JP2003173561A - 光ディスク装置 - Google Patents
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- G11B7/1367—Stepped phase plates
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- G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
- G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２つの光の位相がそれぞれ補正されること
で、共通の対物レンズを用いながら光源ごとに異なる基
材厚の光ディスクで発生する収差を小さくする。 【解決手段】 赤色のレーザー光を光源とする光学系８
からの光はビームスプリッタ２を透過し、反射ミラー３
を反射して、レンズホルダー５に固定された透明基板４
と対物レンズ６を透過し、対物レンズ６により集光され
て厚さ０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号面７ａ
上に収束する。一方、赤外色のレーザー光を光源とする
光学系１の光はビームスプリッタ２を反射し、反射ミラ
ー３を反射して、その後厚さ１．２ｍｍ程度の光ディス
ク基材９の信号面９ａ上に収束する。透明基板４の上に
は位相差膜４ａ、４ｂが形成され、これらの膜により半
径ｒ０〜ｒ７の位置に深さｄの段差が形成されている。
で、共通の対物レンズを用いながら光源ごとに異なる基
材厚の光ディスクで発生する収差を小さくする。 【解決手段】 赤色のレーザー光を光源とする光学系８
からの光はビームスプリッタ２を透過し、反射ミラー３
を反射して、レンズホルダー５に固定された透明基板４
と対物レンズ６を透過し、対物レンズ６により集光され
て厚さ０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号面７ａ
上に収束する。一方、赤外色のレーザー光を光源とする
光学系１の光はビームスプリッタ２を反射し、反射ミラ
ー３を反射して、その後厚さ１．２ｍｍ程度の光ディス
ク基材９の信号面９ａ上に収束する。透明基板４の上に
は位相差膜４ａ、４ｂが形成され、これらの膜により半
径ｒ０〜ｒ７の位置に深さｄの段差が形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ディスクに信号を
記録、または光ディスクの信号を再生するために使われ
る光ディスク装置に関するものである。
記録、または光ディスクの信号を再生するために使われ
る光ディスク装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２は従来例における光ディスク装置
の断面構成図を示している（例えば、特許文献１参
照）。図１２に於いて、赤色のレーザー光（波長λ’＝
６６０ｎｍ程度）を光源とする光学系８からの光はビー
ムスプリッタ２を透過し、反射ミラー３を反射して、レ
ンズホルダー２２に固定された透明基板２１と対物レン
ズ２３を透過し、対物レンズ２３により集光されて厚さ
０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号面７ａ上に収
束する。対物レンズ２３は厚さ０．６ｍｍの光ディスク
基材７に対して最適化されており、信号面７ａへの集光
はほぼ無収差の状態である。
の断面構成図を示している（例えば、特許文献１参
照）。図１２に於いて、赤色のレーザー光（波長λ’＝
６６０ｎｍ程度）を光源とする光学系８からの光はビー
ムスプリッタ２を透過し、反射ミラー３を反射して、レ
ンズホルダー２２に固定された透明基板２１と対物レン
ズ２３を透過し、対物レンズ２３により集光されて厚さ
０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号面７ａ上に収
束する。対物レンズ２３は厚さ０．６ｍｍの光ディスク
基材７に対して最適化されており、信号面７ａへの集光
はほぼ無収差の状態である。
【０００３】一方、赤外色のレーザー光（波長λ＝７９
０ｎｍ程度）を光源とする光学系１からの光はビームス
プリッタ２を反射し、反射ミラー３を反射して、レンズ
ホルダー２２に固定された透明基板２１と対物レンズ２
３を透過し、対物レンズ２３により集光されて厚さ１．
２ｍｍ程度の光ディスク基材９の信号面９ａ上に収束す
る。対物レンズ２３が厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材
７に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍの光
ディスク基材９では集束光に収差が発生するが、この収
差が透明基板２１により補正される。
０ｎｍ程度）を光源とする光学系１からの光はビームス
プリッタ２を反射し、反射ミラー３を反射して、レンズ
ホルダー２２に固定された透明基板２１と対物レンズ２
３を透過し、対物レンズ２３により集光されて厚さ１．
２ｍｍ程度の光ディスク基材９の信号面９ａ上に収束す
る。対物レンズ２３が厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材
７に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍの光
ディスク基材９では集束光に収差が発生するが、この収
差が透明基板２１により補正される。
【０００４】図１０は透明基板２１の断面構成図を示し
ている。透明基板２１の上には半径ｒ６以内の領域に位
相差膜２１ａ、２１ｂが形成され、これらの膜により半
径ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５の位置に深さｄの段差
が形成されている。半径ｒ６の外側の輪帯領域には干渉
フィルター膜２１ｃが形成されている。干渉フィルター
膜２１ｃは赤色のレーザー光は透過するが、赤外色のレ
ーザー光は透過しないように設計されている。従って赤
外色のレーザー光に対して、開口径を半径ｒ６の内側に
制限することができる。例えば対物レンズのＮＡ＝０．
６０、ｒ６＝０．５×ｆとすると（ｆは対物レンズの焦
点距離）、干渉フィルター膜２１ｃの存在により赤色の
レーザー光はＮＡ＝０．６０、赤外色のレーザー光はＮ
Ａ０．５０の状態で光ディスクの信号面に集光させるこ
とができる。
ている。透明基板２１の上には半径ｒ６以内の領域に位
相差膜２１ａ、２１ｂが形成され、これらの膜により半
径ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５の位置に深さｄの段差
が形成されている。半径ｒ６の外側の輪帯領域には干渉
フィルター膜２１ｃが形成されている。干渉フィルター
膜２１ｃは赤色のレーザー光は透過するが、赤外色のレ
ーザー光は透過しないように設計されている。従って赤
外色のレーザー光に対して、開口径を半径ｒ６の内側に
制限することができる。例えば対物レンズのＮＡ＝０．
６０、ｒ６＝０．５×ｆとすると（ｆは対物レンズの焦
点距離）、干渉フィルター膜２１ｃの存在により赤色の
レーザー光はＮＡ＝０．６０、赤外色のレーザー光はＮ
Ａ０．５０の状態で光ディスクの信号面に集光させるこ
とができる。
【０００５】図１１（ａ）、図１１（ｂ）は厚さ１．２
ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザ
ー光の波面収差特性を示す。図１１（ａ）の曲線１０ａ
は透明基板２１がない場合の、図１１（ｂ）の曲線１０
ｂは透明基板２１がある場合の半径位置に対する波面収
差をプロットしている。図１１（ａ）の曲線１０ａに示
す様に、対物レンズ２３は厚さ０．６ｍｍの光ディスク
基材７に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９では大きな球面収差が発生する。赤
色のレーザー光の波長をλ’、位相差膜２１ａ，２１ｂ
の赤光源に対する屈折率をｎとして、深さｄは次式で与
えられる。
ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザ
ー光の波面収差特性を示す。図１１（ａ）の曲線１０ａ
は透明基板２１がない場合の、図１１（ｂ）の曲線１０
ｂは透明基板２１がある場合の半径位置に対する波面収
差をプロットしている。図１１（ａ）の曲線１０ａに示
す様に、対物レンズ２３は厚さ０．６ｍｍの光ディスク
基材７に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９では大きな球面収差が発生する。赤
色のレーザー光の波長をλ’、位相差膜２１ａ，２１ｂ
の赤光源に対する屈折率をｎとして、深さｄは次式で与
えられる。
【０００６】
【数１】ｄ＝λ’／（ｎ−１） （式１）
従って、赤色のレーザー光が深さｄでの段差を透過する
ことで発生する位相差はλ’（角度表示で２π）に相当
し、実質位相差がないことになる。従って赤色のレーザ
ー光は実質的に位相の変化を伴わずに位相差膜２１ａ，
２１ｂをそのまま透過することになる。
ことで発生する位相差はλ’（角度表示で２π）に相当
し、実質位相差がないことになる。従って赤色のレーザ
ー光は実質的に位相の変化を伴わずに位相差膜２１ａ，
２１ｂをそのまま透過することになる。
【０００７】一方、赤外光に対する屈折率がｎに近似す
るので、赤外色のレーザー光が深さｄでの段差を透過す
ることで発生する位相差もほとんどλ’であるが、λ’
＝６６０ｎｍ、λ＝７９０ｎｍとすると近似的にλ’＝
λ−λ／６であるため、−λ／６（角度表示で−π／
３）の位相差δが発生する。従って曲線１０ｂに示す様
に、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は半径０〜
ｒ１の領域に比べ相対的にλ／６（角度表示でπ／３）
だけ位相が進み、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領
域は相対的に２λ／６（角度表示で２π／３）だけ位相
が進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に３λ／６
（角度表示で３π／３）だけ位相が進んでいる。曲線１
０ｂは曲線１０ａに比べ半径０〜ｒ６内の波面収差のＲ
ＭＳ値が小さく、位相差膜２１ａ，２１ｂの存在で波面
収差を小さく出来ている。
るので、赤外色のレーザー光が深さｄでの段差を透過す
ることで発生する位相差もほとんどλ’であるが、λ’
＝６６０ｎｍ、λ＝７９０ｎｍとすると近似的にλ’＝
λ−λ／６であるため、−λ／６（角度表示で−π／
３）の位相差δが発生する。従って曲線１０ｂに示す様
に、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は半径０〜
ｒ１の領域に比べ相対的にλ／６（角度表示でπ／３）
だけ位相が進み、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領
域は相対的に２λ／６（角度表示で２π／３）だけ位相
が進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に３λ／６
（角度表示で３π／３）だけ位相が進んでいる。曲線１
０ｂは曲線１０ａに比べ半径０〜ｒ６内の波面収差のＲ
ＭＳ値が小さく、位相差膜２１ａ，２１ｂの存在で波面
