JP2003121734A - コマ収差補正素子およびこれを用いた光ヘッド用光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズの製造上発生するコマ収差や光デ
ィスクの傾きにより発生するコマ収差を容易に補正する
こと。 【解決手段】 半導体レーザー１から発したレーザー光
は、コリメートレンズ２で平行光とされ、ビームスプリ
ッター３、コマ収差補正素子３０、対物レンズ２０を通
り、光ディスク１０の透明な保護層１１を介して記録面
１２上に収束する。コマ収差補正素子３０は対物レンズ
２０と一体に駆動されるよう対物レンズアクチュエータ
６に搭載されている。コマ収差補正素子３０は、両面が
それぞれ逆符号の球面収差を発生させる単板の素子であ
り、近軸的なパワーがほぼゼロであり、垂直に入射する
光束に対しては収差を発生させず、斜入射する光束に対
してはコマ収差を発生させる。対物レンズに偏心がある
場合には、コマ収差補正素子を傾けてコマ収差を相殺す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば記録密度
の高い光ディスク等の光記録媒体を用いる開口数の大き
な光学系のコマ収差を補正するコマ収差補正素子、およ
び、この素子を用いた光ヘッド用光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ヘッド用光学系は、レーザー光を発す
る光源部と、この光源部から発したレーザー光を光ディ
スク等の光記録媒体の記録面上に収束させる対物レンズ
と、光ディスクからの反射光を受光して信号を検出する
受光部とを備えている。対物レンズは、両面非球面の単
レンズ、または複数の球面レンズの組み合わせにより構
成される。対物レンズは、一般に球面収差、コマ収差等
を小さく抑え、レーザー光を回折限界のスポットに絞り
込むよう設計されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、両面非
球面単レンズの両面の光軸が相対的に偏心した場合、あ
るいは、組み合わせレンズの少なくとも１つのレンズの
光軸が他のレンズの光軸に対して偏心した場合には、対
物レンズに対する入射光の方向が対物レンズの光軸に一
致していたとしても、コマ収差が発生する。特に、記録
密度の高い光ディスクを用いる装置の対物レンズは、ス
ポット径を小さく絞るために開口数(ＮＡ)が大きいた
め、偏心に対する感度が高く、わずかな偏心により非常
に大きなコマ収差が発生する。両面非球面の対物レンズ
は、一般に金型を用いて成形されるが、一方のレンズ面
を形成する金型と、他方のレンズ面を形成する金型との
間には所定のクリアランスが必要であるため、成型時に
一方のレンズ面に対して他方のレンズ面が僅かに偏心す
るのを完全に防ぐことができず、コマ収差が発生する。

【０００４】上記のような偏心によるコマ収差を有する
対物レンズ、あるいは、他の収差補正とのバランス等か
ら軸外のコマ収差が完全に補正されていない対物レンズ
を利用する場合には、対物レンズに対する入射光の方向
と対物レンズの光軸とを厳密に合わせる必要があり、調
整が非常に困難であるという問題がある。対物レンズが
コマ収差を持つ場合、調整が不完全であると、レーザー
光を所望のスポット径に絞り込むことができず、情報の
読み取り、書き込みに支障を来すこととなる。

【０００５】また、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)と
ＣＤ(Compact Disc)とのように要求される像側NAやディ
スク表面の保護層の厚さが異なる光ディスクに対して互
換性を有する光ヘッドでは、入射光束が光軸に対して傾
いた場合に発生するコマ収差の量が異なるため、両方の
光ディスクに対してコマ収差を補正できるような対物レ
ンズは設計不可能である。

【０００６】この発明は、上述した従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、対物レンズの製造上発生す
るコマ収差や光ディスクの傾きにより発生するコマ収差
を容易に補正することができる手段を提供することを目
的とし、さらに、このような手段を用いた光ヘッド用光
学系を提供することを目的とする。、

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるコマ収
差補正素子は、両面がそれぞれ逆符号の球面収差を発生
させる単板の素子であり、近軸的なパワーがほぼゼロで
あり、垂直に入射する光束に対しては収差を発生させ
ず、斜入射する光束に対してはコマ収差を発生させるこ
とを特徴とする。このようなコマ収差補正素子を光学系
中に配置し、光学系のコマ収差に応じてコマ収差補正素
子の中心軸を光学系の光軸に対して傾けることにより、
光学系全体でのコマ収差の発生を防ぐことができる。

