源１から補助レンズ５の光源側の面（第１面）までの光
軸上の距離、Ｓ2は補助レンズ５の光ディスク側の面
（第２面）から対物レンズ３の第１面までの光軸上の距
離である。
【００３２】図４に示す光学装置では、第１の波長を用
いて第１の光ディスクの記録又は再生する場合の対物レ
ンズ３の開口数ＮＡ1と、第２の波長を用いて第２の光
ディスクの記録又は再生する場合の対物レンズ３の開口
数ＮＡ2とが、ＮＡ1＞ ＮＡ2を満たす。また、図５は、
図４とは別の実施例を示す構成図である。図５に示す光
学装置では、光源１から光を対物レンズ３のみにより光
ディスクの情報記録面に集光している。
いて第１の光ディスクの記録又は再生する場合の対物レ
ンズ３の開口数ＮＡ1と、第２の波長を用いて第２の光
ディスクの記録又は再生する場合の対物レンズ３の開口
数ＮＡ2とが、ＮＡ1＞ ＮＡ2を満たす。また、図５は、
図４とは別の実施例を示す構成図である。図５に示す光
学装置では、光源１から光を対物レンズ３のみにより光
ディスクの情報記録面に集光している。
【００３３】図４において、光源１からの第１の波長の
光は、順に光学媒体２、補助レンズ５、対物レンズ３を
介して第１の情報記録面６ｂに導かれ収束する。図５で
は補助レンズ５が設けられていないので、第１の波長の
光は、順に光学媒体２、対物レンズ３を介して第１の情
報記録面６ｂに導かれ収束する。
光は、順に光学媒体２、補助レンズ５、対物レンズ３を
介して第１の情報記録面６ｂに導かれ収束する。図５で
は補助レンズ５が設けられていないので、第１の波長の
光は、順に光学媒体２、対物レンズ３を介して第１の情
報記録面６ｂに導かれ収束する。
【００３４】図４において、光源１からの第２の波長の
光は、順に光学媒体２、補助レンズ５、対物レンズ３を
介して第２の情報記録面７ｂに導かれ収束する。図５で
は補助レンズ５が設けられていないので、第１の波長の
光は、順に光学媒体２、対物レンズ３を介して第２の情
報記録面７ｂに導かれ収束する。
光は、順に光学媒体２、補助レンズ５、対物レンズ３を
介して第２の情報記録面７ｂに導かれ収束する。図５で
は補助レンズ５が設けられていないので、第１の波長の
光は、順に光学媒体２、対物レンズ３を介して第２の情
報記録面７ｂに導かれ収束する。
【００３５】第１の情報記録面６ｂによって反射される
第１の波長の光と、第２の情報記録面７ｂによって反射
される第２の波長の光とは、ともに来た光路を戻り光学
媒体２により反射されて受光素子１０に受光される。
第１の波長の光と、第２の情報記録面７ｂによって反射
される第２の波長の光とは、ともに来た光路を戻り光学
媒体２により反射されて受光素子１０に受光される。
【００３６】図４、５の光学装置の光学系は全体で有限
系の光学系を構成している。図４の対物レンズ３は補助
レンズがコリメータレンズである場合には無限系のレン
ズであり、図５の対物レンズ３は有限系のレンズであ
る。光ディスクからみて有限の距離範囲に位置する光源
の光を光ディスクの情報記録面に収束させるためであ
る。対物レンズ３は有限系レンズが使用できる場合であ
っても、有限系対物レンズは無限系として設計され有限
系としても使用できる対物レンズを含むものとする。
系の光学系を構成している。図４の対物レンズ３は補助
レンズがコリメータレンズである場合には無限系のレン
ズであり、図５の対物レンズ３は有限系のレンズであ
る。光ディスクからみて有限の距離範囲に位置する光源
の光を光ディスクの情報記録面に収束させるためであ
る。対物レンズ３は有限系レンズが使用できる場合であ
っても、有限系対物レンズは無限系として設計され有限
系としても使用できる対物レンズを含むものとする。
【００３７】また、第１の情報記録面６ｂと第２の情報
記録面７ｂにはデジタル信号を表すマークが記録されて
いる。このマークにより表される１ピットの寸法が数μ
ｍ以下の場合には精確な記録又は再生を行うために、本
発明の光学装置の光学系は回折限界性能を有する。
記録面７ｂにはデジタル信号を表すマークが記録されて
いる。このマークにより表される１ピットの寸法が数μ
ｍ以下の場合には精確な記録又は再生を行うために、本
発明の光学装置の光学系は回折限界性能を有する。
【００３８】光源１は、例えばレーザ光源等が挙げら
れ、第１の光ディスク６がＤＶＤ、第２の光ディスク７
がＣＤと仮定すれば、レーザ光源としては例えばＣＤ用
に波長７８０ｎｍのレーザ光源、ＤＶＤ用に波長６５０
ｎｍのレーザ光源等が挙げられる。なお、光源の波長に
ついては、上述した６５０ｎｍ、７８０ｎｍに限定され
ない。
れ、第１の光ディスク６がＤＶＤ、第２の光ディスク７
がＣＤと仮定すれば、レーザ光源としては例えばＣＤ用
に波長７８０ｎｍのレーザ光源、ＤＶＤ用に波長６５０
ｎｍのレーザ光源等が挙げられる。なお、光源の波長に
ついては、上述した６５０ｎｍ、７８０ｎｍに限定され
ない。
【００３９】図４に示す光学装置では、第１の透明基板
６ａの厚さｔ1に対して、第１の波長の光が第１の情報
記録面６ｂに良好に収束するように補助レンズ５と対物
レンズ３との組合せが最適化されており、かつ、第２の
透明基板７ａの厚さｔ2に対して、第２の波長の光が第
２の情報記録面７ｂに良好に収束するように補助レンズ
５と対物レンズ３との組合せが最適化されている。
６ａの厚さｔ1に対して、第１の波長の光が第１の情報
記録面６ｂに良好に収束するように補助レンズ５と対物
レンズ３との組合せが最適化されており、かつ、第２の
透明基板７ａの厚さｔ2に対して、第２の波長の光が第
２の情報記録面７ｂに良好に収束するように補助レンズ
５と対物レンズ３との組合せが最適化されている。
【００４０】換言すると、図４における補助レンズ５と
対物レンズ３との組合せは、第１の波長、物像間距離及
び第１の透明基板６ａの厚さｔ1に対して適正に収差が
補正されており、第１の波長の光を使用して第１の光デ
ィスク６の記録又は再生を行う光学系の収差特性は軸
外、軸上ともに最適化されている。さらに、図４におけ
る補助レンズ５と対物レンズ３との組合せは、第２の波
長、物像間距離及び第２の透明基板７ａの厚さｔ2に対
して適正に収差が補正されており、第２の波長の光を使
用して第２の光ディスク７の記録又は再生を行う光学系
の収差特性は軸外、軸上ともに最適化されている。補助
レンズ５は、対物レンズ３と組合せて用いたときに収差
が最適になるよう設定されている。
対物レンズ３との組合せは、第１の波長、物像間距離及
び第１の透明基板６ａの厚さｔ1に対して適正に収差が
補正されており、第１の波長の光を使用して第１の光デ
ィスク６の記録又は再生を行う光学系の収差特性は軸
外、軸上ともに最適化されている。さらに、図４におけ
る補助レンズ５と対物レンズ３との組合せは、第２の波
長、物像間距離及び第２の透明基板７ａの厚さｔ2に対
して適正に収差が補正されており、第２の波長の光を使
用して第２の光ディスク７の記録又は再生を行う光学系
の収差特性は軸外、軸上ともに最適化されている。補助
レンズ５は、対物レンズ３と組合せて用いたときに収差
が最適になるよう設定されている。
【００４１】図５に示す光学装置では、第１の透明基板
６ａの厚さｔ1に対して、第１の波長の光が第１の情報
記録面６ｂに良好に収束するように対物レンズ３が最適
化されており、かつ、第２の透明基板７ａの厚さｔ2に
対して、第２の波長の光が第２の情報記録面７ｂに良好
に収束するように対物レンズ３が最適化されている。
６ａの厚さｔ1に対して、第１の波長の光が第１の情報
記録面６ｂに良好に収束するように対物レンズ３が最適
化されており、かつ、第２の透明基板７ａの厚さｔ2に
対して、第２の波長の光が第２の情報記録面７ｂに良好
に収束するように対物レンズ３が最適化されている。
【００４２】換言すると、図５における対物レンズ３
は、第１の波長、物像間距離及び第１の透明基板６ａの
厚さｔ1に対して適正に収差が補正されており、第１の
波長の光を使用して第１の光ディスク６の記録又は再生
を行う光学系の収差特性は軸外、軸上ともに最適化され
ている。さらに、図５における対物レンズ３は、第２の
波長、物像間距離及び第２の透明基板７ａの厚さｔ2に
対して適正に収差が補正されており、第２の波長の光を
使用して第２の光ディスク７の記録又は再生を行う光学
系の収差特性は軸外、軸上ともに最適化されている。こ
のようにして、透明基板厚の異なる第１の光ディスク６
と第２の光ディスク７との記録又は再生を良好にする。
なお、上記収差特性には透明基板の厚さのみならず、透
明基板の屈折率もわずかながら影響する。
は、第１の波長、物像間距離及び第１の透明基板６ａの
厚さｔ1に対して適正に収差が補正されており、第１の
波長の光を使用して第１の光ディスク６の記録又は再生
を行う光学系の収差特性は軸外、軸上ともに最適化され
ている。さらに、図５における対物レンズ３は、第２の
波長、物像間距離及び第２の透明基板７ａの厚さｔ2に
