JP2002333575A - 対物レンズ、集光光学系、光ピックアップ装置、及び記録・再生装置 - Google Patents

対物レンズ、集光光学系、光ピックアップ装置、及び記録・再生装置

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JP2002333575A JP2001138665A JP2001138665A JP2002333575A JP 2002333575 A JP2002333575 A JP 2002333575A JP 2001138665 A JP2001138665 A JP 2001138665A JP 2001138665 A JP2001138665 A JP 2001138665A JP 2002333575 A JP2002333575 A JP 2002333575A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高NAの対物レンズであっても小径でワーキ
ングディスタンスが大きい光情報記録媒体の情報の記録
・再生用の対物レンズ、また短波長光源を用いたときの
軸上色収差が補正された対物レンズ、この対物レンズを
用いた光情報記録媒体の情報の記録・再生用の集光光学
系、光ピックアップ装置、及び記録・再生装置を提供す
る。 【解決手段】 この対物レンズ6は、光情報記録媒体の
情報の記録・再生用であり、少なくとも1つの面に非球
面を有する単レンズであり、光源からの発散光束を前記
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
あって、NA≧0.70(NA:光情報記録媒体に記録
および/または再生を行うのに必要な所定の像側開口
数)を満たす。また、対物レンズは、少なくとも1つの
面上に輪帯状の回折構造を有し NA≧0.70を満た
す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体の
情報の記録および/または再生用の対物レンズ、集光光
学系、光ピックアップ装置、及び記録・再生装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年実用化された、発振波長400nm
程度の青紫色半導体レーザを光源に用いた新しい光ピッ
クアップシステムの研究・開発が進んでいる。この新し
い光ピックアップシステムでは、開口数が0.85程度
まで高められた対物レンズを搭載することで、CDやD
VDより高密度な情報の記録や再生を達成する。具体的
な数値を挙げると、開口数0.60の対物レンズと発振
波長650nmの半導体レーザ光源を使用するDVDの
記録容量が4.7Gbyte/sideであるのに対し、開口数
0.85の対物レンズと発振波長400nmの青紫色半
導体レーザ光源を使用すると25Gbyte/sideとなる。
【0003】高開口数(特に、NA0.70以上)の対
物レンズでは、最も情報記録面側の面から射出されるマ
ージナル光線の傾角が45度以上となるので、従来の光
ピックアップ装置に搭載される比較的低開口数の対物レ
ンズに比ベてワ―キングディスタンスが小さくなりがち
である。従って、小径で高開口数の対物レンズを搭載し
た光ピックアップ装置では、光情報記録媒体のそりによ
って対物レンズが光情報記録媒体と接触する可能性が大
きいという問題がある。
【0004】ところで、レーザ光源の短波長化や対物レ
ンズの高開口数化が図られてくると、CDやDVDのご
とき従来の光ディスクに対して情報の記録または再生を
行うような、比較的長波長のレーザ光源と低開口数の対
物レンズとの組み合わせからなる光ピックアップ装置で
は、ほとんど無視できた問題でも顕在化されることが予
想される。
【0005】その1つがレーザ光源の微少な発振波長の
変動により対物レンズで生じる軸上色収差の問題であ
る。光ピックアップ装置において光源として用いられる
半導体レーザから出射される光束の波長は一般に単色で
あるので、対物レンズでは軸上色収差は発生しないと思
われているが、出力の変化により瞬時的に波長が数nm
ほど変化するモードホップ現象を起こす場合がある。対
物レンズの軸上色収差が補正されていない場合には、モ
ードホップ現象によって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。光源の
波長が短くなるに従い集光位置の変化量は大きくなるの
で、光ピックアップ装置の光源として発振波長600n
m以下の短波長半導体レーザ、特に発振波長400nm
程度の青紫色半導体レーザを用いた場合は対物レンズで
発生する軸上色収差の補正が必要となる。
【0006】さらに、レーザ光源の短波長化と対物レン
ズの高開口数化において顕在化する別の問題は、光源の
微少な発振波長変動によって対物レンズで発生する球面
収差の変動である。光ピックアップ装置において光源と
して用いられる半導体レーザはその発振波長に±10n
mほどの個体間のばらつきがある。基準波長からずれた
発振波長をもつ半導体レーザを光源に用いた場合、対物
レンズで発生する球面収差は開口数が大きくなるほど大
きくなるので、基準波長からずれた発振波長をもつ半導
体レーザは使用できなくなり、光源として使用する半導
体レーザの選別が必要となる。
【0007】さらに、レーザ光源の短波長化と対物レン
ズの高開口数化において顕在化する別の問題は、光ディ
スクの保護層(「透明基板」ともいう)の厚み誤差に起
因する光学系の球面収差の変動である。保護層の厚み誤
差により生じる球面収差は、対物レンズの開口数の4乗
に比例して発生するので対物レンズの開口数が大きくな
るにつれて保護層の厚み誤差の影響が大きくなり、安定
した情報の記録または再生が出来なくなる恐れがある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高NAの対
物レンズであっても、小径でかつワーキングディスタン
スが大きい光情報記録媒体の情報の記録および/または
再生用の対物レンズを提供することを目的とする。
【0009】また、高NAの対物レンズであっても、小
径でかつワーキングディスタンスが大きく、かつ短波長
光源を用いたときに問題となる軸上色収差が補正された
光情報記録媒体の情報の記録および/または再生用の対
物レンズを提供することを目的とする。
【0010】また、光情報記録媒体の情報の記録および
/または再生用の集光光学系であって、レーザ光源の発
振波長変動、温度・湿度変化、光情報記録媒体の保護層
の厚みの誤差等に起因して集光光学系の各光学面で発生
する球面収差の変動を簡易な構成で効果的に補正できる
集光光学系を提供することを目的とする。
【0011】また、短波長光源を用いたときに問題とな
る軸上色収差が補正された集光光学系を提供することを
目的とする。
【0012】また、この対物レンズおよび/または集光
光学系を搭載した光ピックアップ装置を提供することを
目的とする。更に、この光ピックアップ装置を搭載した
記録・再生装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による第1の対物レンズは、光情報記録媒体
の情報の記録および/または再生用の対物レンズであっ
て、少なくとも1つの面に非球面を有する単レンズであ
り、光源からの発散光束を前記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って、次式(1)を満
たすことを特徴とする対物レンズ。
【0014】 NA≧0.70 (1) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
生を行うのに必要な所定の像側開口数
【0015】第1の対物レンズのように、光情報記録媒
体に記録および/または再生を行うのに必要な所定の対
物レンズの像側開口数(NA)を0.70以上に高める
ことで(従来の光情報記録媒体、例えばCDでは0.4
5、DVDでは0.60である)、情報記録面上に集光
するスポットのサイズを小さくできるので、従来の光情
報記録媒体より高密度に記録および/または高密度記録
された情報の再生が光情報記録媒体に対して可能とな
る。さらに、上記対物レンズを光源からの発散光束を前
記光情報記録媒体の情報記録面上に集光する有限共役型
とすることで、高NAであってもワーキングディスタン
スを大きく確保することができるので、光情報記録媒体
のそりによる対物レンズと光情報記録媒体との接触を防
ぐことができる。また、上述のように対物レンズを有限
共役型とすると光源からの発散光を略平行光に変換する
カップリングレンズが不要となるので、光ピックアップ
装置の部品数を削減でき、コストダウンが図れる。
【0016】なお、有限共役型の対物レンズとは、一般
的には、互いに共役な物点と像点の両方が無限大でな
い、有限の位置にある対物レンズのことであり、有限位
置にある実物点からの発散光束を、光情報記録媒体の情
報記録面上に集光するもののほか、有限位置にある虚物
点に向かう収斂光束を、光情報記録媒体の情報記録面上
に集光するものも含むが、本発明による有限共役型の対
物レンズは、有限位置にある実物点からの発散光束を、
光情報記録媒体の情報記録面上に集光する対物レンズで
ある。
【0017】また、球面収差及びコマ収差をより精緻に
補正するには、両面を非球面とするのが好ましい。
【0018】また、上述の対物レンズは、次式(2)を
満たすことが好ましい。
【0019】 0.01≦|m|≦0.30 (2) ただし、m:前記対物レンズの物側開口数をNAOBJ
像側開口数をNAIMGとしたとき、NAOBJ/NAIMG
定義される前記対物レンズの横倍率
【0020】上述の対物レンズは横倍率が式(2)の上
限を超えないようにすると、光源側の面への光線の入射
角が大きくなりすぎることがないので、面偏芯等の偏芯
誤差による収差劣化を小さく抑えることができる。ま
た、対物レンズと光源との間隔が小さくなりすぎること
がないので、偏光ビームスプリッタや波長板等の光学素
子の配置が容易になる。式(2)の下限を超えないよう
にすると、対物レンズの物像間距離が小さくなりすぎる
ことがないので、本発明による対物レンズを搭載する光
ピックアップ装置を小型にすることができる。式(2)
は次の式(2’)が更に好ましい。