【０００８】コマ収差補正素子の面は球面でもよいが、
コマ収差を効率よく補正するためには、回転対称な非球
面とすることが望ましい。素子は符号の異なる球面収差
を発生させるためにメニスカス形状となる。両面の形状
は同一(凹凸のみ異なる)としてもよいが、その場合には
素子が厚さを持つことから両面で発生する球面収差を完
全にうち消し合わせることができない。そこで、素子の
有無による球面収差の変化をなくすためには、両面の断
面形状がわずかに異なることが望ましい。

【０００９】また、この発明にかかる光ヘッド用光学系
は、光源部と、この光源部から発した光束を光記録媒体
の記録面上に収束させる対物レンズとを含み、上記のコ
マ収差補正素子を光源部と対物レンズとの間に配置した
ことを特徴とする。対物レンズのコマ収差が補正されて
いない場合、コマ収差補正素子は、その中心軸を対物レ
ンズの光軸に対して傾けて配置される。

【００１０】なお、要求される像側NAや保護層の厚さが
異なる複数の光ディスクを利用する装置では、コマ収差
の発生量が異なる。また、光ディスクの回転に伴う傾き
の変化により発生するコマ収差を補正するためには、コ
マ収差補正素子の傾きを動的に調整する必要がある。こ
れらの場合には、対物レンズの光軸に対するコマ収差補
正素子の中心軸の角度が調整可能であることが望まし
い。

【００１１】さらに、対物レンズの偏心誤差等により発
生するコマ収差と、光ディスクの要求するNAや保護層の
厚さの違い、あるいは、光ディスクの傾き角度の変化に
より発生するコマ収差とをそれぞれ補正するためには、
光源部と対物レンズとの間に、コマ収差補正素子を２枚
配置することが望ましい。この場合、２枚のコマ収差補
正素子のうち、１枚は対物レンズの光軸に対して中心軸
の角度を固定して配置し、他の１枚は対物レンズの光軸
に対して中心軸の角度が調整可能に配置することが望ま
しい。

【００１２】対物レンズの光軸とコマ収差補正素子の光
軸とが偏心すると、非点収差が発生する。したがって、
光学的な性能を優先するとすれば、対物レンズをトラッ
キングのために駆動する際に、コマ収差補正素子も対物
レンズと一体に駆動されることが望ましい。ただし、光
ディスクの傾きによるコマ収差を補正するために傾き角
度をアクチュエータにより動的に変化させる場合には、
コマ収差補正素子とこれを駆動するアクチュエータとを
対物レンズと一体に駆動しなければならず、機構的な負
担が大きくなる。そこで、光学的な性能と機構的な負担
とのバランスを考慮すると、対物レンズの光軸に対して
中心軸の角度が固定されたコマ収差補正素子を、トラッ
キングのために対物レンズと一体に移動させ、対物レン
ズの光軸に対して中心軸の角度が調整可能なコマ収差補
正素子を、トラッキングのために対物レンズと一体に移
動しないようにすることが望ましい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるコマ収差
補正素子、およびこれを用いた光ヘッド用光学系の実施
形態を説明する。

【００１４】

【第１の実施形態】図１は、第１の実施形態にかかるコ
マ収差補正素子を用いた光ヘッド用光学系の説明図であ
る。この光ヘッドは、レーザー光を発する半導体レーザ
ー１と、この半導体レーザー１から発する発散光をほぼ
平行光にするコリメートレンズ２と、レーザー光を光デ
ィスク１０の透明な保護層１１を介して記録面１２上に
収束させる対物レンズ２０と、光ディスク１０からの戻
り光を対物レンズへの入射光の光路から分離するビーム
スプリッター３と、分離された戻り光を集光させるコン
デンサレンズ４と、集光された戻り光を受光して各種の
信号を出力する受光素子５とを備えている。半導体レー
ザー１とコリメートレンズ２とは光源部を構成してい
る。

