JP2003228876A - 光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基準波長と異なる波長を有する光源を用いて
も基準波長からのずれによる球面収差を抑制する。 【解決手段】 波長４５０ｎｍ以下のレーザ光線を射出
する半導体レーザ１１と、基準波長からのずれによる球
面収差を補正するように、前記レーザ光線の波長に応じ
て光軸方向の厚さが設定され、前記半導体レーザから射
出されたレーザ光線を集光して光ディスクの信号記録面
に照射する、開口数（ＮＡ）０．７以上の単玉の対物レ
ンズとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクにレー
ザ光線を照射して信号の記録又は再生を行う光ピックア
ップ装置及び光ピックアップ装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像データや音声データなど大容
量の情報信号を記録する光学記録媒体として、光ディス
クが提供されている。普及している光ディスクの規格に
は、波長７８０ｎｍ程度、開口数（numerical apertur
e；ＮＡ）０．４５〜０．５を用い、記憶容量６５０Ｍ
Ｂを有するＣＤ（compact disc）がある。また、波長６
５０ｎｍ程度、ＮＡ０．６０程度を用い、記憶容量４．
７ＧＢ（片面）を有するＤＶＤ（digital versatile di
sc / digital video disc）がある。短波長化と高ＮＡ
化により、ＤＶＤの記憶容量はＣＤの約７倍に増加して
いる。

【０００３】近年、光ディスクのさらなる大容量化が図
られている。これは、高密度化により大容量化された光
ディスクとともに、大容量化された光ディスクに対応す
る、短波長の光源と高ＮＡ化の対物レンズを有する光ピ
ックアップ装置によって実現される。

【０００４】光ディスクの大容量化を実現する次世代の
光ピックアップ装置として、例えば、波長４００ｎｍ程
度の青色レーザの光源、ＮＡ０．８５の対物レンズを有
するものが想定されている。同時に、光ディスクは、高
ＮＡ化による余裕の低下に対処するため、ＣＤの１．２
ｍｍ、ＤＶＤの０．６ｍｍと比較すると薄い、０．１ｍ
ｍの再生透過層を有するものが想定されている。

【０００５】ここで、例えば、論文「ＧａＮ青紫色レー
ザダイオードを用いた光ディスク記録」、イチムラ他、
日本応用物理学学会誌３９巻９３７〜９４２頁２０００
年（I. Ichimura et al., “Optical Disk Recording U
sing GaN Blue-Violet LaserDiode”, Jpn. J. Appl. P
hys. Vol. 39 (2000) pp.937-942）には、２群２枚のレ
ンズで構成したＮＡ０．８５の対物レンズが記載されて
いる。

【０００６】しかし、２群２枚で構成した対物レンズを
採用すると、光ピックアップ装置の製造の際、対物レン
ズ組立の工程を要するとともに、レンズが２枚必要なこ
とから、量産性に劣り、コスト的にも不利になる。この
ため、次世代の光ピックアップ装置には、単玉の対物レ
ンズを用いることが望まれる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、次世代ピック
アップ装置で想定されるＮＡ０．８５の単玉対物レンズ
は、例えばＤＶＤに対応する対物レンズと比較して大き
な色収差を発生する。すなわち、光源の半導体レーザが
射出するレーザ光線の波長は個体ごとに異なり、この波
長は一定のばらつきで分布している。このため、基準波
長に適合するように設計した対物レンズと半導体レーザ
の波長は一般に整合しないため、前記単玉レンズにおい
ては半導体レーザの波長の基準波長からのずれに由来す
る大きな色収差が発生する。

【０００８】ここで、色収差は、波長変化に応じた焦点
面の移動による軸上色収差と、この軸上色収差に付随し
て発生する球面収差との２種類に大別される。このう
ち、軸上色収差は焦点面を移動することで補正できる
が、球面収差は補正することができない。このような基
準波長からの波長のずれによる球面収差により、対物レ
ンズの集光性能が低下する問題がある。

【０００９】論文「グルーブ記録を採用する再記録可能
な高密度光ディスク」、ケー・イワタ他、日本応用物理
学会誌４０巻１６３７頁２００１年（K. Iwata et al,
“High-density rewritable optical disk using groov
e recording”, Jpn, J. Appl. Phys. Vol. 40, 1637,
(2001) ）には、前述の色収差を補正する色補正素子の
報告がある。