【0021】 0.01≦|m|≦0.20 (2’)
【0022】また、上述の対物レンズは次式(3)を満
たすことが好ましい。
【0023】 0.8≦d/f≦2.4 (3) ただし、d:前記対物レンズの光軸上における厚さ(m
m) f:前記対物レンズの焦点距離(mm)
【0024】上述の式(3)はワーキングディスタンス
を確保しつつコマ収差及び非点収差を良好に補正するた
めの条件である。式(3)の下限以上で光源側の面への
光線の入射角が大きくなりすぎることがないので、面偏
芯等の偏芯誤差による収差劣化の小さい対物レンズとす
ることができる。また、像高特性における非点収差が大
きくなり過ぎないので、像高特性の良好な対物レンズと
することができる。また、式(3)の上限以下で対物レ
ンズの光軸上における厚さが大きくなりすぎないので、
小径であってもワーキングディスタンスの大きい対物レ
ンズとすることができる。
【0025】また、上述の対物レンズは次式(4)を満
たすことが好ましい。
【0026】 0.8<r1/((n−1)・f・√(1+|m|))<1.6 (4) ただし、r1:前記対物レンズの光源側の面の近軸曲率
半径(mm) n:前記対物レンズの使用波長における屈折率
【0027】上述の式(4)は主にコマ収差の補正に関
し、式(4)の下限を外れてr1が小さくなると、内向
性のコマ収差と外向性のコマ収差によるフレアが発生
し、上限を外れてr1が大きくなると、外向性のコマ収
差が生じると共に、球面収差のアンダーフレアを生じや
すい。
【0028】また、上述の対物レンズは次式(5)を満
たすことが好ましい。
【0029】 0.25≦(X1−X2)(n−1)/(NA・f・√(1+|m|))≦0.75 (5) ただし、X1:光軸に垂直で光源側の面の頂点に接する
平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が入
射する光源側の面上の位置)における光源側の面との光
軸方向の差で、上記接平面を基準として光情報記録媒体
の方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とす
る X2:光軸に垂直で光情報記録媒体側の面の頂点に接す
る平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が
入射する光情報記録媒体側の面上の位置)における光情
報記録媒体側の面との光軸方向の差で、上記接平面を基
準として光情報記録媒体の方向に測る場合を正、光源の
方向に測る場合を負とする
【0030】上述の式(5)は球面収差を良好に補正す
るための光源側の面と光情報記録媒体側の面のサグ量に
関する条件式である。X1が正でその絶対値が小さい
程、またX2が負でその絶対値が小さい程マージナル光
線の球面収差を補正過剰にする効果が大きくなり、X1
が正でその絶対値が大きい程、またX2が負でその絶対
値が大きい程マージナル光線の球面収差を補正不足にす
る効果が大きくなるので、球面収差を補正するために
は、X1−X2はある範囲内にあることが必要である。
以上より、本発明の対物レンズは式(5)を満たすのが
好ましく、式(5)の下限以上でマージナル光線の球面
収差が補正過剰になり過ぎず、上限以下でマージナル光
線の球面収差が補正不足になり過ぎない。
【0031】また、本発明による第2の対物レンズは、
光情報記録媒体の情報の記録および/または再生用の対
物レンズであって、少なくとも1つの面に非球面を有す
る単レンズであり、光源からの発散光束を前記光情報記
録媒体の情報記録面上に集光する有限共役型であって、
少なくとも1つの面上に輪帯状の回折構造を有し、次式
(6)を満たすことを特徴とする対物レンズ。
【0032】 NA≧0.70 (6) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
生を行うのに必要な所定の像側開口数
【0033】第2の対物レンズのように、少なくとも1
つの面が輪帯状の回折構造を有する回折面であると、使
用波長が短波長化したことにより問題となる対物レンズ
で発生する軸上色収差を、回折構造による回折作用と、
屈折レンズとしての屈折作用を適切に組み合わせること
で良好に補正することができるので、レーザ光源のモー
ドホップ現象による瞬間的な波長変動が起きた場合でも
収差の劣化が小さく抑えられた対物レンズを得ることが
できる。
【0034】また、上述の各対物レンズは、使用波長が
600nm以下であり、使用波長領域で厚さが3mmに
おける内部透過率が85%以上である光学材料から形成
されていることが好ましい。このように、使用波長を6
00nm以下とすることで、情報記録面上に集光するス
ポットのサイズをより小さくできるので、従来の光情報
記録媒体より高密度に記録および/または高密度記録さ
れた情報の再生が光情報記録媒体に対して可能となる。
また、本発明による対物レンズは使用波長領域で厚さが
3mmにおける内部透過率が85%以上である光学材料
から形成されることにより、使用波長が短波長になった
ことに起因して起こる光学材料による光の吸収を小さく
抑えることができる。これにより、光情報記録媒体への
情報の記録の際の光源の出力が小さくてすむので、光源
の寿命を延ばすことができ、また、情報の再生時の読み
出し信号のS/N比を良くすることができる。
【0035】また、上述の第2の対物レンズは、前記光
源が±10nm以下の波長変動を発生し、前記回折構造
は、該光源の波長変動に伴う、前記対物レンズの光学材
料の屈折率分散によって生じる軸上色収差を抑制する機
能を有することが好ましい。すなわち、光源が長波長側
に波長変動した場合に、光学材料の屈折率分散によって
生じる軸上色収差は対物レンズのバックフォーカスが、
波長変動する前に比して長くなる方向であるが、光源が
長波長側に波長変動した場合に、回折構造によって生じ
る軸上色収差は対物レンズのバックフォーカスが、波長
変動する前に比して短くなる方向である。対物レンズを
透過して情報記録面上に集光した波面の軸上色収差が良
好に補正された状態とするには、回折のパワーと屈折パ
ワーを適切に組み合わせて、回折構造によって生じる軸
上色収差の大きさを、光学材料の屈折率分散によって生
じる軸上色収差とほぼ等しくすると良い。
【0036】また、上述の第2の対物レンズで球面収差
及びコマ収差をより精緻に補正するには、両面を非球面
とするのが好ましい。
【0037】また、上述の第2の対物レンズは次式
(7)を満たすことが好ましい。
【0038】 0.01≦PD/PT≦0.20 (7) ただし、PD:前記第i面に形成された回折構造を Φb=b2i2+b4i4+b6i6+・・・ (A) により定義される光路差関数で表したとき(ここで、h
は光軸からの高さ(mm)であり、b2i、b4i、b6i
・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関
数係数である)、PD=Σ(−2・b2i)により定義さ
れる回折構造のみのパワー(mm-1) PT:屈折レンズとしてのパワーと回折構造のパワーと
を合わせた対物レンズ全系のパワー(mm-1
【0039】上述のように、式(7)を満たすように上
記対物レンズの回折構造を決定することで、600nm
以下の波長に対して対物レンズで発生する軸上色収差を
良好に補正することができる。式(7)の下限以上で光
情報記録媒体の情報記録面上にスポットを結んだときの
波面の軸上色収差が補正不足になり過ぎず、上限以下で
光情報記録媒体の情報記録面上にスポットを結んだとき
の波面の軸上色収差が補正過剰になり過ぎない。
【0040】また、上述の第2の対物レンズは、基準波
長をλ(mm)、前記対物レンズ全系の焦点距離をf
(mm)、前記第i面に形成された回折構造で発生する
回折光のうち最大の回折光量をもつ回折光の次数をn
i、第i面の有効径内の回折構造の輪帯数をMi、第i
面の有効径内の回折構造の隣り合う輪帯の間隔の最小値
をPi(mm)としたとき、次式(8)を満たすことが
好ましい。
【0041】 0.01≦f・λ・Σ(ni/(Mi・Pi2))≦0.70 (8)
【0042】上述のように、式(8)を満たすように上
記対物レンズの回折構造を決定することで、600nm
以下の波長に対して対物レンズで発生する軸上色収差を
良好に補正することができる。式(8)の下限以上で光
情報記録媒体の情報記録面上にスポットを結んだときの
波面の軸上色収差が補正不足になり過ぎず、上限以下で
光情報記録媒体の情報記録面上にスポットを結んだとき
の波面の軸上色収差が補正過剰になり過ぎない。
【0043】また、上述の第2の対物レンズは、次式
(9)を満たすことが好ましい。
【0044】 0.2≦|(Ph/Pf)−2|≦10.0 (9) ただし、Pf:光情報記録媒体に記録および/または再
生を行うのに必要な所定の像側開口数における回折輪帯
間隔(mm) Ph:光情報記録媒体に記録および/または再生を行う
のに必要な所定の像側開口数の1/2の開口数における
回折輪帯間隔(mm)
【0045】上述のように、回折構造の輪帯間隔すなわ
ち光軸に垂直な方向の輪帯間の間隔が式(9)を満たす
ことで、波長変動時の球面収差も良好に補正することが
できるので、基準波長からずれた発振波長を有するレー
ザ光源を光ピックアップ装置に組み込む際のカップリン
グレンズ、あるいは対物レンズ、あるいは光源の光軸方
向の位置調整が不要となり大幅な光ピックアップ装置の
組み立て時間の短縮が達成できる。光路差関数が2次の
光路差関数係数(回折面係数ともいう)しか有しないな
らば、(Ph/Pf)−2=0となるが、本発明による
対物レンズは基準波長からの微少な波長変化によって生
じる球面収差の変化を回折の作用により良好に補正する
ために、光路差関数の高次の光路差関数係数を用いる。
このとき、(Ph/Pf)−2が0がからある程度離れ
た値をとることが好ましく、式(9)を満たしていれ
ば、波長変化による球面収差の変化を回折の作用により
良好に打ち消すことができる。式(9)の下限以上で基
準波長から波長が変化したときの球面収差が補正過剰に
なりすぎず、上限以下で基準波長から波長が変化したと
きの球面収差が補正不足になり過ぎない。
【0046】また、上述の第2の対物レンズは、回折レ