【００１５】対物レンズ２０は、光源部側の第１面２０
ａと、光ディスク１０側の第２面２０ｂとの両面が非球
面の単レンズであり、トラッキング、フォーカシングの
ために対物レンズアクチュエータ６に搭載されている。
また、この対物レンズアクチュエータ６には、コマ収差
補正素子３０が対物レンズ２０と一体に駆動されるよう
搭載されている。

【００１６】コマ収差補正素子３０は、ビームスプリッ
ター３と対物レンズ２０との間の光路中に配置され、両
面がそれぞれ逆符号の球面収差を発生させる単板の素子
であり、近軸的なパワーがほぼゼロであり、垂直に入射
する光束に対しては収差を発生させず、斜入射する光束
に対してはコマ収差を発生させる。コマ収差補正素子３
０の面は、回転対称な非球面であり、各面が垂直入射の
場合に互いに打ち消し合う符号の異なる球面収差を発生
させるようにメニスカス形状とされている。

【００１７】コマ収差補正素子３０は、対物レンズアク
チュエータ６内で調整機構４０に組み込まれている。調
整機構４０は、例えば図２に示すように、図示せぬ光ヘ
ッドの筐体に固定された外枠４１と、この外枠４１に内
接して回動可能な内枠４２とを備えており、コマ収差補
正素子３０は、その直径方向に取り付けられた回動軸４
３により内枠４２に取り付けられている。内枠４２に対
して回動軸４３回りにコマ収差補正素子３０を回動させ
ることにより、コマ収差の発生量を調整することがで
き、外枠４１に対して内枠４２を回すことにより、発生
させるコマ収差の方向性を調整することができる。

【００１８】例えば対物レンズ２０のレンズ面同士の偏
心や、傾きにより光学系にコマ収差が発生している場
合、コマ収差補正素子３０を内枠４２に対して傾け、内
枠４２を外枠４３に対して回動させて方向を調整し、光
学系のコマ収差を打ち消すようなコマ収差を故意に発生
させる。これにより、光学系全体でのコマ収差の発生を
防ぐことができる。

【００１９】コマ収差補正素子３０は、対物レンズアク
チュエータ６外に配置されてもよいが、その場合には対
物レンズのトラッキングのための移動により非点収差が
発生する。このような非点収差の発生を防ぐためには、
上記のようにコマ収差補正素子３０と対物レンズ２０と
を一体にして移動させることが望ましい。

【００２０】なお、保護層の厚さが異なる複数の光ディ
スクを利用する装置で用いられる場合、あるいは、光デ
ィスクの回転に伴う傾きの変化により発生するコマ収差
を補正する場合には、対物レンズ２０の光軸に対するコ
マ収差補正素子３０の中心軸の角度を動的に調整する必
要がある。このような場合には、調整機構４０にアクチ
ュエータを追加し、保護層の厚さ、あるいは光ディスク
の傾きを検知してコマ収差補正素子３０の傾き角度を自
動的に調整できるようにすればよい。次に、上述した第
１の実施形態に基づく光ヘッドの光学系の具体的な実施
例を５例提示する。

【００２１】

【実施例１】図３は、実施例１にかかるコマ収差補正素
子３０と対物レンズ２０、および光ディスク１０の保護
層１１を示すレンズ図であり、対物レンズ２０に面の偏
心や傾きがなく、コマ収差補正素子３０の中心軸が光軸
に一致する状態を示している。実施例１では、対物レン
ズ２０は単レンズであり、保護層の厚さが０．３ｍｍの
光ディスクを対象とし、コマ収差補正素子３０は両面が
同一形状(凹凸は逆)である。

【００２２】実施例１の光学系の具体的な数値構成は表
１に示される。表中、ｆは対物レンズ２０の焦点距離、
ＮＡは開口数、ｒは面の曲率半径(単位：ｍｍ)、ｄは面
間の光軸上の距離(単位：ｍｍ)、ｎは使用波長４０５ｎ
ｍにおける屈折率である。面番号＃１、＃２がそれぞれ
コマ収差補正素子３０の第１面３０ａ、第２面３０ｂ、
面番号＃３，＃４がそれぞれ対物レンズ２０の第１面２
０ａ、第２面２０ｂ、面番号＃５，＃６が光ディスク１
０の保護層１１の両面を示している。