【００１０】このような色補正素子は、半導体レーザに
おける高周波重畳によるマルチモード化によるスペクト
ルの広がり又は記録動作による発振中心波長の移動に対
処することを主要な目的とし、主として軸上色収差の補
正を行う。なお、マルチモード化によるスペクトルの広
がりや記録動作による発振中心波長の移動は１ｎｍ以下
であり、大きな値とはいわなくてよいため、前記色補正
素子による球面収差の補正が不十分であっても影響は少
なく、実用上の問題はない。

【００１１】しかし、これらの色補正素子を用いた場
合、光源の波長が設計の基準波長と異なると、色補正素
子がない場合と比べて、球面収差が大きくなるという問
題がある。

【００１２】なお、ＤＶＤにおいては、波長６５０ｎｍ
の光源とＮＡ０．６程度の対物レンズを用い、次世代の
光アップ装置と比較すると低波長で低ＮＡである。この
波長では、屈折率の波長依存性は比較的小さい。軸上色
収差による波面収差の発生はＮＡの比の２乗で大きくな
り、基準波長からの波長のずれによる球面収差も少なく
ともＮＡ比の４乗で大きくなる。したがって、基準波長
と異なる波長の光源を用いても球面収差の発生は少な
い。また、色補正素子を備える場合も、大きな球面収差
が発生することはない。

【００１３】また、収差には、本明細書で扱う波長のず
れによる球面収差の他に、対物レンズの製造誤差等で生
じるコマ収差、非点収差、その他の高次収差等がある。
これら他の収差を考慮すると、本発明の収差を抑制する
目標値として、少なくとも０．０２λ以下、望ましく
は、０．０１５λ以下が望まれる。前記目標値に前記他
の収差を加えると、０．０２λから０．０４λに入る程
度の収差になる。ただし、実際の光ピックアップ装置に
おいては、対物レンズ以外の素子による収差もあるた
め、さらに悪い値となる。

【００１４】本発明は、前述の実情に鑑みて提案される
ものであって、短波長の光源と高ＮＡの単玉対物レンズ
を用いる光ピックアップ装置であって、基準波長と異な
る波長を有する光源を用いても波長のずれによる球面収
差を抑制するような光ピックアップ装置及びこのような
光ピックアップ装置の製造方法を提供することを目的と
する。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明に係る光ピックアップ装置は、光ディスク
にレーザ光線を照射して情報信号の記録又は再生を行う
ものであって、レーザ光線を射出するレーザ光源と、前
記レーザ光源の波長のずれによる球面収差を補正するよ
うに、前記レーザ光線の波長に応じて設定された、前記
レーザ光源から射出されたレーザ光線を集光して光ディ
スクの信号記録面に照射する単玉の対物レンズと、を有
する。好ましくは、前記対物レンズの色収差を補正する
色補正素子をさらに有する。

【００１６】好ましくは、前記対物レンズは、前記レー
ザ光線の波長に応じた光軸方向の厚さが設定されてい
る。好ましくは、前記光軸方向の厚さは、前記対物レン
ズの球面収差に対応するものである。好ましくは、前記
対物レンズは、面形状が同じである。

【００１７】好ましくは、前記対物レンズは、前記レー
ザ光線の波長に応じて形状又は残留球面収差が設定され
ている。

【００１８】好ましくは、前記対物レンズの形状は、前
記レーザ光線の波長に応じて、面形状を維持したまま光
軸方向の厚さが設定される。好ましくは、前記対物レン
ズの残留球面収差は、前記レーザ光線の基準波長におけ
る球面収差である。好ましくは、前記対物レンズの形状
又は残留球面収差は、前記球面収差に対応するものであ
る。

【００１９】好ましくは、前記対物レンズの形状又は残
留収差は、前記レーザ光源の波長と、この波長に応じて
波長のずれによる球面収差を補正するような対物レンズ
の形状又は残留球面収差との対応関係を記載したテーブ
ルを参照して設定する。

【００２０】好ましくは、前記レーザ光源は、波長４５
０ｎｍ以下の半導体レーザであり、前記対物レンズは、
ＮＡ０．７以上である。

【００２１】本発明に係る光ピックアップ装置は、前述
のような構成を有するので、前記レーザ光源が短波長
で、前記対物レンズが高ＮＡの単玉レンズであっても、
前記レーザ光源の基準波長からの波長のずれによる球面
収差は抑制される。