対して適正に収差が補正されており、第２の波長の光を
使用して第２の光ディスク７の記録又は再生を行う光学
系の収差特性は軸外、軸上ともに最適化されている。こ
のようにして、透明基板厚の異なる第１の光ディスク６
と第２の光ディスク７との記録又は再生を良好にする。
なお、上記収差特性には透明基板の厚さのみならず、透
明基板の屈折率もわずかながら影響する。
【００４３】図４に示す光学装置では、第１の波長の光
に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球面
（例えば非球面１１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面２１ａ）の組合せ
と、補助レンズ５とで構成する光学系が、第１の光ディ
スク６の情報記録面６ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ1以下となるように設定されており、か
つ、第２の波長の光に対して、対物レンズ３の片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面１１ａ）と対物レン
ズ３の残る片面の頂点を含む面の非球面（例えば非球面
２１ａ）との組合せと、補助レンズ５とで構成する光学
系が、第２の光ディスク７の情報記録面７ｂのデータを
記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸
外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ 2 以下となるように
設定されていることが好ましい。
に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球面
（例えば非球面１１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面２１ａ）の組合せ
と、補助レンズ５とで構成する光学系が、第１の光ディ
スク６の情報記録面６ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ1以下となるように設定されており、か
つ、第２の波長の光に対して、対物レンズ３の片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面１１ａ）と対物レン
ズ３の残る片面の頂点を含む面の非球面（例えば非球面
２１ａ）との組合せと、補助レンズ５とで構成する光学
系が、第２の光ディスク７の情報記録面７ｂのデータを
記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸
外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ 2 以下となるように
設定されていることが好ましい。
【００４４】図４に示す光学装置では、第１の波長の光
に対して、対物レンズ３の片面の、各輪帯状非球面（例
えば輪帯状非球面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１
６ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せと、補助レンズ５
とで構成する光学系が、第１の光ディスク６の情報記録
面６ｂのデータを記録又は再生する場合に、像高０．０
５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1
以下となるように設定されており、かつ、第２の波長の
光に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面１１ａ）と、対物レンズ３の残る片面
の各輪帯状非球面（例えば輪帯状非球面２２ａ、２３
ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ）との組合せと、
補助レンズ５とで構成する光学系が、第２の光ディスク
７の情報記録面７ｂのデータを記録又は再生する場合
に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ値
で０．０３λ2 以下となるように設定されていることが
より好ましい。
に対して、対物レンズ３の片面の、各輪帯状非球面（例
えば輪帯状非球面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１
６ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せと、補助レンズ５
とで構成する光学系が、第１の光ディスク６の情報記録
面６ｂのデータを記録又は再生する場合に、像高０．０
５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1
以下となるように設定されており、かつ、第２の波長の
光に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面１１ａ）と、対物レンズ３の残る片面
の各輪帯状非球面（例えば輪帯状非球面２２ａ、２３
ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ）との組合せと、
補助レンズ５とで構成する光学系が、第２の光ディスク
７の情報記録面７ｂのデータを記録又は再生する場合
に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ値
で０．０３λ2 以下となるように設定されていることが
より好ましい。
【００４５】図５に示す光学装置では、第１の波長の光
に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球面
（例えば非球面１１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面２１ａ）との組合せ
が、第１の光ディスク６の情報記録面６ｂのデータを記
録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外
コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1 以下となるように設
定されており、かつ、第２の波長の光に対して、対物レ
ンズ３の片面の頂点を含む面の非球面（例えば非球面１
１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せが、第２の光ディ
スク７の情報記録面７ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ2 以下となるように設定されていること
が好ましい。
に対して、対物レンズ３の片面の頂点を含む面の非球面
（例えば非球面１１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面２１ａ）との組合せ
が、第１の光ディスク６の情報記録面６ｂのデータを記
録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外
コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1 以下となるように設
定されており、かつ、第２の波長の光に対して、対物レ
ンズ３の片面の頂点を含む面の非球面（例えば非球面１
１ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せが、第２の光ディ
スク７の情報記録面７ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ2 以下となるように設定されていること
が好ましい。
【００４６】図５に示す光学装置では、第１の波長の光
に対して、対物レンズ３の片面の、各輪帯状非球面（例
えば輪帯状非球面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１
６ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せが、第１の光ディ
スク６の情報記録面６ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ1以下となるように設定されており、か
つ、第２の波長の光に対して、対物レンズ３の片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面１１ａ）と、対物レ
ンズ３の残る片面の各輪帯状非球面（例えば輪帯状非球
面２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ）