【００２３】コマ収差補正素子３０と対物レンズ２０と
は、共に両面が光軸を対称軸とする回転対称な非球面で
ある。非球面の形状は、光軸からの距離がｈとなる非球
面上の座標点の非球面の光軸上での接平面からの距離
(サグ量)をＸ(h)、非球面の光軸上での曲率(1/r)をＣ、
円錐係数をＫ、４次、６次、８次、１０次、１２次の非
球面係数をA₄,A₆,A₈,A₁₀,A₁₂として、以下の式で表され
る。これらの係数は表２に示される。 Ｘ(h)=Ch²/(1+√(1-(1+K)C²h²))+A₄h⁴+A₆h⁶+A₈h⁸+A₁₀h
¹⁰+A₁₂h¹²

【００２４】

【表１】 f＝2.50 NA＝0.70 面番号 r d n 備考 #1 ∞ 0.50 1.5066 コマ補正素子 #2 ∞ 1.75 #3 1.489 2.00 1.5066 対物レンズ #4 −4.645 1.19 #5 ∞ 0.30 1.6223 光ディスク保護層 #6 ∞ −

【００２５】

【表２】 κ A4 A6 A8 A10 A12 #1 0.00 -1.00×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 -1.00×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #3 -0.65 1.46×10^-3 -5.38×10^-4 -2.00×10^-4 -3.36×10^-5 -5.50×10^-6 #4 0.00 2.09×10^-2 -4.89×10^-3 9.68×10^-4 -1.28×10^-4 8.13×10^-6

【００２６】図４は、図３に示した状態での波面収差を
示し、(Ａ)は光軸に対して垂直で図３の紙面に含まれる
Ｙ方向の波面、(Ｂ)は光軸に対して垂直で図３の紙面に
垂直なＺ方向の波面を示す。グラフの縦軸は収差の発生
量(単位：波長)、横軸は光軸からの距離を示す。図４か
らわかるように、コマ収差補正素子３０の両面が同一形
状であるため、素子が厚さを持つことにより両面で発生
する球面収差を完全に打ち消し合わせることができず、
若干の球面収差が残存する。

【００２７】対物レンズ２０の第２面２０ｂが第１面２
０ａに対して光軸に垂直な方向に１０μｍずれた場合
(面の偏心)、この偏心により発生したコマ収差により、
波面収差は図５に示すように大きくなる。ここで、図６
に示すようにコマ収差補正素子３０を−３．７５°傾け
ると、対物レンズの偏心により発生したコマ収差がコマ
収差補正素子の傾きにより発生したコマ収差により打ち
消され、図７に示すように、偏心がない状態である図４
と同等のレベルにまで波面収差が補正される。

【００２８】

【実施例２】図８は、実施例２にかかるコマ収差補正素
子３０と対物レンズ２０、および光ディスク１０の保護
層１１を示すレンズ図であり、対物レンズ２０に面の偏
心や傾きがなく、コマ収差補正素子３０の中心軸が光軸
に一致する状態を示している。実施例２では、対物レン
ズ２０は単レンズであり、保護層の厚さが０．３ｍｍの
光ディスクを対象とし、コマ収差補正素子３０は両面の
形状が異なる。すなわち、実施例１のようにコマ収差補
正素子３０の両面が同一形状であると、補正前の状態に
おいて両面で発生する球面収差を完全にうち消し合わせ
ることができない。実施例２では、両面の形状を異なら
せることにより、補正前の状態で両面で発生する球面収
差を完全に打ち消し合わせるようにしている。実施例２
の光学系の基本的な数値構成を表３に、非球面に関する
係数を表４に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】

【表４】 面番号 κ A4 A6 A8 A10 A12 #1 0.00 -1.00×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 -9.99×10^-4 9.70×10^-7 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #3 -0.65 1.46×10^-3 -5.38×10^-4 -2.00×10^-4 -3.36×10^-5 -5.50×10^-6 #4 0.00 2.09×10^-2 -4.89×10^-3 9.68×10^-4 -1.28×10^-4 8.13×10^-6

【００３１】図９は、図８に示した状態での波面収差を
示す。図９からわかるように、コマ収差補正素子３０の
両面を異なる形状にすることにより、両面で発生する球
面収差を完全に打ち消し合わせることができ、波面収差
は発生していない。