【００２２】前述の課題を解決するために、本発明に係
る光ピックアップ装置の製造方法は、光ディスクにレー
ザ光線を照射して情報信号の記録又は再生を行うもので
あって、複数の単玉の対物レンズを測定するステップ
と、前記複数の対物レンズを前記測定に応じて分類する
ステップと、レーザ光線を射出するレーザ光源の波長を
測定するステップと、前記測定した波長に対して、波長
のずれによる球面収差を補正する対物レンズを求めるス
テップと、前記求めた対物レンズを、前記分類した複数
の対物レンズから選択するステップと、前記レーザ光源
及び前記選択した対物レンズを組み合わせるステップ
と、を有する。

【００２３】好ましくは、前記複数の対物レンズは球面
収差にばらつきがあり、前記複数の対物レンズを形状又
は残留球面収差に応じて分類し、波長のずれによる球面
収差を補正する対物レンズの形状又は残留球面収差を求
める。

【００２４】好ましくは、前記複数の対物レンズは、形
状として面形状を維持したまま光軸方向の厚さにばらつ
きがあるか、又は残留球面収差にばらつきがある。好ま
しくは、前記対物レンズの残留球面収差は、前記レーザ
光線の基準波長における球面収差である。好ましくは、
前記対物レンズの形状又は残留球面収差は、前記球面収
差に対応するものである。

【００２５】好ましくは、波長のずれによる球面収差を
補正する光軸方向の厚さ又は残留球面収差を有する対物
レンズを求める。好ましくは、前記レーザ光源の波長
と、この波長に応じて波長のずれによる球面収差を補正
するような対物レンズの形状又は残留球面収差との対応
関係を記載したテーブルを参照し、波長を測定したレー
ザ光源に応じて対物レンズの形状又は残留球面収差を求
める。

【００２６】好ましくは、前記レーザ光源は、波長４５
０ｎｍ以下の半導体レーザであり、前記対物レンズは、
ＮＡ０．７以上である。

【００２７】本発明に係る光ピックアップ装置の製造方
法は、前述のような構成を有するので、前記レーザ光源
が短波長で、前記対物レンズが高ＮＡの単玉レンズであ
っても、前記レーザ光源の基準波長からの波長のずれに
よる球面収差は抑制される。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ピックアッ
プ装置及び光ピックアップ装置の製造方法の実施の形態
について、図面を参照して詳細に説明する。

【００２９】図１は、本発明を適用した光ピックアップ
装置の概略的な構成を示すブロック図である。この光ピ
ックアップ装置１０は、光ディスク１００にレーザ光線
を照射して情報信号の記録又は再生を行う。

【００３０】光ピックアップ装置１０は、波長４５０ｎ
ｍ以下の一定波長のレーザ光線を射出するレーザ光源と
なる半導体レーザ１１と、レーザ１１の波長の基準波長
からのずれによる球面収差を補正するように、半導体レ
ーザ１１が射出するレーザ光線の波長に応じて設定さ
れ、半導体レーザ１１から射出されたレーザ光線を集光
して光ディスク１００の信号記録面に照射する、ＮＡ
０．７以上の単玉の対物レンズ１５とを有する。本実施
の形態では、基準波長は４０５ｎｍとする。

【００３１】半導体レーザ１０から射出されたレーザ光
線は、ビームスプリッタ１２で反射されてほぼ９０°方
向を転じられ、コリメータレンズ１３で収束され、立ち
上げミラー１４によってほぼ９０°角度を転じられた
後、対物レンズ１５によって光ディスク１００の信号記
録面に集光して照射される。

【００３２】光ディスク１００からの戻り光は、対物レ
ンズ１５によって集光され、立ち上げミラー１４によっ
て略９０°方向を転じられ、コリメータレンズ１３を通
った後、ビームスプリッタ１２を透過し、シリンドリカ
ルレンズ１６を通って光検出器１７に達して検出され
る。