ンズとしての回折作用と屈折レンズとしての屈折作用と
をあわせた場合、前記光源の波長が長波長側に変動した
際に、バックフォーカスが短くなる方向に変化するよう
な軸上色収差特性を有し、次式(10)を満たすことが
好ましい。
【0047】 −1<ΔCA/ΔSA<0 (10) ただし、ΔCA:波長の変化に対する軸上色収差の変化
量(mm) ΔSA:波長の変化に対するマージナル光線の球面収差
の変化量(mm)
【0048】上述の対物レンズでは、回折作用により、
対物レンズの軸上色収差を補正過剰として基準波長の球
面収差カーブと長・短波長側の球面収差カーブ(色の球
面収差ともいう)を交差させることで、光源の波長が変
動した際の最適書き込み位置の移動を小さく抑えること
が可能となり、光源のモードホップ現象や高周波重畳時
の波面収差の劣化の小さい対物レンズとすることができ
る。また、回折作用により、上記のように色収差を補正
する場合、軸上色収差と色の球面収差をともに補正場合
よりも回折輪帯間隔を大きくすることができるので、金
型の加工時間の短縮、輪帯形状の製造誤差による回折効
率の低化の防止等を達成できる。
【0049】また、上述の第2の対物レンズは、前記第
i面に形成された回折構造で発生するni次回折光量が
他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光情報
記録媒体に対する情報の記録および/または再生するた
めに前記回折構造で発生したni次回折光を光情報記録
媒体の情報記録面に集光することができることが好まし
い。ここで、nは0、±1以外の整数である。
【0050】上記構成は、2次以上の高次の回折光を利
用して光情報記録媒体への情報の記録および/または再
生を行う対物レンズに関し、輪帯状の回折構造を2次以
上の高次の回折光の回折効率が最大となるように形成す
ると、各輪帯間の段差および各輪帯間の間隔が大きくな
り回折構造の形状要求精度が厳しくなりすぎない。一般
に1次の回折光を利用する場合に比ベ、2次以上を用い
る場合では、回折効率の波長変化による低下が大きい
が、単一波長に近い光源を用いる場合には、上記の回折
効率の波長変化による低下量はほとんど無視できるほど
小さいので、製造し易く十分な回折効率を有した回折構
造を有する対物レンズを得ることができる。
【0051】また、上述の第2の対物レンズは、次式
(11)〜(14)を満たすことが好ましい。
【0052】 0.01≦|m|≦0.30 (11) 0.8≦d/f≦2.4 (12) 0.8<r1/((n−1)・f・√(1+|m|))<1.6 (13) 0.25≦(X1−X2)(n−1)/(NA・f・√(1+|m|))≦0.75 (14) ただし、m:前記対物レンズの物側開口数をNAOBJ
像側開口数をNAIMGとしたとき、NAOBJ/NAIMG
定義される前記対物レンズの横倍率 d:前記対物レンズの光軸上における厚さ(mm) f:前記対物レンズの全系の焦点距離(mm) r1:前記対物レンズの光源側の面の近軸曲率半径(m
m) n:前記対物レンズの使用波長における屈折率 X1:光軸に垂直で光源側の面の頂点に接する平面と、
有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が入射する光
源側の面上の位置)における光源側の面との光軸方向の
差で、上記接平面を基準として光情報記録媒体の方向に
測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とする X2:光軸に垂直で光情報記録媒体側の面の頂点に接す
る平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が
入射する光情報記録媒体側の面上の位置)における光情
報記録媒体側の面との光軸方向の差で、上記接平面を基
準として光情報記録媒体の方向に測る場合を正、光源の
方向に測る場合を負とする
【0053】上述の第2の対物レンズでは、横倍率が式
(11)の上限を超えないようにすると、光源側の面へ
の光線の入射角が大きくなりすぎることがないので、面
偏芯等の偏芯誤差による収差劣化を小さく抑えることが
できる。また、対物レンズと光源との間隔が小さくなり
すぎることがないので、偏光ビームスプリッタや波長板
等の光学素子の配置が容易になる。式(11)の下限を
超えないようにすると、対物レンズの物像間距離が小さ
くなりすぎることがないので、本発明による対物レンズ
を搭載する光ピックアップ装置を小型にすることができ
る。式(11)は次の式(11’)が更に好ましい。
【0054】 0.01≦|m|≦0.20 (11’)
【0055】また、上述の式(12)はワーキングディ
スタンスを確保しつつコマ収差及び非点収差を良好に補
正するための条件であり、式(12)の下限以上で光源
側の面への光線の入射角が大きくなりすぎることがない
ので、面偏芯等の偏芯誤差による収差劣化の小さい対物
レンズとすることができる。また、像高特性における非
点収差が大きくなり過ぎないので、像高特性の良好な対
物レンズとすることができる。また、式(12)の上限
以下で対物レンズの光軸上における厚さが大きくなりす
ぎないので、小径であってもワーキングディスタンスの
大きい対物レンズとすることができる。
【0056】また、 上述の式(13)は主にコマ収差
の補正に関し、式(13)の下限を外れてr1が小さく
なると、内向性のコマ収差と外向性のコマ収差によるフ
レアが発生し、上限を外れてr1が大きくなると、外向
性のコマ収差が生じると共に、球面収差のアンダーフレ
アを生じやすい。
【0057】また、上述の式(14)は球面収差を良好
に補正するための光源側の面と光情報記録媒体側の面の
サグ量に関する条件式であり、X1が正でその絶対値が
小さい程、またX2が負でその絶対値が小さい程マージ
ナル光線の球面収差を補正過剰にする効果が大きくな
り、X1が正でその絶対値が大きい程、またX2が負で
その絶対値が大きい程マージナル光線の球面収差を補正
不足にする効果が大きくなるので、球面収差を補正する
ためには、X1−X2はある範囲内にあることが必要で
ある。以上より、本発明の対物レンズは式(14)を満
たすのが好ましく、式(14)の下限以上でマージナル
光線の球面収差が補正過剰になり過ぎず、上限以下でマ
ージナル光線の球面収差が補正不足になり過ぎない。
【0058】また、上述の各対物レンズでは、前記対物
レンズの有する球面収差のうち、3次球面収差成分をS
A1、5次以上の高次球面収差成分の和をSA2とした
とき、次式(15)を満たすことが好ましい。
【0059】 |SA1/SA2|>1.0 (15) ただし、SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多
項式に展開したときの3次球面収差成分 SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展
開したときの5次球面収差成分と7次球面収差成分と9
次球面収差成分の2乗和の平方根
【0060】上述の式(15)は対物レンズがもつ球面
収差の成分の好ましい配分に関し、製造誤差により対物
レンズに残存する球面収差の成分が式(15)を満たし
ていれば、対物レンズを光ピックアップ装置に組み込む
際の、カップリングレンズや、光源の光軸上の位置調整
による3次球面収差成分補正後の、対物レンズの残存球
面収差を小さくすることができる。この3次球面収差成
分補正は、光源と情報記録面との光路中に設けた球面収
差補正手段で行ってもよい。球面収差発生の原因となる
製造誤差とは、例えば、光軸上におけるレンズ厚さ誤
差、面形状誤差である。
【0061】また、上述の各対物レンズが光学プラスチ
ック材料から形成されると、金型を用いた成形法により
安価に大量生産できる。また、軽量であるので、フォー
カシング用のアクチュエータへの負担の軽減、高速な追
従、小型のアクチュエータでの駆動等が可能となる。
【0062】また、上述の各対物レンズが光学ガラス材
料から形成されると、光源側の面の曲率が小さくなりす
ぎないので、偏芯誤差による収差劣化を小さくできる。
また、金型を用いた成形法で作成する場合、マージナル
光線が入射する位置での光源側の面の法線と光軸とのな
す角(見込角)が大きくなりすぎないので、金型の加工
誤差が大きくなりすぎない。
【0063】また、上述の各対物レンズには、光軸に垂
直で光源側の面の頂点に接する平面と、光源側の面との
間に光束を規制する絞りを設けることが好ましい。この
ように、光源側の面の直前に光束を規制する絞りを配置
する場合は、光軸に垂直で光源側の面の頂点に接する平
面と、光源側の面との間に配置するのが好ましい。これ
により、絞りと光源側の面との間隔が小さくなり、収差
補正が保証されている領域より高い部分を光線が通過す
るのを防ぐことができるので、対物レンズに発散光が入
射しても収差が増大することはない。
【0064】また、上述の各対物レンズに絞りを設ける
場合、少なくとも1つの面上の、光情報記録媒体に情報
の記録および/または再生を行うのに必要な像側開口数
に対応する位置に、面の法線方向が不連続に変化する部
位を設けることにより集光光束径を規制することが好ま
しい。
【0065】上述のように、対物レンズに絞りを設ける
場合、面の方線方向が不連続に変化する部位よりも外側
の面を通過する光束を屈折面の方線方向が不連続に変化
する部位よりも光軸側の面を通過する光束と異なる点に
集光させることができる。面の法線方向が不連続に変化
する部位は、光源側の面上に設けるのが好ましい。面の
方線方向が不連続に変化する部位と面の方線方向が不連
続に変化する部位を設けるレンズを一体成形すること
で、対物レンズに別部材の絞りを取り付ける必要がなく
なるので、製造時間の短縮やコストダウンを図れる。ま
た、ボビンの成形時に絞りが不要となるので、対物レン
ズとボビンを含めた駆動部の総重量を小さくすることが
できる。
【0066】また、本発明による集光光学系は、光源か
らの発散光束を前記光情報記録媒体の情報記録面上に集
光する有限共役型の対物レンズを含む光情報記録媒体の
情報の記録および/または再生用の集光光学系であっ
て、前記対物レンズは単レンズであり、光源と前記情報
記録面の間に、前記集光光学系で発生する球面収差の変