との組合せが、第２の光ディスク７の情報記録面７ｂの
データを記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍに
おける軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ2 以下とな
るように設定されていることがより好ましい。
に対して、対物レンズ３の片面の、各輪帯状非球面（例
えば輪帯状非球面１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１
６ａ）と対物レンズ３の残る片面の頂点を含む面の非球
面（例えば非球面２１ａ）との組合せが、第１の光ディ
スク６の情報記録面６ｂのデータを記録又は再生する場
合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲＭＳ
値で０．０３λ1以下となるように設定されており、か
つ、第２の波長の光に対して、対物レンズ３の片面の頂
点を含む面の非球面（例えば非球面１１ａ）と、対物レ
ンズ３の残る片面の各輪帯状非球面（例えば輪帯状非球
面２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ）
との組合せが、第２の光ディスク７の情報記録面７ｂの
データを記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍに
おける軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ2 以下とな
るように設定されていることがより好ましい。
【００４７】像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差が
０．０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較し
て、光源、補助レンズ、対物レンズ又は光ディスクの、
光軸からの傾き又は軸ずれに対する許容範囲が０．１％
以上拡大する。像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差
のより好ましい範囲は０．０１λ以下であり、この場合
には０．０１λ超の場合と比較してこの許容範囲が０．
５％以上拡大する。
０．０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較し
て、光源、補助レンズ、対物レンズ又は光ディスクの、
光軸からの傾き又は軸ずれに対する許容範囲が０．１％
以上拡大する。像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差
のより好ましい範囲は０．０１λ以下であり、この場合
には０．０１λ超の場合と比較してこの許容範囲が０．
５％以上拡大する。
【００４８】図４に示す光学装置における第１の波長の
光と第１の透明基板６ａとの組合せに対応する、補助レ
ンズ５と対物レンズ３との組合せの横倍率をβ1 、図５
に示す光学装置における第１の波長の光と第１の透明基
板６ａとの組合せに対応する、対物レンズ３との組合せ
の横倍率もβ1と称し、図４に示す光学装置における第
２の波長の光と第２の透明基板７ａとの組合せに対応す
る、補助レンズ５と対物レンズ３との組合せの横倍率を
β2 、図５に示す光学装置における第２の波長の光と第
２の透明基板７ａとの組合せに対応する、対物レンズ３
との組合せの横倍率もβ2と称すると、下記（Ａ）と下
記（Ｂ）との両方の条件を満足することが好ましい。 （Ａ）０．０５≦｜β1 ｜≦０．３、 （Ｂ）０．０５≦｜β2 ｜≦０．３。
光と第１の透明基板６ａとの組合せに対応する、補助レ
ンズ５と対物レンズ３との組合せの横倍率をβ1 、図５
に示す光学装置における第１の波長の光と第１の透明基
板６ａとの組合せに対応する、対物レンズ３との組合せ
の横倍率もβ1と称し、図４に示す光学装置における第
２の波長の光と第２の透明基板７ａとの組合せに対応す
る、補助レンズ５と対物レンズ３との組合せの横倍率を
β2 、図５に示す光学装置における第２の波長の光と第
２の透明基板７ａとの組合せに対応する、対物レンズ３
との組合せの横倍率もβ2と称すると、下記（Ａ）と下
記（Ｂ）との両方の条件を満足することが好ましい。 （Ａ）０．０５≦｜β1 ｜≦０．３、 （Ｂ）０．０５≦｜β2 ｜≦０．３。
【００４９】０．０５≦｜β1｜、かつ、０．０５≦｜
β2｜を満足しない場合には、物像間距離が長くなりす
ぎ、光学装置の小型化が困難となり好ましくない。ま
た、｜β 1 ｜≦０．３、かつ、｜β2 ｜≦０．３を満足
しない場合には、収差補正が困難となり好ましくない。
β2｜を満足しない場合には、物像間距離が長くなりす
ぎ、光学装置の小型化が困難となり好ましくない。ま
た、｜β 1 ｜≦０．３、かつ、｜β2 ｜≦０．３を満足
しない場合には、収差補正が困難となり好ましくない。
【００５０】また、図４に示す光学装置において、光源
１から補助レンズ５の光源１側の面までの光軸上の距離
であるＳ1について、８ｍｍ≦Ｓ1≦２５ｍｍであること
が好ましい。Ｓ1が８ｍｍ未満であると収差補正が困難
となるおそれがあり、Ｓ1が２５ｍｍ超であると光学装
置の小型化が困難となるおそれがある。
１から補助レンズ５の光源１側の面までの光軸上の距離
であるＳ1について、８ｍｍ≦Ｓ1≦２５ｍｍであること
が好ましい。Ｓ1が８ｍｍ未満であると収差補正が困難
となるおそれがあり、Ｓ1が２５ｍｍ超であると光学装
置の小型化が困難となるおそれがある。
【００５１】また、光学媒体２の例として、例えば、ビ
ームスプリッタ、ハーフミラー、プリズム等が挙げられ
る。光学媒体２は必要に応じて設けられ、図４、５に示
す光学装置において、光学媒体２を設けずに、光源１か
らの光が直接対物レンズ３に照射されるようにしてもよ
い。また、光ディスクの情報記録面のデータを受光素子
に読み込む手段は図４、５に示す手段に限定されない。
ームスプリッタ、ハーフミラー、プリズム等が挙げられ
る。光学媒体２は必要に応じて設けられ、図４、５に示
す光学装置において、光学媒体２を設けずに、光源１か
らの光が直接対物レンズ３に照射されるようにしてもよ
い。また、光ディスクの情報記録面のデータを受光素子
に読み込む手段は図４、５に示す手段に限定されない。
【００５２】絞り９は開口数（ＮＡ）を変化させる機能
を有する。絞り９を設ける理由は、記録又は再生の際、
第１の光ディスク６に使用される開口数と第２の光ディ
スク７に使用される開口数とが異なる場合、絞り９によ
り開口数を調整するためである。第１の光ディスク６に
使用される開口数と第２の光ディスク７に使用される開
口数とが同じである場合には絞り９は通常不要である。
絞り９には、機械的絞り、光学的絞りがあり、特に限定
されない。
を有する。絞り９を設ける理由は、記録又は再生の際、
第１の光ディスク６に使用される開口数と第２の光ディ
スク７に使用される開口数とが異なる場合、絞り９によ
り開口数を調整するためである。第１の光ディスク６に
使用される開口数と第２の光ディスク７に使用される開
口数とが同じである場合には絞り９は通常不要である。
絞り９には、機械的絞り、光学的絞りがあり、特に限定
されない。
【００５３】第１の光ディスクに用いる対物レンズの開
口数ＮＡ1と、第２の光ディスクに用いる対物レンズの
開口数ＮＡ2との間に、ＮＡ1＞ＮＡ2 が成り立つとき、
対物レンズの片面又は両面の光軸を中心とする輪帯状領
域には、第２の波長の光の透過を妨げて開口数ＮＡ2に
絞り込むための段差部を設け、絞り９の代わりとしても
よい。
口数ＮＡ1と、第２の光ディスクに用いる対物レンズの
開口数ＮＡ2との間に、ＮＡ1＞ＮＡ2 が成り立つとき、
対物レンズの片面又は両面の光軸を中心とする輪帯状領
域には、第２の波長の光の透過を妨げて開口数ＮＡ2に
絞り込むための段差部を設け、絞り９の代わりとしても
よい。
【００５４】図４では、補助レンズ５を１個のレンズに
よって構成しているが、これに限定されず、補助レンズ
５をそれぞれ複数個のレンズ群によって構成してもよ
い。以上２種類の光ディスクの記録又は再生について述
べたが、これに限定されず、３種類以上の異なる透明基
板の厚さの光ディスクを記録又は再生の対象としてもよ
い。また、本発明における光ディスクは、ＤＶＤ、ＣＤ
に限定されず、他の種類の光ディスクであってもよい。
よって構成しているが、これに限定されず、補助レンズ
５をそれぞれ複数個のレンズ群によって構成してもよ
い。以上２種類の光ディスクの記録又は再生について述
べたが、これに限定されず、３種類以上の異なる透明基
板の厚さの光ディスクを記録又は再生の対象としてもよ
い。また、本発明における光ディスクは、ＤＶＤ、ＣＤ
に限定されず、他の種類の光ディスクであってもよい。