【００３２】対物レンズ２０の第２面２０ｂが第１面２
０ａに対して光軸に垂直な方向に１０μｍずれた場合
(面の偏心)、この偏心により発生したコマ収差により、
波面収差は図１０に示すように大きくなる。ここで、図
１１に示すようにコマ収差補正素子３０を−３．７５°
傾けると、対物レンズの偏心により発生したコマ収差が
コマ収差補正素子の傾きにより発生したコマ収差により
打ち消され、図１２に示すように、偏心がない状態であ
る図９と同等のレベルにまで波面収差が補正される。

【００３３】

【実施例３】図１３は、実施例３にかかるコマ収差補正
素子３０と対物レンズ２０、および光ディスク１０の保
護層１１を示すレンズ図であり、対物レンズ２０に面の
偏心や傾きがなく、コマ収差補正素子３０の中心軸が光
軸に一致する状態を示している。実施例３では、対物レ
ンズ２０は単レンズであり、保護層の厚さが０．３ｍｍ
の光ディスクを対象とし、コマ収差補正素子３０は両面
が同一形状である。実施例３の光学系の基本的な数値構
成を表５に、非球面に関する係数を表６に示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】

【表６】 面番号 κ A4 A6 A8 A10 A12 #1 0.00 -2.00×10^-3 4.20×10^-4 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 -2.00×10^-3 4.20×10^-4 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #3 -0.65 1.46×10^-3 -5.38×10^-4 -2.00×10^-4 -3.36×10^-5 -5.50×10^-6 #4 0.00 2.09×10^-2 -4.89×10^-3 9.68×10^-4 -1.28×10^-4 8.13×10^-6

【００３６】実施例３では、傾きや偏心のない状態でも
対物レンズ２０が高次のコマ収差を有しており、図１４
に示すように、軸外(ω=0.2°)でコマ収差による波面収
差の劣化がある。したがって、取り付け誤差があると波
面が乱れてスポットを所定の径に絞ることができなくな
る。このような軸外のコマ収差は、コマ収差補正素子３
０を傾けることにより補正することができる。図１５
は、コマ収差補正素子３０を−２．４°傾けた状態を示
し、図１６は図１５の状態における波面収差を示す。図
１４と図１６とを比較すると、コマ収差補正素子３０を
傾けることにより、軸外のコマ収差が補正されることが
わかる。なお、軸上のコマ収差は大きくなっているが、
ここでは取り付け誤差がある場合、すなわち軸外光を使
うことが前提となるため、軸上の性能は問題にならな
い。取り付け誤差を調整により取り除くのは容易ではな
いが、コマ収差補正素子を利用すれば、調整の感度が緩
いため、調整が容易である。

【００３７】

【実施例４】図１７は、実施例４にかかるコマ収差補正
素子３０と対物レンズ２０とを示すレンズ図であり、対
物レンズ２０に面の偏心や傾きがなく、コマ収差補正素
子３０の中心軸が光軸に一致する状態を示している。実
施例４では、対物レンズ２０は第１レンズＬ１〜第７レ
ンズＬ７の球面レンズ７枚で構成され、保護層のない光
ディスクを対象とし、コマ収差補正素子３０は両面の同
一形状である。実施例４の光学系の基本的な数値構成を
表７に、非球面に関する係数を表８に示す。

【００３８】

【表７】

【００３９】

【表８】 面番号 κ A4 A6 A8 A10 A12 #1 0.00 -1.00×10^-5 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 -1.00×10^-5 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰

【００４０】図１８は、図１７に示した状態での波面収
差を示す。図１８からわかるように、コマ収差補正素子
３０の両面が同一形状であるため、両面で発生する球面
収差を完全に打ち消し合わせることはできず、波面収差
が僅かに発生している。

【００４１】対物レンズ２０の第６レンズＬ６が他のレ
ンズに対して光軸に垂直な方向に１０μｍずれた場合
(レンズの偏心)、この偏心により発生したコマ収差によ
り、波面収差は図１９に示すように大きくなる。ここ
で、図２０に示すようにコマ収差補正素子３０を−８．
９°傾けると、対物レンズの偏心により発生したコマ収
差がコマ収差補正素子の傾きにより発生したコマ収差に
より打ち消され、図２１に示すように、偏心がない状態
である図１８と同等のレベルにまで波面収差が補正され
る。