動を補正する手段を備え、次式(16)を満たすことを
特徴とする。
【0067】 NA≧0.65 (16) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数 以上述べた各対物レンズによって、高NAの対物レンズ
であっても、小径でかつワーキングディスタンスが大き
い対物レンズ、また、使用波長が短波長であっても、レ
ーザ光源のモードホップ等に起因して発生する軸上色収
差が効果的に補正された高NAの対物レンズが得られる
が、このようにNAが大きい対物レンズおよび波長のよ
り短い光源を用いて記録密度を大きくしようとする場
合、さまざまな誤差の影響による球面収差の変動が無視
できなくなる。そこで、上述のように、光源と光情報記
録媒体の情報記録面との間に球面収差の変動を補正する
手段を設けるとさまざまな誤差があっても良好な集光特
性を維持できる集光光学系を得ることができる。
【0068】上記球面収差の変動の原因としては、具体
的には、レーザ光源の個体間の発振波長のばらつき、温
湿度の変化に起因して起こる光学プラスチック材料の屈
折率変化、光情報記録媒体の保護層の厚さの変動、対物
レンズの製造誤差(面形状誤差、光軸上の厚さ誤差)等
があげられる。これらさまざまな原因で発生する球面収
差(特に3次の球面収差)の変動を補正する手段を設け
ることで、以下のような〜等の利点があり、それで
いて良好な集光特性を常に維持できる集光光学系を得る
ことができる。
【0069】レーザ光源の選別が必要なくなるので、
レーザ光源ヘの製造精度の要求が厳しくなりすぎないの
で、レーザ光源の量産性を高めることができる。また、
光ピックアップ装置の製造時間の短縮を図れる。
【0070】集光光学系に含まれる構成素子をプラス
チック材料から形成することが可能となり、大幅なコス
トダウンが図れる。
【0071】光情報記録媒体の製造誤差に対する要求
精度が厳しくなりすぎないので、光情報記録媒体の量産
性を高めることができる。
【0072】対物レンズへの製造精度の要求が厳しく
なりすぎないので、 対物レンズの量産性を高めること
ができる。
【0073】上述の集光光学系における前記球面収差の
変動を補正する手段は、光源と前記対物レンズとの間
に、光軸に沿って変移することで出射する光束の発散度
を変化させることが可能な可動要素を少なくとも1つ含
むことが好ましい。このような可動要素を少なくとも1
つ含む構成であると、簡易な構成で球面収差の変動を良
好に補正できる。
【0074】また、前記可動要素が、光源と対物レンズ
との光路中に配置されたカップリングレンズを構成する
少なくとも1つのレンズ群を光軸方向に沿って変移可能
であるようにすると、構成要素の少ない簡易な構成であ
っても、常に集光状態の良好な集光光学系とすることが
できる。このカップリングレンズは1群1枚構成が好ま
しい。
【0075】また、上述の光軸に沿って変移可能な可動
要素を軽量な光学プラスチック材料から形成すること
で、アクチュエータへの負担の軽減や球面収差の変動に
対する高速な応答が可能となる。
【0076】また、前記球面収差の変動を補正する手段
は、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された光軸
に垂直な方向に沿った屈折率分布が可変である素子であ
ることが好ましい。例えば、電圧印加などにより光軸に
垂直な方向に沿った屈折率の分布を生じせしめる装置
で、球面球面収差の変動を補正するようにすると、可動
部がなく機械的に簡単な構造の集光光学系を得ることが
できる。
【0077】また、前記球面収差の変動を補正する手段
は、前記対物レンズと前記光情報記録媒体との間に配置
された屈折率が可変である素子であることが好ましい。
このように、屈折率分布が可変である素子は対物レンズ
と光情報記録媒体との間の光路中に配置されることで、
屈折率分布が可変である素子に入射するマージナル光線
の傾角は、対物レンズより光源側に配置されるより光情
報記録媒体側に配置されるほうが大きいので、微少な屈
折率分布変化でより大きな球面収差の変動を補正するこ
とができる。これにより、屈折率分布が可変である素子
の駆動電圧の低減、屈折率分布が可変である素子の小型
化が達成できる。
【0078】また、上述の集光光学系は、同一の光束入
射面側から複数の情報記録層への情報の記録および/ま
たは再生が可能な集光光学系であって、情報記録層間で
のフォーカスジャンプ時に前記光束入射面からそれぞれ
の情報記録層までの透明基板の厚さの違いによって生じ
る球面収差の変動を前記球面収差の変動を補正する手段
により補正することが好ましい。
【0079】この構成は、光束の入射面側から順に透明
基板と情報記録層とが複数積層された構造を有する多層
記録型の光情報記録媒体に対しての情報の記録および/
または再生が可能な光ピックアップ装置に用いられる集
光光学系に関するものである。情報記録層間でのフォー
カスジャンプ時に光束入射面からそれぞれの情報記録層
までの透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差の
変動を球面収差補正手段により補正するので、0.65
以上の高開口数の対物レンズを用いる次世代の光ピック
アップ装置であっても多層記録型の光情報記録媒体に対
しての情報の記録および/または再生が可能となる。
【0080】また、使用波長が600nm以下であっ
て、前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも1
つの面上に輪帯状の回折構造を設けることが好ましい。
【0081】上述のように、光情報記録媒体に対して情
報の記録および/または再生を行う際の波長を600n
m以下とすると、情報のより高密度での記録および/ま
たはより高密度に記録された情報の再生が可能となる。
このような短波長光源を用いる場合は、集光光学系を構
成する光学素子の少なくとも1つの面上に回折構造を設
けることが好ましく、回折構造は光源の波長が長波長側
に微少変動した場合に対物レンズのバックフォーカスが
短くなるような波長特性をもつので、青紫色半導体レー
ザのような短波長光源を用いた際に問題となる対物レン
ズで発生する軸上色収差を効果的に補正できる。上記の
回折構造を設ける光学素子を対物レンズと別途に光源と
対物レンズの間に設けることで、軸上色収差を厳しく補
正していない対物レンズであっても、本発明による集光
光学系に適用可能となる。回折構造は集光光学系を構成
する光学素子とは別途に配置した光学素子に設けてもよ
いが、集光光学系を構成する光学素子の光学面上に設け
ると、集光光学系の構成要素数が増えることがないので
好ましい。
【0082】また、前記光源は±10nm以下の波長変
動を発生し、前記回折構造は、該光源の波長変動に伴
う、前記集光光学系を構成する光学素子の光学材料の屈
折率分散によって生じる軸上色収差を抑制する機能を有
することが好ましい。すなわち、光源が長波長側に波長
変動した場合に、集光光学系を構成する光学素子の光学
材料の屈折率分散によって生じる軸上色収差は集光光学
系のバックフォーカスが、波長変動する前に比して長く
なる方向であるが、光源が長波長側に波長変動した場合
に、上記の回折構造によって生じる軸上色収差は集光光
学系のバックフォーカスが、波長変動する前に比して短
くなる方向である。集光光学系を透過して情報記録面上
に集光した波面の軸上色収差が良好に補正された状態と
するには、回折のパワーと屈折パワーを適切に組み合わ
せて、回折構造によって生じる軸上色収差の大きさを、
光学材料の屈折率分散によって生じる軸上色収差とほぼ
等しくすると良い。なお、上述の説明では、集光光学系
を集光作用のある1つの正レンズと仮定した。
【0083】また、上述の集光光学系は、回折レンズと
しての回折作用と屈折レンズとしての屈折作用とをあわ
せた場合、前記光源の波長が長波長側に変動した際に、
バックフォーカスが短くなる方向に変化するような軸上
色収差特性を有し、次式(17)を満たすことが好まし
い。
【0084】 −1<ΔCA/ΔSA<0 (17) ただし、ΔCA:波長の変化に対する軸上色収差の変化
量(mm) ΔSA:波長の変化に対するマージナル光線の球面収差
の変化量(mm)
【0085】上述の回折作用により、集光光学系全系の
軸上色収差を補正過剰として基準波長の球面収差カーブ
と長・短波長側の球面収差カーブ(色の球面収差ともい
う)を交差させることで、光源の波長が変動した際の最
適書き込み位置の移動を小さく抑えることが可能とな
り、光源のモードホップ現象や高周波重量時の波面収差
の劣化の小さい集光光学系とすることができる。また、
回折作用により、上記のように色収差を補正した集光光
学系では、軸上色収差と色の球面収差をともに補正した
集光光学系よりも回折輪帯間隔を大きくすることができ
るので、金型の加工時間の短縮、輪帯形状の製造誤差に
よる回折効率の低化の防止等を達成できる。なお、上述
の説明では、集光光学系を集光作用のある1つの正レン
ズと仮定した。
【0086】また、前記回折構造で発生するn次回折光
量が他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光
情報記録媒体に対する情報の記録および/または再生す
るために前記回折構造で発生したn次回折光を光情報記
録媒体の情報記録面に集光することができることが好ま
しい。ここで、nは0、±1以外の整数である。
【0087】上述の構成は、2次以上の高次の回折光を
利用して光情報記録媒体への情報の記録および/または
再生を行う集光光学系に関し、輪帯状の回折構造を2次
以上の高次の回折光の回折効率が最大となるように形成
すると、各輪帯間の段差および各輪帯間の間隔が大きく
なり回折構造の形状要求精度が厳しくなりすぎない。一
般に1次の回折光を利用する場合に比べ、2次以上を用
いる場合では、回折効率の波長変化による低下が大きい
が、単ー波長に近い光源を用いる場合には、上記の回折
効率の波長変化による低下量はほとんど無視できるほど
小さいので、製造し易く十分な回折効率を有した回折構
造を有する集光光学系を得ることができる。
【0088】また、上述の集光光学系には請求項1乃至
21のいずれか1項に記載の対物レンズが適用可能であ
る。
【0089】また、本発明による第1の光ピックアップ