【００５５】図４、５に示す光学装置では、１つの光源
１から、第１の波長の光及び第２の波長の光を発光させ
ている。しかし、これに限定されず、第１の波長の光と
第２の波長の光の光源を別々に分けてもよい。
１から、第１の波長の光及び第２の波長の光を発光させ
ている。しかし、これに限定されず、第１の波長の光と
第２の波長の光の光源を別々に分けてもよい。
【００５６】補助レンズ５及び対物レンズ３には材料と
して合成樹脂を通常使用する。しかし、合成樹脂に限定
されず、ガラスを用いてもよい。また、本発明の光学装
置は、対物レンズのオートフォーカス駆動を備えてもよ
い。
して合成樹脂を通常使用する。しかし、合成樹脂に限定
されず、ガラスを用いてもよい。また、本発明の光学装
置は、対物レンズのオートフォーカス駆動を備えてもよ
い。
【００５７】
【実施例】第１の光ディスク６としてＤＶＤ（ｔ1＝
０．６０ｍｍ）を用い、第２の光ディスク７としてＣＤ
（ｔ2＝１．２０ｍｍ）を用いることとし、ＣＤ、ＤＶ
Ｄの記録又は再生を前提とした図４に示す光学装置を製
作した。
０．６０ｍｍ）を用い、第２の光ディスク７としてＣＤ
（ｔ2＝１．２０ｍｍ）を用いることとし、ＣＤ、ＤＶ
Ｄの記録又は再生を前提とした図４に示す光学装置を製
作した。
【００５８】ＤＶＤの再生又は記録には波長６５０ｎｍ
のレーザー光源、ＣＤの再生又は記録には波長７８０ｎ
ｍのレーザー光源を使用した。光学媒体２は厚さ３．０
０ｍｍ、材料がＢＫであるビームスプリッタを用いた。
ＤＶＤの透明基板は波長６５０ｎｍで屈折率１．５８０
を有するものとして、ＣＤの透明基板は波長７８０ｎｍ
で屈折率１．５７３を有するものとして、設計した。
のレーザー光源、ＣＤの再生又は記録には波長７８０ｎ
ｍのレーザー光源を使用した。光学媒体２は厚さ３．０
０ｍｍ、材料がＢＫであるビームスプリッタを用いた。
ＤＶＤの透明基板は波長６５０ｎｍで屈折率１．５８０
を有するものとして、ＣＤの透明基板は波長７８０ｎｍ
で屈折率１．５７３を有するものとして、設計した。
【００５９】対物レンズ３の有する非球面の形状は、各
輪帯状非球面を含め、下記式５によって決定した。式５
において、ｉは２，４，６，８，１０であり、ｊは１，
２であり、ｈは光軸からの高さであり、ｚj は第ｊ面非
球面の頂点の接平面からその非球面上の高さｈの点まで
の距離であり、ｒj 、ｋj 、ａi,j は第ｊ面の各係数で
ある。
輪帯状非球面を含め、下記式５によって決定した。式５
において、ｉは２，４，６，８，１０であり、ｊは１，
２であり、ｈは光軸からの高さであり、ｚj は第ｊ面非
球面の頂点の接平面からその非球面上の高さｈの点まで
の距離であり、ｒj 、ｋj 、ａi,j は第ｊ面の各係数で
ある。
【００６０】
【数５】
【００６１】「例１（比較例）」対物レンズ３の形状は
図６に示すような形状とした。ＣＤ用、ＤＶＤ用ともに
軸上の球面収差を補正するようには設計せず、軸外コマ
収差が良好に補正されるように設計を行った。
図６に示すような形状とした。ＣＤ用、ＤＶＤ用ともに
軸上の球面収差を補正するようには設計せず、軸外コマ
収差が良好に補正されるように設計を行った。
【００６２】例１の光学装置及び対物レンズの仕様、諸
数値を表１上段に示す。表１上段において、ｆ1は波長
６５０ｎｍにおける対物レンズ３の焦点距離、ｆ2は波
長７８０ｎｍにおける対物レンズ３の焦点距離、ｄ1は
対物レンズ３の中心厚、ｎ1は波長６５０ｎｍにおける
対物レンズ３の屈折率、ｎ2は波長７８０ｎｍにおける
対物レンズ３の屈折率である。
数値を表１上段に示す。表１上段において、ｆ1は波長
６５０ｎｍにおける対物レンズ３の焦点距離、ｆ2は波
長７８０ｎｍにおける対物レンズ３の焦点距離、ｄ1は
対物レンズ３の中心厚、ｎ1は波長６５０ｎｍにおける
対物レンズ３の屈折率、ｎ2は波長７８０ｎｍにおける
対物レンズ３の屈折率である。
【００６３】例１における対物レンズの第１面の非球面
の諸係数を表１中段に示し、例１における対物レンズの
第２面の非球面の諸係数を表１下段に示す。以下の表に
おいて、Ｅ−ｍは１０- mを意味する。ただし、ｍは自然
数である。
の諸係数を表１中段に示し、例１における対物レンズの
第２面の非球面の諸係数を表１下段に示す。以下の表に
おいて、Ｅ−ｍは１０- mを意味する。ただし、ｍは自然
数である。
【００６４】
【表１】
【００６５】補助レンズはコリメータレンズとし、補助
レンズの有する非球面の形状は式５によって決定した。
補助レンズの非球面の諸係数を表２上段に示す。表２上
段において、ｆC1は波長６５０ｎｍにおける焦点距離、
ｆC2は波長７８０ｎｍにおける焦点距離、ｄCは中心
厚、ｎC1は波長６５０ｎｍにおける屈折率、ｎC2は波長
７８０ｎｍにおける屈折率である。なお、例２〜５にお
いても表２上段に示す補助レンズを用いた。
レンズの有する非球面の形状は式５によって決定した。
補助レンズの非球面の諸係数を表２上段に示す。表２上
段において、ｆC1は波長６５０ｎｍにおける焦点距離、
ｆC2は波長７８０ｎｍにおける焦点距離、ｄCは中心
厚、ｎC1は波長６５０ｎｍにおける屈折率、ｎC2は波長
７８０ｎｍにおける屈折率である。なお、例２〜５にお
いても表２上段に示す補助レンズを用いた。
【００６６】表２上段の補助レンズと、表１の対物レン
ズとからなる光学系の仕様は表２下段のとおりである。
表２下段において、Ｐ1は波長６５０ｎｍにおける、対
物レンズの第２面と第１の光ディスク６の対物レンズ側
の面との距離（作動距離）、Ｐ2は波長７８０ｎｍにお
ける、対物レンズの第２面と第２の光ディスク７の対物
レンズ側の面との距離（作動距離）である。
ズとからなる光学系の仕様は表２下段のとおりである。
表２下段において、Ｐ1は波長６５０ｎｍにおける、対
物レンズの第２面と第１の光ディスク６の対物レンズ側
の面との距離（作動距離）、Ｐ2は波長７８０ｎｍにお
ける、対物レンズの第２面と第２の光ディスク７の対物
レンズ側の面との距離（作動距離）である。
【００６７】
【表２】
【００６８】図９にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性を
示す。図１０において実線はすべての種類の収差を含む
波面収差を示す。また、破線は軸外波面収差のうちの軸
外コマ収差のみを示す。また図１０にＤＶＤ用光学系の
軸外波面収差特性を示す。実線、破線の意味は図９と同
様である。なお、以下の収差特性図においても実線、破
線の意味は図９と同様とする。各例についての収差特性
図及び後述する表の収差の値はすべて計算値である。プ
ラスチックを射出成形して例１の対物レンズと補助レン
ズとを作製し図４の光学装置を製作して、当光学装置で
ＤＶＤとＣＤとを記録又は再生したところ、両方とも忠
実に記録再生できなかった。
示す。図１０において実線はすべての種類の収差を含む
波面収差を示す。また、破線は軸外波面収差のうちの軸
外コマ収差のみを示す。また図１０にＤＶＤ用光学系の
軸外波面収差特性を示す。実線、破線の意味は図９と同
様である。なお、以下の収差特性図においても実線、破
線の意味は図９と同様とする。各例についての収差特性
図及び後述する表の収差の値はすべて計算値である。プ
ラスチックを射出成形して例１の対物レンズと補助レン
ズとを作製し図４の光学装置を製作して、当光学装置で
ＤＶＤとＣＤとを記録又は再生したところ、両方とも忠
実に記録再生できなかった。
【００６９】「例２（比較例）」対物レンズの形状は図
７に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。ＤＶＤ用
の軸上の球面収差を補正するために、対物レンズの第１
面に第１の位相シフタを設けた。対物レンズの第１面の
形状は図１に示す対物レンズの第１面のような形状であ
り、対物レンズの第２面は例１の対物レンズの第２面と
同様とした。以下、対物レンズの第１面の非球面につい
て図１の符号を用いて説明する。
７に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。ＤＶＤ用
の軸上の球面収差を補正するために、対物レンズの第１
面に第１の位相シフタを設けた。対物レンズの第１面の
形状は図１に示す対物レンズの第１面のような形状であ
り、対物レンズの第２面は例１の対物レンズの第２面と
同様とした。以下、対物レンズの第１面の非球面につい
て図１の符号を用いて説明する。
【００７０】対物レンズの第１面の頂点を含む面の非球
面１１ａは例１の対物レンズの第１面の頂点を含む面の
非球面と同様とした。対物レンズ３の第２面は例１の対
物レンズの第２面と同様とした。輪帯状非球面１２ａの
非球面の諸係数を表３上段に示し、輪帯状非球面１３
ａ、１５ａの非球面の諸係数を表３中段に示し、輪帯状
非球面１４ａ、１６ａの非球面の諸係数を表３下段に示
す。さらに、各落差γ1については表４上段に示す。ま