【００４２】

【実施例５】図２２は、実施例５にかかるコマ収差補正
素子３０と対物レンズ２０、および光ディスク１０の保
護層１１を示すレンズ図であり、対物レンズ２０に面の
偏心や傾きがなく、コマ収差補正素子３０の中心軸が光
軸に一致する状態を示している。実施例５では、対物レ
ンズ２０は単レンズであり、保護層の厚さが０．６ｍｍ
の光ディスクを対象とし、コマ収差補正素子３０は両面
の形状が異なる。実施例５の光学系の基本的な数値構成
を表９に、非球面に関する係数を表１０に示す。

【００４３】

【表９】

【００４４】

【表１０】 面番号 κ A04 A06 A08 A10 A12 #1 0.00 1.20×10^-2 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 1.20×10^-2 7.39×10^-4 6.10×10^-5 9.95×10^-6 0.00×10⁺⁰ #3 -0.77 1.72×10^-2 3.55×10^-3 1.63×10^-3 -3.46×10^-4 2.42×10^-4 #4 0.00 2.04×10^-2 -3.15×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰

【００４５】実施例５の対物レンズ２０は、正弦条件を
満たさないレンズであり、単体では図２３に示すように
軸外ではコマ収差が発生して波面収差が大きく劣化す
る。そこで、コマ収差補正素子３０を組み合わせること
により、全体として正弦条件が補正されるようにしてい
る。対物レンズ２０とコマ収差補正素子３０とを含む光
学系の波面収差は、図２４に示すとおりであり、コマ収
差が補正され、コマ収差による波面収差の劣化がなくな
る。

【００４６】

【第２の実施形態】図２５は、この発明の第２の実施形
態にかかる光ヘッドの光学系を示す説明図である。前記
のように、コマ収差を発生させる要因としては、対物レ
ンズ等、光ヘッドに含まれる光学素子の面の偏心、レン
ズの偏心、傾きの他に、光ディスクの保護層の厚さの変
化、光ディスクの回転に伴う傾きの変化がある。そこ
で、第２の実施形態の光ヘッドは、光学素子に起因する
コマ収差を補正するために第１の実施形態と同様に対物
レンズアクチュエータ６内に第１コマ収差補正素子３１
を配置すると共に、光ディスクの変化に起因するコマ収
差を補正するためにアクチュエータ外に第２コマ収差補
正素子３２を配置している。

【００４７】第１コマ収差補正素子３１は、第１調整機
構４１内に配置され、光学系により発生するコマ収差を
補正するよう角度が調整される(調整された角度は変更
されない)。一方、第２コマ収差補正素子３２は、この
素子の角度を変化させるアクチュエータを含む第２調整
機構４２内に配置されている。第２調整機構４２は、光
ディスクの保護層の厚さの変化や、光ディスクの傾きを
検知し、それにより変化するコマ収差を補正するよう第
２コマ収差補正素子３２の角度を動的に変化させる。次
に、第２の実施形態に基づく光ヘッドの光学系の具体的
な実施例を１例提示する。

【００４８】

【実施例６】図２６は、実施例６にかかる第１コマ収差
補正素子３１、第２コマ収差補正素子３２と対物レンズ
２０、および光ディスク１０の保護層１１を示すレンズ
図であり、対物レンズ２０に面の１０μｍの偏心があ
り、これを第１コマ収差補正素子３１を傾けて補正した
状態を示している。実施例６では、対物レンズ２０は単
レンズであり、保護層の厚さが０．３ｍｍの光ディスク
を対象とし、第１、第２コマ収差補正素子３０はそれぞ
れ両面の形状が異なる素子で、２枚は同一形状である。
実施例６の光学系の基本的な数値構成を表１１に、非球
面に関する係数を表１２に示す。

【００４９】

【表１１】 f＝2.50 NA＝0.70 面番号 r d n 備考 #1 ∞ 0.50 1.5066 第２コマ補正素子 #2 ∞ 1.50 #3 ∞ 0.50 1.5066 第１コマ補正素子 #4 ∞ 1.75 #5 1.489 2.00 1.5066 対物レンズ #6 −4.645 1.19 #7 ∞ 0.30 1.6223 ディスク保護層 #8 ∞ −