装置は、光源からの発散光束を前記光情報記録媒体の情
報記録面上に集光する有限共役型の対物レンズを含む光
情報記録媒体の情報の記録および/または再生用の集光
光学系で光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前
記情報記録面上に情報を記録および/または前記情報記
録面上の情報を再生する光ピックアップ装置であって、
前記対物レンズは単レンズであり、前記光源が光軸方向
に沿って変移することで前記対物レンズに入射する光束
の発散度を変化させることが可能な光源を有し、前記情
報記録面からの反射光を検出することにより前記集光光
学系で発生した球面収差の変動を検出するための検出手
段を有し、前記検出手段の検出結果に応じて、該球面収
差の変動を低減するために前記光源を光軸方向に沿って
変移させるための駆動手段を有することを特徴とする。
【0090】上述のような有限共役型対物レンズを有す
る光ピックアップ装置において、光源を光軸に沿って変
移させることで、レーザ光源の個体間の発振波長のばら
つき、温湿度の変化に起因して起こる光学プラスチック
材料の屈折率変化、光情報記録媒体の保護層の厚さの変
動、対物レンズの製造誤差(面形状誤差、光軸上の厚さ
誤差)等に起因して発生する球面収差の変動を補正する
ことができる。具体的には、情報記録面からの反射光を
検出することで情報記録面上に集光された光束の集光状
態を検出する検出手段における信号をモニターしなが
ら、集光光学系で発生した球面収差が最適に補正される
ように、光源を光軸に沿って変移させる駆動手段を動作
させる。光源を光軸に沿って変移させる駆動手段として
は、ピエゾアクチュエータやボイスコイル型アクチュエ
ータを用いることができる。
【0091】また、上述の光ピックアップ装置には請求
項1乃至21のいずれか1項に記載の対物レンズが適用
可能である。
【0092】また、本発明による第2の光ピックアップ
装置は、光源からの発散光束を前記光情報記録媒体の情
報記録面上に集光する有限共役型の対物レンズと球面収
差の変動を補正する手段とを含む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、前記情報記録面上に
情報を記録および/または前記情報記録面上の情報を再
生する光ピックアップ装置であって、前記対物レンズは
単レンズであり、前記集光光学系に請求項22乃至33
のいずれか1項に記載の集光光学系を有し、前記情報記
録面からの反射光を検出することにより前記集光光学系
で発生した球面収差の変動を検出するための検出手段を
有し、前記検出手段の検出結果に応じて、該球面収差の
変動を低減するために前記球面収差の変動を補正する手
段を駆動させるための駆動手段を有することを特徴とす
る。上述の光ピックアップ装置によれば、請求項22乃
至33記載の集光光学系を有することで、高NAの対物
レンズを搭載した光ピックアップ装置であっても、レー
ザ光源の個体間の発振波長のばらつき、温湿度の変化に
起因して起こる光学プラスチック材料の屈折率変化、光
情報記録媒体の保護層の厚さの変動、対物レンズの製造
誤差(面形状誤差、光軸上の厚さ誤差)等に起因して発
生する球面収差の変動を補正するので、集光状態の常に
良好な光ピックアップ装置を得ることができる。具体的
には、情報記録画からの反射光を検出することで情報記
録面上に集光された光束の集光状態を検出する検出手段
における信号をモニターしながら、集光光学系で発生し
た球面収差が最適に補正されるように、球面収差の変動
を補正する手段を駆動させる駆動手段を動作させる。こ
の駆動装置としては、ボイスコイル型アクチュエータや
ピエゾアクチュエータなどを用いることができる。
【0093】また、本発明による音声・画像の記録装置
・再生装置は上述の第1または第2の光ピックアップ装
置を搭載したことにより、DVDよりも高密度・大容量
の次世代の光情報記録媒体に対して音声・画像の記録ま
たは再生を良好に行うことができる。
【0094】
【発明の実施の形態】以下、本発明による有限共役型の
単レンズからなる対物レンズにより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ようにした
第1〜第5の実施の形態の光ピックアップ装置について
図面を用いて説明する。
【0095】〈第1の実施の形態〉
【0096】図1は本発明の第1の実施の形態による光
ピックアップ装置を概略的に示す図である。
【0097】図1の光ピックアップ装置は、半導体レー
ザからなる光源1から出射された光束が偏光ビームスプ
リッタ2、球面収差変動補正手段であり駆動手段10に
より駆動される屈折率分布可変素子3、1/4波長板4
及び絞り5を通過した後、有限共役型対物レンズ6によ
って光情報記録媒体の透明基板8を介して情報記録面
8’に集光されるように構成されている。更に、情報記
録面8’からの反射光は再び、対物レンズ6及び屈折率
分布可変素子3等を通過した後、偏光ビームスプリッタ
2によって反射されシリンドリカルレンズ11を通過し
て光検出器12に向かうように構成される。
【0098】また、対物レンズ6はフランジ部7で光ピ
ックアップ装置に精度よく取り付けられる。また、図1
の光ピックアップ装置は、対物レンズ6の駆動手段とし
て対物レンズ6をトラッキング/フォーカシングのため
に2軸方向に駆動する2軸アクチュエータ9を備える。
【0099】図1の光ピックアップ装置では球面収差変
動補正手段として屈折率分布が可変である素子を用いて
いるが、この屈折率分布可変素子3は、図1のように、
電気的に互いに接続された光学的に透明な電極層a、
b、cと、電極層a、b、cとは電気的に絶縁され、印
加される電圧に応じて屈折率分布が変化する屈折率分布
可変層d、eとが交互に積層され、かつ光学的に透明な
電極層a、b、cが複数の領域に分割された素子などを
用いることができる。
【0100】光検出器13で球面収差の変動が検出され
た場合には、屈折率分布可変素子3には駆動手段10に
より、電極層a、b、cに電圧を印加し、屈折率分布可
変層d、eの屈折率を場所によって変化させ、屈折率分
布可変素子からの射出光の位相を球面収差の変動が零と
なるように制御する。
【0101】本実施の形態の光ピックアップ装置によれ
ば、光源1からの光束を屈折率分布可変素子3を介して
対物レンズ6により、光情報記録媒体の情報記録面8’
に集光し、それにより変調された反射光を逆の経路で光
検出器12で受光することにより、再生を行うことがで
きる。なお、同様にして光情報記録媒体の情報記録面に
記録を行うことができる。
【0102】上述の記録または再生の際に、球面収差変
動の検出結果に基づいて駆動手段10が屈折率分布可変
素子3を射出光の位相を球面収差の変動が零となるよう
に電圧を印加し制御するので、レーザ光源の個体間の発
振波長のばらつき、温湿度の変化に起因して起こる光学
プラスチック材料の屈折率変化、光情報記録媒体の透明
基板の厚さの変動、対物レンズの製造誤差等に起因する
球面収差の変動を補正しながら良好に記録または再生を
行うことができる。
【0103】また、上述のように電圧印加などにより光
軸に垂直な方向に沿った屈折率の分布を生じせしめ、球
面球面収差の変動を補正すると、可動部がなく機械的に
簡単な構造の集光光学系を得ることができる。
【0104】〈第2の実施の形態〉
【0105】図2は本発明の第2の実施の形態による光
ピックアップ装置を概略的に示す図である。
【0106】図2に示す光ピックアップ装置は、屈折率
が可変である素子として液晶素子を対物レンズ6と光記
録媒体との間に配置した以外は図1と基本的に同様の構
成であるので、同一部分には同じ符号を付し、その説明
を省略する。
【0107】図2では、屈折率可変素子3’として、液
晶分子を光軸に垂直な面内で、任意のX方向にそろえて
配列させた液晶素子15aと、液晶分子を光軸に垂直な
面内で、X方向とは垂直なY方向にそろえて配列させた
液晶素子15bとを用いたものである。図2のように、
液晶素子15aと液晶素子15bとをガラス基板15c
を挟んで更にガラス基板15cの間に1/2波長板を挟
んで交互に積層させ、液晶素子15aと液晶素子15b
のそれぞれに駆動手段10’から電圧を印加すること
で、射出光の位相のX方向成分およびY方向成分を独立
に制御することにより球面収差の変動を補正することが
できる。
【0108】図2の光ピックアップ装置によれば、図1
と同様の効果を得ることができる。また、屈折率可変素
子3’を対物レンズと光情報記録媒体との間の光路中に
配置したことで、屈折率可変素子3’に入射するマージ
ナル光線の傾角は、対物レンズより光源側に配置される
より光情報記録媒体側に配置されるほうが大きいので、
微少な屈折率分布変化でより大きな球面収差の変動を補
正できる。これにより、屈折率可変素子の駆動電圧の低
減及び屈折率分布可変素子の小型化が達成できる。
【0109】〈第3の実施の形態〉
【0110】図3は本発明の第3の実施の形態による光
ピックアップ装置を概略的に示す図である。
【0111】図3に示す光ピックアップ装置は、屈折率
分布可変素子の代わりに球面収差変動の補正のためにカ
ップリングレンズを光軸方向に変移可能とした以外は図
1と基本的に同様の構成であるので、同一部分には同じ
符号を付し、その説明を省略する。
【0112】図3のように、カップリングレンズ23が
球面収差の変動の補正のために1軸アクチュエータ13
により光軸方向に変移可能に構成されている。光検出器
12で球面収差の変動が検出されると、1軸アクチュエ
ータ13によりカップリングレンズ23が球面収差が零
になるように光軸方向に変移するようになっている。図
3の光ピックアップ装置によれば、図1と同様の効果を
得ることができる。また、カップリングレンズを変移に
可能とすることで構成要素の少ない簡易な構成であって
も、常に集光状態の良好な光ピックアップ装置とするこ
とができる。
【0113】〈第4の実施の形態〉
【0114】図4は本発明の第4の実施の形態による光
ピックアップ装置を概略的に示す図である。
【0115】図4に示す光ピックアップ装置は、屈折率
分布可変素子の代わりに球面収差変動の補正のために光
源を光軸方向に変移可能とした以外は図1と基本的に同