た、φ11、φ12、φ13、φ14、φ15、φ16については表
４下段に示す。
面１１ａは例１の対物レンズの第１面の頂点を含む面の
非球面と同様とした。対物レンズ３の第２面は例１の対
物レンズの第２面と同様とした。輪帯状非球面１２ａの
非球面の諸係数を表３上段に示し、輪帯状非球面１３
ａ、１５ａの非球面の諸係数を表３中段に示し、輪帯状
非球面１４ａ、１６ａの非球面の諸係数を表３下段に示
す。さらに、各落差γ1については表４上段に示す。ま
た、φ11、φ12、φ13、φ14、φ15、φ16については表
４下段に示す。
【００７１】
【表３】
【００７２】
【表４】
【００７３】図１１にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。また図１２にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例２の形状の
対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、図４の光学装
置を製作した。ＤＶＤ、ＣＤについてこの光学装置によ
り記録又は再生を行ったところ、ＤＶＤについては忠実
に記録再生できたが、ＣＤについては忠実に記録再生で
きなかった。
を示す。また図１２にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例２の形状の
対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、図４の光学装
置を製作した。ＤＶＤ、ＣＤについてこの光学装置によ
り記録又は再生を行ったところ、ＤＶＤについては忠実
に記録再生できたが、ＣＤについては忠実に記録再生で
きなかった。
【００７４】「例３（比較例）」対物レンズの形状は図
８に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。ＣＤ用の
軸上の球面収差を補正するために、対物レンズの第２面
に第２の位相シフタを設けた。対物レンズの第２面の形
状は図１に示す対物レンズの第２面ような形状であり、
対物レンズの第１面は例１の対物レンズの第１面と同様
とした。以下、対物レンズの第２面の非球面について図
１の符号を用いて説明する。
８に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。ＣＤ用の
軸上の球面収差を補正するために、対物レンズの第２面
に第２の位相シフタを設けた。対物レンズの第２面の形
状は図１に示す対物レンズの第２面ような形状であり、
対物レンズの第１面は例１の対物レンズの第１面と同様
とした。以下、対物レンズの第２面の非球面について図
１の符号を用いて説明する。
【００７５】対物レンズの第２面の頂点を含む面の非球
面２１ａは例１の対物レンズの第２面の頂点を含む面の
非球面と同様とした。対物レンズの第１面の頂点を含む
面の非球面１１ａは例１の対物レンズの第１面の頂点を
含む面の非球面と同様とした。
面２１ａは例１の対物レンズの第２面の頂点を含む面の
非球面と同様とした。対物レンズの第１面の頂点を含む
面の非球面１１ａは例１の対物レンズの第１面の頂点を
含む面の非球面と同様とした。
【００７６】輪帯状非球面２２ａの非球面の諸係数を表
５左上段に示し、輪帯状非球面２３ａ、２７ａの非球面
の諸係数を表５右上段に示し、輪帯状非球面２４ａ、２
６ａの非球面の諸係数を表５左下段に示し、輪帯状非球
面２５ａの非球面の諸係数を表５右下段に示す。さら
に、各落差γ2については表６上段に示す。また、
φ21、φ22、φ23、φ2 4、φ25、φ26については表６下
段に示す。
５左上段に示し、輪帯状非球面２３ａ、２７ａの非球面
の諸係数を表５右上段に示し、輪帯状非球面２４ａ、２
６ａの非球面の諸係数を表５左下段に示し、輪帯状非球
面２５ａの非球面の諸係数を表５右下段に示す。さら
に、各落差γ2については表６上段に示す。また、
φ21、φ22、φ23、φ2 4、φ25、φ26については表６下
段に示す。
【００７７】
【表５】
【００７８】
【表６】
【００７９】図１３にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。また図１４にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例３の形状の
対物レンズと補助レンズとを作製し、図４の光学装置を
製作した。ＤＶＤ、ＣＤについてこの光学装置により記
録又は再生を行ったところ、ＣＤについては忠実に記録
再生できたが、ＤＶＤについては忠実に記録再生できな
かった。
を示す。また図１４にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例３の形状の
対物レンズと補助レンズとを作製し、図４の光学装置を
製作した。ＤＶＤ、ＣＤについてこの光学装置により記
録又は再生を行ったところ、ＣＤについては忠実に記録
再生できたが、ＤＶＤについては忠実に記録再生できな
かった。
【００８０】「例４（実施例）」対物レンズの形状は図
１に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。対物レン
ズの第１面は例２における対物レンズの第１面と同様と
し、対物レンズの第２面は例３における対物レンズの第
２面と同様とした。
１に示すレンズのような形状とし、基本的な仕様である
表１上段の仕様については例１と同様とした。対物レン
ズの第１面は例２における対物レンズの第１面と同様と
し、対物レンズの第２面は例３における対物レンズの第
２面と同様とした。
【００８１】図１５にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。また図１６にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例４の形状の
対物レンズと補助レンズとを作製し、例４の光学装置を
製作した。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記
録又は再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生でき
た。
を示す。また図１６にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例４の形状の
対物レンズと補助レンズとを作製し、例４の光学装置を
製作した。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記
録又は再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生でき
た。
【００８２】「例５（実施例）」基本的な仕様である表
１上段の仕様については例１と同様とし、図１に示す形
状の対物レンズを設計した。
１上段の仕様については例１と同様とし、図１に示す形
状の対物レンズを設計した。
【００８３】非球面１１ａの非球面の諸係数を表７左上
段に、輪帯状非球面１２ａの非球面の諸係数を表７右上
段に、輪帯状非球面１３ａの非球面の諸係数を表７左中
段に、輪帯状非球面１４ａの非球面の諸係数を表７右中
段に、輪帯状非球面１５ａの非球面の諸係数を表７左下
段に、輪帯状非球面１６ａの非球面の諸係数を表７右下
段にそれぞれ示す。
段に、輪帯状非球面１２ａの非球面の諸係数を表７右上
段に、輪帯状非球面１３ａの非球面の諸係数を表７左中
段に、輪帯状非球面１４ａの非球面の諸係数を表７右中
段に、輪帯状非球面１５ａの非球面の諸係数を表７左下
段に、輪帯状非球面１６ａの非球面の諸係数を表７右下
段にそれぞれ示す。
【００８４】
【表７】
【００８５】非球面２１ａの非球面の諸係数を表８左上
段に、輪帯状非球面２２ａの非球面の諸係数を表８右上
段に、輪帯状非球面２３ａの非球面の諸係数を表８左中
上段に、輪帯状非球面２４ａの非球面の諸係数を表８右
中上段に、輪帯状非球面２５ａの非球面の諸係数を表８
左中下段に、輪帯状非球面２６ａの非球面の諸係数を表
８右中下段に、輪帯状非球面２ａの非球面の諸係数を表
８左下段にそれぞれ示す。
段に、輪帯状非球面２２ａの非球面の諸係数を表８右上
段に、輪帯状非球面２３ａの非球面の諸係数を表８左中
上段に、輪帯状非球面２４ａの非球面の諸係数を表８右
中上段に、輪帯状非球面２５ａの非球面の諸係数を表８
左中下段に、輪帯状非球面２６ａの非球面の諸係数を表
８右中下段に、輪帯状非球面２ａの非球面の諸係数を表
８左下段にそれぞれ示す。
【００８６】
【表８】
【００８７】表７、８に記載されていない仕様について
は、例４と同様とした。図１７にＣＤ用光学系の軸外波
面収差特性を示す。また図１８にＤＶＤ用光学系の軸外
波面収差特性を示す。プラスチックを射出成形して、例