【００３３】なお、光ピックアップ装置１０は、対物レ
ンズ１５による色収差を補正する色補正素子を備えるこ
ともある。色補正素子は、例えば、立ち上げミラー１４
と対物レンズ１５間又はコリメータレンズ１３と立ち上
げミラー１４間の光路に設けられる。

【００３４】本実施の形態の光ピックアップ装置１０
は、半導体レーザ１１、対物レンズ１５及び色補正素子
（以下、これらを要部と称する。）に特徴を有する。し
たがって、以下では、これら要部に着目して説明し、他
の部分の説明は省略する。

【００３５】図２は、第１の実施の形態の光ピックアッ
プ装置の要部を示す図である。図中には、光ピックアッ
プ装置１０の要部となる対物レンズ２１が示されてい
る。この対物レンズ２１は、光ピックアップ装置１０の
対物レンズ１５に相当するものである。この第１の実施
の形態の光ピックアップ装置１０は、色補正素子を有し
ない。

【００３６】対物レンズ２１は、非球面の第１面１と第
２面２を有し、半導体レーザ１１から入射される光線Ｌ
を集光し、光ディスク１００の第３面３を介して像面と
なる信号記録面４に照射する。対物レンズ２１を規定す
るデータを以下に示す。

【００３７】表１は、対物レンズ２１の仕様を示す。

【表１】

【００３８】表２は、対物レンズ２１の設計値を示す。

【表２】

【００３９】表３は、対物レンズ２１の第１面１の非球
面係数を示す。

【表３】

【００４０】表４は、対物レンズ２１の第２面２の非球
面係数を示す。

【表４】

【００４１】表５は、対物レンズ２１の光学材料の屈折
率を示す。

【表５】

【００４２】表６は、対物レンズ２１の波面収差の波長
とレンズ厚に対する依存性を示す。

【表６】

【００４３】基準波長の４０５ｎｍに対する縦収差図を
図３に、非点収差図を図４に示す。対物レンズ２１は、
基準波長の４０５ｎｍに対して、波面収差が０．００６
λ（λは半導体レーザ１１の波長）と非常に低く、ほぼ
無収差といえる良好な特性を有する。

【００４４】図５は、波面収差の波長に対する依存性を
示す図である。図中の符号△は本実施の場合における波
長と波面収差の関係を示すものである。図中の符号□は
後述する。図に示すように、対物レンズ２１の波面収差
は、基準波長と異なる波長を適用すると増加する。これ
は、基準波長からの波長のずれにより球面収差が増加す
るためである。波長４００ｎｍでの最良面像での縦収差
図を図６に示す。このときの波面収差は０．０２２λで
ある。なお、波面収差は、大半が３次の球面収差であ
る。

【００４５】本実施の形態の光ピックアップ装置１０に
おいては、基準波長に対して波面収差を最小にするよう
に、基準波長に対応して設計された対物レンズ２１の光
軸方向の厚さ（軸上厚さ。以下、単に厚さと称する。）
を変化させ、基準波長と異なる波長を有する半導体レー
ザに対しても波面収差を最小にする。基準波長と異なる
波長に対応する対物レンズ２１は、基準波長に対応する
対物レンズ２１と異なる厚さを有するので、基準波長に
おいて波面収差（残留収差）を有する。

【００４６】基準波長と異なる波長に対応する対物レン
ズ２１の厚さは、例えば波長とレンズ厚さの対応関係を
記載した後述するようなテーブルを参照することによっ
て求める。所望の厚さを有する対物レンズ２１は、基準
波長に対応する対物レンズ２１と同一の面形状を有し、
所定範囲に厚さがばらついて分布する複数のレンズから
選択する。

【００４７】図７は、波長に対して対物レンズ２１の厚
さを変化させ、波面収差が最小となる厚さを示したもの
である。図中の符号◆で示すように、波長３９５ｎｍ、
４００ｎｍ、４０５ｎｍ、４１０ｎｍ、４１５ｎｍに対
応する対物レンズ２１の厚さをそれぞれ示している。た
だし、図中では、対物レンズ２１は、基準波長４０５ｎ
ｍに対応する３．１０４ｎｍを基準とした変化量で示さ
れている。

【００４８】このような波長と対物レンズ２１との関係
は、例えば実験やシミュレーションによって求め、テー
ブルとして作成しておくことができる。このテーブルを
参照することにより、特定の波長に対して球面収差を最
小にするような対物レンズ２１の厚さを求めることがで
きる。