様の構成であるので、同一部分には同じ符号を付し、そ
の説明を省略する。
【0116】図4のように、光源1が球面収差の変動の
補正のために1軸アクチュエータ13により光軸方向に
変移可能に構成されている。光検出器12で球面収差の
変動が検出されると、1軸アクチュエータ13により光
源1が球面収差が零になるように光軸方向に変移するよ
うになっている。図4の光ピックアップ装置によれば、
図1と同様の効果を得ることができる。
【0117】〈第5の実施の形態〉
【0118】図5は本発明の第5の実施の形態による光
ピックアップ装置を概略的に示す図である。
【0119】図5に示す光ピックアップ装置は、屈折率
分布可変素子の代わりに球面収差変動の補正のためにレ
ンズを光軸方向に1軸アクチュエータ13で変移可能と
し、光源1と偏光ビームスプリッタ2との間にコリメー
トレンズ15を配置し、また偏光ビームスプリッタ2と
光検出器12との間に集光レンズ14を配置した以外は
図1と基本的に同様の構成であるので、同一部分には同
じ符号を付し、その説明を省略する。
【0120】図5のように、光検出器12で球面収差の
変動が検出されると、レンズ33が球面収差が零になる
ように1軸アクチュエータ13により光軸方向に変移
し、平行光の発散角を変えて球面収差の変動の補正を行
う。図5の光ピックアップ装置によれば、図1と同様の
効果を得ることができる。また、レンズ23を可動可能
とすることで簡易な構成で球面収差の変動を良好に補正
できる。
【0121】
【実施例】次に、本発明による実施例1〜11について
説明する。実施例1〜6は対物レンズの実施例であり、
上述の図1〜図5における対物レンズとして使用でき、
また、実施例7〜9は球面収差変動補正が可能な集光光
学系の実施例である。実施例1〜6の対物レンズに関す
るデータの一覧表を表1に示す。
【0122】
【表1】
【0123】各実施例で設けられる回折面は上述の式
(A)による光路差函数Φbで表す。また、各実施例に
おける非球面は、光軸方向をx軸、光軸に垂直な方向の
高さをhとして次の式(B)で表す。
【0124】 x=(h2/r)/{1+√(1−(1+κ)(h2/r2))}+A44 +A66+・・・ (B) 但し、A4,A6,・・・:非球面係数、κ:円錐係数、
r:近軸曲率半径であり、r、d、n、はレンズの曲率
半径、面間隔、屈折率を表す。
【0125】〈実施例1〜6〉
【0126】実施例1〜6の対物レンズの各レンズデー
タを次の表2〜表7にそれぞれ示す。また、実施例1〜
5に関する光路図を図6、図8,図10,図12,図1
4にそれぞれ示し、実施例1〜6に関する球面収差図を
図7、図9,図11,図13,図15、図17にそれぞ
れ示す。
【0127】
【表2】
【0128】
【表3】
【0129】
【表4】
【0130】
【表5】
【0131】
【表6】
【0132】
【表7】
【0133】実施例1〜6は、使用波長405nm、像
側開口数0.85の1群1枚構成の対物レンズである
が、有限共役型とすることでワーキングディスタンスを
0.40mm以上と大きく確保している。
【0134】実施例1、2の各対物レンズでは、使用波
長における屈折率が1.7以上と比較的高い光学ガラス
材料(HOYA社製:LaC13)から形成すること
で、有限共役型であっても光源側の面の曲率が小さくな
りすぎず、また、光源側の面の見込角が大きくなりすぎ
ないようにした。
【0135】また、実施例3、4、5、6の各対物レン
ズは、光学プラスチック材料から形成したので、安価に
大量生産ができる。実施例4、5の各対物レンズでは、
光源側の面を回折面とすることで、対物レンズで発生す
る軸上色収差を補正した。特に、実施例5の対物レンズ
では、軸上色収差を過剰補正とし、上述の式(10)を
満たすようにしたことで、光源のモードホップ時の波面
収差劣化が小さい対物レンズでありながら、軸上色収差
と色の球面収差をともに補正した実施例4の対物レンズ
よりも、回折輪帯間隔の最小値を大きくすることができ
た。
【0136】なお、式(10)での軸上色収差の変化量
ΔCAとは、光源の波長が長波長側に+10nmシフト
した場合、実施例5の対物レンズの球面収差図(図1
5)において、405nmおよび415nmの球面収差
カーブの下端の移動幅で示され、移動方向は光源の波長
の長波長側へのシフトにより、バックフォーカスが短く
なる方向となる。また、マージナル光線の球面収差の変
化量ΔSAとは、405nmの球面収差カーブをその下
端が415nmの球面収差カーブの下端に重なる位置ま
で平行移動させた際の球面収差カーブの上端と415n
mの球面収差カーブの上端との幅により示される。
【0137】実施例6の対物レンズ6は、図16(a)
の断面図に示すように、ボビン部17と一体に形成さ
れ、実施例3の対物レンズにおいて、光源側の面S1上
の光軸からの高さ1.58mmの位置(像側開口数0.
85に対応)に光束を規制する段差16を図16(b)
のように形成した。
【0138】実施例6の対物レンズにおいて、hを光軸
からの高さとしたとき、段差16よりも光軸側の面の形
状を表す関数をf(h)、段差16よりも外側の面の形
状をg(h)としたとき、それらの微分関数f(h)、
g’(h)が f’(h)≠g’(h)を満たすように
g(h)の形状を決定しているので、段差16よりも外
側の面を通過する光束は段差16よりも光軸側の面を通
過する光束より光源に近い位置に集光する。
【0139】〈実施例7〜9〉
【0140】実施例7〜9の各レンズデータを次の表8
〜表10にそれぞれ示す。また、実施例7〜9に関する
光路図を図18,図20,図22にそれぞれ示し、実施
例7〜9に関する球面収差図を図19,図21,図23
にそれぞれ示す。
【0141】
【表8】
【0142】
【表9】
【0143】
【表10】
【0144】実施例7〜9は、有限共役型の1群1構成
の対物レンズと、球面収差の変動を補正する手段を有す
る集光光学系であって、それぞれ、使用波長は405n
m、対物レンズの像側開口数は0.85である。
【0145】実施例7の集光光学系では、図3のよう
に、光源と対物レンズの間に配置した、光源からの発散
光束の発散度を変えるカップリングレンズを光軸に沿っ
て変移させることで球面収差の変動を補正した。カップ
リングレンズは軽量な光学プラスチック製なのでアクチ
ュエータへの負担の軽減や球面収差の変動に対する高速
な応答が可能である。さらに、カップリングレンズを両
面回折レンズとすることで集光光学系全系の軸上色収差
を補正した。
【0146】また、実施例8の集光光学系では、実施例
4の対物レンズにおいて、図4のように光源を光軸に沿
って変移させることで球面収差の変動を補正した。
【0147】また、実施例9の集光光学系では、図5の
ように、コリメートレンズと実施例5の対物レンズの間
に配置したレンズを光軸に沿って変移させることで球面
収差の変動を補正した。この場合、コリメートレンズか
らの射出光は平行光束なので、この平行光束中に偏光ビ
ームスプリッタ、ビーム整形素子、波長板等の光学素子
を容易に配置できる。さらに、コリメートレンズを回折
レンズとすることで、光源の波長変動や温湿度変化が起
きた場合でも、コリメートレンズからの射出光がほぼ平
行光束となるようにした。また、光軸に沿って変移可能
なレンズは、軽量な光学プラスチック材料から形成した
ので、アクチュエータへの負担の軽減や球面収差の変動
に対する高速な応答が可能である。
【0148】なお、実施例7〜9の集光光学系に含まれ
るレンズは全て光学プラスチック材料から形成したの
で、金型を用いた成形法により安価に大量生産でき、全
体として軽量な集光光学系とすることができる。
【0149】また、表11〜13に実施例7〜9の集光
光学系において、光源の±10nmの発振波長変動、±
30℃の環境温度変化、±0.02mmの保護層の厚さ
誤差によって生じた球面収差を補正した結果を示すが、
いずれの場合も良好に補正されている。
【0150】
【表11】
【0151】
【表12】
【0152】
【表13】
【0153】実施例7〜9の集光光学系は、0.02m
mを越える保護層の厚さの変動による球面収差の発生を
補正可能である。したがって、同一光束入射面側から複
数の情報記録層を有する多層型光情報記録媒体への情報
の記録および/または再生が可能である。
【0154】なお、上述の各表や図では、10のべき乗
の表現にE(またはe)を用いて、例えば、E−02
(=10-2)のように表している場合がある。
【0155】また、本明細書中において、光情報記録媒
体とは光束入射面側に保護層を有するものだけでなく、
保護層を有さないものも含まれるとする。光情報記録媒
体が保護層を有する場合には、本発明の光ピックアップ
装置に用いられる対物レンズは、ある特定の厚みの保護
層との組み合わせのもとに収差が最小となるように収差
補正されていることが好ましい。
【0156】また、本明細書中において、光源の発振波
長の微少変動とは、光源の発振波長に対して、±10n
mの範囲内での波長変動を指すものとする。また、本明
細書中において、各種の収差を(良好に)補正すると
は、波面収差を求めたときにいわゆる回折限界性能であ
る0.07λrms以下(ここで、λは使用する光源の
発振波長)であることが好ましく、光ピックアップ装置
の組み立て精度等も考慮して、0.05λrms以下で
あることがより好ましい。
【0157】また、本発明の対物レンズ、集光光学系、
光ピックアップ装置に用いられるのが好ましい短波長光
源としては、上述した青紫色半導体レーザの他に、半導
体レーザの前方に、半導体レーザからの光の波長を半分
に変換する波長変換素子、いわゆるSHG(Second Harm
onic Generation:第2次高調波発生)素子を形成した光
源がある。
【0158】
【発明の効果】本発明によれば、高NAの対物レンズで
あっても、小径でかつワーキングディスタンスが大きい
光情報記録媒体の情報の記録および/または再生用の対
物レンズを提供できる。
【0159】また、高NAの対物レンズであっても、小
径でかつワーキングディスタンスが大きく、かつ短波長
光源を用いたときに問題となる軸上色収差が補正された
光情報記録媒体の情報の記録および/または再生用の対
物レンズを提供できる。
【0160】また、光情報記録媒体の情報の記録および