５の形状の対物レンズと補助レンズとを作製し、図４の
光学装置を製作した。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、ともに忠実に記
録再生できた。
は、例４と同様とした。図１７にＣＤ用光学系の軸外波
面収差特性を示す。また図１８にＤＶＤ用光学系の軸外
波面収差特性を示す。プラスチックを射出成形して、例
５の形状の対物レンズと補助レンズとを作製し、図４の
光学装置を製作した。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、ともに忠実に記
録再生できた。
【００８８】「例６（実施例）」図５に示す光学装置
（有限系）に使用する対物レンズであって、光源側の面
に７つの輪帯状非球面を有し、光ディスク側の面に６つ
の輪帯状非球面を有する対物レンズを設計した。対物レ
ンズは、ＣＤ用、ＤＶＤ用ともに軸外コマ収差が良好と
なるように設計した。第１面にＣＤ用としての軸上の特
性を補正するように位相補正の７つの輪帯状非球面を設
け、第２面にＤＶＤ用としての軸上の球面収差を補正す
るように６つの輪帯状非球面を設けた。対物レンズの基
本仕様を表９に示す。波長等表９に記載されていない仕
様は、例４と同様である。
（有限系）に使用する対物レンズであって、光源側の面
に７つの輪帯状非球面を有し、光ディスク側の面に６つ
の輪帯状非球面を有する対物レンズを設計した。対物レ
ンズは、ＣＤ用、ＤＶＤ用ともに軸外コマ収差が良好と
なるように設計した。第１面にＣＤ用としての軸上の特
性を補正するように位相補正の７つの輪帯状非球面を設
け、第２面にＤＶＤ用としての軸上の球面収差を補正す
るように６つの輪帯状非球面を設けた。対物レンズの基
本仕様を表９に示す。波長等表９に記載されていない仕
様は、例４と同様である。
【００８９】
【表９】
【００９０】対物レンズ３の光源側面の頂点を含む面の
非球面を光源側頂点非球面と称し、光源側頂点非球面に
最も近い輪帯状非球面を第１の光源側輪帯状非球面と称
し、対物レンズ３の外周に向かって、第２の光源側輪帯
状非球面、第３の光源側輪帯状非球面、のように順に称
するとき、光源側頂点非球面の非球面の諸係数を表１０
左上段に、第１の光源側輪帯状非球面の非球面の諸係数
を表１０右上段に、第２の光源側輪帯状非球面の非球面
の諸係数を表１０左中上段に、第３の光源側輪帯状非球
面２４ａの非球面の諸係数を表１０右中上段に、第４の
光源側輪帯状非球面２５ａの非球面の諸係数を表１０左
中下段に、第５の光源側輪帯状非球面２６ａの非球面の
諸係数を表１０右中下段に、第６の光源側輪帯状非球面
２ａの非球面の諸係数を表１０左下段にそれぞれ示す。
非球面を光源側頂点非球面と称し、光源側頂点非球面に
最も近い輪帯状非球面を第１の光源側輪帯状非球面と称
し、対物レンズ３の外周に向かって、第２の光源側輪帯
状非球面、第３の光源側輪帯状非球面、のように順に称
するとき、光源側頂点非球面の非球面の諸係数を表１０
左上段に、第１の光源側輪帯状非球面の非球面の諸係数
を表１０右上段に、第２の光源側輪帯状非球面の非球面
の諸係数を表１０左中上段に、第３の光源側輪帯状非球
面２４ａの非球面の諸係数を表１０右中上段に、第４の
光源側輪帯状非球面２５ａの非球面の諸係数を表１０左
中下段に、第５の光源側輪帯状非球面２６ａの非球面の
諸係数を表１０右中下段に、第６の光源側輪帯状非球面
２ａの非球面の諸係数を表１０左下段にそれぞれ示す。
【００９１】
【表１０】
【００９２】対物レンズ３の光ディスク側面の頂点を含
む面の非球面を光ディスク側頂点非球面と称し、光ディ
スク側頂点非球面に最も近い輪帯状非球面を第１の光デ
ィスク側輪帯状非球面と称し、対物レンズ３の外周に向
かって、第２の光ディスク側輪帯状非球面、第３の光デ
ィスク側輪帯状非球面、のように順に称するとき、光デ
ィスク側頂点非球面の非球面の諸係数を表１１左上段
に、第１の光ディスク側輪帯状非球面の非球面の諸係数
を表１１右上段に、第２の光ディスク側輪帯状非球面の
非球面の諸係数を表１１左中段に、第３の光ディスク側
輪帯状非球面２４ａの非球面の諸係数を表１１右中段
に、第４の光ディスク側輪帯状非球面２５ａの非球面の
諸係数を表１１左下段に、第５の光ディスク側輪帯状非
球面２６ａの非球面の諸係数を表１１右下段にそれぞれ
示す。
む面の非球面を光ディスク側頂点非球面と称し、光ディ
スク側頂点非球面に最も近い輪帯状非球面を第１の光デ
ィスク側輪帯状非球面と称し、対物レンズ３の外周に向
かって、第２の光ディスク側輪帯状非球面、第３の光デ
ィスク側輪帯状非球面、のように順に称するとき、光デ
ィスク側頂点非球面の非球面の諸係数を表１１左上段
に、第１の光ディスク側輪帯状非球面の非球面の諸係数
を表１１右上段に、第２の光ディスク側輪帯状非球面の
非球面の諸係数を表１１左中段に、第３の光ディスク側
輪帯状非球面２４ａの非球面の諸係数を表１１右中段
に、第４の光ディスク側輪帯状非球面２５ａの非球面の
諸係数を表１１左下段に、第５の光ディスク側輪帯状非
球面２６ａの非球面の諸係数を表１１右下段にそれぞれ
示す。
【００９３】
【表１１】
【００９４】対物レンズ３の光源側の面の各落差を表１
２に示す。表１２において、各光源側輪帯状非球面は光
源側頂点より光ディスク側に設けられているものとす
る。
２に示す。表１２において、各光源側輪帯状非球面は光
源側頂点より光ディスク側に設けられているものとす
る。
【００９５】
【表１２】
【００９６】対物レンズ３のディスク側の面の各落差を
表１３に示す。表１３において、各ディスク側輪帯状非
球面はディスク側頂点より光源側に設けられているもの
とする。
表１３に示す。表１３において、各ディスク側輪帯状非
球面はディスク側頂点より光源側に設けられているもの
とする。
【００９７】
【表１３】
【００９８】対物レンズ３の各非球面の外周の直径を表
１４に示す。
１４に示す。
【００９９】
【表１４】
【０１００】図１９にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。また図２０にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例６の対物レ
ンズを作製し、図５に示すとおりの光学装置を製作し
た。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記録又は
再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生できた。
を示す。また図２０にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例６の対物レ
ンズを作製し、図５に示すとおりの光学装置を製作し
た。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記録又は
再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生できた。
【０１０１】「例７（実施例）」図５に示す光学装置に
使用する対物レンズであって、光源側の面に７つの輪帯
状非球面を有し、光ディスク側の面に６つの輪帯状非球
面を有する対物レンズを設計した。
使用する対物レンズであって、光源側の面に７つの輪帯
状非球面を有し、光ディスク側の面に６つの輪帯状非球
面を有する対物レンズを設計した。
【０１０２】対物レンズは、ＣＤ用、ＤＶＤ用ともに軸
外コマ収差が良好となるように設計した。第１面にＣＤ
用としての軸上の特性を補正するように位相補正の７つ
の輪帯状非球面を設け、第２面にＤＶＤ用としての軸上
の球面収差を補正するように６つの輪帯状非球面を設け
た。対物レンズの基本仕様を表１５に示す。波長等表１
５に記載されていない仕様は、例４と同様である。
外コマ収差が良好となるように設計した。第１面にＣＤ
用としての軸上の特性を補正するように位相補正の７つ
の輪帯状非球面を設け、第２面にＤＶＤ用としての軸上
の球面収差を補正するように６つの輪帯状非球面を設け
た。対物レンズの基本仕様を表１５に示す。波長等表１
５に記載されていない仕様は、例４と同様である。
【０１０３】
【表１５】
【０１０４】対物レンズの光源側面の各非球面の諸係数
を表１６に示す。表１６の配列は表１０と同様である。
を表１６に示す。表１６の配列は表１０と同様である。
【０１０５】
【表１６】
【０１０６】対物レンズの光ディスク側面の各非球面の
諸係数を表１７に示す。表１７の配列は表１１と同様で
ある。
諸係数を表１７に示す。表１７の配列は表１１と同様で
ある。
【０１０７】
【表１７】
【０１０８】対物レンズ３の光源側の面の各落差は例６
の対物レンズと同様（表１２）であった。対物レンズ３
のディスク側の面の各落差も例６の対物レンズと同様