収差を小さく出来ている。
【０００８】例えば、ｒ１／ｆ＝０．０９、ｒ２／ｆ＝
０．１７、ｒ３／ｆ＝０．２５、ｒ４／ｆ＝０．４０、
ｒ５／ｆ＝０．４３、ｒ６／ｆ＝０．４５の条件では１
８８ｍλの収差（ほとんど３次の球面収差）が４２ｍλ
に低減出来、そのほとんどが高次の収差であり、３次ま
での収差はほとんどゼロである。高次の収差は集光点位
置のメインスポットの光量を低減させるがスポットサイ
ズには影響がないので、光ディスク装置の記録や再生性
能にはほとんど影響がない。従って位相差膜２１ａ，２
１ｂの存在により、基材厚さの異なる光ディスクに対し
てもその信号の良好な記録や再生が実現できている。
０．１７、ｒ３／ｆ＝０．２５、ｒ４／ｆ＝０．４０、
ｒ５／ｆ＝０．４３、ｒ６／ｆ＝０．４５の条件では１
８８ｍλの収差（ほとんど３次の球面収差）が４２ｍλ
に低減出来、そのほとんどが高次の収差であり、３次ま
での収差はほとんどゼロである。高次の収差は集光点位
置のメインスポットの光量を低減させるがスポットサイ
ズには影響がないので、光ディスク装置の記録や再生性
能にはほとんど影響がない。従って位相差膜２１ａ，２
１ｂの存在により、基材厚さの異なる光ディスクに対し
てもその信号の良好な記録や再生が実現できている。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−３３４５０４号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光デ
ィスク装置において以下の問題があった。即ち従来例で
は赤外色のレーザー光側にのみ収差が集中するため収差
量は大きくなり、これを補正するための透明基板２１の
位相段差の数は多くなる。一般に位相段差の数と一段当
たりの段差量は発生する高次収差に比例する。高次収差
は記録や再生性能に影響ないとは言いながら、等価的に
光の利用効率の低下を意味し、４２ｍλの高次収差は７
％程度の損失に相当する。また、透明基板２１と対物レ
ンズ２３はレンズホルダー５にはめ込むことで位置合わ
せをするが、透明基板２１の位相差膜２１ａ，２１ｂの
中心に対する外縁部の切り出し精度誤差、対物レンズ２
３の外周に対する中心軸の偏芯誤差、透明基板２１、対
物レンズ２３のレンズホルダー２２に対するクリアラン
ス誤差等が累積することで、一般には位相差膜２１ａ，
２１ｂの中心と対物レンズ２３の中心に５０μｍ程度の
偏芯が発生する。
ィスク装置において以下の問題があった。即ち従来例で
は赤外色のレーザー光側にのみ収差が集中するため収差
量は大きくなり、これを補正するための透明基板２１の
位相段差の数は多くなる。一般に位相段差の数と一段当
たりの段差量は発生する高次収差に比例する。高次収差
は記録や再生性能に影響ないとは言いながら、等価的に
光の利用効率の低下を意味し、４２ｍλの高次収差は７
％程度の損失に相当する。また、透明基板２１と対物レ
ンズ２３はレンズホルダー５にはめ込むことで位置合わ
せをするが、透明基板２１の位相差膜２１ａ，２１ｂの
中心に対する外縁部の切り出し精度誤差、対物レンズ２
３の外周に対する中心軸の偏芯誤差、透明基板２１、対
物レンズ２３のレンズホルダー２２に対するクリアラン
ス誤差等が累積することで、一般には位相差膜２１ａ，
２１ｂの中心と対物レンズ２３の中心に５０μｍ程度の
偏芯が発生する。
【００１１】赤色のレーザー光は位相の変化を伴わない
ので位相差膜２１ａ，２１ｂの偏芯があっても問題はな
いが、赤外色のレーザー光は位相差膜２１ａ，２１ｂの
偏芯が収差となる。一例として、上記条件（ｒ１／ｆ＝
０．０９、ｒ２／ｆ＝０．１７、ｒ３／ｆ＝０．２５、
ｒ４／ｆ＝０．４０、ｒ５／ｆ＝０．４３、ｒ６／ｆ＝
０．４５）では、５０μｍの偏芯で５０ｍλ程度の３次
のコマ収差が発生する。３次のコマ収差は集光点位置の
メインスポットの形状やサイドローブへの影響が大き
く、再生性能の劣化（ジッターやＣ／Ｎの劣化等）や記
録性能の劣化（所定のパワーで記録できない、隣接トラ
ックの信号の一部を上書きする等）、消去性能の劣化
（隣接トラックの信号の一部を消去する等）などの問題
を引き起こす。
ので位相差膜２１ａ，２１ｂの偏芯があっても問題はな
いが、赤外色のレーザー光は位相差膜２１ａ，２１ｂの
偏芯が収差となる。一例として、上記条件（ｒ１／ｆ＝
０．０９、ｒ２／ｆ＝０．１７、ｒ３／ｆ＝０．２５、
ｒ４／ｆ＝０．４０、ｒ５／ｆ＝０．４３、ｒ６／ｆ＝
０．４５）では、５０μｍの偏芯で５０ｍλ程度の３次
のコマ収差が発生する。３次のコマ収差は集光点位置の
メインスポットの形状やサイドローブへの影響が大き
く、再生性能の劣化（ジッターやＣ／Ｎの劣化等）や記
録性能の劣化（所定のパワーで記録できない、隣接トラ
ックの信号の一部を上書きする等）、消去性能の劣化
（隣接トラックの信号の一部を消去する等）などの問題
を引き起こす。
【００１２】本発明はかかる問題点に鑑み、透明基板２
１と対物レンズ２３の偏芯によって発生する収差と高次
収差とを大幅に低減させ、基材厚さの異なる光ディスク
に対しても信号の良好な記録や再生が実現できる光ディ
スク装置を提供することを目的とする。
１と対物レンズ２３の偏芯によって発生する収差と高次
収差とを大幅に低減させ、基材厚さの異なる光ディスク
に対しても信号の良好な記録や再生が実現できる光ディ
スク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】上述した課題を解決する
ために、第１の本発明は、波長λ１の第１の光を出す第
１の放射光源と、波長λ２（≠λ１）の第２の光を出す
第２の放射光源と、表面に円または楕円に沿って１段以
上の階段構造が形成された透明基板と、対物レンズとを
備え、前記第１の光は前記透明基板を透過して前記対物
レンズにより基材厚ｔ１の第１の光ディスクの信号面上
に集光し、前記第２の光は前記透明基板を透過して前記
対物レンズにより基材厚ｔ２の第２の光ディスクの信号
面上に集光し、前記階段構造の段差により、前記第１の
光の位相が２πｎ１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロで
なく−πからπの間の値）だけずれ、前記第２の光の位
相が２πｎ２＋Δ２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−
πからπの間の値）だけずれる光ディスク装置である。
ために、第１の本発明は、波長λ１の第１の光を出す第
１の放射光源と、波長λ２（≠λ１）の第２の光を出す
第２の放射光源と、表面に円または楕円に沿って１段以
上の階段構造が形成された透明基板と、対物レンズとを
備え、前記第１の光は前記透明基板を透過して前記対物
レンズにより基材厚ｔ１の第１の光ディスクの信号面上
に集光し、前記第２の光は前記透明基板を透過して前記
対物レンズにより基材厚ｔ２の第２の光ディスクの信号
面上に集光し、前記階段構造の段差により、前記第１の
光の位相が２πｎ１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロで
なく−πからπの間の値）だけずれ、前記第２の光の位
相が２πｎ２＋Δ２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−
πからπの間の値）だけずれる光ディスク装置である。
【００１４】また、第２の本発明は、前記対物レンズの
少なくとも一部の領域に実質上平行な波面で入射する光
は基材厚ｔ３（ｔ１、ｔ２とは異なる値）の第３の光デ
ィスクの信号面上に実質上無収差で集光する第１の本発
明の光ディスク装置である。
少なくとも一部の領域に実質上平行な波面で入射する光
は基材厚ｔ３（ｔ１、ｔ２とは異なる値）の第３の光デ
ィスクの信号面上に実質上無収差で集光する第１の本発
明の光ディスク装置である。
【００１５】また、第３の本発明は、前記対物レンズの
半径ｒ≦ａの領域に実質上平行な波面で入射する光は前
記第３の光ディスクの信号面上に実質上無収差で集光
し、前記対物レンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上平行な
波面で入射する光は前記第１の光ディスクの信号面上に
実質上無収差で集光する第２の本発明の光ディスク装置
である。
半径ｒ≦ａの領域に実質上平行な波面で入射する光は前
記第３の光ディスクの信号面上に実質上無収差で集光
し、前記対物レンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上平行な
波面で入射する光は前記第１の光ディスクの信号面上に
実質上無収差で集光する第２の本発明の光ディスク装置
である。
【００１６】また、第４の本発明は、前記基材厚ｔ３が
ｔ１、ｔ２の間にあり、前記位相差Δ１とΔ２の間にΔ
１×Δ２＜０の関係が成り立つ第２または３の本発明の
光ディスク装置である。
ｔ１、ｔ２の間にあり、前記位相差Δ１とΔ２の間にΔ
１×Δ２＜０の関係が成り立つ第２または３の本発明の
光ディスク装置である。
【００１７】また、第５の本発明は、前記位相差Δ１と
Δ２の間に、Δ１＝−Δ２の関係が近似的に成り立つ第
４の本発明の光ディスク装置である。
Δ２の間に、Δ１＝−Δ２の関係が近似的に成り立つ第
４の本発明の光ディスク装置である。
【００１８】また、第６の本発明は、前記波長λ１＝
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍが近似的に成り
立つ第１〜５の本発明のいずれかの光ディスク装置であ
る。
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍが近似的に成り
立つ第１〜５の本発明のいずれかの光ディスク装置であ
る。
【００１９】また、第７の本発明は、前記波長λ１＝
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝
０．８５ｍｍが近似的に成り立つ第５の本発明の光ディ
スク装置である。
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝
０．８５ｍｍが近似的に成り立つ第５の本発明の光ディ
スク装置である。
【００２０】また、第８の本発明は、波長λ１の第１の
光を出す第１の放射光源と、波長λ２（≠λ１）の第２
の光を出す第２の放射光源と、表面に円に沿って１段以
上の階段構造が形成された対物レンズとを備え、前記第
１の光は、前記対物レンズにより基材厚ｔ１の第１の光
ディスクの信号面上に集光し、前記第２の光は前記対物
レンズにより基材厚ｔ２の第２の光ディスクの信号面上
に集光し、前記階段構造の段差により前記第１の光の位
相が２πｎ１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロでなく−
πからπの間の値）だけずれ、前記第２の光の位相が２
πｎ２＋Δ２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−πから
πの間の値）だけずれる光ディスク装置である。
光を出す第１の放射光源と、波長λ２（≠λ１）の第２
の光を出す第２の放射光源と、表面に円に沿って１段以
上の階段構造が形成された対物レンズとを備え、前記第
１の光は、前記対物レンズにより基材厚ｔ１の第１の光
ディスクの信号面上に集光し、前記第２の光は前記対物
レンズにより基材厚ｔ２の第２の光ディスクの信号面上
に集光し、前記階段構造の段差により前記第１の光の位