【００４９】本実施の形態では、波長４００ｎｍの半導
体レーザ１１を用いるので、対物レンズ２１の厚さの変
化は２μｍとなり、厚さ３．１０６ｍｍの対物レンズ２
１を採用している。

【００５０】図８に、波長４００ｎｍの半導体レーザ１
１と、基準厚さに対応する対物レンズ２１と面形状が同
じで厚さ３．１０６ｍｍを有する対物レンズ２１を用い
た本実施の形態の光ピックアップ装置１０による縦収差
図を示す。本実施の形態の光ピックアップ装置１０は、
波面収差が０．００７λと小さく、ほぼ無収差と見なせ
る良好な特性を有する。

【００５１】図９は、第２の実施の形態の光ピックアッ
プ装置の要部を示す図である。図中には、光ピックアッ
プ装置１０の要部となる対物レンズ２２と色補正素子２
３が示されている。この対物レンズ２２は、光ピックア
ップ装置１０の対物レンズ１５に相当するものであり、
第１の実施の形態の対物レンズ２１と同一である。ま
た、貼り合わせ型の色補正素子２３は、対物レンズ２２
による色収差を補正するものである。

【００５２】色補正素子２３は、第１面１、第２面２及
び第３面を有し、対物レンズ２２は第４面４と第５面５
を有する。色補正素子２３は、半導体レーザ１１から射
出された光線Ｌに対して所定の色補正を施し、対物レン
ズ２２は、色補正素子２３を透過した光線Ｌを集光し、
光ディスク１００の第６面を介して像面となる信号記録
面７に照射する。対物レンズ２２及び色補正素子２３を
規定するデータを以下に示す。

【００５３】表７は、対物レンズ２２及び色補正素子２
３の仕様を示す。

【表７】

【００５４】表８は、対物レンズ２２及び色補正素子２
３の設計値を示す。

【表８】

【００５５】表９は、対物レンズ２２の第４面４の非球
面係数を示す。

【表９】

【００５６】表１０は、対物レンズ２２の第５面５の非
球面係数を示す。

【表１０】

【００５７】表１１は、対物レンズ２２及び色補正素子
２３の各光学材料の屈折率を示す。

【表１１】

【００５８】基準波長の４０５ｎｍに対する縦収差図を
図１０に、非点収差図を図１１に示す。色補正素子２３
は、基準波長において僅かにレンズパワーを有するた
め、これらの収差図は、第１の実施の形態の縦収差図
（図３）及び非点収差図（図４）から僅かに変化してい
る。

【００５９】図５の符号□は、本実施の形態における、
波長と波面収差との関係を示している。第１の実施の形
態の符号△に比較すると、色補正素子２３を有する本実
施の形態では、波面収差は基準波長近くで低下するが、
これ以外では増加している。

【００６０】なお、本実施の形態の波面収差の値は、各
々の波長における最良な像面で収差を計算したため多少
大きな値になっているが、像面を特定の波長の最良像面
に固定して他の波長の収差を計算した場合は、色補正素
子２３を有する本実施の形態の方が第１の実施の形態よ
り優れた結果になることはいうまでもない。

【００６１】対物レンズ２２は、基準波長の４０５ｎｍ
において、僅かに球面収差を有し、波面収差０．０１７
λとなる。色補正素子２３に用いた２種類のガラスは、
４０２．７ｎｍで屈折率が等しくなる。この波長では、
色補正素子２３はレンズパワーがなくなり、何ら光学的
作用を有しないので、対物レンズ２２の特性は色補正素
子２３が存在しない場合と同一になる。

【００６２】表１２は、対物レンズ２２の波面収差の波
長とレンズ厚に対する依存性を示す。

【表１２】

【００６３】色補正素子２３のレンズパワーがなくなる
波長４０２．７ｎｍでは、波面収差は０．００９λであ
り、ほぼ無収差とみなせる。また、これ以外の波長で
は、色補正素子２３はレンズパワーを持つので、波面収
差には、対物レンズ２２だけでなく色補正素子２３を考
慮する必要がある。