（表１３）であった。対物レンズ３の各非球面の外周の
直径も例６の対物レンズと同様（表１４）であった。
の対物レンズと同様（表１２）であった。対物レンズ３
のディスク側の面の各落差も例６の対物レンズと同様
（表１３）であった。対物レンズ３の各非球面の外周の
直径も例６の対物レンズと同様（表１４）であった。
【０１０９】図２１にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。また図２２にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例７の対物レ
ンズを作製し、図５に示すとおりの光学装置を製作し
た。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記録又は
再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生できた。
を示す。また図２２にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特
性を示す。プラスチックを射出成形して、例７の対物レ
ンズを作製し、図５に示すとおりの光学装置を製作し
た。ＣＤ、ＤＶＤについてこの光学装置により記録又は
再生を行ったところ、ともに忠実に記録再生できた。
【０１１０】
【発明の効果】本発明の対物レンズは、その片面に第１
の波長の光に対して位相差を生じさせる機能を有する第
１の位相シフタが設けられ、その残る片面に第２の波長
の光に対して位相差を生じさせる機能を有する第２の位
相シフタが設けられているため、第１の光ディスク、第
２の光ディスクの記録又は再生に際し、軸上の収差、軸
外の収差ともに良好に補正できる。
の波長の光に対して位相差を生じさせる機能を有する第
１の位相シフタが設けられ、その残る片面に第２の波長
の光に対して位相差を生じさせる機能を有する第２の位
相シフタが設けられているため、第１の光ディスク、第
２の光ディスクの記録又は再生に際し、軸上の収差、軸
外の収差ともに良好に補正できる。
【０１１１】したがって、本発明の対物レンズは、経年
変化によって光源や対物レンズが光軸から傾き又は軸ず
れが生じた場合であっても、軸上の収差、軸外の収差と
もに良好であり、高精度化が容易であって、光学性能が
経年変化的に劣化する可能性が少ない。
変化によって光源や対物レンズが光軸から傾き又は軸ず
れが生じた場合であっても、軸上の収差、軸外の収差と
もに良好であり、高精度化が容易であって、光学性能が
経年変化的に劣化する可能性が少ない。
【図１】本発明の対物レンズの一実施例を示す断面図。
【図２】光源側から見る場合の、図１の対物レンズの正
面図。
面図。
【図３】図２に対する背面図。
【図４】本発明の光学装置の一実施例を示す構成図。
【図５】図４とは別の光学装置の実施例の構成図。
【図６】例１の対物レンズを示す断面図。
【図７】例２の対物レンズを示す断面図。
【図８】例３の対物レンズを示す断面図。
【図９】例１のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図１０】例１のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図１１】例２のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図１２】例２のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図１３】例３のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図１４】例３のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図１５】例４のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図１６】例４のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図１７】例５のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図１８】例５のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図１９】例６のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図２０】例６のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
【図２１】例７のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図。
【図２２】例７のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
図。
図。
１：第１の光源 ２：光学媒体 ３：対物レンズ ５：補助レンズ ６：第１の光ディスク ６ａ：第１の光ディスク６の透明基板 ６ｂ：第１の光ディスク６の情報記録面 ７：第２の光ディスク ７ａ：第２の光ディスク７の透明基板 ７ｂ：第２の光ディスク７の情報記録面 ９：絞り １０：受光素子 Ｓ1：光源１から補助レンズ５の第１面までの光軸上の
距離 Ｓ2：補助レンズ５の第２面から対物レンズ３までの光
軸上の距離 １１、１２、１３、１４、１５：光軸を中心とする輪状
の段差部 １２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ：輪帯状非球
面 ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ：輪
帯状非球面 ２１、２２、２３、２４、２５、２６：光軸４を中心と
する輪状の段差部 φ11、φ12、φ13、φ14、φ15：それぞれ段差部１１、
１２、１３、１４、１５の内側の径 φ16：第１面の有効径 φ27：第２面の有効径 φ21、φ22、φ23、φ24、φ25、φ26：それぞれ段差部
２１、２２、２３、２４、２５、２６の径 φ27：第２面の有効径
距離 Ｓ2：補助レンズ５の第２面から対物レンズ３までの光
軸上の距離 １１、１２、１３、１４、１５：光軸を中心とする輪状
の段差部 １２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ：輪帯状非球
面 ２２ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ：輪
帯状非球面 ２１、２２、２３、２４、２５、２６：光軸４を中心と
する輪状の段差部 φ11、φ12、φ13、φ14、φ15：それぞれ段差部１１、
１２、１３、１４、１５の内側の径 φ16：第１面の有効径 φ27：第２面の有効径 φ21、φ22、φ23、φ24、φ25、φ26：それぞれ段差部
２１、２２、２３、２４、２５、２６の径 φ27：第２面の有効径
Claims (11)
- 【請求項１】２つの光ディスクのそれぞれの記録又は再
生時に、それぞれの光ディスクに対して異なる波長の光
源からの光をそれぞれの光ディスクの情報記録面に集光
させ、それぞれの情報記録面からの反射光を受光素子に
受光させる光学系に用いる、両面に非球面を有する対物
レンズにおいて、 第１の光ディスクの記録又は再生時には第１の波長λ1
が用いられ、第２の光ディスクの記録又は再生時には第
２の波長が用いられ、 対物レンズの片面には、光軸を中心とする輪状の段差部
を備える第１の位相シフタが設けられ、第１の位相シフ
タは第１の波長の光に対して第１の光ディスクの記録又
は再生時の収差を低減させる位相差を生じさせる機能を
有し、 対物レンズの残る片面には、光軸を中心とする輪状の段
差部を備える第２の位相シフタが設けられ、第２の位相
シフタは第２の波長λ2の光に対して第２の光ディスク
の記録又は再生時の収差収差を低減させる位相差を生じ
させる機能を有することを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項２】対物レンズの片面又は両面に凸部及び凹部
から選ばれる少なくとも１つが設けられることにより、
段差部の一部又は全部が構成されている請求項１に記載
の対物レンズ。 - 【請求項３】第１の波長λ1の光について生ずる位相差
が距離に換算した場合に０．９λ2〜１．１λ2の自然数
倍になるように、第１の位相シフタが備える段差部の寸
法及び形状が決定されており、 第２の波長λ2の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に０．９λ1〜１．１λ1の自然数倍になるよう
に、第２の位相シフタが備える段差部の寸法及び形状が
決定されている請求項１又は２に記載の対物レンズ。 - 【請求項４】第１の光ディスクを記録又は再生する場合