相が２πｎ１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロでなく−
πからπの間の値）だけずれ、前記第２の光の位相が２
πｎ２＋Δ２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−πから
πの間の値）だけずれる光ディスク装置である。
【００２１】また、第９の本発明は、前記対物レンズに
形成された前記階段構造がないとした場合に、その少な
くとも一部の領域に実質上平行な波面で入射する光は基
材厚ｔ３（ｔ１、ｔ２とは異なる値）の第３の光ディス
クの信号面上に実質上無収差で集光する第８の本発明の
光ディスク装置である。
形成された前記階段構造がないとした場合に、その少な
くとも一部の領域に実質上平行な波面で入射する光は基
材厚ｔ３（ｔ１、ｔ２とは異なる値）の第３の光ディス
クの信号面上に実質上無収差で集光する第８の本発明の
光ディスク装置である。
【００２２】また、第１０の本発明は、前記対物レンズ
に形成された前記階段構造がないとした場合に、前記対
物レンズの半径ｒ≦ａの領域にほぼ平行な波面で入射す
る光は前記第３の光ディスクの信号面上に実質上無収差
で集光し、前記対物レンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上
平行な波面で入射する光は前記第１の光ディスクの信号
面上に実質上無収差で集光する第９の本発明の光ディス
ク装置である。
に形成された前記階段構造がないとした場合に、前記対
物レンズの半径ｒ≦ａの領域にほぼ平行な波面で入射す
る光は前記第３の光ディスクの信号面上に実質上無収差
で集光し、前記対物レンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上
平行な波面で入射する光は前記第１の光ディスクの信号
面上に実質上無収差で集光する第９の本発明の光ディス
ク装置である。
【００２３】また、第１１の本発明は、前記基材厚ｔ３
がｔ１、ｔ２の間にあり、前記位相差Δ１とΔ２の間に
Δ１×Δ２＜０の関係が成り立つ第９または１０の本発
明の光ディスク装置である。
がｔ１、ｔ２の間にあり、前記位相差Δ１とΔ２の間に
Δ１×Δ２＜０の関係が成り立つ第９または１０の本発
明の光ディスク装置である。
【００２４】また、第１２の本発明は、前記位相差Δ１
とΔ２の間に、Δ１＝−Δ２の関係が近似的に成り立つ
第１１の本発明の光ディスク装置である。
とΔ２の間に、Δ１＝−Δ２の関係が近似的に成り立つ
第１１の本発明の光ディスク装置である。
【００２５】また、第１３の本発明は、前記波長λ１＝
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍが近似的に成り
立つ第８〜１２の本発明のいずれかの光ディスク装置で
ある。
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍが近似的に成り
立つ第８〜１２の本発明のいずれかの光ディスク装置で
ある。
【００２６】また、第１４の本発明は、前記波長λ１＝
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝
０．８５ｍｍが近似的に成り立つ第１２の本発明の光デ
ィスク装置である。
０．６６μｍ、基材厚ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝
０．７９μｍ、基材厚ｔ２＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝
０．８５ｍｍが近似的に成り立つ第１２の本発明の光デ
ィスク装置である。
【００２７】上記の様な構成により、１つの光に集中し
ていた波面の歪みを２つの光に配分できるので、位相補
正に伴う高次収差の発生や透明基板と対物レンズの偏芯
による収差の発生を低減できる。
ていた波面の歪みを２つの光に配分できるので、位相補
正に伴う高次収差の発生や透明基板と対物レンズの偏芯
による収差の発生を低減できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下本発明の実
施の形態１を図１から図４に基づいて説明する。なお従
来例と共通の要素については、同一の番号を振って説明
する。また、従来例ではＮＡ０．４５以内での赤外光源
の収差低減を目標にしてしていたが、以下の説明ではよ
り条件の厳しいＮＡ０．５０以内での収差低減を目標に
しており、従来例に比べ位相段差の段数が多くなり、収
差特性が悪くなる等の違いはあるが本質的なものではな
い。
施の形態１を図１から図４に基づいて説明する。なお従
来例と共通の要素については、同一の番号を振って説明
する。また、従来例ではＮＡ０．４５以内での赤外光源
の収差低減を目標にしてしていたが、以下の説明ではよ
り条件の厳しいＮＡ０．５０以内での収差低減を目標に
しており、従来例に比べ位相段差の段数が多くなり、収
差特性が悪くなる等の違いはあるが本質的なものではな
い。
【００２９】図１は実施の形態１における光ディスク装
置の断面構成図を示している。図１に於いて、赤色のレ
ーザー光（波長λ’＝６６０ｎｍ程度）を光源とする光
学系８からの光はビームスプリッタ２を透過し、反射ミ
ラー３を反射して、レンズホルダー５に固定された透明
基板４と対物レンズ６を透過し、対物レンズ６により集
光されて厚さ０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号
面７ａ上に収束する。一方、赤外色のレーザー光（波長
λ＝７９０ｎｍ程度）を光源とする光学系１の光はビー
ムスプリッタ２を反射し、反射ミラー３を反射して、レ
ンズホルダー５に固定された透明基板４と対物レンズ６
を透過し、対物レンズ６により集光されて厚さ１．２ｍ
ｍ程度の光ディスク基材９の信号面９ａ上に収束する。
置の断面構成図を示している。図１に於いて、赤色のレ
ーザー光（波長λ’＝６６０ｎｍ程度）を光源とする光
学系８からの光はビームスプリッタ２を透過し、反射ミ
ラー３を反射して、レンズホルダー５に固定された透明
基板４と対物レンズ６を透過し、対物レンズ６により集
光されて厚さ０．６ｍｍ程度の光ディスク基材７の信号
面７ａ上に収束する。一方、赤外色のレーザー光（波長
λ＝７９０ｎｍ程度）を光源とする光学系１の光はビー
ムスプリッタ２を反射し、反射ミラー３を反射して、レ
ンズホルダー５に固定された透明基板４と対物レンズ６
を透過し、対物レンズ６により集光されて厚さ１．２ｍ
ｍ程度の光ディスク基材９の信号面９ａ上に収束する。
【００３０】なお、厚さ０．６ｍｍ程度の光ディスク基
材７の例としては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、
ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、及びＤＶＤ＋ＲＷ等であ
る。また、厚さ１．２ｍｍ程度の光ディスク基材９の例
としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、及びＣＤ−ＲＷで
ある。
材７の例としては、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、
ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＷ、及びＤＶＤ＋ＲＷ等であ
る。また、厚さ１．２ｍｍ程度の光ディスク基材９の例
としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、及びＣＤ−ＲＷで
ある。
【００３１】図２（ａ）は透明基板４の平面図、及び図
２（ｂ）は対物レンズ６と透明基板４の断面構成図を示
している。透明基板４の上には位相差膜４ａ、４ｂが形
成され、これらの膜により半径ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ
３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７の位置に深さｄの段差が形
成されている。また対物レンズ６は半径ｒ８の内側が厚
さ０．８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化され、
半径ｒ８の外側が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に
対して最適化されている。
２（ｂ）は対物レンズ６と透明基板４の断面構成図を示
している。透明基板４の上には位相差膜４ａ、４ｂが形
成され、これらの膜により半径ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ
３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７の位置に深さｄの段差が形
成されている。また対物レンズ６は半径ｒ８の内側が厚
さ０．８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化され、
半径ｒ８の外側が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に
対して最適化されている。
【００３２】図３（ａ）、図３（ｂ）は厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光
の波面収差特性を示す。図３（ａ）の曲線１１ａは透明
基板４がない場合の、図３（ｂ）の曲線１１ｂは透明基
板４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロット
している。対物レンズ６は厚さ０．８５ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９では球面収差が発生するが、従来例
で示したレベルの半分程度の大きさである（図１１
（ａ）参照）。
の光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光
の波面収差特性を示す。図３（ａ）の曲線１１ａは透明
基板４がない場合の、図３（ｂ）の曲線１１ｂは透明基
板４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロット
している。対物レンズ６は厚さ０．８５ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９では球面収差が発生するが、従来例
で示したレベルの半分程度の大きさである（図１１
（ａ）参照）。
【００３３】図４（ａ）、図４（ｂ）は厚さ０．６ｍｍ
の光ディスク基材７を透過する時の赤色のレーザー光の
波面収差特性を示す。図４（ａ）の曲線１２ａは透明基
板４がない場合の、図４（ｂ）の曲線１２ｂは透明基板
４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロットし
ている。対物レンズ６は半径ｒ８以内の領域で厚さ０．
８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているの
で、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７では球面収差が
発生し、その特性曲線１２ａは図３（ａ）の曲線１１ａ
を反転させたものにほぼ相当する。一方、対物レンズ６