【００６４】例えば、半導体レーザ１１が基準波長の４
０５ｎｍを有する場合を想定する。この場合、第１の実
施の形態のように、対物レンズ２２の面形状を維持した
まま厚さを変化させることで、基準波長においても波面
収差を最小にすることができる。例えば前述のようなテ
ーブルを参照し、対物レンズ２２の厚さを元の３．１０
４ｍｍから３．１０２ｍｍに薄くする。このときの縦収
差図を図１３に示す。波面収差は、０．００８λと小さ
くなり、ほぼ無収差と見なすことができる。なお、この
ように厚さを変化させた対物レンズ２２は、波長４０
２．７ｎｍにおいて残留収差を有するようになる。

【００６５】ここで、半導体レーザ１１が波長４００ｎ
ｍを有する場合を想定する。表１３は、対物レンズの波
面収差の波長とレンズ厚に対する依存性を示す。

【表１３】

【００６６】波長４００ｎｍにおいては、基準波長の４
０５ｎｍにおける０．００８λから波面収差が増加す
る。波長４００ｎｍにおける最良像面での縦収差図を図
１３に示す。この時の波面収差は０．０３５λとかなり
大きな値になる。

【００６７】本実施の形態では、第１の実施の形態と同
様に、対物レンズ２２の面形状を維持したまま厚さを変
化させることで、波長４００ｎｍにおける波面収差を最
小にする。例えば前述のようなテーブルを参照し、対物
レンズ２２の厚さを、基準波長に対応する３．１０２ｍ
ｍより厚い３．１０７ｍｍに設定する。

【００６８】このときの縦収差値を図１４に示す。波面
収差は、０．００５λと小さくなり、ほぼ無収差と見な
せる。なお、この４００ｎｍに対応する対物レンズ２２
は、基準波長の４０５ｎｍにおいて残留収差を有する。

【００６９】次に、光ピックアップ装置の製造方法の実
施の形態について説明する。

【００７０】光ピックアップ装置の製造方法は、光ディ
スク１００にレーザ光線を照射して情報信号の記録又は
再生を行う光ピックアップ装置１０を製造する一連のス
テップから構成される。

【００７１】すなわち、光ピックアップ装置の製造方法
は、複数の単玉の対物レンズを測定するステップと、前
記複数の対物レンズを測定に応じて分類するステップ
と、レーザ光線を射出する半導体レーザの波長を測定す
るステップと、前記測定した波長に対して、基準波長か
らのずれによる球面収差を補正する対物レンズを求める
ステップと、前記求めた対物レンズを、前記分類した複
数の対物レンズから選択するステップと、前記半導体レ
ーザ及び前記選択した対物レンズを組み合わせるステッ
プとを有する。

【００７２】本実施の形態では、対物レンズの光軸方向
の厚さ（軸上厚さ）が球面収差に寄与をなすことに着目
する。本実施の形態では、測定した半導体レーザの波長
に応じて、基準波長からの波長のずれによる球面波長を
補正するような対物レンズの軸上厚さを求めることで、
前記波長のずれによる球面収差を補正するような球面収
差を有する対物レンズを求める。このような半導体レー
ザと対物レンズを組み合わせることにより、前記波長の
ずれによる球面収差と軸上厚さによる球面収差は相殺す
る。

【００７３】図１５は、本発明を適用した光ピックアッ
プ装置の製造方法の一連のステップを示すフローチャー
トである。

【００７４】最初のステップＳ１１において、光ピック
アップ装置１０の製造に用いる半導体レーザ１１の波長
を測定する。半導体レーザ１１の射出するレーザ光線
は、個別の半導体レーザ１１ごとに異なるので、それぞ
れの半導体レーザ１１の波長を個体ごとに測定する。

【００７５】ステップＳ１２においては、ステップＳ１
１において測定した半導体レーザ１１の波長に対応する
対物レンズ１５の厚さを求める。すなわち、当該波長に
対して波面収差が最小となるような対物レンズ１５の軸
上厚さを、前述した図７に示したようなテーブルを参照
して求める。このテーブルは、波長とこの波長に対応す
る対物レンズ１５の厚さの対応関係を記載する。対応関
係は、例えば実験やシミュレーションによって求める。

【００７６】ステップＳ１３においては、ステップＳ１
２で求めた軸上厚さを有する対物レンズ１５を選択す
る。この対物レンズ１５は、予め軸上厚さが測定され、
軸上厚さに基づいて分類されている複数の対物レンズの
中から選択する。