の対物レンズの開口数ＮＡ1と、第２の光ディスクを記
録又は再生する場合の対物レンズの開口数ＮＡ2とが、
ＮＡ1＞ＮＡ2 を満たし、 第１の位相シフタの段差部のうちの径が最小のものの内
径φ1、第１の位相シフタが設けられている対物レンズ
の面の有効径φA、第２の位相シフタの段差部のうちの
径が最小ものの内径φ2及び第１の位相シフタが設けら
れている対物レンズの面の有効径φBが、φ1／φA＞φ2
／φBを満たす請求項１〜３のいずれかに記載の対物レ
ンズ。 - 【請求項５】第１の光ディスクの透明基板の厚さｔ
1と、第２の光ディスクの透明基板の厚さｔ2 とが、
１．５ｔ1＜ ｔ2を満たしている場合に用いられる対物
レンズであって、 第１の位相シフタが備える段差部の輪の本数の総計が、
３〜１０本であり、かつ、第２の位相シフタが備える段
差部の輪の本数の総計が、３〜１０本である請求項１〜
４のいずれかに記載の対物レンズ。 - 【請求項６】第１の波長の光と第２の波長の光とがとも
に、補助レンズ、対物レンズを介して光ディスクの情報
記録面に集光される光学系に用いられる対物レンズであ
って、 対物レンズの片面の段差部の輪と別の段差部の輪との間
に輪帯状非球面が設けられており、第１の波長の光に対
して、補助レンズと、対物レンズの片面の輪帯状非球面
と、対物レンズの残る片面の頂点を含む面の非球面との
組合せが、第１の光ディスクの情報記録面のデータを記
録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外
コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1以下となるように設
定されており、 対物レンズの残る片面の段差部の輪と別の段差部の輪と
の間に輪帯状非球面が設けられており、第２の波長の光
に対して、補助レンズと、対物レンズの片面の頂点を含
む面の非球面と、対物レンズの残る片面の輪帯状非球面
との組合せが、第２の光ディスクの情報記録面のデータ
を記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける
軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ2以下となるよう
に設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の対物
レンズ。 - 【請求項７】第１の波長の光と第２の波長の光とがとも
に、コリメータレンズ、対物レンズを介して光ディスク
の情報記録面に集光される光学系に用いられる対物レン
ズであって、 対物レンズの片面の段差部の輪と別の段差部の輪との間
に輪帯状非球面が設けられており、第１の波長の光に対
して、コリメータレンズと、対物レンズの片面の輪帯状
非球面と、対物レンズの残る片面の頂点を含む面の非球
面との組合せが、第１の光ディスクの情報記録面のデー
タを記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおけ
る軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ1以下となるよ
うに設定されており、 対物レンズの残る片面の段差部の輪と別の段差部の輪と
の間に輪帯状非球面が設けられており、第２の波長の光
に対して、コリメータレンズと、対物レンズの片面の頂
点を含む面の非球面と、対物レンズの残る片面の輪帯状
非球面との組合せが、第２の光ディスクの情報記録面の
データを記録又は再生する場合に、像高０．０５ｍｍに
おける軸外コマ収差がＲＭＳ値で０．０３λ2以下とな
るように設定されている請求項１〜５のいずれかに記載
の対物レンズ。 - 【請求項８】光源からの第１の波長の光及び光源からの
第２の波長の光をそれぞれ対物レンズによってそれぞれ
の光ディスクの情報記録面に集光させる光学系に用いら
れる対物レンズであって、 対物レンズの片面の段差部の輪と別の段差部の輪との間
に輪帯状非球面が設けられており、第１の波長の光に対
して、対物レンズの片面の各輪帯状非球面と、対物レン
ズの残る片面の頂点を含む面の非球面との組合せが、第
１の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生す
る場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収差がＲ
ＭＳ値で０．０３λ1 以下となるように設定されてお
り、 対物レンズの残る片面の段差部の輪と別の段差部の輪と
の間に輪帯状非球面が設けられており、第２の波長の光
に対して、対物レンズの片面の頂点を含む面の非球面
と、対物レンズの残る片面の各輪帯状非球面との組合せ
が、第２の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は
再生する場合に、像高０．０５ｍｍにおける軸外コマ収
差がＲＭＳ値で０．０３λ2以下となるように設定され
ている請求項１〜５のいずれかに記載の対物レンズ。 - 【請求項９】第１の光ディスクに用いる対物レンズの開
口数ＮＡ1と、第２の光ディスクに用いる対物レンズの
開口数ＮＡ2とが、ＮＡ1＞ＮＡ2を満たしている場合に
用いられる対物レンズであって、 対物レンズの片面又は両面の光軸を中心とする輪帯状領
域には、第２の波長の光の透過を妨げて開口数ＮＡ2に
絞り込むための段差部が設けられている請求項１〜８の
いずれかに記載の対物レンズ。 - 【請求項１０】第１の波長λ1の光について生ずる位相
差が距離に換算した場合に（ｉ−０．１）λ2〜（ｉ＋
０．１）λ2の自然数倍になるように、第１の位相シフ
タが備える段差部の寸法及び形状が決定されており、 第２の波長λ2の光について生ずる位相差が距離に換算
した場合に（ｊ−０．１）λ1〜（ｊ＋０．１）λ1の自
然数倍になるように、第２の位相シフタが備える段差部
の寸法及び形状が決定されている請求項１、２、４、
５、６、７、８又は９に記載の対物レンズ。 - 【請求項１１】２つの光ディスクのそれぞれの記録又は
再生時に、それぞれの光ディスクに対して異なる波長の
光源からの光が対物レンズによりそれぞれの光ディスク
の情報記録面に集光され、それぞれの情報記録面からの
反射光が対物レンズを透過して受光素子に受光される光
学装置において、 上記対物レンズに請求項１〜１０のいずれかに記載の対
物レンズを用いることを特徴とする光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101273A JP4501304B2 (ja) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | 対物レンズ及び光学装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000099580 | 2000-03-31 | ||
| JP2000-99580 | 2000-03-31 | ||
| JP2001101273A JP4501304B2 (ja) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | 対物レンズ及び光学装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2004519813A (ja) * | 2001-04-05 | 2004-07-02 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 光走査装置 |
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| JP2007273060A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Hitachi Maxell Ltd | 対物レンズ及びその対物レンズを用いた光ディスク装置 |
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| JP2000030278A (ja) * | 1998-07-09 | 2000-01-28 | Sony Corp | 光学レンズとこれを使用した光学ピックアップ及び光ディスク装置 |
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-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001101273A patent/JP4501304B2/ja not_active Expired - Fee Related
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