は半径ｒ８以外の領域では厚さ０．６０ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、曲線１２ａは半
径ｒ８以上の領域でゼロである。
の光ディスク基材７を透過する時の赤色のレーザー光の
波面収差特性を示す。図４（ａ）の曲線１２ａは透明基
板４がない場合の、図４（ｂ）の曲線１２ｂは透明基板
４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロットし
ている。対物レンズ６は半径ｒ８以内の領域で厚さ０．
８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているの
で、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７では球面収差が
発生し、その特性曲線１２ａは図３（ａ）の曲線１１ａ
を反転させたものにほぼ相当する。一方、対物レンズ６
は半径ｒ８以外の領域では厚さ０．６０ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、曲線１２ａは半
径ｒ８以上の領域でゼロである。
【００３４】赤外色のレーザー光の波長をλ、赤色のレ
ーザー光の波長をλ’、位相差膜４ａ，４ｂの赤外光源
に対する屈折率をｎ、赤光源に対する屈折率をｎ’とし
て、深さｄは次式で与えられる。
ーザー光の波長をλ’、位相差膜４ａ，４ｂの赤外光源
に対する屈折率をｎ、赤光源に対する屈折率をｎ’とし
て、深さｄは次式で与えられる。
【００３５】
【数２】
ｄ＝（ｍ＋ｍ’）／｛（ｎ−１）／λ＋（ｎ’−１）／λ’｝ （式２）
但しｍ、ｍ’は１以上の整数である。
【００３６】一般にはｎ≒ｎ’なので次式が成り立つ。
【００３７】
【数３】
ｄ＝（ｍ＋ｍ’）／（ｎ−１）×λλ’／（λ＋λ’） （式３）
従って、レーザー光が位相差膜４ａ，４ｂを透過するこ
とで発生する凹凸間での位相差は（ｎ−１）ｄ＝（ｍ＋
ｍ’）×λλ’／（λ＋λ’）に相当する。従って、
λ’＝６６０ｎｍ、λ＝７９０ｎｍとすると、赤色のレ
ーザー光が深さｄでの段差を透過することで発生する位
相差δ’はλ’の整数倍を差引いて０．０８９７λ’、
赤外色のレーザー光が深さｄでの段差を透過することで
発生する位相差δはλの整数倍を差引いて−０．０８９
７λとなり、赤色光と赤外色光とで位相差の絶対値が一
致し、極性が反転する。
とで発生する凹凸間での位相差は（ｎ−１）ｄ＝（ｍ＋
ｍ’）×λλ’／（λ＋λ’）に相当する。従って、
λ’＝６６０ｎｍ、λ＝７９０ｎｍとすると、赤色のレ
ーザー光が深さｄでの段差を透過することで発生する位
相差δ’はλ’の整数倍を差引いて０．０８９７λ’、
赤外色のレーザー光が深さｄでの段差を透過することで
発生する位相差δはλの整数倍を差引いて−０．０８９
７λとなり、赤色光と赤外色光とで位相差の絶対値が一
致し、極性が反転する。
【００３８】従って赤外色光では曲線１１ｂに示す様
に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領域は半径０〜
ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λだけ位相が進
み、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は相対的に
０．１７９４λだけ位相が進み、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４
〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１λだけ位相が
進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に０．３５８
８λだけ位相が進んでいる。曲線１１ｂは曲線１１ａに
比べ半径０〜ｒ８内の波面収差のＲＭＳ値が小さく、位
相差膜４ａ，４ｂの存在で波面収差を小さく出来てい
る。例えば、ＮＡ＝０．５０内の評価でｒ０／ｆ＝０．
０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝０．２２
１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４２８、ｒ
５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、ｒ７／ｆ
＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では波面収差
を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の収差であ
り、３次までの収差はほとんどゼロである。
に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領域は半径０〜
ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λだけ位相が進
み、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は相対的に
０．１７９４λだけ位相が進み、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４
〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１λだけ位相が
進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に０．３５８
８λだけ位相が進んでいる。曲線１１ｂは曲線１１ａに
比べ半径０〜ｒ８内の波面収差のＲＭＳ値が小さく、位
相差膜４ａ，４ｂの存在で波面収差を小さく出来てい
る。例えば、ＮＡ＝０．５０内の評価でｒ０／ｆ＝０．
０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝０．２２
１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４２８、ｒ
５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、ｒ７／ｆ
＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では波面収差
を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の収差であ
り、３次までの収差はほとんどゼロである。
【００３９】一方、赤色光では曲線１２ｂに示す様に、
半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領域は半径０〜ｒ０
の領域に比べ相対的に０．０８９７λだけ位相が遅れ、
半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は相対的に０．
１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４〜ｒ
５の輪帯領域は相対的に０．２６９１λだけ位相が遅
れ、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に０．３５８８
λだけ位相が遅れ、半径ｒ８以上の位相はゼロである。
曲線１２ｂは曲線１２ａに比べ全開口領域で波面収差が
小さく、位相差膜４ａ，４ｂの存在で収差を小さく出来
ている。例えば、ＮＡ＝０．６０内の評価でｒ０／ｆ＝
０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝０．２
２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４２８、
ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、ｒ７／
ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では波面収
差を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の収差で
あり、３次までの収差はほとんどゼロである。
半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領域は半径０〜ｒ０
の領域に比べ相対的に０．０８９７λだけ位相が遅れ、
半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領域は相対的に０．
１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ２〜ｒ３とｒ４〜ｒ
５の輪帯領域は相対的に０．２６９１λだけ位相が遅
れ、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的に０．３５８８
λだけ位相が遅れ、半径ｒ８以上の位相はゼロである。
曲線１２ｂは曲線１２ａに比べ全開口領域で波面収差が
小さく、位相差膜４ａ，４ｂの存在で収差を小さく出来
ている。例えば、ＮＡ＝０．６０内の評価でｒ０／ｆ＝
０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝０．２
２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４２８、
ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、ｒ７／
ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では波面収
差を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の収差で
あり、３次までの収差はほとんどゼロである。
【００４０】高次の収差は集光点位置のメインスポット
の光量を低減させるがスポットサイズには影響がないの
で、光ディスク装置の記録や再生性能にはほとんど影響
がない。しかも従来例での４２ｍλの高次収差が２８ｍ
λに圧縮されており、等価的な光の利用効率は７％の損
失が３％の損失に圧縮できる（高次収差の出方はＮＡが
大きい程大きくなり、従来例はＮＡ＝０．４５、本実施
の形態はＮＡ＝０．５０の結果なので、ＮＡ条件を統一
した場合の収差の圧縮効果はもっと大きい）。さらに位
相補正前の球面収差量が従来例で示したレベルの半分程
度の大きさであるので（図１１（ａ）参照）、位相差膜
４ａ，４ｂと対物レンズ６の偏芯による収差の発生も大
幅に緩和され、５０μｍの偏芯によるコマ収差の発生は
従来の５０ｍλが３０ｍλ程度に抑えられる（コマ収差
の出方はＮＡが大きい程大きくなり、従来例の５０ｍλ
はＮＡ＝０．４５、本実施の形態の３０ｍλはＮＡ＝
０．５０の結果なので、ＮＡ条件を統一した場合の収差
の改善効果はもっと大きい）。
の光量を低減させるがスポットサイズには影響がないの
で、光ディスク装置の記録や再生性能にはほとんど影響
がない。しかも従来例での４２ｍλの高次収差が２８ｍ
λに圧縮されており、等価的な光の利用効率は７％の損
失が３％の損失に圧縮できる（高次収差の出方はＮＡが
大きい程大きくなり、従来例はＮＡ＝０．４５、本実施
の形態はＮＡ＝０．５０の結果なので、ＮＡ条件を統一
した場合の収差の圧縮効果はもっと大きい）。さらに位
相補正前の球面収差量が従来例で示したレベルの半分程