【００７７】図１６は、複数の対物レンズを軸上厚さに
よって分類する一連のステップを示すフローチャートで
ある。

【００７８】最初のステップＳ２１においては、複数の
対物レンズの軸上厚さを個別の対物レンズごとに測定す
る。

【００７９】複数の対物レンズは、製造上の公差を有す
るので軸上厚さにばらつきを有する。複数の対物レンズ
の軸上厚さのばらつきは、対物レンズの製造誤差におい
て支配的な厚み誤差によるものである。

【００８０】なお、対物レンズの製造誤差としては、面
形状又はガラスの屈折率の製造誤差も考えられるが、こ
れらは次のような理由によって影響が少ない。すなわ
ち、面形状の誤差は、球面収差以外の収差を発生するた
め、本実施の形態では、面形状は非常に高精度に形成す
るものとする。また、本実施の形態のような高ＮＡの対
物レンズの材料には光学ガラスを用いるが、光学ガラス
の屈折率のばらつきは小さい。

【００８１】これに対して対物レンズの厚さ誤差は、製
造時に抑制することが難しい。対物レンズの厚さは、光
軸に対して回転対称形であるから、球面収差以外の不要
な収差の発生はない。なお、軸上厚さにばらつきを有す
る対物レンズを意図的に製造することもできる。

【００８２】ステップＳ２２においては、ステップＳ２
１で測定した軸上厚さに基づいて対物レンズを分類す
る。例えば、対物レンズを１μｍを単位で分類する。

【００８３】図１５のステップＳ１４においては、ステ
ップＳ１１で波長を測定した半導体レーザ１１とステッ
プＳ１３で選択した前記波長に対応する対物レンズ１５
を組み合わせる。

【００８４】本実施の形態の一連のステップは、所定の
プログラムに基づいて制御された製造ラインにおいて自
動的に実行することができる。また、この一連のステッ
プは、プログラムとして記録媒体に記録して配布するこ
とができる。

【００８５】次に、本発明の変形例を説明する。前述の
実施の形態では、対物レンズ１５の面形状を維持したま
ま軸上厚さを変化させて形状を設定した。これに対し、
本変形例では、対物レンズ１５の面形状を変化させるこ
とで形状を設定する。具体的には、対物レンズ１５の面
形状を規定する非球面パラメータが異なる複数の対物レ
ンズの内から半導体レーザ１１に対して最小の波面収差
を与える対物レンズ１５を選択する。半導体レーザ１１
に対応する非球面パラメータは、例えば前述のようなテ
ーブルを参照して求める。なお、この変形例では、対物
レンズ１５の軸上厚さを一定に維持するか、又は同時に
変化させる。

【００８６】なお、前述の光ピックアップ装置及び光ピ
ックアップ装置の製造方法の実施の形態においては、軸
上厚さ又は面形状という対物レンズの形状が球面収差に
寄与をなすことに着目したが、対物レンズの残留球面収
差も球面収差に寄与をなす。

【００８７】このことに着目すると、前記光ピックアッ
プ装置は、半導体レーザと、この半導体レーザの基準波
長からの波長のずれによる球面収差を補正するように、
前記レーザ光線に応じて残留球面収差が設定された対物
レンズを含むものとすることができる。

【００８８】一方、前記光ピックアップ装置の製造方法
は、対物レンズを基準波長における球面収差（残留収
差）によって分類するステップと、半導体レーザの基準
波長からのずれによる球面収差を補正する対物レンズの
残留球面収差を求めるステップを含むものとすることが
できる。

【００８９】また、前述の実施の形態は、本発明の具体
例を述べたものであり、本発明はこれに限定されない。
例えば、光ピックアップ装置１０の対物レンズ１５及び
色補正素子は、前述の第１及び第２の実施の形態で示し
たものに限られず、他の設計によっても実現することが
できる。また、基準波長は４０５ｎｍに限らず、他の波
長に設定することもできる。

【００９０】

【発明の効果】前述のように、本発明によると、短波長
の光源と高ＮＡの単玉対物レンズを用いる光ピックアッ
プ装置において、基準波長と異なる波長を有する光源を
用いても、当該波長に応じて対物レンズの形状を設定す
ることにより、基準波長からのずれによる球面収差を抑
制した光ピックアップ装置を提供することができる。