【００５０】

【表１２】 面番号 κ A4 A6 A8 A10 A12 #1 0.00 -1.00×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #2 0.00 -9.99×10^-4 9.70×10^-7 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #3 0.00 -1.00×10^-3 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #4 0.00 -9.99×10^-4 9.70×10^-7 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ 0.00×10⁺⁰ #5 -0.65 1.46×10^-3 -5.38×10^-4 -2.00×10^-4 -3.36×10^-5 -5.50×10^-6 #6 0.00 2.09×10^-2 -4.89×10^-3 9.68×10^-4 -1.28×10^-4 8.13×10^-6

【００５１】図２７は、図２６に示した状態での波面収
差を示す。図２７からわかるように、対物レンズ２０の
偏心により発生したコマ収差は、第１コマ収差補正素子
３１を傾けることにより補正されている。

【００５２】光ディスクの保護層１１が光軸に対して１
°傾いた場合、この傾きにより発生したコマ収差によ
り、波面収差は図２８に示すように大きくなる。ここ
で、図２９に示すように第２コマ収差補正素子３２を−
７．４°傾けると、光ディスクの傾きにより発生したコ
マ収差が第２コマ収差補正素子の傾きにより発生したコ
マ収差により打ち消され、図３０に示すように波面収差
が補正される。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光ヘッドの対物レンズ等の光学素子の製造誤差や組
み立て誤差により発生したコマ収差を、光学系中に配置
されたコマ収差補正素子の傾きを調整することにより、
補正することができる。また、コマ収差補正素子は、垂
直入射の際には収差を発生させないため、対物レンズ等
にコマ収差を発生させる要因がない場合には、垂直入射
を保つよう配置しておけば、光学系の性能を劣化させる
ことはない。あるいは、正弦条件を満足せずコマ収差が
取り除かれていない光学系に垂直入射を保つように付加
することにより、全体としてコマ収差のない光学系を得
ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１の実施形態にかかる光ヘッド用光学系の
説明図である。

【図２】 図１の光ヘッドに用いられる調整機構の一例
を示す平面図である。

【図３】 実施例１の光学系の主要部分を示すレンズ図
であり、偏心や傾きのない状態を示している。

【図４】 図３の状態での波面収差を示すグラフであ
る。

【図５】 実施例１の光学系でレンズ面に偏心がある状
態での補正前の波面収差を示すグラフである。

【図６】 実施例１の光学系の主要部を示すレンズ図で
あり、レンズ面の偏心によるコマ収差をコマ収差補正素
子の傾きにより補正した状態を示している。

【図７】 図６の状態での波面収差を示すグラフであ
る。

【図８】 実施例２の光学系の主要部分を示すレンズ図
であり、偏心や傾きのない状態を示している。

【図９】 図８の状態での波面収差を示すグラフであ
る。

【図１０】 実施例２の光学系でレンズ面に偏心がある
状態での補正前の波面収差を示すグラフである。

【図１１】 実施例２の光学系の主要部を示すレンズ図
であり、レンズ面の偏心によるコマ収差をコマ収差補正
素子の傾きにより補正した状態を示している。

【図１２】 図１１の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図１３】 実施例３の光学系の主要部分を示すレンズ
図であり、コマ収差補正素子を傾けない状態を示してい
る。

【図１４】 図１３の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図１５】 実施例３の光学系の主要部分を示すレンズ
図であり、コマ収差補正素子を傾けた状態を示してい
る。

【図１６】 図１５の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図１７】 実施例４の光学系の主要部分を示すレンズ
図であり、偏心や傾きのない状態を示している。

【図１８】 図１７の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図１９】 実施例４の光学系でレンズに偏心がある状
態での補正前の波面収差を示すグラフである。

【図２０】 実施例４の光学系の主要部を示すレンズ図
であり、レンズの偏心によるコマ収差をコマ収差補正素
子の傾きにより補正した状態を示している。

【図２１】 図２０の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図２２】 実施例５の光学系の主要部分を示すレンズ
図であり、コマ収差補正素子を傾けない状態を示してい
る。