/または再生用の集光光学系であって、レーザ光源の発
振波長変動、温度・湿度変化、光情報記録媒体の保護層
の厚みの誤差等に起因して集光光学系の各光学面で発生
する球面収差の変動を簡易な構成で効果的に補正できる
集光光学系を提供できる。また、短波長光源を用いたと
きに問題となる軸上色収差が補正された集光光学系を提
供できる。
【0161】更に、この対物レンズおよび/または集光
光学系を搭載した光ピックアップ装置、及びこの光ピッ
クアップ装置を搭載した記録・再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による光ピックアッ
プ装置の概略図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態による光ピックアッ
プ装置の概略図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態による光ピックアッ
プ装置の概略図である。
【図4】本発明の第4の実施の形態による光ピックアッ
プ装置の概略図である。
【図5】本発明の第5の実施の形態による光ピックアッ
プ装置の概略図である。
【図6】実施例1の光路図である。
【図7】実施例1の球面収差図である。
【図8】実施例2の光路図である。
【図9】実施例2の球面収差図である。
【図10】実施例3の光路図である。
【図11】実施例3の球面収差図である。
【図12】実施例4の光路図である。
【図13】実施例4の球面収差図である。
【図14】実施例5の光路図である。
【図15】実施例5の球面収差図である。
【図16】実施例6の対物レンズの断面図(a)及び対
物レンズの段差を拡大して示す図(b)である。
【図17】実施例6の球面収差図である。
【図18】実施例7の光路図である。
【図19】実施例7の球面収差図である。
【図20】実施例8の光路図である。
【図21】実施例8の球面収差図である。
【図22】実施例9の光路図である。
【図23】実施例9の球面収差図である。
【符号の説明】
1 半導体レーザ(光源) 3 屈折率分布可変素子(球面収差補正手段) 3’ 屈折率可変素子(球面収差補正手段) 6 対物レンズ 8 透明基板 8’ 情報記録面 9 2軸アクチュエータ 10 屈折率分布可変素子3の駆動手段 10’ 屈折率可変素子3’の駆動手段 12 光検出器 13 1軸アクチュエータ 16 段差 23 カップリングレンズ 33 レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 LA27 PA01 PA02 PA03 PA17 PB01 PB02 PB03 QA01 QA02 QA07 QA13 QA14 QA18 QA21 QA22 QA25 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA37 RA42 RA44 RA45 RA46 5D119 AA22 BA01 EC01 JA43 JA44 JB01 JB02 JB03 JB05 JB06

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光情報記録媒体の情報の記録および/ま
    たは再生用の対物レンズであって、 少なくとも1つの面に非球面を有する単レンズであり、
    光源からの発散光束を前記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って、 次式を満たすことを特徴とする対物レンズ。 NA≧0.70 (1) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
    生を行うのに必要な所定の像側開口数
  2. 【請求項2】 両面が非球面であることを特徴とする請
    求項1に記載の対物レンズ。
  3. 【請求項3】 次式を満たすことを特徴とする請求項1
    または2に記載の対物レンズ。 0.01≦|m|≦0.30 (2) ただし、m:前記対物レンズの物側開口数をNAOBJ
    像側開口数をNAIMGとしたとき、NAOBJ/NAIMG
    定義される前記対物レンズの横倍率
  4. 【請求項4】 次式を満たすことを特徴とする請求項1
    乃至3のいずれか1項に記載の対物レンズ。 0.8≦d/f≦2.4 (3) ただし、d:前記対物レンズの光軸上における厚さ(m
    m) f:前記対物レンズの焦点距離(mm)
  5. 【請求項5】 次式を満たすことを特徴とする請求項1
    乃至4のいずれか1項に記載の対物レンズ。 0.8<r1/((n−1)・f・√(1+|m|))<1.6 (4) ただし、r1:前記対物レンズの光源側の面の近軸曲率
    半径(mm) n:前記対物レンズの使用波長における屈折率
  6. 【請求項6】 次式を満たすことを特徴とする請求項1
    乃至5のいずれか1項に記載の対物レンズ。 0.25≦(X1−X2)(n−1)/(NA・f・√(1+|m|))≦0.75 (5) ただし、X1:光軸に垂直で光源側の面の頂点に接する
    平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が入
    射する光源側の面上の位置)における光源側の面との光
    軸方向の差で、上記接平面を基準として光情報記録媒体
    の方向に測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とす
    るX2:光軸に垂直で光情報記録媒体側の面の頂点に接
    する平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線
    が入射する光情報記録媒体側の面上の位置)における光
    情報記録媒体側の面との光軸方向の差で、上記接平面を
    基準として光情報記録媒体の方向に測る場合を正、光源
    の方向に測る場合を負とする
  7. 【請求項7】 光情報記録媒体の情報の記録および/ま
    たは再生用の対物レンズであって、 少なくとも1つの面に非球面を有する単レンズであり、
    光源からの発散光束を前記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って、 少なくとも1つの面上に輪帯状の回折構造を有し、次式
    を満たすことを特徴とする対物レンズ。 NA≧0.70 (6) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
    生を行うのに必要な所定の像側開口数
  8. 【請求項8】 使用波長が600nm以下であり、使用
    波長領域で厚さが3mmにおける内部透過率が85%以
    上である光学材料から形成されていることを特徴とする
    請求項1乃至7のいずれか1項に記載の対物レンズ。
  9. 【請求項9】 前記光源は±10nm以下の波長変動を
    発生し、前記回折構造は、該光源の波長変動に伴う、前
    記対物レンズの光学材料の屈折率分散によって生じる軸
    上色収差を抑制する機能を有することを特徴とする請求
    項7または8に記載の対物レンズ。
  10. 【請求項10】 両面が非球面であることを特徴とする
    請求項7乃至9のいずれか1項に記載の対物レンズ。
  11. 【請求項11】 次式を満たすことを特徴とする請求項
    7乃至10のいずれか1項に記載の記載の対物レンズ。 0.01≦PD/PT≦0.20 (7) ただし、PD:前記第i面に形成された回折構造を Φb=b2i2+b4i4+b6i6+・・・ により定義される光路差関数で表したとき(ここで、h
    は光軸からの高さ(mm)であり、b2i、b4i、b6i
    ・・・はそれぞれ2次、4次、6次、・・・の光路差関
    数係数である)、PD=Σ(−2・b2i)により定義さ
    れる回折構造のみのパワー(mm-1) PT:屈折レンズとしてのパワーと回折構造のパワーと
    を合わせた対物レンズ全系のパワー(mm-1
  12. 【請求項12】 基準波長をλ(mm)、前記対物レン
    ズ全系の焦点距離をf(mm)、前記第i面に形成され
    た回折構造で発生する回折光のうち最大の回折光量をも
    つ回折光の次数をni、第i面の有効径内の回折構造の
    輪帯数をMi、第i面の有効径内の回折構造の隣り合う
    輪帯の間隔の最小値をPi(mm)としたとき、次式を
    満たすことを特徴とする請求項7乃至11のいずれか1
    項に記載の対物レンズ。 0.01≦f・λ・Σ(ni/(Mi・Pi2))≦0.70 (8)
  13. 【請求項13】 次式を満たすことを特徴とする請求項
    7乃至12のいずれか1項に記載の対物レンズ。 0.2≦|(Ph/Pf)−2|≦10.0 (9) ただし、Pf:光情報記録媒体に記録および/または再
    生を行うのに必要な所定の像側開口数における回折輪帯
    間隔(mm) Ph:光情報記録媒体に記録および/または再生を行う
    のに必要な所定の像側開口数の1/2の開口数における
    回折輪帯間隔(mm)
  14. 【請求項14】 回折レンズとしての回折作用と屈折レ
    ンズとしての屈折作用とをあわせた場合、前記光源の波
    長が長波長側に変動した際に、バックフォーカスが短く
    なる方向に変化するような軸上色収差特性を有し、 次式を満たすことを特徴とする請求項7乃至13記載の
    対物レンズ。 −1<ΔCA/ΔSA<0 (10) ただし、ΔCA:波長の変化に対する軸上色収差の変化
    量(mm) ΔSA:波長の変化に対するマージナル光線の球面収差
    の変化量(mm)
  15. 【請求項15】 前記第i面に形成された回折構造で発
    生するni次回折光量が他のいずれの次数の回折光量よ
    りも大きく、前記光情報記録媒体に対する情報の記録お
    よび/または再生するために前記回折構造で発生したn
    i次回折光を光情報記録媒体の情報記録面に集光するこ
    とができることを特徴とする請求項7乃至14のいずれ
    か1項に記載の対物レンズ。ここで、nは0、±1以外
    の整数である。