【００９１】また、本発明によると、短波長の光源と高
ＮＡの単玉対物レンズを用いる光ピックアップ装置にお
いて、基準波長と異なる波長を有する光源を用いても、
当該波長に対応する形状の対物レンズを選択することに
より基準波長からのずれによる球面収差を抑制した光ピ
ックアップ装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ピックアップ装置の概略的
な構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態の光ピックアップ装置の要部
を示す断面図である。

【図３】第１の実施の形態の光ピックアップ装置の縦収
差図である。

【図４】第１の実施の形態の光ピックアップ装置の非点
収差図である。

【図５】第１の実施の形態の光ピックアップ装置に波長
４００ｎｍの光源を適用した場合の縦収差図である。

【図６】光源の波長と最小の波面収差を与える軸上厚さ
との対応関係を示す図である。

【図７】第１の実施の形態の光ピックアップ装置の対物
レンズの厚さを厚くして波長４００ｎｍの半導体レーザ
を用いた場合の縦収差図である。

【図８】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の要部
を示す断面図である。

【図９】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の縦収
差図である。

【図１０】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の非
点収差図である。

【図１１】対物レンズ単体の場合と色補正素子がある場
合における波面収差の波長依存性を比較して示す図であ
る。

【図１２】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の対
物レンズの厚さを薄くした場合の縦収差図である。

【図１３】第２の実施の形態の光ピックアップ装置に４
００ｎｍの波長を適用した場合の縦収差図である。

【図１４】第２の実施の形態の対物レンズの厚さを薄く
して波長４００ｎｍの半導体レーザを用いた場合の縦収
差図である。

【図１５】光ピックアップ装置製造方法の一連のステッ
プを示すフローチャートである。

【図１６】対物レンズ分類の一連のステップを示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１０ 光ピックアップ装置 １１ レーザ光源 １２ ビームスプリッタ １３ コリメータレンズ １４ 立ち上げミラー １５ 対物レンズ １６ シリンドリカルレンズ １７ 光検出器 １００ 光ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 LA21 LA25 PA01 PA02 PA17 PA18 PB01 PB03 QA01 QA02 QA07 QA14 QA18 QA21 QA25 QA34 QA41 QA46 RA03 RA07 RA12 RA13 RA41 RA44 RA45 5D119 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 EC03 FA05 JA09 JA44 JB01 JB02 NA02 5D789 AA11 AA22 AA38 AA40 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 EC03 FA05 JA09 JA44 JB01 JB02 NA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクにレーザ光線を照射して情報
   信号の記録又は再生を行う光ピックアップ装置におい
   て、 レーザ光線を射出するレーザ光源と、 前記レーザ光源の波長のずれによる球面収差を補正する
   ように、前記レーザ光線の波長に応じて設定された、前
   記レーザ光源から射出されたレーザ光線を集光して光デ
   ィスクの信号記録面に照射する単玉の対物レンズと、 を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 前記対物レンズの色収差を補正する色補
   正素子をさらに有することを特徴とする請求項１記載の
   光ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 前記対物レンズは、前記レーザ光線の波
   長に応じて形状又は残留球面収差が設定されていること
   を特徴とする請求項１又は２のいずれか一つに記載の光
   ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 光ディスクにレーザ光線を照射して情報
   信号の記録又は再生を行う光ピックアップ装置の製造方
   法において、 複数の単玉の対物レンズを測定するステップと、 前記複数の対物レンズを前記測定に応じて分類するステ
   ップと、 レーザ光線を射出するレーザ光源の波長を測定するステ
   ップと、 前記測定した波長に対して、波長のずれによる球面収差
   を補正する対物レンズを求めるステップと、 前記求めた対物レンズを、前記分類した複数の対物レン
   ズから選択するステップと、 前記レーザ光源及び前記選択した対物レンズを組み合わ
   せるステップと、 を有することを特徴とする光ピックアップ装置の製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記複数の対物レンズは球面収差にばら
   つきがあり、前記複数の対物レンズを形状又は残留球面
   収差に応じて分類し、波長のずれによる球面収差を補正
   する対物レンズの形状又は残留球面収差を求めることを
   特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置の製造方
   法。