【図２３】 実施例５の対物レンズ単独での波面収差を
示すグラフである。

【図２４】 図２２の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図２５】 第１の実施形態にかかる光ヘッド用光学系
の説明図である。

【図２６】 実施例６の光学系の主要部分を示すレンズ
図であり、レンズ面の偏心によるコマ収差を第１コマ収
差補正素子の傾きにより補正した状態を示している。

【図２７】 図２６の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【図２８】 実施例６の光学系で光ディスクが傾いた状
態での補正前の波面収差を示すグラフである。

【図２９】 実施例６の光学系の主要部を示すレンズ図
であり、光ディスクの傾きによるコマ収差を第２コマ収
差補正素子の傾きにより補正した状態を示している。

【図３０】 図２９の状態での波面収差を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１ 半導体レーザー ２ コリメートレンズ ３ ビームスプリッター ４ コンデンサレンズ ５ 受光素子 １０ 光ディスク １１ 保護層 ２０ 対物レンズ ３０ コマ収差補正素子 ４０ 調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｚ (72)発明者 丸山 晃一 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭光 学工業株式会社内 (72)発明者 島野 健 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 NA01 PA02 PA03 PA06 PA17 PA19 PB02 PB03 PB08 QA06 QA07 QA21 QA26 QA32 QA34 QA42 QA45 RA05 RA12 RA13 RA42 5D118 AA13 BA01 CD03 CD04 DA40 DC03 5D119 AA28 BA01 EA02 EC04 JA09 5D789 AA28 BA01 EA02 EC04 JA09

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両面がそれぞれ逆符号の球面収差を発生
   させる単板の素子であり、近軸的なパワーがほぼゼロで
   あり、垂直に入射する光束に対しては収差を発生させ
   ず、斜入射する光束に対してはコマ収差を発生させるこ
   とを特徴とするコマ収差補正素子。
2. 【請求項２】 前記両面が回転対称な非球面であること
   を特徴とする請求項１に記載のコマ収差補正素子。
3. 【請求項３】 前記両面の断面形状がわずかに異なるこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のコマ収差補正
   素子。
4. 【請求項４】 光源部と、該光源部から発した光束を光
   ディスクの記録面上に収束させる対物レンズと、前記光
   源部と前記対物レンズとの間に配置された少なくとも１
   枚のコマ収差補正素子とを含み、該コマ収差補正素子
   は、両面が球面収差を発生させる単板の素子であり、近
   軸的なパワーがほぼゼロであり、垂直に入射する光束に
   対しては収差を発生させず、斜入射する光束に対しては
   コマ収差を発生させることを特徴とする光ヘッド用光学
   系。
5. 【請求項５】 前記対物レンズの光軸に対して、前記コ
   マ収差補正素子の中心軸が傾いていることを特徴とする
   光ヘッド用光学系。
6. 【請求項６】 前記対物レンズの光軸に対する前記コマ
   収差補正素子の中心軸の角度が調整可能であることを特
   徴とする請求項４に記載の光ヘッド用光学系。
7. 【請求項７】 前記光源部と前記対物レンズとの間に、
   前記コマ収差補正素子が２枚配置されていることを特徴
   とする請求項４に記載の光ヘッド用光学系。
8. 【請求項８】 前記２枚のコマ収差補正素子のうち、１
   枚は前記対物レンズの光軸に対して中心軸の角度が固定
   されており、他の１枚は前記対物レンズの光軸に対して
   中心軸の角度が調整可能であることを特徴とする請求項
   ７に記載の光ヘッド用光学系。
9. 【請求項９】 前記対物レンズの光軸に対して中心軸の
   角度が固定されたコマ収差補正素子は、トラッキングの
   ために前記対物レンズと一体に移動し、前記対物レンズ
   の光軸に対して中心軸の角度が調整可能なコマ収差補正
   素子は、トラッキングのために前記対物レンズと一体に
   移動しないことを特徴とする請求項８に記載の光ヘッド
   用光学系。
10. 【請求項１０】 少なくとも１枚の前記コマ収差補正素
    子が、トラッキングのために前記対物レンズと一体に移
    動することを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載
    の光ヘッド用光学系。