  16. 【請求項16】 次式を満たすことを特徴とする請求項
    7乃至15のいずれか1項に記載の対物レンズ。 0.01≦|m|≦0.30 (11) 0.8≦d/f≦2.4 (12) 0.8<r1/((n−1)・f・√(1+|m|))<1.6 (13) 0.25≦(X1−X2)(n−1)/(NA・f・√(1+|m|))≦0.75 (14) ただし、m:前記対物レンズの物側開口数をNAOBJ
    像側開口数をNAIMGとしたとき、NAOBJ/NAIMG
    定義される前記対物レンズの横倍率 d:前記対物レンズの光軸上における厚さ(mm) f:前記対物レンズの全系の焦点距離(mm) r1:前記対物レンズの光源側の面の近軸曲率半径(m
    m) n:前記対物レンズの使用波長における屈折率 X1:光軸に垂直で光源側の面の頂点に接する平面と、
    有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が入射する光
    源側の面上の位置)における光源側の面との光軸方向の
    差で、上記接平面を基準として光情報記録媒体の方向に
    測る場合を正、光源の方向に測る場合を負とする X2:光軸に垂直で光情報記録媒体側の面の頂点に接す
    る平面と、有効径最周辺(上記NAのマージナル光線が
    入射する光情報記録媒体側の面上の位置)における光情
    報記録媒体側の面との光軸方向の差で、上記接平面を基
    準として光情報記録媒体の方向に測る場合を正、光源の
    方向に測る場合を負とする
  17. 【請求項17】 前記対物レンズの有する球面収差のう
    ち、3次球面収差成分をSA1、5次以上の高次球面収
    差成分の和をSA2としたとき、次式を満たすことを特
    徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の対物
    レンズ。 |SA1/SA2|>1.0 (15) ただし、SA1:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多
    項式に展開したときの3次球面収差成分 SA2:収差関数をツェルニケ(Zernike)の多項式に展
    開したときの5次球面収差成分と7次球面収差成分と9
    次球面収差成分の2乗和の平方根
  18. 【請求項18】 光学プラスチック材料から形成された
    ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記
    載の対物レンズ。
  19. 【請求項19】 光学ガラス材料から形成されたことを
    特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の対
    物レンズ。
  20. 【請求項20】 光軸に垂直で光源側の面の頂点に接す
    る平面と、光源側の面との間に光束を規制する絞りを設
    けたことを特徴とする請求項1乃至19のいずれか1項
    に記載の対物レンズ。
  21. 【請求項21】 少なくとも1つの面上の、光情報記録
    媒体に情報の記録および/または再生を行うのに必要な
    像側開口数に対応する位置に、面の法線方向が不連続に
    変化する部位を設けることにより集光光束径を規制した
    ことを特徴とする請求項1乃至20のいずれか1項に記
    載の対物レンズ。
  22. 【請求項22】 光源からの発散光束を前記光情報記録
    媒体の情報記録面上に集光する有限共役型の対物レンズ
    を含む光情報記録媒体の情報の記録および/または再生
    用の集光光学系であって、 前記対物レンズは単レンズであり、 光源と前記情報記録面の間に、前記集光光学系で発生す
    る球面収差の変動を補正する手段を備え、次式を満たす
    ことを特徴とする集光光学系。 NA≧0.65 (16) ただし、NA:光情報記録媒体に記録および/または再
    生を行うのに必要な所定の前記対物レンズの像側開口数
  23. 【請求項23】 前記球面収差の変動を補正する手段
    は、前記光源と前記対物レンズとの間に、光軸に沿って
    変移することで出射する光束の発散度を変化させること
    が可能な可動要素を少なくとも1つ含むことを特徴とす
    る請求項22に記載の集光光学系。
  24. 【請求項24】 前記可動要素は、前記光源と対物レン
    ズとの光路中に配置された少なくとも1つのレンズ群を
    光軸方向に沿って変移可能としたカップリングレンズで
    あることを特徴とする請求項23に記載の集光光学系。
  25. 【請求項25】 前記可動要素は光学プラスチック材料
    から形成されていることを特徴とする請求項23または
    24に記載の集光光学系。
  26. 【請求項26】 前記球面収差の変動を補正する手段
    は、前記光源と前記対物レンズとの間に配置された光軸
    に垂直な方向に沿った屈折率分布が可変である素子であ
    ることを特徴とする請求項22に記載の集光光学系。
  27. 【請求項27】 前記球面収差の変動を補正する手段
    は、前記対物レンズと前記光情報記録媒体との間に配置
    された屈折率が可変である素子であることを特徴とする
    請求項22に記載の集光光学系。
  28. 【請求項28】 同一の光束入射面側から複数の情報記
    録層への情報の記録および/または再生が可能な集光光
    学系であって、情報記録層間でのフォーカスジャンプ時
    に前記光束入射面からそれぞれの情報記録層までの透明
    基板の厚さの違いによって生じる球面収差の変動を前記
    球面収差の変動を補正する手段により補正することを特
    徴とする請求項22乃至27のいずれか1項に記載の集
    光光学系。
  29. 【請求項29】 使用波長が600nm以下であって、
    前記集光光学系を構成する光学素子の少なくとも1つの
    面上に輪帯状の回折構造を設けたことを特徴とする請求
    項22乃至28のいずれか1項に記載の集光光学系。
  30. 【請求項30】 前記光源は±10nm以下の波長変動
    を発生し、前記回折構造は、該光源の波長変動に伴う、
    前記集光光学系を構成する光学素子の光学材料の屈折率
    分散によって生じる軸上色収差を抑制する機能を有する
    ことを特徴とする請求項29に記載の集光光学系。
  31. 【請求項31】 回折レンズとしての回折作用と屈折レ
    ンズとしての屈折作用とをあわせた場合、前記光源の波
    長が長波長側に変動した際に、バックフォーカスが短く
    なる方向に変化するような軸上色収差特性を有し、 次式を満たすことを特徴とする請求項29または30に
    記載の集光光学系。 −1<ΔCA/ΔSA<0 (17) ただし、ΔCA:波長の変化に対する軸上色収差の変化
    量(mm) ΔSA:波長の変化に対するマージナル光線の球面収差
    の変化量(mm)
  32. 【請求項32】 前記回折構造で発生するn次回折光量
    が他のいずれの次数の回折光量よりも大きく、前記光情
    報記録媒体に対する情報の記録および/または再生する
    ために前記回折構造で発生したn次回折光を光情報記録
    媒体の情報記録面に集光することができることを特徴と
    する請求項29乃至31のいずれか1項に記載の集光光
    学系。ここで、nは0、±1以外の整数である。
  33. 【請求項33】 前記対物レンズに請求項1乃至21の
    いずれか1項に記載の対物レンズを有することを特徴と
    する請求項22乃至32のいずれか1項に記載の集光光
    学系。
  34. 【請求項34】 光源からの発散光束を前記光情報記録
    媒体の情報記録面上に集光する有限共役型の対物レンズ
    を含む光情報記録媒体の情報の記録および/または再生
    用の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、前記情報記録面上に情報を記録および/または前
    記情報記録面上の情報を再生する光ピックアップ装置で
    あって、 前記対物レンズは単レンズであり、 前記光源が光軸方向に沿って変移することで前記対物レ
    ンズに入射する光束の発散度を変化させることが可能な
    光源を有し、 前記情報記録面からの反射光を検出することにより前記
    集光光学系で発生した球面収差の変動を検出するための
    検出手段を有し、 前記検出手段の検出結果に応じて、該球面収差の変動を
    低減するために前記光源を光軸方向に沿って変移させる
    ための駆動手段を有することを特徴とする光ピックアッ
    プ装置。
  35. 【請求項35】 前記対物レンズに請求項1乃至21の
    いずれか1項に記載の対物レンズを有することを特徴と
    する請求項34に記載の光ピックアップ装置。
  36. 【請求項36】 光源からの発散光束を前記光情報記録
    媒体の情報記録面上に集光する有限共役型の対物レンズ
    と球面収差の変動を補正する手段とを含む集光光学系で
    光情報記録媒体の情報記録面上に集光させ、前記情報記
    録面上に情報を記録および/または前記情報記録面上の
    情報を再生する光ピックアップ装置であって、 前記対物レンズは単レンズであり、 前記集光光学系に請求項22乃至33のいずれか1項に
    記載の集光光学系を有し、 前記情報記録面からの反射光を検出することにより前記
    集光光学系で発生した球面収差の変動を検出するための
    検出手段を有し、 前記検出手段の検出結果に応じて、該球面収差の変動を
    低減するために前記球面収差の変動を補正する手段を駆
    動させるための駆動手段を有することを特徴とする光ピ
    ックアップ装置。
  37. 【請求項37】 請求項33乃至36のいずれか1項に
    記載の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/または画像の再生装置。
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