度の大きさであるので（図１１（ａ）参照）、位相差膜
４ａ，４ｂと対物レンズ６の偏芯による収差の発生も大
幅に緩和され、５０μｍの偏芯によるコマ収差の発生は
従来の５０ｍλが３０ｍλ程度に抑えられる（コマ収差
の出方はＮＡが大きい程大きくなり、従来例の５０ｍλ
はＮＡ＝０．４５、本実施の形態の３０ｍλはＮＡ＝
０．５０の結果なので、ＮＡ条件を統一した場合の収差
の改善効果はもっと大きい）。
【００４１】なお、従来例では干渉フィルター膜４ｃに
より赤外色のレーザー光のみを開口制限したが、本実施
の形態でも干渉フィルター膜やグレーティング等を用い
て一方の光のみの開口制限を行ってもよい。また、本実
施の形態では（式２）を満たす段差の深さｄを用いるこ
とにより半径ｒ８以内に於ける赤色光と赤外色光とで位
相差の絶対値を一致させたが、極性が反転していれば絶
対値が異なっていてもよく、この時連動して対物レンズ
の仕様（適応するディスク基材厚）が変わってくる。例
えば（赤色光での位相差の絶対値）＞（赤外色光での位
相差の絶対値）であれば半径ｒ８以内の領域での適応す
るディスク基材厚は０．８５ｍｍから１．２ｍｍの間に
あり、（赤色光での位相差の絶対値）＜（赤外色光での
位相差の絶対値）であれば半径ｒ８以内の領域での適応
するディスク基材厚は０．８５ｍｍから０．６０ｍｍの
間にある。
より赤外色のレーザー光のみを開口制限したが、本実施
の形態でも干渉フィルター膜やグレーティング等を用い
て一方の光のみの開口制限を行ってもよい。また、本実
施の形態では（式２）を満たす段差の深さｄを用いるこ
とにより半径ｒ８以内に於ける赤色光と赤外色光とで位
相差の絶対値を一致させたが、極性が反転していれば絶
対値が異なっていてもよく、この時連動して対物レンズ
の仕様（適応するディスク基材厚）が変わってくる。例
えば（赤色光での位相差の絶対値）＞（赤外色光での位
相差の絶対値）であれば半径ｒ８以内の領域での適応す
るディスク基材厚は０．８５ｍｍから１．２ｍｍの間に
あり、（赤色光での位相差の絶対値）＜（赤外色光での
位相差の絶対値）であれば半径ｒ８以内の領域での適応
するディスク基材厚は０．８５ｍｍから０．６０ｍｍの
間にある。
【００４２】また、半径ｒ８を対物レンズ６の開口径に
してもよく、この時対物レンズ６はその全領域で厚さ
０．８５ｍｍ（又は０．６ｍｍから１．２ｍｍの間の特
定の厚さ）の光ディスク基材に対して最適化されること
になる。さらに半径ｒ８を最外周の段差位置（ｒ７）の
外側に設定したが、内側にあってもよい。また透明基板
４の法線が対物レンズ６の中心軸と平行である時は中心
軸に沿って眺めた段差形状は円形に沿っているが、非平
行である時は楕円形に沿った形状となる。また、段差構
造を透明基板４の上に構成したが、対物レンズ６の表面
に形成してもよく、このとき透明基板４は不要となる。
さらに、これらのことは本実施の形態だけでなく以下に
記述の実施の形態にも共通する。
してもよく、この時対物レンズ６はその全領域で厚さ
０．８５ｍｍ（又は０．６ｍｍから１．２ｍｍの間の特
定の厚さ）の光ディスク基材に対して最適化されること
になる。さらに半径ｒ８を最外周の段差位置（ｒ７）の
外側に設定したが、内側にあってもよい。また透明基板
４の法線が対物レンズ６の中心軸と平行である時は中心
軸に沿って眺めた段差形状は円形に沿っているが、非平
行である時は楕円形に沿った形状となる。また、段差構
造を透明基板４の上に構成したが、対物レンズ６の表面
に形成してもよく、このとき透明基板４は不要となる。
さらに、これらのことは本実施の形態だけでなく以下に
記述の実施の形態にも共通する。
【００４３】（実施の形態２）以下本発明の実施の形態
２を図１、及び図５から図８に基づいて説明する。図１
は実施の形態２における光ディスク装置の断面構成図を
示しているが、対物レンズ６と透明基板４の断面構成が
異なるだけで他の構成は実施の形態１と全く同一である
ので、その説明を省略する。
２を図１、及び図５から図８に基づいて説明する。図１
は実施の形態２における光ディスク装置の断面構成図を
示しているが、対物レンズ６と透明基板４の断面構成が
異なるだけで他の構成は実施の形態１と全く同一である
ので、その説明を省略する。
【００４４】図５は実施の形態２に於ける対物レンズ６
と透明基板４の断面構成図を示している。透明基板４の
上には位相差膜４ａ、４ｂが形成され、これらの膜によ
り半径ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ
７の位置に深さｄの段差、ｒ８の位置に深さ２ｄの段差
が形成されている。ｄの大きさは実施の形態１に示した
式２に従う。また対物レンズ６は半径ｒ８の内側が厚さ
０．８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化され、外
側が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に対して最適化
されており、半径ｒ９の位置で外周側の位相を半径０の
位置のレベルに補正するための段差が存在する。なお、
この段差は反対面（ディスク基材側の面）に形成されて
も良い。
と透明基板４の断面構成図を示している。透明基板４の
上には位相差膜４ａ、４ｂが形成され、これらの膜によ
り半径ｒ０、ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ
７の位置に深さｄの段差、ｒ８の位置に深さ２ｄの段差
が形成されている。ｄの大きさは実施の形態１に示した
式２に従う。また対物レンズ６は半径ｒ８の内側が厚さ
０．８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化され、外
側が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に対して最適化
されており、半径ｒ９の位置で外周側の位相を半径０の
位置のレベルに補正するための段差が存在する。なお、
この段差は反対面（ディスク基材側の面）に形成されて
も良い。
【００４５】図６（ａ）、図６（ｂ）は厚さ１．２ｍｍ
の光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光
の波面収差特性を示す。図６（ａ）の曲線１３ａは透明
基板４がない場合の、図６（ｂ）の曲線１３ｂは透明基
板４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロット
している。対物レンズ６は半径ｒ８以内で厚さ０．８５
ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているので、
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９では球面収差が発生
するが、従来例で示したレベルの半分程度の大きさであ
る（図１１（ａ）参照）。
の光ディスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光
の波面収差特性を示す。図６（ａ）の曲線１３ａは透明
基板４がない場合の、図６（ｂ）の曲線１３ｂは透明基
板４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロット
している。対物レンズ６は半径ｒ８以内で厚さ０．８５
ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているので、
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９では球面収差が発生
するが、従来例で示したレベルの半分程度の大きさであ
る（図１１（ａ）参照）。
【００４６】また透明基板４の段差の効果により曲線１
３ｂに示す様に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領
域は半径０〜ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λ
だけ位相が進み、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領
域は相対的に０．１７９４λだけ位相が進み、半径ｒ２
〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１
λだけ位相が進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的
に０．３５８８λだけ位相が進み、半径ｒ８〜ｒ９では
相対的に０．１７９４λだけ位相が進む。曲線１３ｂは
曲線１３ａに比べ半径０〜ｒ８内の波面収差のＲＭＳ値
が小さく、位相差膜４ａ，４ｂの存在で波面収差を小さ
く出来ている。
３ｂに示す様に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領
域は半径０〜ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λ
だけ位相が進み、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領
域は相対的に０．１７９４λだけ位相が進み、半径ｒ２
〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１
λだけ位相が進み、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的
に０．３５８８λだけ位相が進み、半径ｒ８〜ｒ９では
相対的に０．１７９４λだけ位相が進む。曲線１３ｂは
曲線１３ａに比べ半径０〜ｒ８内の波面収差のＲＭＳ値
が小さく、位相差膜４ａ，４ｂの存在で波面収差を小さ
く出来ている。
【００４７】例えば、ＮＡ＝０．５０内の評価でｒ０／
ｆ＝０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝
０．２２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４
２８、ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、
ｒ７／ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では
波面収差を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の
収差であり、３次までの収差はほとんどゼロである。対
物レンズ６と透明基板４の中心がずれても、半径ｒ８〜
ｒ９の領域の位相が偏芯によって発生する収差をキャン
セルする方向に働き、ｒ９／ｆ＝（ｒ８＋０．０５）／
ｆとすることで５０μｍの偏芯によるコマ収差の発生を
実施の形態１の３０ｍλから１５ｍλに圧縮できる。
ｆ＝０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝
０．２２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４
２８、ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、
ｒ７／ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０の条件では
波面収差を２８ｍλに低減出来、そのほとんどが高次の
収差であり、３次までの収差はほとんどゼロである。対
物レンズ６と透明基板４の中心がずれても、半径ｒ８〜
ｒ９の領域の位相が偏芯によって発生する収差をキャン
セルする方向に働き、ｒ９／ｆ＝（ｒ８＋０．０５）／
ｆとすることで５０μｍの偏芯によるコマ収差の発生を
実施の形態１の３０ｍλから１５ｍλに圧縮できる。
【００４８】図７（ａ）、図７（ｂ）は厚さ０．６ｍｍ
の光ディスク基材７を透過する時の赤色のレーザー光の
波面収差特性を示す。図７（ａ）の曲線１４ａは透明基
板４がない場合の、図７（ｂ）の曲線１４ｂは透明基板
４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロットし
ている。対物レンズ６は半径ｒ８以内の領域で厚さ０．
８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているの
で、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７では球面収差が
発生し、その特性曲線１４ａは図６（ａ）の曲線１３ａ
を反転させたものにほぼ相当する。一方、対物レンズ６
は半径ｒ８以外の領域では厚さ０．６０ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、曲線１４ａは半
径ｒ８〜ｒ９の領域でゼロであり、半径ｒ９以上の領域
でレンズ側の段差で補正分だけの位相が存在する。
の光ディスク基材７を透過する時の赤色のレーザー光の
波面収差特性を示す。図７（ａ）の曲線１４ａは透明基
板４がない場合の、図７（ｂ）の曲線１４ｂは透明基板
４がある場合の半径位置に対する波面収差をプロットし
ている。対物レンズ６は半径ｒ８以内の領域で厚さ０．
８５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されているの
で、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７では球面収差が
発生し、その特性曲線１４ａは図６（ａ）の曲線１３ａ
を反転させたものにほぼ相当する。一方、対物レンズ６
は半径ｒ８以外の領域では厚さ０．６０ｍｍの光ディス
ク基材に対して最適化されているので、曲線１４ａは半
径ｒ８〜ｒ９の領域でゼロであり、半径ｒ９以上の領域
でレンズ側の段差で補正分だけの位相が存在する。
【００４９】また透明基板４の段差の効果により曲線１
４ｂに示す様に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領
域は半径０〜ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λ
だけ位相が遅れ、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領
域は相対的に０．１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ２
〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１
λだけ位相が遅れ、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的
に０．３５８８λだけ位相が遅れ、半径ｒ８〜ｒ９では
相対的に０．１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ９以上
での位相は補正されてゼロである。曲線１４ｂは曲線１
４ａに比べ全開口内の波面収差が小さく、位相差膜４
ａ，４ｂや対物レンズ６側の段差の存在で収差を小さく
出来ている。
４ｂに示す様に、半径ｒ０〜ｒ１とｒ６〜ｒ７の輪帯領
域は半径０〜ｒ０の領域に比べ相対的に０．０８９７λ
だけ位相が遅れ、半径ｒ１〜ｒ２とｒ５〜ｒ６の輪帯領
域は相対的に０．１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ２
〜ｒ３とｒ４〜ｒ５の輪帯領域は相対的に０．２６９１
λだけ位相が遅れ、半径ｒ３〜ｒ４の輪帯領域は相対的
に０．３５８８λだけ位相が遅れ、半径ｒ８〜ｒ９では
相対的に０．１７９４λだけ位相が遅れ、半径ｒ９以上
での位相は補正されてゼロである。曲線１４ｂは曲線１
４ａに比べ全開口内の波面収差が小さく、位相差膜４
ａ，４ｂや対物レンズ６側の段差の存在で収差を小さく
出来ている。
【００５０】例えば、ＮＡ＝０．６０内の評価でｒ０／
ｆ＝０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝
０．２２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４
２８、ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、
ｒ７／ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０、ｒ９／ｆ
＝（ｒ８＋０．０５）／ｆの条件では波面収差を２８ｍ
λに低減出来、そのほとんどが高次の収差であり、３次
までの収差はほとんどゼロである。また対物レンズ６と
透明基板４の中心がずれても影響は小さく、５０μｍの
偏芯により発生する収差は２０ｍλ程度であり、そのほ
とんどが高次の収差（５次のコマ収差）であり、３次ま
での収差はほとんどゼロのままである。実施の形態２は
対物レンズ６と透明基板４との偏芯を想定して位相補正
領域を拡大したもので、半径ｒ８の位置の段差は２段以
外でもよく、またｄの整数倍以外にも最適解が存在す
る。従って、実施の形態２は実施の形態１と同等の効果
が得られる上、対物レンズ６と透明基板４との偏芯によ
るコマ収差の発生を大幅に低減できるメリットが加わ
る。
ｆ＝０．０９１、ｒ１／ｆ＝０．１６２、ｒ２／ｆ＝
０．２２１、ｒ３／ｆ＝０．２７７、ｒ４／ｆ＝０．４
２８、ｒ５／ｆ＝０．４５６、ｒ６／ｆ＝０．４７４、
ｒ７／ｆ＝０．４８６、ｒ８／ｆ＝０．５０、ｒ９／ｆ
＝（ｒ８＋０．０５）／ｆの条件では波面収差を２８ｍ
λに低減出来、そのほとんどが高次の収差であり、３次
までの収差はほとんどゼロである。また対物レンズ６と
透明基板４の中心がずれても影響は小さく、５０μｍの
偏芯により発生する収差は２０ｍλ程度であり、そのほ
とんどが高次の収差（５次のコマ収差）であり、３次ま
での収差はほとんどゼロのままである。実施の形態２は
対物レンズ６と透明基板４との偏芯を想定して位相補正
領域を拡大したもので、半径ｒ８の位置の段差は２段以
外でもよく、またｄの整数倍以外にも最適解が存在す
る。従って、実施の形態２は実施の形態１と同等の効果
が得られる上、対物レンズ６と透明基板４との偏芯によ
るコマ収差の発生を大幅に低減できるメリットが加わ
る。
【００５１】（実施の形態３および実施の形態４）以下
本発明の実施の形態３、実施の形態４を図１、図８、図
９に基づいて説明する。図１は実施の形態３、実施の形
態４における光ディスク装置の断面構成を示している
が、光源の位置関係や対物レンズ６と透明基板４の断面
構成が異なるだけで他の構成は実施の形態１と全く同一
であるので、その説明を省略する。
本発明の実施の形態３、実施の形態４を図１、図８、図
９に基づいて説明する。図１は実施の形態３、実施の形
態４における光ディスク装置の断面構成を示している
が、光源の位置関係や対物レンズ６と透明基板４の断面
構成が異なるだけで他の構成は実施の形態１と全く同一
であるので、その説明を省略する。
【００５２】図８は実施の形態３、実施の形態４の原理
を分かり易くするために光源ごとに分別した光学構成図
である。図８において、透明基板４がなく対物レンズ６
が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に対して最適化さ
れている場合として、点８ａは厚さ０．６ｍｍの光ディ
スク基材７の信号面７ａ上に無収差で収束するための赤
色のレーザー光の発光点、点１ａは厚さ１．２ｍｍの光
ディスク基材９の信号面９ａ上に無収差で収束するため
の赤外色のレーザー光の発光点である（以下、基準状態
と呼ぶ）。なお、図中点８ａ及び点１ｄより出射する光
はコリメートレンズ１５により平行光に変換されてい
る。
を分かり易くするために光源ごとに分別した光学構成図
である。図８において、透明基板４がなく対物レンズ６
が厚さ０．６０ｍｍの光ディスク基材に対して最適化さ
れている場合として、点８ａは厚さ０．６ｍｍの光ディ
スク基材７の信号面７ａ上に無収差で収束するための赤
色のレーザー光の発光点、点１ａは厚さ１．２ｍｍの光
ディスク基材９の信号面９ａ上に無収差で収束するため
の赤外色のレーザー光の発光点である（以下、基準状態
と呼ぶ）。なお、図中点８ａ及び点１ｄより出射する光
はコリメートレンズ１５により平行光に変換されてい
る。
【００５３】実施の形態３は対物レンズ６が厚さ０．６
＋αｍｍの光ディスク基材に対して最適化されており
（但しα＜０．２５ｍｍ）、透明基板４上の位相差膜の
段差の数は図２に示したものよりも少なく、例えば図９
に示す様な１段の位相差膜である。発光点の位置は赤色
側が８ａ、赤外色側が１ｃにある。透明基板４の段差の
深さｄは（式３）と同じであり、従って赤色光と赤外色
光とで位相差の絶対値が一致し、極性が反転する関係で
ある。従って透明基板４を取り除くと、厚さ０．６ｍｍ
の光ディスク基材７の信号面７ａ上に無収差で収束する
ための赤色のレーザー光の発光点は点８ｂ、厚さ１．２
ｍｍの光ディスク基材９の信号面９ａ上に無収差で収束
するための赤外色のレーザー光の発光点は点１ｂに位置
していた。これが透明基板４を挿入することで、無収差
収束のための発光点位置が８ｂは８ａに、１ｂは１ｃに
シフトする。
＋αｍｍの光ディスク基材に対して最適化されており
（但しα＜０．２５ｍｍ）、透明基板４上の位相差膜の
段差の数は図２に示したものよりも少なく、例えば図９
に示す様な１段の位相差膜である。発光点の位置は赤色
側が８ａ、赤外色側が１ｃにある。透明基板４の段差の
深さｄは（式３）と同じであり、従って赤色光と赤外色
光とで位相差の絶対値が一致し、極性が反転する関係で
ある。従って透明基板４を取り除くと、厚さ０．６ｍｍ
の光ディスク基材７の信号面７ａ上に無収差で収束する
ための赤色のレーザー光の発光点は点８ｂ、厚さ１．２
ｍｍの光ディスク基材９の信号面９ａ上に無収差で収束
するための赤外色のレーザー光の発光点は点１ｂに位置
していた。これが透明基板４を挿入することで、無収差
収束のための発光点位置が８ｂは８ａに、１ｂは１ｃに
シフトする。
【００５４】シフト方向が反転するのは段差による赤色
光と赤外色光の位相差の極性が反転するためである。点
１ｃは点１ａに比べ点１ｄに近接しているので、対物レ
ンズ６に入射する光が平行光に近くなる。従って基準状
態に比べると、対物レンズ６がトラッキング制御に応じ
てシフトする場合に発生する収差は小さく抑えられるこ
とになる。段差数が実施の形態１の図２に示したものよ
りも少なくなるのは、α＜０．２５ｍｍであるためディ
スク基材厚のミスマッチにより発生する収差が実施の形
態１よりも小さいことによる。従って実施の形態３は実
施の形態１よりも位相差層を造り易いというメリットが
ある。なお実施の形態１は実施の形態３に於いてα＝
０．２５ｍｍとした場合に相当し、この時段差形状は図
２に、発光点位置の１ｃは１ｄに一致する。当然、実施
の形態１のように領域によって対物レンズ６の適応基材
厚さを変えた構成も考えられる。
光と赤外色光の位相差の極性が反転するためである。点
１ｃは点１ａに比べ点１ｄに近接しているので、対物レ
ンズ６に入射する光が平行光に近くなる。従って基準状
態に比べると、対物レンズ６がトラッキング制御に応じ
てシフトする場合に発生する収差は小さく抑えられるこ
とになる。段差数が実施の形態１の図２に示したものよ
りも少なくなるのは、α＜０．２５ｍｍであるためディ
スク基材厚のミスマッチにより発生する収差が実施の形
態１よりも小さいことによる。従って実施の形態３は実
施の形態１よりも位相差層を造り易いというメリットが
ある。なお実施の形態１は実施の形態３に於いてα＝
０．２５ｍｍとした場合に相当し、この時段差形状は図
２に、発光点位置の１ｃは１ｄに一致する。当然、実施
の形態１のように領域によって対物レンズ６の適応基材
厚さを変えた構成も考えられる。
【００５５】実施の形態４は対物レンズ６が厚さ０．８
５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されており、透
明基板４上の位相差膜は図２に示したものと同様であ
る。発光点の位置は赤色側が８ａ、赤外色側が１ｅにあ
る。透明基板４の位相段差の深さｄは次式を満たす。
５ｍｍの光ディスク基材に対して最適化されており、透
明基板４上の位相差膜は図２に示したものと同様であ
る。発光点の位置は赤色側が８ａ、赤外色側が１ｅにあ
る。透明基板４の位相段差の深さｄは次式を満たす。
【００５６】
【数４】
ｄ＜λ／（ｎ−１） かつ ｄ＜λ’／（ｎ−１） （式４）
（式４）は赤色光と赤外色光とで位相差の絶対値が異な
り（波長の逆数に比例）、位相差の極性が揃う関係であ
る（絶対値が異なり位相差の極性が揃う関係にあれば
（式４）以外であってもよい）。従って透明基板４を取
り除くと、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７の信号面
７ａ上に無収差で収束するための赤色のレーザー光の発
光点は点８ｃ、厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９の信
号面９ａ上に無収差で収束するための赤外色のレーザー
光の発光点は点１ｃに位置していた。これが透明基板４
を挿入することで、無収差収束のための発光点位置は８
ｃは８ａに、１ｃは１ｅにシフトする。
り（波長の逆数に比例）、位相差の極性が揃う関係であ
る（絶対値が異なり位相差の極性が揃う関係にあれば
（式４）以外であってもよい）。従って透明基板４を取
り除くと、厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７の信号面
７ａ上に無収差で収束するための赤色のレーザー光の発
光点は点８ｃ、厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９の信
号面９ａ上に無収差で収束するための赤外色のレーザー
光の発光点は点１ｃに位置していた。これが透明基板４
を挿入することで、無収差収束のための発光点位置は８
ｃは８ａに、１ｃは１ｅにシフトする。
【００５７】シフト方向が同じなのは赤色光と赤外色光
の位相差の極性が一致するためであり、シフト幅は位相
差の絶対値に比例するので赤色光の方が赤外色光の方よ
りも大きくなる。従って（８ｃ〜８ａの距離）＞（１ｃ
〜１ｅの距離）が成り立ち、点１ｅは点１ａに比べ点１
ｄに近接する位置にあるので、対物レンズ６に入射する
光が平行光に近くなる。従って基準状態に比べると、実
施の形態３と同様に対物レンズ６がトラッキング制御に
応じてシフトする場合に発生する収差は小さく抑えられ
ることになる。当然、実施の形態１のように領域によっ
て対物レンズ６の適応基材厚さを変えた構成も考えら
れ、適応基材厚さも０．８５ｍｍ以外に０．６ｍｍから
１．２ｍｍの間の特定の厚さであってもよく、位相差の
極性が一致する特徴からそれ以外の厚さ（０．６ｍｍ以
下、又は１．２ｍｍ以上）であってもよい。
の位相差の極性が一致するためであり、シフト幅は位相
差の絶対値に比例するので赤色光の方が赤外色光の方よ
りも大きくなる。従って（８ｃ〜８ａの距離）＞（１ｃ
〜１ｅの距離）が成り立ち、点１ｅは点１ａに比べ点１
ｄに近接する位置にあるので、対物レンズ６に入射する
光が平行光に近くなる。従って基準状態に比べると、実
施の形態３と同様に対物レンズ６がトラッキング制御に
応じてシフトする場合に発生する収差は小さく抑えられ
ることになる。当然、実施の形態１のように領域によっ
て対物レンズ６の適応基材厚さを変えた構成も考えら
れ、適応基材厚さも０．８５ｍｍ以外に０．６ｍｍから
１．２ｍｍの間の特定の厚さであってもよく、位相差の
極性が一致する特徴からそれ以外の厚さ（０．６ｍｍ以
下、又は１．２ｍｍ以上）であってもよい。
【００５８】以上、実施の形態１から４について説明し
たが、従来例との違いは２つの波長に対してそれぞれ位
相差を感じる段差構造体を、規格的な基材厚さ（例えば
ＣＤの１．２ｍｍ、ＤＶＤの０．６ｍｍなど）以外に適
応設計された対物レンズと組み合わせることにある。従
って、赤光源と赤外光源の関係を入れ替えてもよく、光
源の波長は赤、赤外以外の組合せ（例えば青と赤、青と
赤外、赤外と青等）でもよく、ディスク基材厚も０．６
ｍｍ、１．２ｍｍ以外の組合せであってもよい。また３
つの光源を用いた構成も考えられ、３つの波長に位相差
を感じる段差構造体であってもよい。
たが、従来例との違いは２つの波長に対してそれぞれ位
相差を感じる段差構造体を、規格的な基材厚さ（例えば
ＣＤの１．２ｍｍ、ＤＶＤの０．６ｍｍなど）以外に適
応設計された対物レンズと組み合わせることにある。従
って、赤光源と赤外光源の関係を入れ替えてもよく、光
源の波長は赤、赤外以外の組合せ（例えば青と赤、青と
赤外、赤外と青等）でもよく、ディスク基材厚も０．６
ｍｍ、１．２ｍｍ以外の組合せであってもよい。また３
つの光源を用いた構成も考えられ、３つの波長に位相差
を感じる段差構造体であってもよい。
【００５９】さらに、本実施の形態では、赤色用の光学
系８、赤外色用の光学系１の２種類の光学系を用いると
して説明したが、これに限らない。赤色用の光学系、赤
外色用の光学系に加えて、青色用の光学系を用いても構
わない。この場合、図１の透明基板４、レンズホルダー
５、対物レンズ６として、実施の形態１や実施の形態２
で説明した赤色及び赤外色の２色対応のものに加えて、
青色及び赤色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
対物レンズを用意し、青色の光源を使用する場合には、
青色及び赤色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
及び対物レンズに切り換えて使用すればよい。
系８、赤外色用の光学系１の２種類の光学系を用いると
して説明したが、これに限らない。赤色用の光学系、赤
外色用の光学系に加えて、青色用の光学系を用いても構
わない。この場合、図１の透明基板４、レンズホルダー
５、対物レンズ６として、実施の形態１や実施の形態２
で説明した赤色及び赤外色の２色対応のものに加えて、
青色及び赤色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
対物レンズを用意し、青色の光源を使用する場合には、
青色及び赤色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
及び対物レンズに切り換えて使用すればよい。
【００６０】あるいは、実施の形態１や実施の形態２で
説明した赤色及び赤外色の２色対応のものに加えて、青
色及び赤外色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
及び対物レンズを用意し、青色の光源を使用する場合に
は、青色及び赤外色の２色対応の透明基板、レンズホル
ダー、及び対物レンズに切り換えて使用することも出来
る。
説明した赤色及び赤外色の２色対応のものに加えて、青
色及び赤外色の２色対応の透明基板、レンズホルダー、
及び対物レンズを用意し、青色の光源を使用する場合に
は、青色及び赤外色の２色対応の透明基板、レンズホル
ダー、及び対物レンズに切り換えて使用することも出来
る。
【００６１】同様に３色以上の色に対応した光学系を用
いる場合であっても、実施の形態１や実施の形態２で説
明した赤色及び赤外色用の２色対応のものに加えて２つ
の異なった色に対応する透明基板、レンズホルダー、及
び対物レンズを複数用意し、特定の色の光源を使用する
場合にはその特定の色に対応する透明基板、レンズホル
ダー、及び対物レンズに切り換えて使用すればよい。
いる場合であっても、実施の形態１や実施の形態２で説
明した赤色及び赤外色用の２色対応のものに加えて２つ
の異なった色に対応する透明基板、レンズホルダー、及
び対物レンズを複数用意し、特定の色の光源を使用する
場合にはその特定の色に対応する透明基板、レンズホル
ダー、及び対物レンズに切り換えて使用すればよい。
【００６２】本実施の形態によれば、透明基板表面の段
差構造により２つの光の位相がそれぞれ補正されること
で、共通の対物レンズを用いながら光源ごとに異なる基
材厚の光ディスクで発生する収差を小さく抑えることが
できる。特に１つの光に集中していた波面の歪みを２つ
の光に配分できるので、位相補正に伴う高次収差の発生
や透明基板と対物レンズの偏芯による収差の発生を大幅
に低減できる。更に、対物レンズに入射する光が平行光
またはこれに近い状態になるので、対物レンズの偏芯に
より発生する収差を大幅に低減できる。
差構造により２つの光の位相がそれぞれ補正されること
で、共通の対物レンズを用いながら光源ごとに異なる基
材厚の光ディスクで発生する収差を小さく抑えることが
できる。特に１つの光に集中していた波面の歪みを２つ
の光に配分できるので、位相補正に伴う高次収差の発生
や透明基板と対物レンズの偏芯による収差の発生を大幅
に低減できる。更に、対物レンズに入射する光が平行光
またはこれに近い状態になるので、対物レンズの偏芯に
より発生する収差を大幅に低減できる。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したところからあきらかなよう
に、本発明は、透明基板と対物レンズ２３の偏芯によっ
て発生する収差と高次収差とを大幅に低減させ、基材厚
さの異なる光ディスクに対しても信号の良好な記録や再
生が実現できる。
に、本発明は、透明基板と対物レンズ２３の偏芯によっ
て発生する収差と高次収差とを大幅に低減させ、基材厚
さの異なる光ディスクに対しても信号の良好な記録や再
生が実現できる。
【図１】本発明の実施の形態１から４における光ディス
ク装置の断面構成図
ク装置の断面構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における光ディス
ク装置の透明基板４の平面図 （ｂ）対物レンズ６と透明基板４の断面構成図
ク装置の透明基板４の平面図 （ｂ）対物レンズ６と透明基板４の断面構成図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における光ディス
ク装置の厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する
時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４
がない場合） （ｂ）本発明の実施の形態１における光ディスク装置の
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外
色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
ク装置の厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する
時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４
がない場合） （ｂ）本発明の実施の形態１における光ディスク装置の
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外
色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における光ディス
ク装置の厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する
時の赤色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４が
ない場合） （ｂ）本発明の実施の形態１における光ディスク装置の
厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する時の赤色
のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
ク装置の厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する
時の赤色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４が
ない場合） （ｂ）本発明の実施の形態１における光ディスク装置の
厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する時の赤色
のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
【図５】本発明の実施の形態２に於ける光ディスク装置
の対物レンズ６と透明基板４の断面構成図
の対物レンズ６と透明基板４の断面構成図
【図６】（ａ）本発明の実施の形態２に於ける光ディス
ク装置の厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する
時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４
がない場合） （ｂ）本発明の実施の形態２に於ける光ディスク装置の
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外
色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
ク装置の厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する
時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４
がない場合） （ｂ）本発明の実施の形態２に於ける光ディスク装置の
厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材９を透過する時の赤外
色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
【図７】（ａ）本発明の実施の形態２に於ける光ディス
ク装置の厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する
時の赤色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４が
ない場合） （ｂ）本発明の実施の形態２に於ける光ディスク装置の
厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する時の赤色
のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
ク装置の厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する
時の赤色のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４が
ない場合） （ｂ）本発明の実施の形態２に於ける光ディスク装置の
厚さ０．６ｍｍの光ディスク基材７を透過する時の赤色
のレーザー光の波面収差特性図（透明基板４がある場
合）
【図８】本発明の実施の形態３及び４における光ディス
ク装置の光源ごとに分別した光学構成図
ク装置の光源ごとに分別した光学構成図
【図９】本発明の実施の形態３における光ディスク装置
の透明基板４の断面構成図
の透明基板４の断面構成図
【図１０】従来例における透明基板２１の断面構成図
【図１１】（ａ）従来例における厚さ１．２ｍｍの光デ
ィスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光の波面
収差特性図（透明基板２１がない場合） （ｂ）従来例における厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材
９を透過する時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図
（透明基板２１がある場合）
ィスク基材９を透過する時の赤外色のレーザー光の波面
収差特性図（透明基板２１がない場合） （ｂ）従来例における厚さ１．２ｍｍの光ディスク基材
９を透過する時の赤外色のレーザー光の波面収差特性図
（透明基板２１がある場合）
【図１２】従来の光ディスク装置の断面構成図
１ 赤外色のレーザー光を光源とする光学系
２ ビームスプリッタ
３ 反射ミラー
４ 位相差膜の形成された透明基板
５ レンズホルダー
６ 対物レンズ
７，９ 光ディスク基材
７ａ，９ａ 信号面
８ 赤色のレーザー光を光源とする光学系
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 高橋 雄一
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 池田 圭
愛媛県温泉郡川内町南方2131番地１ 松下
寿電子工業株式会社内
Ｆターム(参考） 5D119 AA41 BA01 EC45 JA09 JB10
Claims (14)
- 【請求項１】 波長λ１の第１の光を出す第１の放射光
源と、 波長λ２（≠λ１）の第２の光を出す第２の放射光源
と、 表面に円または楕円に沿って１段以上の階段構造が形成
された透明基板と、 対物レンズとを備え、 前記第１の光は前記透明基板を透過して前記対物レンズ
により基材厚ｔ１の第１の光ディスクの信号面上に集光
し、 前記第２の光は前記透明基板を透過して前記対物レンズ
により基材厚ｔ２の第２の光ディスクの信号面上に集光
し、 前記階段構造の段差により、前記第１の光の位相が２π
ｎ１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロでなく−πからπ
の間の値）だけずれ、前記第２の光の位相が２πｎ２＋
Δ２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−πからπの間の
値）だけずれる光ディスク装置。 - 【請求項２】 前記対物レンズの少なくとも一部の領域
に実質上平行な波面で入射する光は基材厚ｔ３（ｔ１、
ｔ２とは異なる値）の第３の光ディスクの信号面上に実
質上無収差で集光する請求項１記載の光ディスク装置。 - 【請求項３】 前記対物レンズの半径ｒ≦ａの領域に実
質上平行な波面で入射する光は前記第３の光ディスクの
信号面上に実質上無収差で集光し、 前記対物レンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上平行な波面
で入射する光は前記第１の光ディスクの信号面上に実質
上無収差で集光する請求項２記載の光ディスク装置。 - 【請求項４】 前記基材厚ｔ３がｔ１、ｔ２の間にあ
り、前記位相差Δ１とΔ２の間にΔ１×Δ２＜０の関係
が成り立つ請求項２または３に記載の光ディスク装置。 - 【請求項５】 前記位相差Δ１とΔ２の間に、Δ１＝−
Δ２の関係が近似的に成り立つ請求項４記載の光ディス
ク装置。 - 【請求項６】 前記波長λ１＝０．６６μｍ、基材厚ｔ
１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝０．７９μｍ、基材厚ｔ２
＝１．２ｍｍが近似的に成り立つ請求項１〜５のいずれ
かに記載の光ディスク装置。 - 【請求項７】 前記波長λ１＝０．６６μｍ、基材厚ｔ
１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝０．７９μｍ、基材厚ｔ２
＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝０．８５ｍｍが近似的に成
り立つ請求項５記載の光ディスク装置。 - 【請求項８】 波長λ１の第１の光を出す第１の放射光
源と、 波長λ２（≠λ１）の第２の光を出す第２の放射光源
と、 表面に円に沿って１段以上の階段構造が形成された対物
レンズとを備え、 前記第１の光は、前記対物レンズにより基材厚ｔ１の第
１の光ディスクの信号面上に集光し、 前記第２の光は前記対物レンズにより基材厚ｔ２の第２
の光ディスクの信号面上に集光し、 前記階段構造の段差により前記第１の光の位相が２πｎ
１＋Δ１（ｎ１は整数、Δ１はゼロでなく−πからπの
間の値）だけずれ、前記第２の光の位相が２πｎ２＋Δ
２（ｎ２は整数、Δ２はゼロでなく−πからπの間の
値）だけずれる光ディスク装置。 - 【請求項９】 前記対物レンズに形成された前記階段構
造がないとした場合に、その少なくとも一部の領域に実
質上平行な波面で入射する光は基材厚ｔ３（ｔ１、ｔ２
とは異なる値）の第３の光ディスクの信号面上に実質上
無収差で集光する請求項８記載の光ディスク装置。 - 【請求項１０】 前記対物レンズに形成された前記階段
構造がないとした場合に、前記対物レンズの半径ｒ≦ａ
の領域にほぼ平行な波面で入射する光は前記第３の光デ
ィスクの信号面上に実質上無収差で集光し、前記対物レ
ンズの半径ｒ＞ａの領域に実質上平行な波面で入射する
光は前記第１の光ディスクの信号面上に実質上無収差で
集光する請求項９記載の光ディスク装置。 - 【請求項１１】 前記基材厚ｔ３がｔ１、ｔ２の間にあ
り、前記位相差Δ１とΔ２の間にΔ１×Δ２＜０の関係
が成り立つ請求項９または１０記載の光ディスク装置。 - 【請求項１２】 前記位相差Δ１とΔ２の間に、Δ１＝
−Δ２の関係が近似的に成り立つ請求項１１記載の光デ
ィスク装置。 - 【請求項１３】 前記波長λ１＝０．６６μｍ、基材厚
ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝０．７９μｍ、基材厚ｔ
２＝１．２ｍｍが近似的に成り立つ請求項８〜１２のい
ずれかに記載の光ディスク装置。 - 【請求項１４】 前記波長λ１＝０．６６μｍ、基材厚
ｔ１＝０．６ｍｍ、波長λ２＝０．７９μｍ、基材厚ｔ
２＝１．２ｍｍ、基材厚ｔ３＝０．８５ｍｍが近似的に
成り立つ請求項１２記載の光ディスク装置。
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